EMQ&優特雲-貴陽娃哈哈生產基地物聯網能耗監控項目回顧與展望

隨着我國經濟水平、工業製造業的不斷髮展，工業生產對環境和資源形成的壓力愈來愈大。爲了促進經濟和社會的協調發展，國家提出可持續發展的戰略目標。因爲工業企業中能源消耗是企業正常生產經營中不可或缺的必要條件，且在企業產品成本中佔的比例愈來愈大，所以節能降耗已成爲企業節省資源、下降成本的主要手段。

目前大部分工業企業使用的能源種類複雜，包括水、電、氣、光伏等。不少傳統能耗監控手段仍然基於人工方式相對比較簡單，沒法全方位、實時自動化的對能耗數據進行採集，能耗數據採集階段存在基礎能耗數據缺失、數據統計不完善、實時性、可靠性和真實性差等問題。 對於採集懂得數據，也會因爲企業存在數據存儲與分析、能耗管理系統上的能力不足，致使對能耗數據缺少有效的管理利用手段，長期存在能耗分析手段匱乏等一些列問題。

隨着物聯網技術的不斷髮展，工業企業也逐漸開始利用物聯網和大數據技術來應對日趨嚴峻的能耗管理問題。利用物聯網技術對生產設備、廠區、物流等的能耗的實時採集，經過雲上能耗監控與管理系統對能耗數據進行有效利用與分析，成爲各工業企業逐漸關注和實踐的方向。貴陽娃哈哈生產基地能耗監控項目就屬於利用新型物聯網技術實現能耗管理水平升級的優秀案例。

娃哈哈項目的需求與挑戰

娃哈哈貴陽生產基地始建於2003年，坐落於貴陽市白雲區經濟開發區景宏工業園，佔地面積145畝，是貴陽市乃至貴州省食品飲料行業的龍頭企業。

娃哈哈貴陽生產基地每日飲料產品產量超過5000噸，合計超過1千萬瓶，在整個娃哈哈集團中產量排名第二，廠房規模排名第三，這樣一個大廠區裏能耗始終是企業管理者關心的問題。主要的能源種類水，電、自然氣、高壓蒸汽資源以目前的產能情況消耗來看，高峯時期廠區天天用電超過30萬度，耗水12000噸，蒸汽用量超過50噸，大量的能源消耗已經成爲主要的生產成本。如何實現高效率低能耗的生產是擺在管理者面前的關鍵問題。

從2003年起，娃哈哈貴陽生產基地在不一樣時間點分四期擴建了廠房。因此在廠區生產線建設以及能耗計量設備的選型方面，不一樣階段設備信息化、智能化程度也不盡相同。如何對面積龐大的生產基地實現設備接入覆蓋，新老設備實現統一接入成爲了建設統一的能耗監控平臺提出了比較大的挑戰。

在本項目實施以前，娃哈哈貴陽基地並無能力對各個生產線的電錶與氣表進行自動化數據採集，一直沿用人工抄表的方式。但因爲廠區面積大，實際生產管理工做人員數量不多（不少生產線已經實現自動化無人生產，廠區工人和管理人員數量並很少），巡檢頻率和效率都很難有保障。工人不少時候爲了保證生產而將生產線上大部分電錶和空壓機開啓，實際並不是全部生產線都須要所有開啓設備，這樣致使了大量電、氣能源浪費。所以創建一個統1、實時的能耗監控平臺，使生產能耗數據數字化、透明化是幫助管理人員精細化管理能耗，是實現節能減排的重要一步。

EMQ與優特雲工業能耗監控方案

從2017年中開始，在貴州市政府和娃哈哈集團的大力支持下，貴州優特雲聯合EMQ啓動了貴陽娃哈哈生產基地物聯網能耗監控項目。項目第一期針對3個廠區的電錶和睦表進行實時採集，利用物聯網雲平臺實現能耗數據匯聚，並經過遠程大屏和手機小程序對能耗數據進行監控、分析和報警。 在本項目以前，廠區也作過能耗數據採集和監控項目，然而因爲設備接入種類有限，數據存儲和展現只能分散在各個配電室和廠房本地，沒法實現整個廠區的各種表計的數據統一接入。因此項目實施後並無較好的管理人員對能耗的實時監控，也沒法很好的支持能耗管理流程的改進。所以本期項目在規劃實施之初，廠方也對項目提出了明確的需求：

