工業(yè)是產(chǎn)生碳排放的主要領(lǐng)域之一。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國碳排放量累計110億噸，其中工業(yè)排放量42億噸，占全國排放量的38.18%。國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動方案》將“工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰行動”列為“碳達(dá)峰十大行動”之一，要求工業(yè)領(lǐng)域要加快綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展，力爭率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。

工業(yè)園區(qū)如何實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展？能耗精細(xì)化管理是關(guān)鍵。然而傳統(tǒng)工業(yè)園往往缺乏完善的能耗監(jiān)測與管理系統(tǒng)，也缺少專業(yè)的“雙碳”知識儲備——“不知道哪個環(huán)節(jié)產(chǎn)生多少能耗”、不知道哪些能耗非剛需”“不知道節(jié)能減碳策略如何制定”、“不知道減碳舉措怎樣落地”“不知道具體減碳措施是否有效”等種種問題極大制約了工業(yè)領(lǐng)域“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成。

上海南洋萬邦，隸屬于上海儀電集團(tuán)，是一家以云計算、大數(shù)據(jù)、智能物聯(lián)為基礎(chǔ)，服務(wù)政企實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)建運(yùn)一體化的解決方案公司。基于對工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能減碳剛需的洞察，南洋萬邦基于飛槳和文心大模型打造一站式節(jié)能減碳方案，為工業(yè)園區(qū)提供從能耗管理到雙碳咨詢的全鏈路服務(wù)，用人工智能技術(shù)賦能傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)邁向“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成。

“能耗異常難發(fā)現(xiàn)，能耗高峰難預(yù)測”兩難題制約工業(yè)園區(qū)能耗優(yōu)化

“實(shí)現(xiàn)碳減排的有效途徑包括能耗優(yōu)化、使用清潔能源、綜合改造和森林碳匯。”南洋萬邦智能物聯(lián)方案部部門經(jīng)理曾佑軒介紹，“結(jié)合南洋萬邦相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢，我們選擇以‘能耗優(yōu)化’為核心切入點(diǎn)。這其中，能耗異常和能耗高峰的發(fā)現(xiàn)與預(yù)測非常重要?！?/p>

能耗異常和能耗高峰往往會帶來碳排放的增加，同時也是反映企業(yè)能耗管理問題的重要線索。管理者必須清楚地知道企業(yè)在哪些場景、哪些時段有能耗異?；蚰芎母叻?，從而針對性地落地節(jié)能減碳措施。但是，這也恰恰是很多企業(yè)和園區(qū)的核心痛點(diǎn)。

先有能耗數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行分析預(yù)測，難題首先就來自能耗數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集方式以人工抄寫能耗表（如儀電盤、水表等）為主，耗時耗力，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和即時性也難以保證，極大制約了能耗異常的及時發(fā)現(xiàn)。而能耗預(yù)測也是由人工基于過往同期數(shù)據(jù)進(jìn)行對比來估測，如上周三用電量為某值，則預(yù)估本周三也為某值，缺乏更精準(zhǔn)的預(yù)測體系，給企業(yè)能耗優(yōu)化帶來挑戰(zhàn)。

而在南洋萬邦眼中，這兩大難題恰好非常適合通過人工智能技術(shù)來解決。

用AI繪制“能耗地圖”和“能耗心電圖”捕捉能耗異常，預(yù)測能耗高峰，減碳、安全還降本

用人工智能技術(shù)提升能耗數(shù)據(jù)收集效率和準(zhǔn)確度、及時發(fā)現(xiàn)能耗異常并實(shí)現(xiàn)科學(xué)的能耗高峰預(yù)測，是南洋萬邦技術(shù)解決方案的第一階段目標(biāo)。經(jīng)過調(diào)研對比，綜合考慮技術(shù)能力、生態(tài)友好程度及所服務(wù)客戶的信創(chuàng)國產(chǎn)化需求，團(tuán)隊(duì)最終選擇基于飛槳文字識別開發(fā)套件PaddleOCR和時序建模算法庫PaddleTS來進(jìn)行研發(fā)。

