1 空壓機被列為重點用能專項監(jiān)察對象
空壓機作為工業(yè)生產領域中常用的大型耗電設備，應用范圍廣、使用數(shù)量多、運行時間長，運行能耗非常高，據(jù)中國產業(yè)調研網(wǎng)發(fā)布的《2019~2025年中國空壓機市場現(xiàn)狀深度調研與發(fā)展趨勢報告》顯示，工業(yè)空氣壓縮機系統(tǒng)年耗電量約占全國總發(fā)電量的6%~9%左右，在高耗電設備中僅次于風機、水泵，排名第三。
2022年8月，國家工信部以工信廳節(jié)函〔2022〕192號，發(fā)布了關于開展2022年工業(yè)節(jié)能監(jiān)察工作的通知，依據(jù)相關國家強制性能效標準，落實《電機能效提升計劃（2021－2023年）》《變壓器能效提升計劃（2021－2023年）》，對電機、變壓器、風機、空壓機、泵等重點用能設備用戶企業(yè)開展節(jié)能監(jiān)察，核查設備臺賬，會同有關部門依法督促企業(yè)淘汰達不到強制性能效標準限定值的低效設備。
隨著“雙碳”戰(zhàn)略的提出，如何實現(xiàn)節(jié)能降碳無疑是整個空壓機上下游產業(yè)鏈的必答題。
“持證上崗”的AI云智控提供了一種選擇。
2 “持證上崗”的AI智控技術
在國家工信部11月3日公示的《國家工業(yè)和信息化領域節(jié)能技術裝備推薦目錄（2022年版）》中，蘑菇物聯(lián)申報的“基于無線通信及多約束條件人工智能算法的公輔車間管理系統(tǒng)”成功入選。
截至目前，云智控已獲得超60項發(fā)明專利，其中圍繞AI技術的發(fā)明專利就有超20項，包括空壓站和制冷車間的智能化和節(jié)能化控制方法、設備和傳感器的智能診斷和預測性維護方法等等。
云智控系統(tǒng)已經(jīng)在超2100個空壓站“持證上崗”，幫助1400多家工業(yè)企業(yè)成功數(shù)智化轉型，云智控AI算法智能控制空壓機運行，智能運維空壓機，幫助工業(yè)企業(yè)累計節(jié)省近10億度電，相當于27.2萬噸碳排放。
在醫(yī)藥行業(yè)的白云山制藥，自2019年12月正式上線云智控后，平均節(jié)能率達到25%；在食品行業(yè)的湯臣倍健，自2021年3月正式上線云智控后，設備平均加載率提高至98%，整站節(jié)能率5.39%；在電子行業(yè)的龍頭企業(yè)，自2021年11月正式上線云智控后，設備平均加載率提高至99%，將車間耗電量從之前的18738度/天降到17146度/天，節(jié)能率達到8.5%；在水泥行業(yè)的金隅太行水泥，自2021年11月正式上線云智控后，設備平均加載率提高至97.24%，整站節(jié)能率達到6%……
3 AI智控技術，如何實現(xiàn)節(jié)能？
一個站房里面有兩臺空壓機，一號排氣量20m?，二號排氣量30m?，而用氣需求在5-10分鐘是20m?，10分鐘后變?yōu)?0m?，如何去調節(jié)這些空壓機的參數(shù)和開機組合，既能滿足用氣需求，又高效節(jié)能呢？
傳統(tǒng)的PLC聯(lián)控或者一個經(jīng)驗豐富的老師傅會怎么做？他們會先開啟一號機，此時排氣量和用氣量都是20m?，供需平衡、壓力穩(wěn)定。到了第10分鐘，用氣量漲到了30m?，產生10m?用氣量的缺口，壓力會往下掉，但由于老師傅和PLC聯(lián)控是監(jiān)控壓力從而被動地調節(jié)空壓機的開機組合的，所以只有等到壓力掉到下限觸發(fā)預警，才會再開一臺機器。接著他們把二號機也打開，那就有50m?的氣在供應，但是用氣量只有30m?，這多余的20m?讓壓力快速地往上漲，直到漲到上限觸發(fā)預警。這時他們會把一號機關掉，只留排氣量為30m?的二號機，與需求量達到一個平衡，讓壓力穩(wěn)定在高壓狀態(tài)。