1. 儘量多的覆蓋三個廠區的電錶和睦表；

2. 全部數據統一接入存儲到雲平臺中；

3. 數據採集和展現要保證明時性。

項目實施基於貴州優特雲的中小企業雲平臺和EMQ物聯網設備管理與應用使能平臺，由貴州優特雲負責總體項目實施與監控平臺應用開發：

• 邊緣層：經過在不一樣廠區的不一樣位置部署多臺工業網關鏈接Modbus等各種工業總線和工業協議後將各種工業表計數據採集到網關中。根據網關所在位置和網絡條件，基於4G或有線網絡將數據上報到平臺中。數據實時性根據不一樣業務需求從秒級到分鐘級不等。

• 平臺層：EMQ提供的物聯網設備管理與應用使能平臺可將工業網關上報到數據進行匯聚和存儲，併爲應用層提供數據接口支撐。平臺具有如下特色：

  1. 平臺基於EMQ X消息中間件，具有高穩定性，可以保證全天候運行和重要的工業數據穩定傳輸；平臺數據接入與路由可達到毫秒級延時，保證工業數據監控的實時性；

  2. 平臺提供豐富的數據接口，大大加速上層工業應用和數據分析系統的開發；

  3. 平臺提供遠程網關配置與管理能力，方便用戶對網關的管理。

• 應用層：提供對各種工業表計的實時監控大屏與移動端小程序，對電錶、氣表、光伏用電等數據進行實時監控。應用層經過在平臺層設置業務規則實現對錶計數據的閾值設定與報警能力，當表計上報數據發生過載等問題時及時推送報警消息給廠區管理人員。 因爲廠區內一部分表計比較陳舊，沒法提供數據採集接口。爲保證採集覆蓋率，優特雲與廠房協調並設計了人工抄表流程，並集成到自動採集應用中實現人工與自動抄表的統一化數據匯聚。

一期項目整體覆蓋了娃哈哈貴陽基地的三個廠區的能耗監控，部署工業網關11個，自動採集電錶、氣表200多塊，數據採集點超過5000個。

本期項目成果與對將來的展望

本期項目從2019年初試運行到3月份正式運營，系統已穩定運轉超過6個月。在平臺設計與實施過程當中，我方與生產基地管理人員一塊兒對物聯網能耗平臺設計與需求進行不斷打磨。生產基地管理人員也依據平臺能力不斷改進整個廠區的能耗管理流程。從實時上報的數據與告警信息中，管理人員制定了一系列新的能耗管理流程，如根據生產線運行負荷對空壓機這類高耗能設備管網併線等操做，實現更高效的精細化管理。 貴陽廠區正式上線使用能耗監控平臺與新的操做流程後，能耗效率評比在整個娃哈哈集團30多個廠區的排名從以前的20多名到如今的連續3個月榮獲集團第一，成果十分顯著。這一成績引發了娃哈哈集團以及貴陽市政府的高度關注。 經過一期項目的成果實施，企業方也更加堅決了繼續深化改造的信心。後期咱們將基於目前的成果一方面擴大數據採集業務範圍，將物流、廠區管理等其餘方面數據實現採集和統一化調度與管理；另外一方面深化數據採集與生產過程結合，經過大數據模型對生產能耗數據分析，利用分析結果實現對生產過程的智能化、自動化的管理。

一些感想

相關連接： EMQ x工業物聯網解決方案

---

更多信息請訪問咱們的官網 emqx.io，或關注咱們的開源項目 github.com/emqx/emqx ，詳細文檔請訪問 官方文檔。