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京东方能源CTO姜宇首谈数字孪生及零碳工厂实践案例

责任编辑:shjiaz 作者:查士加 |来源:企业网D1Net  2022-01-19 09:32:16 本文摘自:企业网D1Net

在京东方能源事业部CTO姜宇看来,受摩尔定律的影响,半导体行业对产品性能的要求越来越高,而价格却被压得越来越低,因此,半导体行业充分融入了精益化的管理思想,对数字化和自动化的投入要求非常高,数字化水平与其他行业相比也更加领先。

经营流程拉通是制造业数字化的重中之重

实际上,对于整个制造业来说,流程的拉通是一个共性的难题,企业在流程重构的过程中将面临非常大的阻力和挑战。姜宇在接受企业网D1Net专访时提到:流程拉通的关键在于对管理架构的统一设计,他建议有条件的企业可以借助专业咨询公司的帮助对管理架构进行设计,实现整个业务过程的优化固化,通过一些定制化开发实现数字化系统的全覆盖,从而真正对企业的管理架构进行拉通和重构,加速企业的数字化转型进程。

近年来,京东方一直向市场化的方向转型,这是驱动企业业务增长的重要引擎和前提。以市场营销为例,京东方创新事业开发了专门的数字化平台将所有信息系统全部打通,实现从线索到回款的拉通,贯穿了从研发、制造、销售、物流、结算到供应链的各个环节,努力打造一个整体、数字化、可视的京东方。

京东方能源事业部CTO 姜宇

姜宇对企业网D1net提到:“数字化给京东方带来了非常可观的价值,从回款、库存周转率到坏账等等,各项指标都在向利好的方向发展,没有数字化的工具赋能,拉通流程简直是天方夜谭。”

在流程未拉通前,京东方从市场上获得商机线索后,要先与供应商联动、沟通,然后在BOM系统中对成本进行综合核算,最后才能给出相应的报价,漫长的周期对于现在的客户来说是难以接受的。通过数字化缩短了从线索到回款的整个流程的时间,大幅提升了业务的运营效率。另外,在新品研发方面,借助数字化的技术手段,能够在立项时对市场进行初步预估,从而做出合理的研发预算,并且对研发的整个生命周期进行有效的管理,便于产品更快推向市场。

数字孪生有其特定的适用场景

2021年,元宇宙概念火爆全球,间接提升了数字孪生的热度。姜宇认为:元宇宙其实就是游戏行业的数字孪生,对于制造业的数字孪生而言,未来也会有很好的发展前景。

“数字孪生对产品和生产设备标准化方面的要求非常高,投入也非常大,距离广泛应用还需要一段时间。”姜宇提到:“对于制造业来说,数字孪生并非适用于所有的制造场景。数字孪生通过数字技术让产线在孪生的系统中进行模拟,更适合那些对产线调整比较困难或危险系数高以及投入特别高的特定应用场景。”而对于那些劳动密集型的离散制造来说,现在数字孪生应用还比较奢侈。

数字孪生更适合京东方这样的全球领先的高端制造业,尤其适合无人工厂的场景。京东方上数字孪生系统,进行了大量投入,完全是需求驱动。“我们的无人工厂,从玻璃进去,到流动出面板,再到加工成模组,整个过程必须达到全程可视化,在系统中能够看到产量、良品率以及生产现场的指标,否则哪里出现了故障却不知道,将会带来难以估量的损失。”姜宇如是说。

据悉,京东方一条产线的成本非常高,为了实现智能制造的目标,降低设备的故障率和停机时间,京东方耗巨资上线了全球领先的CIM系统,通过专门定制的以MES为核心的CIM系统,实现了对无人工厂的制造过程管理、品质过程管理以及不良分析等,做到了整个工厂的在线化和可视化。京东方员工通常只在维修时进场,所有产线在数字孪生系统中都能被看到,能够自动化监控整个制造过程,通过自动化检修,大大减少了设备的停机时间。

京东方物联网转型已取得一定成果

2016年,京东方在显示领域的市场占有率成为全球领先者。以此为节点,京东方制定了下一步的发展目标,成立创新事业部进行全面的物联网转型,期望以液晶显示屏为物联网入口,以在显示屏技术、人工智能、大数据等领域的技术积累为突破口,围绕智慧零售、智慧金融、智慧交通、智慧医疗、智慧能源等领域,向市场提供IoT解决方案和数据服务。

多年以来,以显示屏技术为核心,京东方已在物联网领域取得了一定的成果。例如,京东方承担了国庆70周年可折叠光影屏、大兴机场、成都双子塔等多个国家大型项目。此外,在智慧金融领域助力工商银行建设智慧网点;在智慧零售领域利用显示屏技术提供电子标签的物联网设备;在智慧能源领域建设零碳园区、零碳工厂等,诸如此类的项目还有很多。

双碳背景下 数字化在能源领域深度应用

在碳达峰、碳中和的政策背景下,各地园区不仅要实现数字化、智慧化,还要实现零碳、绿色的建设目标。零碳园区更符合园区发展的行动路线图,绿色低碳、零碳转型成为园区优化能源结构、落实精准减排的重要方式。

为了响应国家3060双碳规划目标,京东方智慧能源事业部紧跟国家政策需要,在智慧园区、智慧楼宇业务基础之上,提供零碳园区解决方案,帮助园区实现绿色、低碳、零碳转型。园区进行零碳转型,首先要通过调研对整个园区的碳排放和能耗情况进行专业的盘查,包括用电、照明、空调、用车等情况。

