能源是國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略物質基礎，能源行業(yè)的興衰直接影響國家經(jīng)濟的發(fā)展，能源不但是國家經(jīng)濟命脈的重要行業(yè)之一，更是國家安全的重要保障。當前，世界主要國家均把能源行業(yè)作為新一輪科技革命的主戰(zhàn)場之一，制定各種政策措施搶占發(fā)展先機。
例如美國發(fā)布了《全面能源戰(zhàn)略》，日本出臺了《面向2030年能源環(huán)境創(chuàng)新戰(zhàn)略》、歐盟制訂了《2050能源技術路線圖》，均旨在通過新的能源戰(zhàn)略在能源資源競爭、能源技術競賽方面搶占發(fā)展制高點。隨著新一代信息技術的發(fā)展和滲透，能源行業(yè)數(shù)字化轉型步伐逐步加快，網(wǎng)絡化、智能化需求迫切，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代產業(yè)變革在能源領域已廣泛發(fā)生。

一、能源行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的總體發(fā)展情況

能源行業(yè)信息化基礎良好，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施與數(shù)字化能力較為健全，但是對數(shù)據(jù)的綜合利用能力不高。在底層設備方面，能源行業(yè)屬于設備密集行業(yè)，并且高價值設備的占比較高，設備智能化程度較高，大部分設備數(shù)據(jù)的開放較好。
在生產方面，目前能源行業(yè)大多數(shù)生產企業(yè)均具備DCS、SCADA、MES等相應的控制層軟件或系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)、生產過程數(shù)據(jù)的采集及獲取。在經(jīng)營管理方面，大部分企業(yè)均建立了以ERP為核心的運營體系，能夠實現(xiàn)運營數(shù)據(jù)的獲取。但是，能源行業(yè)數(shù)據(jù)的集成和分析應用水平不高，一是缺乏完善的數(shù)據(jù)管理體系，存在眾多系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接不完善、數(shù)據(jù)結構多樣、存儲方式差異大、缺乏數(shù)據(jù)標準等情況，導致整體的數(shù)據(jù)質量不高。二是數(shù)據(jù)分析能力薄弱，目前能源化工領域的數(shù)據(jù)分析仍聚焦于簡單的統(tǒng)計分析和報表呈現(xiàn)，對批處理、流計算、機器學習等新技術的應用能力不足，導致存量數(shù)據(jù)的價值難以發(fā)揮。

能源行業(yè)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需求迫切，需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提升原有業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和分析能力，實現(xiàn)智能化升級。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠為能源行業(yè)智能化升級提供關鍵技術支撐
一是工業(yè)無線、時間敏感網(wǎng)絡（TSN）、IPv6、5G網(wǎng)絡、低功耗廣域網(wǎng)等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡技術能夠快速打通能源行業(yè)的信息流，實現(xiàn)關鍵數(shù)據(jù)的匯聚。
二是工業(yè)數(shù)據(jù)管理與分析、工業(yè)智能、工業(yè)微服務等技術能夠實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的深度挖掘與應用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力能源領域各行業(yè)實現(xiàn)價值挖掘和提升，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷成熟，基于數(shù)據(jù)驅動的設備預測性維護、工廠能耗優(yōu)化、企業(yè)智能化管理、產業(yè)鏈協(xié)同管理、安全環(huán)保生產等典型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用場景在火電、風電、核電、石化、光伏等行業(yè)不斷落地，從而幫助能源行業(yè)降低設備運維成本并節(jié)省工廠能耗支出，提高工廠整體管理水平，加強產業(yè)協(xié)作能力和資源調配，提升安全環(huán)保水平。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在電力、石化等行業(yè)均有卓有成效的應用。

二、電力行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用

電力行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用主要集中在發(fā)電側設備運維、電廠管理，用電側用電優(yōu)化等場景。

在設備資產健康管理，發(fā)電企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)資產的智能運維和性能優(yōu)化，通過對電力生產中的核心設備數(shù)據(jù)的采集，并結合相應的環(huán)境數(shù)據(jù)，將回歸分析、聚類分析、深度學習等數(shù)據(jù)分析技術與設備的機理模型相結合，可訓練出各類設備故障預警模型，構建出能夠基于數(shù)據(jù)驅動的設備運維流程，從而實現(xiàn)設備故障的提前預測和主動維修，減少因設備零部件故障帶來的經(jīng)濟損失。例如為有效避免設備停機造成的巨大損失，能源公司Bord Gáis Energy借助GE Predix平臺對資產設備進行性能管理優(yōu)化，每年產生228萬歐元的經(jīng)濟效益。

