賽迪顧問2020年發(fā)布的《中國智能制造發(fā)展新趨勢(shì)》中提到，我國智能制造發(fā)展進(jìn)入洗牌期，工業(yè)大數(shù)據(jù)將成為智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，工業(yè)核心數(shù)據(jù)、關(guān)鍵技術(shù)專利等數(shù)字化資產(chǎn)對(duì)于企業(yè)的價(jià)值正在加速提升，增加廠區(qū)生產(chǎn)安全、過程安全迫在眉睫。

2019年底，國家電投云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)正式發(fā)布，這也是能源發(fā)電行業(yè)首個(gè)工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)。作為國家電投集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要載體，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了哪些技術(shù)突破?取得了哪些應(yīng)用成果?將對(duì)能源電力行業(yè)的信息化產(chǎn)生哪些影響?帶著這些問題，記者采訪了國家電投大數(shù)據(jù)中心主任助理張成剛。

張成剛表示：“云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)已經(jīng)完成集團(tuán)總部、風(fēng)電、光伏、水電、核電、環(huán)保、綜合智慧能源產(chǎn)業(yè)云平臺(tái)的建設(shè)，以及環(huán)保、水電、核電、火電板塊30余個(gè)產(chǎn)業(yè)邊平臺(tái)的推廣部署，發(fā)布了邊平臺(tái)建設(shè)規(guī)范，統(tǒng)一了邊平臺(tái)框架，推動(dòng)了分云中心的建設(shè)及邊平臺(tái)的接入，目前平臺(tái)應(yīng)用商店中的各類成熟應(yīng)用已為集團(tuán)節(jié)約大量能源，實(shí)現(xiàn)效益的大幅提升。”

國家電投大數(shù)據(jù)中心主任助理張成剛

平臺(tái)建設(shè)背景

據(jù)介紹，云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)源于對(duì)數(shù)據(jù)管理和創(chuàng)新應(yīng)用的雙向需求。

數(shù)據(jù)管理需求：

1、存在海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚困難的問題，數(shù)據(jù)價(jià)值難以充分挖掘;

2、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行困難，在集團(tuán)內(nèi)難以全面推廣;

3、數(shù)據(jù)共享不夠便捷，流轉(zhuǎn)困難。

應(yīng)用開發(fā)需求：

1、各單位同類型應(yīng)用重復(fù)研發(fā)，存在資源浪費(fèi)的問題;

2、應(yīng)用從研發(fā)到落地的周期長(zhǎng)，難以滿足業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需求;

3、業(yè)務(wù)知識(shí)與IT技術(shù)銜接困難，應(yīng)用創(chuàng)新能力受限;

4、成熟應(yīng)用推廣困難，技術(shù)價(jià)值難以變現(xiàn)。

“1+8+N”的技術(shù)架構(gòu)體系

為了快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求、能夠?qū)⒓瘓F(tuán)內(nèi)部海量的異構(gòu)工業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、快速處理、提升質(zhì)量、挖掘價(jià)值，2017年國家電投集團(tuán)成立大數(shù)據(jù)中心，托管于二級(jí)單位中央研究院下，由集團(tuán)創(chuàng)新部直接管理。大數(shù)據(jù)中心成立后，迅速確定了“搭平臺(tái)、匯數(shù)據(jù)、建應(yīng)用、做運(yùn)營(yíng)”四條業(yè)務(wù)主線，為集團(tuán)未來智慧化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐。

云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、集成創(chuàng)新、合作共贏為理念，以全面支撐集團(tuán)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型為總體目標(biāo)，采用“1+8+N”的技術(shù)架構(gòu)體系，聯(lián)通集團(tuán)總部、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、二級(jí)單位、各級(jí)廠站和集控中心。其中，“1”指集團(tuán)總部側(cè)總云平臺(tái)，“8”指風(fēng)電、光伏、水電、火電、核電、環(huán)保、綜合智慧能源等核心板塊，“N”指遍布在各二級(jí)單位及廠站側(cè)的邊平臺(tái)。