PaddleOCR擁有豐富的組件和公開的文字檢測、文字識別等一系列基礎(chǔ)預(yù)訓(xùn)練模型，大大降低了使用難度。對于開發(fā)者來說，只需具備一定的python開發(fā)能力即可在開源模型基礎(chǔ)上進(jìn)行測試、調(diào)優(yōu)，最終短時間內(nèi)完成部署上線。

PaddleTS提供了一系列先進(jìn)的基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的時序建模算法及相關(guān)組件，涵蓋時序預(yù)測、時序異常檢測、時序分類等多種場景，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備更精準(zhǔn)的識別與檢測。時序的全稱是時間序列，是一種和時問變化相關(guān)的數(shù)據(jù)形態(tài)（如心電圖、股票指數(shù)等），用于呈現(xiàn)信息變化趨勢。目前PaddleTS無論是在時序建模功能的豐富度，還是在集成的時序算法數(shù)量、端到端執(zhí)行效率上，均表現(xiàn)優(yōu)秀。

南洋萬邦整體解決方案步驟如下：

• 通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集工業(yè)園區(qū)能耗數(shù)據(jù)。有數(shù)據(jù)傳輸接口的設(shè)備通過接入網(wǎng)關(guān)來收集數(shù)據(jù)，沒有接口的設(shè)備如傳統(tǒng)儀電盤，通過安裝攝像頭來拍攝照片；

• 使用百度飛槳文字識別開發(fā)套件PaddleOCR提供的工具庫，訓(xùn)練針對工業(yè)園區(qū)傳統(tǒng)能耗表的識別模型，并部署在儀電研究院自研的邊緣計算網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)照片中文字的快速識別并轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)。模型精度達(dá)99.5%；

• 數(shù)據(jù)清洗：數(shù)據(jù)去重、空缺值填充拼接、異常值篩選；

• 基于完整即時的能耗數(shù)據(jù)，使用飛槳時序建模算法庫PaddleTS，基于先進(jìn)的異常檢測算法和時序預(yù)測算法，構(gòu)建工業(yè)園區(qū)能耗異常檢測和時序預(yù)測模型，快速識別能耗異常，預(yù)測能耗高峰。模型預(yù)測準(zhǔn)確度達(dá)95%。

最終，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建立了直觀的“能耗地圖”和“能耗心電圖”，既讓管理者可以實(shí)時掌控能源消耗情況，又能基于目前的數(shù)據(jù)及時發(fā)現(xiàn)能耗異常、預(yù)警能耗高峰，從而幫助企業(yè)管理者未雨綢繆，適時調(diào)整節(jié)能策略與措施。

舉例來說，當(dāng)出現(xiàn)高溫天氣，工廠溫度隨室外溫度升高，空調(diào)就會自動增加能耗來降溫，不僅造成了碳排放提升，有時也并不能保障空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。企業(yè)管理者就可以通過“能耗地圖”和“能耗心電圖”來及時發(fā)現(xiàn)某區(qū)域空調(diào)能耗異常，注意到該區(qū)當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行策略問題，從而及時進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到節(jié)能效果。當(dāng)系統(tǒng)預(yù)測即將出現(xiàn)能耗高峰時，也會及時發(fā)布預(yù)警，幫助管理者制定策略提前削減尖峰負(fù)荷，助力電力系統(tǒng)迎峰度夏。

“能耗異常和能耗高峰預(yù)測除了能夠幫助工業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳，也能讓企業(yè)更好地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、降低能耗成本。”曾佑軒補(bǔ)充，“能耗異常有時也能反應(yīng)設(shè)備故障和安全隱患，比如電能數(shù)據(jù)異常有時是產(chǎn)線故障造成的，或者是火災(zāi)的前兆，直接關(guān)系到企業(yè)的用能安全。而能耗高峰則會導(dǎo)致企業(yè)在現(xiàn)行電價制度下產(chǎn)生更多電費(fèi)支出，影響降本增效?！鞣逄罟取粌H僅關(guān)系到碳減排，還關(guān)系到企業(yè)的財務(wù)成本。”