電廠管理方面，發(fā)電企業(yè)主要借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)電廠的智能巡檢和安全監(jiān)控，通過智能穿戴設備、手持智能終端、無人機、機器人、視頻讀表、開關狀態(tài)識別、指示燈識別、三維可視化、全廠無線等智能設備和技術實現(xiàn)巡檢過程可視化、巡檢路線預設、巡檢數(shù)據(jù)的自動記錄、上傳,實現(xiàn)點檢、巡檢有機融合，提升巡檢質量和實時性，減少人工巡檢工作量，杜絕漏檢現(xiàn)象和環(huán)保排放事故。

用電管理方面，用電企業(yè)可借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)用電優(yōu)化，節(jié)省電力成本，主要通過對企業(yè)生產各環(huán)節(jié)用電數(shù)據(jù)的精細化采集，并通過用電數(shù)據(jù)的深度分析，找出企業(yè)用電成本的節(jié)省空間，并基于數(shù)據(jù)分析結果給出用電優(yōu)化建議，降低企業(yè)能效成本。
例如廣東智造能源科技研究有限公司為某陶瓷有限公司三條高壓進線分別安裝了數(shù)據(jù)采集裝置，通過對采集到的精細數(shù)據(jù)進行分析，診斷出該企業(yè)容改需具有約80萬/年（占企業(yè)年總用電成本的2%）的節(jié)省空間。并幫助該公司到當?shù)毓╇娋稚陥蟮谌径茸畲笮枇可陥蠛硕ㄖ?，完成基本電費計費方式的變更和需量申報工作。幫助該公司第三季度累計節(jié)省基本電費18萬元，第四季度累計節(jié)省基本電費35萬元。

三、石化行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用

石化行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用主要集中在安全生產、生產管控、大機組裝備效率優(yōu)化等場景。
在安全生產方面，石化企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)技術實現(xiàn)智能安全監(jiān)控，利用工業(yè)無線、4G、NB-IoT等網(wǎng)絡技術，可實現(xiàn)石化行業(yè)安全相關信息的全面感知和匯聚，建立包含生產裝置運行參數(shù)、廠區(qū)的生產動態(tài)信息、人員操作信息等關鍵數(shù)據(jù)的信息平臺，并結合人臉識別、機器學習等分析技術構建關鍵生產裝置、現(xiàn)場作業(yè)、人員、環(huán)境的全局化監(jiān)控體系，對異常狀態(tài)和安全風險能夠實時報警，并通過數(shù)據(jù)分析結果支撐現(xiàn)場人員、消防中心的網(wǎng)絡化協(xié)同，迅速處理安全隱患，確保石化生產的安全性和連續(xù)性。
如中石化建立了貫穿總部、企業(yè)和現(xiàn)場的三級一體化應急平臺,實現(xiàn)了重點環(huán)境排放點100%實時監(jiān)控與分析，支撐了關鍵區(qū)域事故模擬分析及搶險預演。

生產管控方面，石化企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)的生產管控一體化，石化行業(yè)生產管控一體化主要通過數(shù)據(jù)技術和網(wǎng)絡技術對企業(yè)資源管理、供應鏈管理、制造執(zhí)行系統(tǒng)、先進控制系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)等系統(tǒng)進行綜合集成，從而構建實時感知、及時響應的生產管控一體化平臺，實現(xiàn)企業(yè)從原油選擇、采購、生產加工過程到石化產品出廠全過程的智能化生產及管理，生產鏈條長，產品復雜，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置和生產控制的協(xié)同優(yōu)化，提升生產效率，減少產品質量冗余。
例如九江石化通過建設煉化一體化全流程優(yōu)化平臺，對計劃、調度、操作等生產全過程進行優(yōu)化，形成了自上而下、由下到上的協(xié)同生產新模式，實現(xiàn)員工總數(shù)減少12%、班組數(shù)量減少13%、外操室數(shù)量削減35%。