在短短的幾分鐘之內，他們先打開一號機，又打開二號機，又關掉一號機——造成設備啟停頻繁，對電機設備的使用壽命影響非常大，同時壓力波動大，壓力帶更寬，會為帶來很多的問題：比如在包裝行業(yè)，如果壓力波動太大，或壓力過小，會導致吹瓶不飽滿、螺紋不合格，出現(xiàn)一批劣質產品，產品不良率上升。并且因為它最后穩(wěn)定在高壓狀態(tài)，所以平均壓力更大，也就意味著壓縮做功的能耗會更多，能耗浪費比較大。
如果想要一個更優(yōu)的控制策略，我們需要兩個前提條件：第一，要有預測能力，準確知道用氣量需求會在什么時候從20m?漲到30m?。第二，要有超快的計算能力，隨著需求變化，快速生成新的控制模型，高效滿足用氣需求。而AI技術具備這兩點能力，那就可以做到更優(yōu)：只開二號機，減少設備的啟停次數(shù)，從而可以減少對設備的損傷，同時壓力更穩(wěn)定，整體更節(jié)能。
AI算法基于傳感器采集的海量數(shù)據(jù)，識別不同的工況、壓力、流量和功率之間的變化規(guī)律，對產氣端、輸氣端和用氣端分別建立數(shù)據(jù)模型，最后實現(xiàn)對設備的智能控制和智能運維，實現(xiàn)供需平衡，按需供氣，這就是整個空壓站AI節(jié)能控制的技術原理。
云智控上線前后壓力帶變化
在工業(yè)現(xiàn)場，安全生產大于一切，云智控的AI算法是戴上了“緊箍咒”的AI算法，只在清晰的邊界內發(fā)揮積極作用?，F(xiàn)在“孫悟空+緊箍咒”的工業(yè)級AI算法，已在以精益著稱的日資企業(yè)順利落地，幫助企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降碳，為企業(yè)創(chuàng)造可測量的價值。
1 空壓機被列為重點用能專項監(jiān)察對象
空壓機作為工業(yè)生產領域中常用的大型耗電設備，應用范圍廣、使用數(shù)量多、運行時間長，運行能耗非常高，據(jù)中國產業(yè)調研網(wǎng)發(fā)布的《2019~2025年中國空壓機市場現(xiàn)狀深度調研與發(fā)展趨勢報告》顯示，工業(yè)空氣壓縮機系統(tǒng)年耗電量約占全國總發(fā)電量的6%~9%左右，在高耗電設備中僅次于風機、水泵，排名第三。
2022年8月，國家工信部以工信廳節(jié)函〔2022〕192號，發(fā)布了關于開展2022年工業(yè)節(jié)能監(jiān)察工作的通知，依據(jù)相關國家強制性能效標準，落實《電機能效提升計劃（2021－2023年）》《變壓器能效提升計劃（2021－2023年）》，對電機、變壓器、風機、空壓機、泵等重點用能設備用戶企業(yè)開展節(jié)能監(jiān)察，核查設備臺賬，會同有關部門依法督促企業(yè)淘汰達不到強制性能效標準限定值的低效設備。
隨著“雙碳”戰(zhàn)略的提出，如何實現(xiàn)節(jié)能降碳無疑是整個空壓機上下游產業(yè)鏈的必答題。
“持證上崗”的AI云智控提供了一種選擇。
2 “持證上崗”的AI智控技術
在國家工信部11月3日公示的《國家工業(yè)和信息化領域節(jié)能技術裝備推薦目錄（2022年版）》中，蘑菇物聯(lián)申報的“基于無線通信及多約束條件人工智能算法的公輔車間管理系統(tǒng)”成功入選。
截至目前，云智控已獲得超60項發(fā)明專利，其中圍繞AI技術的發(fā)明專利就有超20項，包括空壓站和制冷車間的智能化和節(jié)能化控制方法、設備和傳感器的智能診斷和預測性維護方法等等。
云智控系統(tǒng)已經(jīng)在超2100個空壓站“持證上崗”，幫助1400多家工業(yè)企業(yè)成功數(shù)智化轉型，云智控AI算法智能控制空壓機運行，智能運維空壓機，幫助工業(yè)企業(yè)累計節(jié)省近10億度電，相當于27.2萬噸碳排放。
