本屆評選面向“智能制造”方向,圍繞關鍵技術及核心基礎部件、智能化裝備和制造過程智能化技術與系統(數字化工廠車間)三大領域,面向全國征集到186個案例,覆蓋全國21個?。ㄖ陛犑校植荚?7個行業。評選活動遵循公平、公正、客觀、權威的原則,由30位智能科技領域中外知名專家組成評審委員會,從創新性和獨特性、應用價值與實效性、實施難度與復雜性、市場影響與推廣性等維度對申報案例進行評審,最終評選出10個優秀案例。我們將在未來一段時間通過官網、官微等平臺陸續展播優秀案例,推動創新應用案例的推廣和普及,進一步帶動人工智能和實體經濟的深度融合。
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本期案例概述
本期為大家帶來十大優秀案例之一、智能化裝備領域入選案例——基于自主創新的大型流域水電公司智慧企業建設,核心技術關鍵詞為智慧企業、人機協同、大數據。
2014年以來,國能大渡河公司深入貫徹新發展理念,全面落實國家能源集團戰略,基于大型流域水電企業開展智慧企業探索實踐,以中國工程院原常務副院長潘云鶴院士為總顧問,鐘登華、陳純院士等一批國內知名專家學者組成的顧問團隊完成智慧企業頂層設計,在企業界首創提出智慧企業理論體系,率先在大型國有企業開展實踐,實現千萬千瓦機組智能自主運行。
在企業整體的角度,強化物聯網建設、深化大數據挖掘、推進管理變革創新,將先進的信息技術、工業技術和管理技術深度融合,實現企業全要素的數字化感知、網絡化傳輸、大數據處理和智能化應用,從而使企業呈現出風險識別自動化、決策管理智能化、糾偏升級自主化的柔性組織形態和新型管理模式。經過8年智慧企業建設有力推動大渡河公司管理模式由層級制向中心制轉變,生產管理由人工化向智能化轉變,決策指揮由經驗化向數據化轉變,風險防控由被動式向預判式轉變,職工隊伍由生產型向創新型轉變。
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本期案例詳解
一、積極研用“云大物移智”,確立智慧水電建設路徑
近年來,工業化生產、規?;б婢€性利益增長不能為發電企業帶來新的效益增長,消費市場也已隨著“互聯網+”的技術革命發生巨大變革。從大型流域水電公司的安全管控角度來講,流域沿岸地質脆弱,重大高危邊坡遍布全流域各個角落,挑戰著公司安全管控的“三零”紅線。同時水電行業由于其特殊性,電廠選址普遍處于大山深處,遠離社會發展的城市群主體,遠離城市的工作現場,工作條件艱苦。但隨著社會發展,職工對改善工作生活條件的期盼越來越高。因此,大渡河公司智慧企業發展積極融合“云大物移智”先進技術,確立“業務量化、集成集中、統一平臺、智能協同”的智慧企業建設路徑:
1、研發水電企業智慧化運行系列關鍵技術。研發基于大數據智能的水庫運行、洪水調控、電力調度、設備診斷、大壩安全等智慧化運行技術:
第一,梯級電站群電力“智能一鍵調”和防洪“智能一鍵調”技術,創建WRF動態優選及自學習模型,發明融合數字天氣預報徑流預報技術。研發負荷智能分配模型、水庫智能調度模型,防洪響應縮短到分鐘級,總發電負荷分配時間縮短到毫秒級。
第二,水電站設備健康狀態早期預測預警技術。開發智能巡檢機器人、智能安全帽等成套裝備,研發基于計算機視覺和人機協同的電站智能巡檢技術,構建設備運行狀態立體監測體系。研究并建立9座電站41臺機組故障特征庫及健康評價標準。
第三,研發水庫岸坡地質災害和大壩運行安全風險預警技術。研發邊坡微動態勢智能感知成套裝備,揭示巖質邊坡損傷破裂動力特征演變規律,研發大壩三維變形智能監測成套裝備,大壩安全風險動態評估與預警模型,連續安全生產天數超6000天。
圖:國能大渡河流域水電開發有限公司
2、率先提出智慧企業系統理論。系統研究形成智慧企業理論體系,為企業智慧化建設提供管理模型、路徑、目標和方法參考。歷時1年完成《大渡河智慧企業戰略研究與總體規劃報告》,出版《智慧企業框架與實踐》《智慧企業概論》及《水電企業智慧化運行與管理》等專著,發布《智慧企業指引》及《智慧水電企業建設指南》,詳細揭示以“人”為中心的智慧企業運行機理。
圖:國能大渡河大崗山水電站