四統(tǒng)一·三協(xié)同的建設(shè)目標(biāo)

據(jù)介紹，該平臺(tái)的云邊協(xié)同架構(gòu)，以集團(tuán)“四統(tǒng)一·三協(xié)同”為總體建設(shè)目標(biāo)，設(shè)計(jì)核心功能模塊，提出了云邊之間數(shù)據(jù)、應(yīng)用等各類信息交互的標(biāo)準(zhǔn)，保證了集團(tuán)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行信息的有效傳輸。

云、邊之間的四大統(tǒng)一管理：

• 統(tǒng)一訪問管理;
• 統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理;
• 統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)管理;
• 統(tǒng)一運(yùn)維管理。

云、邊之間的三大協(xié)同：

• 數(shù)據(jù)協(xié)同：主要包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則、數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄、數(shù)據(jù)資產(chǎn)三部分，其中，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則主要解決數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和稽核規(guī)則的匯聚、審批、下發(fā)、執(zhí)行;數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄主要實(shí)現(xiàn)總部統(tǒng)一目錄結(jié)構(gòu)的跨域下發(fā)、匯總、訪問等;數(shù)據(jù)資產(chǎn)跨域協(xié)同主要基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的按需跨域申請(qǐng)及共享;
• 管理協(xié)同：主要實(shí)現(xiàn)跨域數(shù)據(jù)和應(yīng)用的權(quán)限管理、節(jié)點(diǎn)管理、調(diào)度管理和運(yùn)維管理;
• 應(yīng)用協(xié)同：主要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用、模型、知識(shí)的跨域訂閱、分發(fā)、接收和部署。

云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)全流程處理和跨域管理。大數(shù)據(jù)門戶作為平臺(tái)唯一訪問入口，為用戶提供欄目個(gè)性化定制及智能內(nèi)容推送等服務(wù)。數(shù)據(jù)全流程處理通過提供數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)，處理分析，可視化展示等應(yīng)用組件，來滿足不同用戶對(duì)海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用開發(fā)需求。應(yīng)用商店作為平臺(tái)的統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)窗口，數(shù)據(jù)、模型、應(yīng)用以商品形式進(jìn)行上架、交易，同時(shí)提供敏捷開發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的一站式開發(fā)、測(cè)試、部署。跨域管理通過提供資產(chǎn)瀏覽，節(jié)點(diǎn)、權(quán)限、數(shù)據(jù)對(duì)象、模型的全面管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，模型和應(yīng)用的跨域協(xié)同。

云平臺(tái)與邊平臺(tái)之間的跨域協(xié)同

為實(shí)現(xiàn)跨域協(xié)同，云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)整體分為兩層，云平臺(tái)和邊平臺(tái)。

云平臺(tái)在集團(tuán)側(cè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心側(cè)部署。提供全流程數(shù)據(jù)處理組件、應(yīng)用開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)治理工具、專家知識(shí)庫、大數(shù)據(jù)門戶、應(yīng)用商店、跨域管理、數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄等功能。

邊平臺(tái)在二級(jí)單位，廠站及集控中心部署。二級(jí)單位側(cè)的邊平臺(tái)具備全流程數(shù)據(jù)處理組件、應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)治理工具等功能。廠站側(cè)、集控中心的邊平臺(tái)具備時(shí)序數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)工具，數(shù)據(jù)治理工具及應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境等功能。

云平臺(tái)與邊平臺(tái)之間，通過數(shù)據(jù)、管理、應(yīng)用跨域協(xié)同的方式，為各級(jí)單位用戶提供平臺(tái)統(tǒng)一的訪問入口，保證全域的數(shù)據(jù)交換，應(yīng)用的多級(jí)流轉(zhuǎn)，模型的分發(fā)調(diào)用，各類資產(chǎn)交易等相關(guān)業(yè)務(wù)的順利開展。