在醫(yī)藥行業(yè)的白云山制藥，自2019年12月正式上線云智控后，平均節(jié)能率達到25%；在食品行業(yè)的湯臣倍健，自2021年3月正式上線云智控后，設備平均加載率提高至98%，整站節(jié)能率5.39%；在電子行業(yè)的龍頭企業(yè)，自2021年11月正式上線云智控后，設備平均加載率提高至99%，將車間耗電量從之前的18738度/天降到17146度/天，節(jié)能率達到8.5%；在水泥行業(yè)的金隅太行水泥，自2021年11月正式上線云智控后，設備平均加載率提高至97.24%，整站節(jié)能率達到6%……
3 AI智控技術，如何實現(xiàn)節(jié)能？
一個站房里面有兩臺空壓機，一號排氣量20m?，二號排氣量30m?，而用氣需求在5-10分鐘是20m?，10分鐘后變?yōu)?0m?，如何去調節(jié)這些空壓機的參數(shù)和開機組合，既能滿足用氣需求，又高效節(jié)能呢？
傳統(tǒng)的PLC聯(lián)控或者一個經(jīng)驗豐富的老師傅會怎么做？他們會先開啟一號機，此時排氣量和用氣量都是20m?，供需平衡、壓力穩(wěn)定。到了第10分鐘，用氣量漲到了30m?，產生10m?用氣量的缺口，壓力會往下掉，但由于老師傅和PLC聯(lián)控是監(jiān)控壓力從而被動地調節(jié)空壓機的開機組合的，所以只有等到壓力掉到下限觸發(fā)預警，才會再開一臺機器。接著他們把二號機也打開，那就有50m?的氣在供應，但是用氣量只有30m?，這多余的20m?讓壓力快速地往上漲，直到漲到上限觸發(fā)預警。這時他們會把一號機關掉，只留排氣量為30m?的二號機，與需求量達到一個平衡，讓壓力穩(wěn)定在高壓狀態(tài)。
在短短的幾分鐘之內，他們先打開一號機，又打開二號機，又關掉一號機——造成設備啟停頻繁，對電機設備的使用壽命影響非常大，同時壓力波動大，壓力帶更寬，會為帶來很多的問題：比如在包裝行業(yè)，如果壓力波動太大，或壓力過小，會導致吹瓶不飽滿、螺紋不合格，出現(xiàn)一批劣質產品，產品不良率上升。并且因為它最后穩(wěn)定在高壓狀態(tài)，所以平均壓力更大，也就意味著壓縮做功的能耗會更多，能耗浪費比較大。
如果想要一個更優(yōu)的控制策略，我們需要兩個前提條件：第一，要有預測能力，準確知道用氣量需求會在什么時候從20m?漲到30m?。第二，要有超快的計算能力，隨著需求變化，快速生成新的控制模型，高效滿足用氣需求。而AI技術具備這兩點能力，那就可以做到更優(yōu)：只開二號機，減少設備的啟停次數(shù)，從而可以減少對設備的損傷，同時壓力更穩(wěn)定，整體更節(jié)能。
AI算法基于傳感器采集的海量數(shù)據(jù)，識別不同的工況、壓力、流量和功率之間的變化規(guī)律，對產氣端、輸氣端和用氣端分別建立數(shù)據(jù)模型，最后實現(xiàn)對設備的智能控制和智能運維，實現(xiàn)供需平衡，按需供氣，這就是整個空壓站AI節(jié)能控制的技術原理。
云智控上線前后壓力帶變化
在工業(yè)現(xiàn)場，安全生產大于一切，云智控的AI算法是戴上了“緊箍咒”的AI算法，只在清晰的邊界內發(fā)揮積極作用?，F(xiàn)在“孫悟空+緊箍咒”的工業(yè)級AI算法，已在以精益著稱的日資企業(yè)順利落地，幫助企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降碳，為企業(yè)創(chuàng)造可測量的價值。
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