京東方能源CTO姜宇首談數(shù)字孿生及零碳工廠實踐案例

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作者:查士加

2022-01-19 09:32:16

來源:企業(yè)網(wǎng)D1Net

原創(chuàng)

在京東方能源事業(yè)部CTO姜宇看來,受摩爾定律的影響,半導(dǎo)體行業(yè)對產(chǎn)品性能的要求越來越高,而價格卻被壓得越來越低,因此,半導(dǎo)體行業(yè)充分融入了精益化的管理思想,對數(shù)字化和自動化的投入要求非常高,數(shù)字化水平與其他行業(yè)相比也更加領(lǐng)先。

在京東方能源事業(yè)部CTO姜宇看來,受摩爾定律的影響,半導(dǎo)體行業(yè)對產(chǎn)品性能的要求越來越高,而價格卻被壓得越來越低,因此,半導(dǎo)體行業(yè)充分融入了精益化的管理思想,對數(shù)字化和自動化的投入要求非常高,數(shù)字化水平與其他行業(yè)相比也更加領(lǐng)先。

經(jīng)營流程拉通是制造業(yè)數(shù)字化的重中之重

實際上,對于整個制造業(yè)來說,流程的拉通是一個共性的難題,企業(yè)在流程重構(gòu)的過程中將面臨非常大的阻力和挑戰(zhàn)。姜宇在接受企業(yè)網(wǎng)D1Net專訪時提到:流程拉通的關(guān)鍵在于對管理架構(gòu)的統(tǒng)一設(shè)計,他建議有條件的企業(yè)可以借助專業(yè)咨詢公司的幫助對管理架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,實現(xiàn)整個業(yè)務(wù)過程的優(yōu)化固化,通過一些定制化開發(fā)實現(xiàn)數(shù)字化系統(tǒng)的全覆蓋,從而真正對企業(yè)的管理架構(gòu)進(jìn)行拉通和重構(gòu),加速企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

近年來,京東方一直向市場化的方向轉(zhuǎn)型,這是驅(qū)動企業(yè)業(yè)務(wù)增長的重要引擎和前提。以市場營銷為例,京東方創(chuàng)新事業(yè)開發(fā)了專門的數(shù)字化平臺將所有信息系統(tǒng)全部打通,實現(xiàn)從線索到回款的拉通,貫穿了從研發(fā)、制造、銷售、物流、結(jié)算到供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié),努力打造一個整體、數(shù)字化、可視的京東方。

京東方能源事業(yè)部CTO 姜宇

姜宇對企業(yè)網(wǎng)D1net提到:“數(shù)字化給京東方帶來了非??捎^的價值,從回款、庫存周轉(zhuǎn)率到壞賬等等,各項指標(biāo)都在向利好的方向發(fā)展,沒有數(shù)字化的工具賦能,拉通流程簡直是天方夜譚。”

在流程未拉通前,京東方從市場上獲得商機線索后,要先與供應(yīng)商聯(lián)動、溝通,然后在BOM系統(tǒng)中對成本進(jìn)行綜合核算,最后才能給出相應(yīng)的報價,漫長的周期對于現(xiàn)在的客戶來說是難以接受的。通過數(shù)字化縮短了從線索到回款的整個流程的時間,大幅提升了業(yè)務(wù)的運營效率。另外,在新品研發(fā)方面,借助數(shù)字化的技術(shù)手段,能夠在立項時對市場進(jìn)行初步預(yù)估,從而做出合理的研發(fā)預(yù)算,并且對研發(fā)的整個生命周期進(jìn)行有效的管理,便于產(chǎn)品更快推向市場。

數(shù)字孿生有其特定的適用場景

2021年,元宇宙概念火爆全球,間接提升了數(shù)字孿生的熱度。姜宇認(rèn)為:元宇宙其實就是游戲行業(yè)的數(shù)字孿生,對于制造業(yè)的數(shù)字孿生而言,未來也會有很好的發(fā)展前景。

