多年以来，高耗能、高碳排放一直是困扰包括钢铁、石油、化工、大型机械等多个工业领域的问题。为降低工业生产耗能、减少碳排放量，加强设备管理、提升工业设备能源转化效率、降低设备运行功耗便成为工业企业关注的焦点。在这种大背景下，工业互联网助力“设备上云”成为企业的新选择。

工业锅炉数字孪生系统 

高能耗困扰工业生产

工信部数据显示，电机能耗占整个工业能耗的65%以上，2020年我国钢铁行业能源消耗占全社会能源消耗总量超过13%；全国能源基础与标准化委员会的有关统计资料显示，工业空气压缩机系统年耗电量约占全国总发电量的6%~9%……高能耗已成为困扰上述行业发展的痛点，在碳中和碳达峰相关政策出台的背景下，企业对节能降耗的需求更为紧迫。

近年来，经过调研发现，部分行业的高耗能并不全是由于行业自身生产特点和能源技术水平造成，工业设备带来的能源浪费也是高能耗、高碳排放的“罪魁祸首”。能源转换效率低下、设备能耗高、设备管理不力等看似边缘的环节，恰恰成为阻碍工业生产降能减碳的短板。

炼铁高炉数字孪生系统 

据中国电子信息产业发展研究院发布的《“工业互联网平台+设备上云”白皮书》，我国工业锅炉效率低下，实际运行热效率往往低于理想的热效率，比国外先进水平低15%~20%，造成每年多消费的煤炭约为两亿吨。石油化工企业中，设备能耗是全厂能耗最重要的组成部分，大型炼厂的全厂能耗组成中，85%~89%为设备能耗。

树根互联联合创始人、CEO贺东东在接受《中国电子报》记者采访时表示：“能源浪费可能出现在传统生产模式注意不到的细节之处，比如，焊接工艺包括连续焊、断续焊、点焊等10余种，原材料材质又有硬质合金钢、低碳合金钢等10余种，板厚有20余种，常见坡口还有3种。针对不同的焊接工艺、不同的原材料材质、不同的板厚、不同的坡口组合，如果焊机始终按照固定的工作模式运行，无法根据具体情况随时做出调整，就会造成能源浪费。

要解决设备耗能问题，便要对设备进行科学化、集中化、数据化管理。“上云”成为解决设备耗能问题的新选择。

设备上云助力节能减碳

工业设备上云作为一种先导性、引领性、示范性应用，具备牵引工业互联网技术和商业模式的迭代升级的作用，同时可带动工业互联网功能演进和规模商用，具备广泛的发展前景。东方国信有关负责人表示：“海量设备互联是创造产业新动能的坚实底座之一，设备上云是工业互联网创新发展的必要前提，是数字化转型发展‘短平快’的高效先导手段，具有引领性与示范意义。”

当前，我国工业设备上云已取得阶段性成果。据工信部公开信息，截至今年第一季度，工业APP数量超过40万个，全国具有一定行业区域影响力的工业互联网平台超过100个，连接工业设备数量达到7000万台套。目前，设备上云已经助力包括钢铁、锅炉、石油化工、电机、电网等多个行业实现节能降碳。

火电发电机组运行状态检测及健康评估 

在水泥制备领域，东方国信推出水泥云解决方案，提供过程稳定控制，提供面向生料制备、熟料烧成、水泥粉磨、余热发电、煤粉制备等各工艺单元的数据驱动等服务，实现吨熟料煤耗下降1.5%~8%、吨熟料电耗下降1%~5%、氨水用量下降10%~30%。

在石油化工行业，恒逸石化通过对历年锅炉燃烧数据进行深度学习，推算出最优的锅炉燃烧参数，实现了燃煤发电效率提升2.6%，在节煤方面增加了数千万元收入。在工程机械装备制造领域，三一桩机灯塔工厂运用5G和工业互联网技术，依托树根互联的根云平台，将工厂中上千台的水电油气仪表和生产制造设备全部连接起来，对焊接、涂装等全部工艺进行实时数据采集和监测。截至2021年8月，三一桩机灯塔工厂节电38.63万度，节天然气30.16万立方米，节水4.74万吨，年减少二氧化碳排放3977吨，排放量同比下降30.5%。

多方协力 未来可期

至于未来“设备上云”的发展路径，赛迪智库信软所工业互联网研究室助理研究员张朝表示，首先要打退“四大拦路虎”：一是上云战略思想缺乏共识，不同企业对工业设备的认识不统一；二是工业设备结构复杂，全面采集海量数据难度较大；三是不同品牌、不同类型的工业设备数据格式、数据协议等差异巨大，尚不能实现大范围的互联互通；四是工业设备数据类型杂、数量多，相关分析处理模型仍不成熟。

“设备上云”是牵涉网络层、平台层、应用层多方力量的系统工程，张朝在接受《中国电子报》记者采访时表示，工业设备上云需要完成工业设备数据采集、传输、分析和应用等多个环节工作。

旋转设备振动分析及故障预警

一是要采集关键数据。综合运用智能传感、协议解析、边缘计算等多种技术，精准采集工业设备在能源消耗、碳排放等方面的相关数据，并将其传输到云端，为进一步的分析处理提供重要数据基础。二是构建分析模型。以采集的数据为基础，依托第一性原理模型和大数据算法模型，推动技术、工艺、经验等工业知识的模块化封装和软件化沉淀，精准反映海量设备数据与能耗水平之间的关系，为能效优化、节污减排提供可靠的决策支撑。三是部署专业应用。基于数据的高效汇聚和模型的科学分析，面向具体应用场景和一线职工，开发部署各类专业应用，实现企业能耗管理的透明化和智能化，驱动生产工艺优化和设备升级改造，切实提高企业能源利用效率，降低碳排放水平。

而要想提升“设备上云”覆盖率，将其带来的节能减碳利好效果扩大化，上游网络保障至中游软件服务、下游设备应用方均需要协同发力。张朝表示，产业生态各方需进一步凝聚共识，共同打造“政府部门出政策、用户企业出场景、平台企业出解决方案、金融机构出资金”的生态闭环。首先，政府部门要加强政策支持力度。各地方政府可结合当地工业设备上云具体实际，完善政策支持体系，出台创新券、服务券等措施，营造良好发展氛围。其次，用户企业可以全面梳理在节能降碳方面存在的痛点和难点问题，为工业设备上云解决方案提供丰富应用场景，以设备实时数据驱动生产方式绿色化升级。再次，工业互联网平台企业要加大5G、人工智能、大数据的融合应用，优化工业设备上云解决方案的供给质量，支撑各类产业能源利用效率的规模化提升。最后，金融机构要完善资金支持体系，银行等金融机构可以基于工业设备上云的状态数据，创新金融产品和服务模式，加大对工业设备上云的资金支持，加速产业体系的低碳化转型。

风电机组运行状态检测 

要实现高耗能工业设备上云覆盖率提升，东方国信有关负责人表示：“这要求企业一方面要完成复杂设备的运行机理模型、设备至公有云的安全升级，提高设备运行效率和可靠性，降低资源能源消耗和维修成本，实现高能耗设备的节能减碳；另一方面要通过政府和市场共同发力，推动平台在产业聚集区、工业园区、重点行业实现规模化应用，通过形成示范效应，引导通用设备、新能源设备以及智能装备的上云应用，实现更大范围的节能减碳，同时通过工业企业设备快速上云模式切入，推进工业互联网落地。”