云邊協(xié)同跨域協(xié)同架構(gòu)圖

基于平臺(tái)各類基礎(chǔ)功能組件及云邊之間的跨域協(xié)同，平臺(tái)可提供海量信息資源匯聚、智能應(yīng)用全域服務(wù)、一體化跨域協(xié)同管理三大核心能力。據(jù)介紹，跨域協(xié)同通過自研的跨域協(xié)同組件實(shí)現(xiàn)，云基礎(chǔ)設(shè)施方面部署在國家電投集團(tuán)的私有云中，底層成熟的技術(shù)組件直接采購，而跟業(yè)務(wù)強(qiáng)相關(guān)的治理工具、資產(chǎn)目錄管理工具等則采用自主定制化研發(fā)模式。

目前，平臺(tái)已形成了包括大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)工具，數(shù)據(jù)中臺(tái)技術(shù)工具，運(yùn)維技術(shù)工具及開發(fā)技術(shù)工具在內(nèi)的一系列工具套件，支撐從采集、存儲(chǔ)、分析、共享到使用等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

有別于其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理模式，國家電投集團(tuán)的電廠眾多，每家電廠都會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)工業(yè)數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)到云中，將對(duì)信息內(nèi)網(wǎng)造成很大壓力。由于電廠對(duì)這類密集型的工業(yè)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)的需求不高，所以大數(shù)據(jù)中心根據(jù)行業(yè)的需求特性提出了數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)集中制定跨域下發(fā)，數(shù)據(jù)目錄逐層匯聚統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)資產(chǎn)分散存儲(chǔ)在邊緣側(cè)，按需接入，通過一套數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的集中管理，通過跨云協(xié)同組件以及定制化的數(shù)據(jù)共享流程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在全域的流轉(zhuǎn)、共享和使用。

對(duì)風(fēng)優(yōu)化典型應(yīng)用或可提升年發(fā)電量約3億度

平臺(tái)在應(yīng)用層提供敏捷高效的應(yīng)用開發(fā)部署環(huán)境，以集中研發(fā)、統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)、跨域部署的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方式，為各級(jí)單位用戶提供智能應(yīng)用全域服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該平臺(tái)已上線部署了96個(gè)智能應(yīng)用，其中比較典型的對(duì)風(fēng)優(yōu)化大數(shù)據(jù)應(yīng)用，每天自動(dòng)更新各機(jī)組的對(duì)風(fēng)偏差，交互界面可及時(shí)展現(xiàn)和定位需要運(yùn)維的機(jī)組，只需SCADA歷史與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不需要增加測(cè)點(diǎn)或加裝激光雷達(dá)，保障安全。另外，該應(yīng)用在廠站、集控中心均可部署，且收益回報(bào)高。

該應(yīng)用成熟穩(wěn)定運(yùn)行后，山東牟平風(fēng)電場(chǎng)的年發(fā)電量提升近1%，槳角優(yōu)化、轉(zhuǎn)矩優(yōu)化、轉(zhuǎn)速優(yōu)化等其他5項(xiàng)應(yīng)用使牟平風(fēng)電場(chǎng)年發(fā)電量提升3%，整體檢修效率提升了30倍。張成剛介紹，對(duì)風(fēng)優(yōu)化大數(shù)據(jù)應(yīng)用的推廣復(fù)用性很高，如果在國家電投集團(tuán)全范圍推廣，每年預(yù)計(jì)可提升發(fā)電量約3億度。

生產(chǎn)業(yè)務(wù)畫像是最大難題

提到平臺(tái)建設(shè)的難點(diǎn)時(shí)，張成剛表示，平臺(tái)自研的過程中，最大的難點(diǎn)就是生產(chǎn)業(yè)務(wù)畫像。因?yàn)樵诠芾砗蜕a(chǎn)領(lǐng)域，都有深耕的企業(yè)提供信息化系統(tǒng)和解決方案，例如西門子、GE、施耐德等，擅長(zhǎng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域，而國內(nèi)的必可測(cè)、中科諾維、科遠(yuǎn)、朗坤等公司在MIS層的設(shè)備管理領(lǐng)域更有價(jià)值，此外還有恒輝智訊等在設(shè)備可靠性領(lǐng)域擁有獨(dú)特算法模型類的企業(yè)，但是在發(fā)電業(yè)務(wù)領(lǐng)域，還沒有專門的大數(shù)據(jù)公司能提供發(fā)電行業(yè)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)畫像。