“數(shù)字孿生對產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化方面的要求非常高,投入也非常大,距離廣泛應(yīng)用還需要一段時間。”姜宇提到:“對于制造業(yè)來說,數(shù)字孿生并非適用于所有的制造場景。數(shù)字孿生通過數(shù)字技術(shù)讓產(chǎn)線在孿生的系統(tǒng)中進(jìn)行模擬,更適合那些對產(chǎn)線調(diào)整比較困難或危險系數(shù)高以及投入特別高的特定應(yīng)用場景。”而對于那些勞動密集型的離散制造來說,現(xiàn)在數(shù)字孿生應(yīng)用還比較奢侈。

數(shù)字孿生更適合京東方這樣的全球領(lǐng)先的高端制造業(yè),尤其適合無人工廠的場景。京東方上數(shù)字孿生系統(tǒng),進(jìn)行了大量投入,完全是需求驅(qū)動。“我們的無人工廠,從玻璃進(jìn)去,到流動出面板,再到加工成模組,整個過程必須達(dá)到全程可視化,在系統(tǒng)中能夠看到產(chǎn)量、良品率以及生產(chǎn)現(xiàn)場的指標(biāo),否則哪里出現(xiàn)了故障卻不知道,將會帶來難以估量的損失。”姜宇如是說。

據(jù)悉,京東方一條產(chǎn)線的成本非常高,為了實現(xiàn)智能制造的目標(biāo),降低設(shè)備的故障率和停機時間,京東方耗巨資上線了全球領(lǐng)先的CIM系統(tǒng),通過專門定制的以MES為核心的CIM系統(tǒng),實現(xiàn)了對無人工廠的制造過程管理、品質(zhì)過程管理以及不良分析等,做到了整個工廠的在線化和可視化。京東方員工通常只在維修時進(jìn)場,所有產(chǎn)線在數(shù)字孿生系統(tǒng)中都能被看到,能夠自動化監(jiān)控整個制造過程,通過自動化檢修,大大減少了設(shè)備的停機時間。

京東方物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型已取得一定成果

2016年,京東方在顯示領(lǐng)域的市場占有率成為全球領(lǐng)先者。以此為節(jié)點,京東方制定了下一步的發(fā)展目標(biāo),成立創(chuàng)新事業(yè)部進(jìn)行全面的物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型,期望以液晶顯示屏為物聯(lián)網(wǎng)入口,以在顯示屏技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的技術(shù)積累為突破口,圍繞智慧零售、智慧金融、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧能源等領(lǐng)域,向市場提供IoT解決方案和數(shù)據(jù)服務(wù)。

多年以來,以顯示屏技術(shù)為核心,京東方已在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得了一定的成果。例如,京東方承擔(dān)了國慶70周年可折疊光影屏、大興機場、成都雙子塔等多個國家大型項目。此外,在智慧金融領(lǐng)域助力工商銀行建設(shè)智慧網(wǎng)點;在智慧零售領(lǐng)域利用顯示屏技術(shù)提供電子標(biāo)簽的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備;在智慧能源領(lǐng)域建設(shè)零碳園區(qū)、零碳工廠等,諸如此類的項目還有很多。

雙碳背景下 數(shù)字化在能源領(lǐng)域深度應(yīng)用

在碳達(dá)峰、碳中和的政策背景下,各地園區(qū)不僅要實現(xiàn)數(shù)字化、智慧化,還要實現(xiàn)零碳、綠色的建設(shè)目標(biāo)。零碳園區(qū)更符合園區(qū)發(fā)展的行動路線圖,綠色低碳、零碳轉(zhuǎn)型成為園區(qū)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、落實精準(zhǔn)減排的重要方式。

