在深夜運轉的化工園區、地處偏遠的水務泵站、全年連續運行的數據中心以及高負荷運轉的鋼鐵產線上,穩定的生產運行長期依賴一線運維人員的輪班值守。這種以人工為核心的保障模式,在過去較長時期內支撐了工業系統的安全與連續運行。
但隨著產業環境變化與運營要求的提升,這一模式逐漸顯現出一定局限性:人力成本持續上升,人工巡檢在復雜場景下難以完全避免遺漏,高風險作業環境對人員安全構成長期壓力,同時,大量重復性、低附加值的基礎運維工作仍占用較多資源。在多重因素疊加下,傳統人工值守方式在安全、效率與精細化管理等方面面臨新的挑戰。
與此同時,人工智能、工業大數據與自動化技術的逐步成熟,為運維模式優化提供了新的技術路徑,也對工業系統在可視化、可預測與自動化方面提出了更高要求。在此背景下,如何在確保系統安全與穩定的前提下,逐步減少對高強度人工值守的依賴,將人力從重復性與高風險崗位中適度釋放,并強化人與系統之間的協同分工,正成為工業數智化轉型中一個值得持續探索的方向。
能源化工作為基礎性行業,貫穿能源供給、工業生產及民生保障等多個環節,具有產業鏈條長、關聯度高的特點,其數智化探索在一定程度上具備示范意義,并對流程工業產生外溢影響。
首先,能源化工行業對連續穩定運行的要求較高。多數裝置需要長周期運行,非計劃停機通常會帶來較大經濟影響,并可能對上下游產生連鎖反應。同時,在“雙碳”目標推進及新型電力系統加快建設的背景下,能源供需結構與運行狀態更加復雜,多類型能源并網運行也提升了運維難度。僅依賴人工在全時段、多工況條件下保持高一致性操作,實際難度在不斷增加。
其次,工藝系統的復雜性提升了運行決策的難度。在大型化工裝置中,大量工藝參數之間存在耦合關系,單一變量的調整可能引發系統性變化。傳統依賴經驗的局部調優方式,在面對多變量、多約束條件時,其優化空間與響應效率均存在一定局限。隨著裝置規模擴大和工藝復雜度提升,如何實現更具整體性的運行優化,成為當前生產管理中需要關注的問題。
此外,復雜工況對安全與綠色生產提出了更為嚴格的約束。例如在化工生產中,常涉及高溫高壓、易燃易爆及有毒有害等多重風險疊加的運行環境,同時還需滿足超低排放、近零泄漏等更高環保要求。這不僅對專業技術能力提出了較高門檻,也對現場響應的及時性與準確性形成持續考驗。
在此類場景下,引入智能系統參與高頻次、標準化程度較高的操作與監測,有助于提升執行一致性與風險防控水平。這不僅體現在成本與效率的優化上,也在于為安全運行提供更加穩定的技術支撐,并為企業實現長期穩健發展創造條件。
結合能源化工行業的特性與轉型需求,作為能源科技的全球引領者,施耐德電氣以行業領先技術及豐富的實踐經驗為依托,打造了“少人值守”解決方案,構建了從設備監測、工藝優化、數據分析到人員管控優化的智能閉環,助力行業用戶大幅降本增效,實現數智運營。
施耐德電氣“少人值守”解決方案以EcoStruxure APC先進過程控制系統、APS機組一鍵啟停、設備預測性維護系統等智能系統為核心,整合智能預警、故障診斷、DCS報警處理、PID性能優化、智能報表、性能計算、人員定位、全域工況自適應調控的八大智能化功能,可覆蓋生產及運維不同階段的運行控制需求。
在生產環節,EcoStruxure APC先進過程控制系統深度融合人工智能與工業大數據算法,能夠實時監測裝置運行狀態,動態尋優生產參數,在安全可控范圍內鎖定設備最佳運行工況,實現卡邊操作。既有效穩定整體生產流程,提升產品合格率,又能最大限度挖掘節能降耗空間。APS機組一鍵啟停系統則根據機組啟停曲線、按設定的程序發出啟停指令,實現機組的自動啟動或停止,替代傳統人工分步啟停模式,規避人為操作失誤風險。
在運維環節,通過施耐德電氣預測性維護解決方案及故障自愈策略,基于對歷史數據進行建模與多維分析,更深入地了解設備狀態,超前發現間歇性異常和無明顯癥狀異常,提前做出故障或運維預警,提醒運維人員及時干預,并使設備保持最佳狀態。故障自愈能讓機組在事故發生時具備自動響應能力,大幅降低現場人員的應急處置壓力,有效規避人工緊急操作、經驗判斷帶來的失誤風險。
此外,AI技術正賦能“少人值守”解決方案不斷進階。施耐德電氣將AI視覺識別、AI參數擬合預測、智能體集成等能力深度嵌入工業控制全流程。在項目部署階段,AI可自主梳理歷史報警數據及文件,自動生成配置信息與運行方案,提升效率并縮短項目落地周期;在應用階段,AI可依托對話式交互與智能推理能力,自主完成數據研判分析,輸出精準的決策支撐數據,實現從被動數據呈現到主動智能分析的升級。
從一鍵啟停到智能尋優,從設備穩定運行到人員高效管理,施耐德電氣“少人值守”解決方案并未局限于單一功能、單一環節的減人增效,而是直面工業企業生產、運維、安全、管理、能耗等維度的綜合難題,為行業客戶帶來生產少人值守、設備管理能力提高、生產效率提升、作業安全保障的全面優化升級。
沿著產業數智化轉型的方向,施耐德電氣與眾多行業先行者攜手同行,并在能源化工領域充分落地驗證了“少人值守”解決方案的實用價值,以穩定生產、智能運維、提質增效、節能降碳等方面的綜合表現力,切實將工業數智藍圖轉化為觸手可及的生產力。
例如,施耐德電氣為上海嘉定再生能源垃圾焚燒電站打造專屬少人值守解決方案,實現燃燒、煙氣、汽機等核心工藝系統全自動運行。項目落地后,電站人工操作量與報警處置量減少90%以上,部分系統控制可實現無人值守。同時通過AI智能優化燃燒工況與能耗管控,使得設備運維效率大幅提升,故障停機時間顯著減少,在滿足環保合規高標準的同時,降低人力運維成本,成功打造能源環保行業少人值守標桿。
在某市政垃圾發電自備電廠應用中,針對啟停與故障處理場景,施耐德電氣通過AI智能體實現自動控制,推動電廠運行模式由“人工自動控制為主、智能控制為輔”,向“智能體自主控制為主、安全管控為輔”轉變。方案落地后,該自備電廠的石灰投加冗余率從15%降至8%以內,煙氣排放關鍵指標波動頻率減少超70%,大幅降低人工介入頻次,達成智能少人值守目標。
在某化工集團熱電廠項目中,施耐德電氣基于EcoStruxure電廠整體數字化解決方案,以“少人值守”為目標對其一個機組進行全面優化。通過優化鍋爐運行效率、降低制粉電耗,項目每年為電廠帶來約158萬元的直接收益;同時,依托人員成本節約、環保合規能力提升及機組非計劃停運次數減少等綜合成效,每年進一步創造約482萬元的間接效益。
面向未來,施耐德電氣持續圍繞行業發展趨勢與客戶實際需求,依托技術創新與開放生態協同,不斷完善并落地多行業應用解決方案,助力工業企業在效率、安全與可持續發展之間實現更優平衡。除少人值守場景外,在無人行車、智能廠務、數據中心冷源群控等典型應用中,相關能力也已逐步沉淀為具備復制性與推廣價值的實踐,并在實際運行中持續優化演進。