賽迪顧問2020年發(fā)布的《中國智能制造發(fā)展新趨勢》中提到，我國智能制造發(fā)展進入洗牌期，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)對于企業(yè)的價值正在加速提升，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)平臺正式發(fā)布，這也是能源發(fā)電行業(yè)首個工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺。作為國家電投集團數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要載體，平臺實現(xiàn)了哪些技術(shù)突破?取得了哪些應(yīng)用成果?將對能源電力行業(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)平臺已經(jīng)完成集團總部、風電、光伏、水電、核電、環(huán)保、綜合智慧能源產(chǎn)業(yè)云平臺的建設(shè)，以及環(huán)保、水電、核電、火電板塊30余個產(chǎn)業(yè)邊平臺的推廣部署，發(fā)布了邊平臺建設(shè)規(guī)范，統(tǒng)一了邊平臺框架，推動了分云中心的建設(shè)及邊平臺的接入，目前平臺應(yīng)用商店中的各類成熟應(yīng)用已為集團節(jié)約大量能源，實現(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

平臺建設(shè)背景

據(jù)介紹，云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)源于對數(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)價值難以充分挖掘;

2、數(shù)據(jù)標準執(zhí)行困難，在集團內(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)，存在資源浪費的問題;

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

3、業(yè)務(wù)知識與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內(nèi)部海量的異構(gòu)工業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一標準、快速處理、提升質(zhì)量、挖掘價值，2017年國家電投集團成立大數(shù)據(jù)中心，托管于二級單位中央研究院下，由集團創(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、匯數(shù)據(jù)、建應(yīng)用、做運營”四條業(yè)務(wù)主線，為集團未來智慧化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐。

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

四統(tǒng)一·三協(xié)同的建設(shè)目標

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

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)一運營管理;統(tǒng)一運維管理。

云、邊之間的三大協(xié)同：

數(shù)據(jù)協(xié)同：主要包括標準規(guī)則、數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄、數(shù)據(jù)資產(chǎn)三部分，其中，標準規(guī)則主要解決數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)的標準和稽核規(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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的按需跨域申請及共享;管理協(xié)同：主要實現(xiàn)跨域數(shù)據(jù)和應(yīng)用的權(quán)限管理、節(jié)點管理、調(diào)度管理和運維管理;應(yīng)用協(xié)同：主要實現(xiàn)應(yīng)用、模型、知識的跨域訂閱、分發(fā)、接收和部署。

云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)了數(shù)據(jù)全流程處理和跨域管理。大數(shù)據(jù)門戶作為平臺唯一訪問入口，為用戶提供欄目個性化定制及智能內(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，處理分析，可視化展示等應(yīng)用組件，來滿足不同用戶對海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用開發(fā)需求。應(yīng)用商店作為平臺的統(tǒng)一運營窗口，數(shù)據(jù)、模型、應(yīng)用以商品形式進行上架、交易，同時提供敏捷開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)應(yīng)用的一站式開發(fā)、測試、部署?？缬蚬芾硗ㄟ^提供資產(chǎn)瀏覽，節(jié)點、權(quán)限、數(shù)據(jù)對象、模型的全面管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)，模型和應(yīng)用的跨域協(xié)同。

云平臺與邊平臺之間的跨域協(xié)同

為實現(xiàn)跨域協(xié)同，云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的架構(gòu)設(shè)計整體分為兩層，云平臺和邊平臺。

云平臺在集團側(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。

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

云平臺與邊平臺之間，通過數(shù)據(jù)、管理、應(yīng)用跨域協(xié)同的方式，為各級單位用戶提供平臺統(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

基于平臺各類基礎(chǔ)功能組件及云邊之間的跨域協(xié)同，平臺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)同組件實現(xiàn)，云基礎(chǔ)設(shè)施方面部署在國家電投集團的私有云中，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，平臺已形成了包括大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺技術(shù)工具，數(shù)據(jù)中臺技術(shù)工具，運維技術(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、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，國家電投集團的電廠眾多，每家電廠都會產(chǎn)生大量的實時工業(yè)數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)集中存儲到云中，將對信息內(nèi)網(wǎng)造成很大壓力。由于電廠對這類密集型的工業(yè)數(shù)據(jù)集中存儲的需求不高，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)標準集中制定跨域下發(fā)，數(shù)據(jù)目錄逐層匯聚統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)資產(chǎn)分散存儲在邊緣側(cè)，按需接入，通過一套數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄實現(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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在全域的流轉(zhuǎn)、共享和使用。