為了響應(yīng)國家3060雙碳規(guī)劃目標(biāo),京東方智慧能源事業(yè)部緊跟國家政策需要,在智慧園區(qū)、智慧樓宇業(yè)務(wù)基礎(chǔ)之上,提供零碳園區(qū)解決方案,幫助園區(qū)實現(xiàn)綠色、低碳、零碳轉(zhuǎn)型。園區(qū)進(jìn)行零碳轉(zhuǎn)型,首先要通過調(diào)研對整個園區(qū)的碳排放和能耗情況進(jìn)行專業(yè)的盤查,包括用電、照明、空調(diào)、用車等情況。

對于制造業(yè)來說,零碳轉(zhuǎn)型就是對工廠的主要能耗設(shè)備進(jìn)行盤查,盤查后對記錄中的數(shù)據(jù)進(jìn)行減碳處理。例如,通過屋頂光伏、風(fēng)能等綠電代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源,對現(xiàn)有能耗設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造,從而減少碳排放量。除此之外,還可以通過購買綠電、購買碳指標(biāo)的方式進(jìn)行碳交易,實現(xiàn)零碳目標(biāo)。

在園區(qū)向零碳轉(zhuǎn)型的過程中,京東方會將零碳與智慧化改造相結(jié)合,例如監(jiān)控、門禁、停車、照明、人臉識別梯控系統(tǒng)等零散的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,也將整合到零碳解決方案中,進(jìn)行零碳、智慧化改造。姜宇預(yù)計今年年內(nèi)就會有這方面的零碳園區(qū)樣板出現(xiàn)。

數(shù)字化賦能京東方向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型

京東方智慧能源事業(yè)部成立于2009年,是最早一批從事屋頂光伏建設(shè)的企業(yè)之一。據(jù)悉,近年來京東方在能源領(lǐng)域的深入探索與其大客戶蘋果公司有著直接聯(lián)系。據(jù)悉,蘋果作為RE100倡議組織成員,在零碳排放方面對供應(yīng)商有著明確要求,蘋果的每一部手機都是碳中和的零碳產(chǎn)品,為了做到這一點蘋果每年都會檢查供應(yīng)商的零碳排放情況。

作為蘋果的面板供應(yīng)商,為了保持綜合競爭力,自2016年起,京東方通過收購光伏電站、產(chǎn)生綠電來中和為蘋果供貨所產(chǎn)生的碳排放量。同時,京東方能源事業(yè)部開始向能源互聯(lián)網(wǎng)的方向轉(zhuǎn)型,以原有的光伏電站建設(shè)業(yè)務(wù)為基礎(chǔ),向光伏電站運維、工業(yè)節(jié)能和智慧城市、智慧微網(wǎng)、碳中和業(yè)務(wù)等零碳綜合能源服務(wù)的業(yè)務(wù)方向轉(zhuǎn)型。京東方的零碳工廠解決方案、以及每年一度的京東方零碳全球合作伙伴大會均由京東方能源事業(yè)部負(fù)責(zé)。

綜合能源服務(wù)是數(shù)字化與能源技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。姜宇表示,京東方為了進(jìn)入綜合能源服務(wù)這一新興市場,結(jié)合其在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,自主研發(fā)了京東方BSEOS智慧能源操作系統(tǒng),運用通用接口將五大能源在“源、網(wǎng)、荷、儲”四大應(yīng)用場景下,通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及專業(yè)應(yīng)用接入進(jìn)來,與此同時,合作伙伴的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)也可以接入到這個平臺中,形成一整套“源網(wǎng)荷儲”一體化的零碳解決方案。

得益于多年以來對技術(shù)的尊重和對創(chuàng)新的堅持,技術(shù)一直是京東方的優(yōu)勢,在專利儲備方面一直排在中國前列,在全球也榜上有名,在人工智能和大數(shù)據(jù)等多個領(lǐng)域保持全球領(lǐng)先,這為其智慧能源操作系統(tǒng)打下了堅實的基礎(chǔ)。

BSEOS智慧能源操作系統(tǒng)包含了一系列專業(yè)應(yīng)用:例如能源管理系統(tǒng),通過分布在各個主要用能設(shè)備與主要排放點的傳感器對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和管理;

在能源管理方面,京東方有針對新能源電站的智能運維管理系統(tǒng) B-iSolar,京東方能源在全國擁有一百余個光伏電站,針對每個電站的每一塊光伏板,都能根據(jù)太陽的輻射情況計算出理論發(fā)電量,通過與實際發(fā)電量進(jìn)行對比,可根據(jù)數(shù)值指標(biāo)進(jìn)一步分析哪里出現(xiàn)了故障?是光伏板損壞還是異物遮擋?