对于制造业来说,零碳转型就是对工厂的主要能耗设备进行盘查,盘查后对记录中的数据进行减碳处理。例如,通过屋顶光伏、风能等绿电代替传统能源,对现有能耗设备进行节能改造,从而减少碳排放量。除此之外,还可以通过购买绿电、购买碳指标的方式进行碳交易,实现零碳目标。

在园区向零碳转型的过程中,京东方会将零碳与智慧化改造相结合,例如监控、门禁、停车、照明、人脸识别梯控系统等零散的物联网设备,也将整合到零碳解决方案中,进行零碳、智慧化改造。姜宇预计今年年内就会有这方面的零碳园区样板出现。

数字化赋能京东方向综合能源服务转型

京东方智慧能源事业部成立于2009年,是最早一批从事屋顶光伏建设的企业之一。据悉,近年来京东方在能源领域的深入探索与其大客户苹果公司有着直接联系。据悉,苹果作为RE100倡议组织成员,在零碳排放方面对供应商有着明确要求,苹果的每一部手机都是碳中和的零碳产品,为了做到这一点苹果每年都会检查供应商的零碳排放情况。

作为苹果的面板供应商,为了保持综合竞争力,自2016年起,京东方通过收购光伏电站、产生绿电来中和为苹果供货所产生的碳排放量。同时,京东方能源事业部开始向能源互联网的方向转型,以原有的光伏电站建设业务为基础,向光伏电站运维、工业节能和智慧城市、智慧微网、碳中和业务等零碳综合能源服务的业务方向转型。京东方的零碳工厂解决方案、以及每年一度的京东方零碳全球合作伙伴大会均由京东方能源事业部负责。

综合能源服务是数字化与能源技术结合的产物。姜宇表示,京东方为了进入综合能源服务这一新兴市场,结合其在人工智能、大数据、物联网等领域的技术优势,自主研发了京东方BSEOS智慧能源操作系统,运用通用接口将五大能源在“源、网、荷、储”四大应用场景下,通过物联网设备以及专业应用接入进来,与此同时,合作伙伴的物联网设备和数据也可以接入到这个平台中,形成一整套“源网荷储”一体化的零碳解决方案。

得益于多年以来对技术的尊重和对创新的坚持,技术一直是京东方的优势,在专利储备方面一直排在中国前列,在全球也榜上有名,在人工智能和大数据等多个领域保持全球领先,这为其智慧能源操作系统打下了坚实的基础。

BSEOS智慧能源操作系统包含了一系列专业应用:例如能源管理系统,通过分布在各个主要用能设备与主要排放点的传感器对数据进行收集,然后将数据传输到系统中进行数据分析和管理;

在能源管理方面,京东方有针对新能源电站的智能运维管理系统 B-iSolar,京东方能源在全国拥有一百余个光伏电站,针对每个电站的每一块光伏板,都能根据太阳的辐射情况计算出理论发电量,通过与实际发电量进行对比,可根据数值指标进一步分析哪里出现了故障?是光伏板损坏还是异物遮挡?

在光伏板检修方面,京东方通过人工智能和大数据技术对光伏板的热斑进行检测,通过配套的无人机进行自动检修,并将坏点反馈给B-iSolar系统平台。针对异物遮挡或积灰严重需要清洁的光伏板,当实际发电量低于阈值时,可以通过智能机器人对光伏面板进行智能清洁,并且通过算法来控制智能机器人的清扫时间和路径。

京东方零碳工厂实践案例

姜宇提到,京东方的所有工厂都要进行碳盘查,所有工厂最后都会变成零碳工厂。以京东方在合肥建设的面板工厂为例,该厂投资400多亿,占地面积1000余亩,是全球首条最高世代线第10.5代TFT-LCD生产线。

京东方智慧能源事业部为合肥10代线工厂提供“源、网、荷、储”一体化的零碳解决方案,包括24兆瓦屋顶光伏,空压机、中央空调以及照明系统等高能耗设备的节能改造,并且通过B-EMS系统对主要产线上的高能耗设备进行在线实时数据分析,然后通过人工智能算法不断优化节能指标,形成节能减排的指导建议,从而减少整体的能耗量。除此之外,为了满足客户对供应商的零碳要求,也为产线提供减碳解决方案以及后续的碳交易服务。

智慧能源面临数据割裂和断层瓶颈

当谈到智慧能源领域对数字化应用的瓶颈时,姜宇提到:目前,智慧能源应用有一定的限制范围,比如园区的智慧微网是京东方所擅长的,通过光伏、风电、储能等绿色能源的建设,园区可以形成一套能够自给自足的微电网,达到绿色、低碳、零碳的目标。但是如果进一步扩大范围,面对国家的大型能源集团时,其数据都是封闭的,数据割裂和数据断层的瓶颈暂时还无法打破。他认为,国家正在向能源全面市场化的方向过渡,但是需要一个过程。

“现在欧洲对很多产品都加征碳税,如果你的产品达不到他们的碳排放的要求,产品加上碳税后的成本,将让很多中国企业在对外出口时失去竞争力。”姜宇如是说。他强调,“目前,国家已经看到了这方面的趋势,从能耗双控,到习总书记提出的碳达峰、碳中和的目标,相信很快将会有新的政策和要求出台,未来碳排放量监测将会成为常态,每个企业都要按照这样的要求去做,达不到低碳节能的要求将面临停产的尴尬局面。”

最后,姜宇表示:在国家的“双碳”政策下,京东方期望能够结合自身优势,做出几个成熟的零碳智慧园区、零碳智慧工厂样板,服务更多的园区、企业实现低碳甚至零碳运营。

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