2020年能源资源计量服务示范项目连载３

数字化能源计量系统和设备智能化自控系统示范项目

一、北京奔驰汽车有限公司简介

　　北京奔驰汽车有限公司（简称北京奔驰）成立于2005年8月8日，是北京汽车股份有限公司与戴姆勒股份公司、戴姆勒大中华区投资有限公司共同投资，集研发、发动机与整车生产、销售和售后服务为一体的中德合资企业。

　　作为首都汽车工业持续向高精尖方向转型升级的代表，北京奔驰还集世界先进的制造工艺与现代化的管理于一身，并以工匠精神为依托，将“数字化、柔性化、绿色”全面贯彻到生产的每个环节，不断促进自身高质量发展，接连荣获“全球卓越运营工厂”、“绿色示范工厂”、“北京市智能制造标杆企业”及“中德智能制造合作试点示范”等荣誉称号，以实际行动推动高质量发展。

二、项目实施背景情况

　　北京奔驰管理层积极响应国家、部委、北京市、开发区、股东双方（北汽集团和戴姆勒集团）的相关指示和精神，充分认识到汽车行业要可持续发展，就必须走绿色低碳的发展之路。于2015年10月成立的北京奔驰能源管理委员会，涵盖公司中德双方最高层领导在内的各级管理者。委员会自成立以来，积极推进公司绿色发展，大力倡导资源节约、环境友好的发展方向，并提出“使命2039”计划，旨在绿色产品、绿色制造、绿色供应链的可持续性发展。公司管理层也深刻认识到能源计量是评价能源利用状况、依法依规实施节能监督管理的重要基础和手段，是实现绿色制造的有力支撑和保障。

　　在此背景下，本项目“数字化能源计量系统和智能化设备自控系统”应运而生，旨在进一步完善能源计量体系，提高能源精细化管理水平，推进能源计量向全过程、综合性、智能化转型升级。

三、计量技术创新

　　北京奔驰的绿色制造能源计量管控项目以技术、模式创新支撑能源资源管理制度创新，主要的特点表现在以下的几个方面：

　　1.监

　　北京奔驰汽车有限公司亦庄工厂占地约5平方公里，安装了5000多块智能型能源资源计量仪表，这些表计就像企业的眼睛，监视着工厂每个生产单元的用能情况，智能化设备自控的传感器就像企业的感知系统，实时记录设备的状态。通过IT技术建立直观的数字化信息，便于企业管理者对工厂能源使用情况和设备运转状态做出及时、有效、精确的判断。同时，该系统对非正常用能可以做出预警，用于提示能源使用部门检查设备状态或不合理的用能情况，并及时纠正。

　　举例来说：2019年8月，在涂装车间，数字化计量系统发现随着生产节拍的改变，烤箱的天然气使用量并没有明显变化。针对这个问题，公司能源管理团队立刻召集相关技术人员进行研究分析，并制订相应策略，通过在烤箱各段增加传感器和控制器，实现了在生产间隔期间的天然气精确控制，大大节约了天然气的使用。

　　2.联

　　数字化能源计量系统和智能化设备自控系统均采用开放式大数据平台，与北京奔驰其他IT系统使用统一的技术标准、统一的数据库格式，直接与生产、维修、财务、采购、物流等数据在IT服务器对接，实现了不同系统的智能互联。通过该系统不仅对能源的使用可以做出精准的分析，也可以结合生产计划对设施设备做出科学的自动管控。反过来，通过能源的使用情况，也可以看到设备的运转状态、生产的排班时间、车间的生产强度等。

　　举例来说：2020年3月份，通过该系统发现MRA厂区空压机比MFA厂区在非生产时间使用压缩空气量较大。经检查发现，MFA厂区焊装机器人岛技术先进，其压缩空气智能阀组不仅可以在非生产时间自动切断各区域压缩空气供应，并且还能监测设备用气情况和漏气率。而MRA厂区尚未实现，公司管理层了解并决议后决定投资改造，实现年收益达到近千万元。