3、首次在大型企業成功實踐。按照智慧企業整體規劃,建設智慧工程、智慧電廠、智慧調度、智慧檢修四大業務單元,實現多系統聯動和全面感知;推動“大感知、大傳輸、大存儲、大計算、大分析”五大基礎設施建設,構建互通互聯、標準統一的大數據中心;在傳統有層級“物理企業”基礎上,構建與之對應無層級的“數字企業”,打造以“人”為中心的物理企業與數字企業融合智慧化運行與管理模型,建立22個專業數據中心,逐步呈現數據驅動管理的新模態。成功入選工信部工業數據分類分級應用試點優秀案例和大數據產業發展重點行業試點示范項目。
二、實現企業全要素數字化,形成新型管理模式
大渡河公司通過一系列全方位的探索與實踐,最終實現企業全要素數字化感知、網絡化傳輸、大數據處理和智能化應用,使企業呈現出風險識別自動化、決策管理智能化、糾偏升級自主化的柔性組織形態和新型管理模式。
1、推動“大感知、大傳輸、大存儲、大計算、大分析”五大基礎建設。自建110個水文遙測站點組成的全流域水情自動測報系統,建立9大類22948個庫壩運行風險測點,動態實時智能感知。采集7000余個狀態監測量,收錄標準缺陷2000余條,實現2000多公里萬兆骨干、千兆到桌面網絡連接,建設以40G波分傳輸網為主的傳輸網;集中整合網絡資源形成PB級大數據中心,創建各類智能預測、預警和決策算法模型約120項。
2、實施智慧工程、智慧電廠、智慧調度、智慧檢修四大單元建設:
第一,智慧工程在世界最高壩雙江口水電站首創特高堆石壩碾壓施工過程智能控制技術,建成首批5G基站,運用測量機器人、無人駕駛及自適應碾壓控制等技術,施工工效提高了9%。首創特高堆石壩心墻料質量智能精準控制技術,摻拌計量誤差由11%減小至2%,摻拌用地面積減少80%。
第二,智慧電廠創新研發智能巡檢平臺、多系統智能聯動平臺,依托智能巡檢機器人、智能安全帽、智能安全梯等智能裝備,極大提升生產安全管控能力。
第三,智慧調度自主創新“一鍵調”技術實現瀑布溝、深溪溝、枕頭壩三站全年負荷調節零干預,每年增發枯期電量約1.2億千瓦時,在來水同比減少30%不利形勢下,水能利用率同比增加7%,水情日預報精度達到95%,遠高于業內水平。
第四,智慧檢修實時采集設備運行參數的海量數據,建立健康度評價模型,預警預判潛在風險,自動生成檢修方案與策略,設備等效可用系數提高約10%,設備缺陷總數同比下降34%。提前4個月發現龔嘴水電站固定導葉異常征兆,成功為大崗山水電站定子故障提出檢修策略。
3、通過智慧企業建設,決策管理由剛性層級制向柔性數據驅動轉變,裝機容量增加一倍,一線人數減少三分之一,機關人數減少20%;生產管理由人工化向智能化轉變,全面啟用智能機器人替代人工巡檢,全員勞動生產率提高53%;指揮決策由經驗化向數據化轉變,大數據手段運用在發電調度、防洪度汛,近三年增發電量154億kWh,增利32.12億元,優化檢修3414項,節約資金1.23億元;風險防控由被動式向預判式轉變,精準預測百年一遇大洪水和流域周邊山體垮坡;職工隊伍由生產型向創新型轉變,從事大數據分析與挖掘人員289人,占比公司總人數約13%。
三、產學研協同創新,推動水電清潔能源事業新發展
2014年以來,大渡河公司累計獲得知識產權數量549項,主編參編國家及行業標準44項,獲得國家級與省部級科技進步獎94項,是公司成立前15年的5倍,迎接了世界近20多個國家,3萬余人次到大渡河參觀學習。2020年成功化解長江上游洪峰,將100年一遇洪峰降低為常年洪峰,受到國家水利部表揚。相關成果獲全國企業管理現代化創新成果一等獎、四川省科技進步獎一等獎等省部級獎45項。四川省在大渡河公司建立院士(專家)工作站,公司被授予清華大學管理創新實踐基地,梯級水電站群智能運行創新實踐基地等。智慧企業理論專著研究成果面向全國出版,智慧企業期刊面向全國發行,《智慧水電廠技術導則》和《梯級水電廠智慧調度技術導則》全國性行業標準通過審查,填補國內智慧企業標準空白。
大渡河公司基于自主創新的大型流域水電公司智慧企業建設,推進了大渡河流域水電開發技術的數據重塑和管理變革,以數據來驅動整個大渡河流域的建設與運行,推動產學研協同創新及高水平學科和工程技術人才的培養,為我國水電清潔能源事業新發展做出貢獻。