在光伏板檢修方面,京東方通過人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)對光伏板的熱斑進(jìn)行檢測,通過配套的無人機進(jìn)行自動檢修,并將壞點反饋給B-iSolar系統(tǒng)平臺。針對異物遮擋或積灰嚴(yán)重需要清潔的光伏板,當(dāng)實際發(fā)電量低于閾值時,可以通過智能機器人對光伏面板進(jìn)行智能清潔,并且通過算法來控制智能機器人的清掃時間和路徑。

京東方零碳工廠實踐案例

姜宇提到,京東方的所有工廠都要進(jìn)行碳盤查,所有工廠最后都會變成零碳工廠。以京東方在合肥建設(shè)的面板工廠為例,該廠投資400多億,占地面積1000余畝,是全球首條最高世代線第10.5代TFT-LCD生產(chǎn)線。

京東方智慧能源事業(yè)部為合肥10代線工廠提供“源、網(wǎng)、荷、儲”一體化的零碳解決方案,包括24兆瓦屋頂光伏,空壓機、中央空調(diào)以及照明系統(tǒng)等高能耗設(shè)備的節(jié)能改造,并且通過B-EMS系統(tǒng)對主要產(chǎn)線上的高能耗設(shè)備進(jìn)行在線實時數(shù)據(jù)分析,然后通過人工智能算法不斷優(yōu)化節(jié)能指標(biāo),形成節(jié)能減排的指導(dǎo)建議,從而減少整體的能耗量。除此之外,為了滿足客戶對供應(yīng)商的零碳要求,也為產(chǎn)線提供減碳解決方案以及后續(xù)的碳交易服務(wù)。

智慧能源面臨數(shù)據(jù)割裂和斷層瓶頸

當(dāng)談到智慧能源領(lǐng)域?qū)?shù)字化應(yīng)用的瓶頸時,姜宇提到:目前,智慧能源應(yīng)用有一定的限制范圍,比如園區(qū)的智慧微網(wǎng)是京東方所擅長的,通過光伏、風(fēng)電、儲能等綠色能源的建設(shè),園區(qū)可以形成一套能夠自給自足的微電網(wǎng),達(dá)到綠色、低碳、零碳的目標(biāo)。但是如果進(jìn)一步擴大范圍,面對國家的大型能源集團時,其數(shù)據(jù)都是封閉的,數(shù)據(jù)割裂和數(shù)據(jù)斷層的瓶頸暫時還無法打破。他認(rèn)為,國家正在向能源全面市場化的方向過渡,但是需要一個過程。

“現(xiàn)在歐洲對很多產(chǎn)品都加征碳稅,如果你的產(chǎn)品達(dá)不到他們的碳排放的要求,產(chǎn)品加上碳稅后的成本,將讓很多中國企業(yè)在對外出口時失去競爭力。”姜宇如是說。他強調(diào),“目前,國家已經(jīng)看到了這方面的趨勢,從能耗雙控,到習(xí)總書記提出的碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo),相信很快將會有新的政策和要求出臺,未來碳排放量監(jiān)測將會成為常態(tài),每個企業(yè)都要按照這樣的要求去做,達(dá)不到低碳節(jié)能的要求將面臨停產(chǎn)的尷尬局面。”

最后,姜宇表示:在國家的“雙碳”政策下,京東方期望能夠結(jié)合自身優(yōu)勢,做出幾個成熟的零碳智慧園區(qū)、零碳智慧工廠樣板,服務(wù)更多的園區(qū)、企業(yè)實現(xiàn)低碳甚至零碳運營。

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