對風優(yōu)化典型應(yīng)用或可提升年發(fā)電量約3億度

平臺在應(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)一運營、跨域部署的應(yīng)用實現(xiàn)方式，為各級單位用戶提供智能應(yīng)用全域服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計，該平臺已上線部署了96個智能應(yīng)用，其中比較典型的對風優(yōu)化大數(shù)據(jù)應(yīng)用，每天自動更新各機組的對風偏差，交互界面可及時展現(xiàn)和定位需要運維的機組，只需SCADA歷史與實時數(shù)據(jù)，不需要增加測點或加裝激光雷達，保障安全。另外，該應(yīng)用在廠站、集控中心均可部署，且收益回報高。

該應(yīng)用成熟穩(wěn)定運行后，山東牟平風電場的年發(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項應(yīng)用使牟平風電場年發(fā)電量提升3%，整體檢修效率提升了30倍。張成剛介紹，對風優(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全范圍推廣，每年預(yù)計可提升發(fā)電量約3億度。

生產(chǎn)業(yè)務(wù)畫像是最大難題

提到平臺建設(shè)的難點時，張成剛表示，平臺自研的過程中，最大的難點就是生產(chǎn)業(yè)務(wù)畫像。因為在管理和生產(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，擅長生產(chǎn)運營領(lǐng)域，而國內(nèi)的必可測、中科諾維、科遠、朗坤等公司在MIS層的設(shè)備管理領(lǐng)域更有價值，此外還有恒輝智訊等在設(shè)備可靠性領(lǐng)域擁有獨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。

張成剛強調(diào)，發(fā)電設(shè)備中，一個鍋爐包含上百萬個部件，每個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，不僅需要非常強的專業(yè)知識，還需要對海量的異構(gòu)數(shù)據(jù)進行分析。只有通過機器學(xué)習學(xué)習歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建震蕩曲線模型，才能通過大數(shù)據(jù)分析出哪臺設(shè)備即將在何時會發(fā)生何事，從而報警，采取干預(yù)措施。這些計算量都是在邊平臺完成的，因為只有廠站側(cè)的邊平臺具備毫秒級的數(shù)據(jù)能力，而云平臺則作為大節(jié)點進行事故的回放分析。

大數(shù)據(jù)平臺以生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和經(jīng)營管理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行數(shù)據(jù)賦能，全面反映集團生產(chǎn)和運營的狀況，實現(xiàn)智能運營的目標。例如：在生產(chǎn)層面，當設(shè)備突破震蕩曲線的閾值后報警，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;在運營層面，平臺根據(jù)經(jīng)營數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，對廠站利潤下滑的經(jīng)營狀況提出預(yù)警，從而讓各級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，而不是只針對某一病癥處理問題。

平臺能力可復(fù)用 具有廣泛應(yīng)用前景

國家電投集團是發(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)平臺在核電、火電、氫能、光伏、風能、水電五大領(lǐng)域都有相對應(yīng)的應(yīng)用場景和應(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展。

提到云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺對能源發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生的價值時，張成剛表示，國家電投集團作為一家投資型集團，希望將集團內(nèi)取得的優(yōu)秀成果孵化，讓平臺的能力在國家能源、華能、華電以及地方能源企業(yè)復(fù)用，與其實際業(yè)務(wù)相結(jié)合，以大部分沿用平臺原有、小范圍進行改動的方式，賦能其實現(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，同時通過眾創(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?！?/p>

據(jù)悉，大數(shù)據(jù)平臺的應(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)用付費的模式，帶動應(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的所有二級單位，西門子、施耐德、GE、必可測等專業(yè)公司的大數(shù)據(jù)應(yīng)用也已在平臺上線。