在裝備的運行優(yōu)化方面，石化企業(yè)主要利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)大機組裝備的在線運行分析優(yōu)化，通過對設備運行數(shù)據(jù)、設備效率數(shù)據(jù)的全面采集和分析，建立設備性能模型，可進行典型設備的狀態(tài)分析和效能分析；核算設備實際效率和能耗，并與設計指標進行偏差分析，找到優(yōu)化方向，提高設備的利用率，降低運營成本。恒逸石化對大機組裝備做實時動態(tài)的參數(shù)分析，構建動態(tài)的燃煤優(yōu)化模型，實時分析最優(yōu)組合參數(shù)，提升燃煤效率，燃燒鍋爐煤耗量節(jié)省了2.6%。

四、我國能源領域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展思考

我國能源領域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)起步較早，當前已經(jīng)開展了廣泛應用，并取得了良好成效。
一方面，火電、風電、核電、石化等領域的國內龍頭企業(yè)加大投入部署實施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用，其核心資產設備已逐步實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)管理，并基于數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)了生產能力優(yōu)化和高效運維管理。
另一方面，近幾年由自動化、軟件、系統(tǒng)集成起家的能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案供應商也大量涌現(xiàn)，能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈初步構建完善。在工業(yè)和信息化部2018年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程和試點示范評選中，近20%的優(yōu)秀項目與能源領域有關，如石化盈科、中油瑞飛分別構建了石油化工的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，華能集團、國網(wǎng)青海電力、特變電工、太極計算機等公司在電力領域打造了覆蓋發(fā)電、輸變電和新能源的全生命周期應用標桿。

但同時，也應看到，我國能源行業(yè)在發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時仍面臨一系列問題
一是產業(yè)力量不足，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)軟件、現(xiàn)場裝備等關鍵環(huán)節(jié)的技術實力和產品性能仍與國外先進水平有較大差距，同時缺乏類似GE、西門子等具備綜合解決方案的龍頭供給側企業(yè)和面向能源領域的特定行業(yè)供應商
二是應用推廣不足，工業(yè)互聯(lián)前期應用部署投入巨大，目前能源領域建設應用的創(chuàng)新探索主要集中在龍頭企業(yè)和特定場景，中小企業(yè)投資能力和意愿不足，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用仍處于點狀發(fā)展狀態(tài)
三是安全基礎薄弱，從總體上看，國內能源企業(yè)對防護體系建設和管理的重視程度不夠，更多關注功能安全，對信息安全不夠重視，關乎國計民生的電力、石油、化工等行業(yè)均暴露在網(wǎng)絡威脅下，工控等核心設備高度依賴國外進口，整體安全狀況不容樂觀。

垂直行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展，根本靠技術創(chuàng)新，關鍵是產業(yè)供給，動力在市場應用。下一步，需要從四個方面強化能源領域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用：
一是強化技術創(chuàng)新，瞄準高端芯片、工業(yè)操作系統(tǒng)、工業(yè)軟件、安全防護等基礎技術，探索5G、下一代網(wǎng)絡、邊緣計算、人工智能、區(qū)塊鏈等前沿技術，發(fā)展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)平臺等融合型技術，鼓勵能源領域與信息通信領域的深入合作、聯(lián)合攻關
二是培育產業(yè)力量，鼓勵有條件的能源企業(yè)構建網(wǎng)絡、平臺、安全三大體系，努力拓展能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成、平臺服務、整體解決方案等能力和業(yè)務，支持由“自用”轉向“外供”，不斷提升能源領域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)供給的質量和效益
三是加強應用實施，通過試點示范、專項、標桿工廠等方式，支持能源企業(yè)加快網(wǎng)絡化、智能化改造，推動IPv6商業(yè)化部署，推進業(yè)務系統(tǒng)和工業(yè)設備上云上平臺，積極發(fā)展智能化生產、服務型制造等新模式新業(yè)態(tài)，創(chuàng)新生產方式、組織形式和增值模式
四是完善合作生態(tài)，加強政府部門間多方聯(lián)動，完善跨界合作體制機制，以產業(yè)聯(lián)盟、創(chuàng)新中心、產業(yè)集群等建設為牽引，加強在相關產業(yè)政策制定、人才培養(yǎng)、重大科研項目部署、試點示范項目設置以及各類園區(qū)建設等方面的溝通與合作，確保體系化推進。