張成剛強(qiáng)調(diào)，發(fā)電設(shè)備中，一個(gè)鍋爐包含上百萬個(gè)部件，每個(gè)部件都要用分析模型提取原始數(shù)據(jù)，分析是否在閾值內(nèi)震蕩，不僅需要非常強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)，還需要對(duì)海量的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。只有通過機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建震蕩曲線模型，才能通過大數(shù)據(jù)分析出哪臺(tái)設(shè)備即將在何時(shí)會(huì)發(fā)生何事，從而報(bào)警，采取干預(yù)措施。這些計(jì)算量都是在邊平臺(tái)完成的，因?yàn)橹挥袕S站側(cè)的邊平臺(tái)具備毫秒級(jí)的數(shù)據(jù)能力，而云平臺(tái)則作為大節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事故的回放分析。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)以生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)賦能，全面反映集團(tuán)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)的狀況，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)。例如：在生產(chǎn)層面，當(dāng)設(shè)備突破震蕩曲線的閾值后報(bào)警，通過分析該設(shè)備與其他設(shè)備的關(guān)聯(lián)關(guān)系，判斷如何采取下一步措施;在運(yùn)營(yíng)層面，平臺(tái)根據(jù)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，對(duì)廠站利潤(rùn)下滑的經(jīng)營(yíng)狀況提出預(yù)警，從而讓各級(jí)管理層引起注意采取止損措施。張成剛將大數(shù)據(jù)的分析預(yù)測(cè)能力比作中醫(yī)調(diào)理，是綜合性的分析萬事萬物的變化，而不是只針對(duì)某一病癥處理問題。

平臺(tái)能力可復(fù)用 具有廣泛應(yīng)用前景

國家電投集團(tuán)是發(fā)電央企中發(fā)電業(yè)務(wù)最全的企業(yè)，因此大數(shù)據(jù)平臺(tái)在核電、火電、氫能、光伏、風(fēng)能、水電五大領(lǐng)域都有相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用案例，在技術(shù)先導(dǎo)性方面屬于行業(yè)領(lǐng)先水平，在交叉學(xué)科和共性關(guān)鍵性研究領(lǐng)域也取得了一定的進(jìn)展。

提到云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)能源發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生的價(jià)值時(shí)，張成剛表示，國家電投集團(tuán)作為一家投資型集團(tuán)，希望將集團(tuán)內(nèi)取得的優(yōu)秀成果孵化，讓平臺(tái)的能力在國家能源、華能、華電以及地方能源企業(yè)復(fù)用，與其實(shí)際業(yè)務(wù)相結(jié)合，以大部分沿用平臺(tái)原有、小范圍進(jìn)行改動(dòng)的方式，賦能其實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)能力和管理能力的雙效提升。目前，大數(shù)據(jù)中心正在與皖能、浙能研究共同合作的可行性。

大數(shù)據(jù)應(yīng)用共創(chuàng)生態(tài)體系

最后，張成剛透露：“國家電投集團(tuán)期望建設(shè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的共創(chuàng)生態(tài)體系，通過統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境降低應(yīng)用開發(fā)成本，縮短應(yīng)用研發(fā)的周期，避免重復(fù)開發(fā)帶來的資源浪費(fèi)，同時(shí)通過眾創(chuàng)生態(tài)環(huán)境,將行業(yè)頂尖的應(yīng)用接入，為生態(tài)體系中的企業(yè)提供更多選擇。”

據(jù)悉，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用商店包含原生應(yīng)用和非原生應(yīng)用兩大類，采用應(yīng)用付費(fèi)的模式，帶動(dòng)應(yīng)用層創(chuàng)新。目前該生態(tài)體系中不僅接入了國家電投集團(tuán)的所有二級(jí)單位，西門子、施耐德、GE、必可測(cè)等專業(yè)公司的大數(shù)據(jù)應(yīng)用也已在平臺(tái)上線。