目前，該服務(wù)已經(jīng)覆蓋上海、杭州、青島、南京的10個大型工業(yè)園區(qū)，能夠幫助園區(qū)平均節(jié)省10%的碳排放量及相應(yīng)能耗成本，同時保障了生產(chǎn)安全。據(jù)某園區(qū)統(tǒng)計，其全年約可節(jié)省1億度電，減少年度電費(fèi)支出超過1億元。原先每年1-2次的火災(zāi)火情也不再發(fā)生。

基于大模型造“雙碳咨詢智腦”，讓專業(yè)知識觸手可及

有了“能耗地圖”和“能耗心電圖”幫助企業(yè)進(jìn)行精細(xì)化的能耗管理還不夠，如何讓管理者在日常生產(chǎn)管理中快速獲取到“雙碳”領(lǐng)域基礎(chǔ)知識，從根本上了解“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成路徑，有的放矢地指導(dǎo)自身生產(chǎn)改進(jìn)，同樣是許多企業(yè)管理者的剛需。

基于文心大模型，南洋萬邦打造了“雙碳咨詢智腦”， 將“雙碳”相關(guān)政策方針、文檔報告等內(nèi)容對大語言模型進(jìn)行補(bǔ)充訓(xùn)練，憑借其超強(qiáng)學(xué)習(xí)能力、自然語言理解能力和語言生成能力，讓企業(yè)可以隨時隨地享受到專業(yè)便捷的“雙碳”咨詢服務(wù)。企業(yè)人員只需通過自然語言提出問題，即可得到來自“智腦”的回復(fù)，從而高效獲取到以往需要查閱大量資料、或問詢專業(yè)人員才能獲得的“雙碳”相關(guān)知識，節(jié)省了時間和人力成本。目前該服務(wù)已經(jīng)覆蓋南洋萬邦所有“雙碳”服務(wù)工業(yè)園區(qū)。

同時，南洋萬邦還借助文心大模型能力，為企業(yè)打造“AI知識庫”和“AI私人助理”，助力企業(yè)辦公智能化升級，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)效能提升。經(jīng)過大語言模型改造的企業(yè)知識庫，可以提供文檔概括、內(nèi)部流程查詢、報表解讀分析、報告總結(jié)、業(yè)務(wù)洞察等多種服務(wù)，并讓企業(yè)員工在文本創(chuàng)作、代碼編寫調(diào)試、語言翻譯、輿情監(jiān)測等方面獲得更多便利，更好地投入到日常工作和節(jié)能降碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)中。

用飛槳+文心大模型實(shí)現(xiàn)“一站式節(jié)能減碳方案”全鏈路服務(wù)，持續(xù)助推工業(yè)“雙碳”目標(biāo)達(dá)成

飛槳+文心大模型，讓南洋萬邦一站式節(jié)能減碳方案實(shí)現(xiàn)了從能耗管理到雙碳咨詢的全鏈路服務(wù)。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合南洋萬邦第三方合作伙伴的共同助力，整體一站式方案覆蓋碳感知、碳計算、碳減排、碳管理和碳認(rèn)證五大環(huán)節(jié)，助力企業(yè)到達(dá)到節(jié)能降碳、降本增效、獲得碳認(rèn)證的最終目標(biāo)。

談到人工智能技術(shù)在制造業(yè)節(jié)能減碳場景的未來，曾佑軒表示：“隨著‘雙碳’目標(biāo)的提出，企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型也更為迫切。節(jié)能減碳是難而正確的事，但是目前在工業(yè)場景中，仍舊是在用很多小模型做具體場景的優(yōu)化。隨著大模型時代的到來，如何借力大模型的智能涌現(xiàn)來更好地解決更多工業(yè)制造節(jié)能減碳的問題，是南洋萬邦持續(xù)探索的方向。”

目前，南洋萬邦已經(jīng)形成了集“云-數(shù)-智-安”為一體的整體業(yè)務(wù)布局，除為工業(yè)園區(qū)提供基于智能物聯(lián)的節(jié)能減碳服務(wù)，還在智慧政務(wù)、信息安全等領(lǐng)域持續(xù)深耕。而飛槳和文心大模型也將持續(xù)進(jìn)步，攜手千行百業(yè)伙伴一起，共同探索人工智能賦能千行百業(yè)的未來。在助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化升級的同時，為社會創(chuàng)造價值。