　　3.统

　　通过实现从计量仪表读数采集至能源绩效看板的完全自动化。为公司能源绩效看板提供每日、每月的各能源介质消耗数据，为管理者提供明晰的能源指标完成情况报表，管理者可结合能源管理工作者提供的分析报表及实际情况，综合决策能源管理工作方向，形成一套策划、实施、检查、改善的全周期的PDCA循环过程，为节能工作提供有力的数据支撑。

　　举例来说：自动化电子看板数据及时、准确，公司管理层、能源使用者每天都可以看到能源消耗情况和指标完成情况。2019年，MFA总装车间发现用水指标异常，及时召集生产、维修、保洁、设施等部门检查各个水表和用水情况，发现淋雨线周末清洗水池，用水量相对以往较大。事后在看板系统做了注解。

　　4.管

　　北京奔驰作为北京市重点用能单位，严格国家法律法规和行业标准，率先通过GB/T23331 idt ISO 50001能源管理体系认证。2015年成立能源管理委员会，建立车间考核制度，主要能源部门均设置能源管理员对能源管理制度进行监管和实施。2016年推行绿色北京奔驰项目，逐步扩大能源管理在企业中的作用，在降本增效方面连年获得公司奖励。每年北京奔驰都举行能源宣传月，印发能源管理海报，采用微信有奖答题，大力提升员工节能意识。并在2020年印发《北京奔驰能源管理指导手册》。

　　举例来说：自2019年开始，能源管理制度也纳入了车间绩效的考核，如：文件建立、例会制度、节能措施完成情况、跑冒滴漏巡查情况等。这些由KPI部门直接打分，各部门管理者均高度重视，在年底GB23331和ISO50001能源管理体系外审时，顺利通过，得到认证公司高度评价。

　　5.调

　　实现数字化能源计量和设备智能化自控数据共享，数据在各个计量和控制系统之间互相调用。如设备效能监测在数字化能源计量中的应用是计量系统的一个延伸，系统记录设备用能信息、产出信息，通过对比分析建立数学模型，实现对设备效能的有效评估，用于设备维修、改善或更换。

　　举例来说：衡量空压机效能的参数为气电比，计量系统把空压机用电量、产气量采集到系统中，通过能源分析系统计算出气电比曲线，设备自控系统根据设备效能曲线和气电比数值控制空压机的加减载，保证空压机在最优能效的状态下运行。

　　6.控

　　设备智能化自控就像工厂的手，根据气象参数、设备参数、能耗参数、生产信息等，自控系统通过PLC程序对设备智能化控制，实现能源最优化运行，从而做到工厂绿色运行。

　　举例来说：通风空调系统根据气象站读取的温湿度自动控制新风阀门的开度；办公区照明根据照度和人员控制LED灯的开关，车间照明根据生产时间表控制照明灯的开关；管理人员根据车间卷帘门开启时间管理物流运输秩序，等等。

四、项目取得成效

　　北京奔驰的绿色制造能源计量管控项目以技术、模式创新支撑能源资源管理制度创新，走出了一条在奔驰公司内部可复制、在汽车行业内可推广、在大型制造业内可借鉴的能源管理创新性道路。特别是“监、联、统、调、控、管”一体化的经验和做法具有广泛的推广前景。

　　该项目适合在重点用能企业推广，在降耗方面有很好的效果，节能率约为用能总量的10%～15%，经济效益显著。

　　在本项目中，北京奔驰全面发展和应用了能源计量新技术，如智能仪器仪表、大口径流量计、热值计量技术、多功能计量检测设备等，并结合运用物联网、数据库、4G/5G等先进的数据处理和通讯技术，创建了一套完全符合企业实际能源资源数据应用的数字化能源计量系统，并创新性的建立起融合了生产信息、环境信息、设备信息、质量信息、财务信息等多系统全面协调工作、多平台自动交互运行的立体化大数据平台，用于智能化数据统计、编译、分析和诊断。

　　在数字化计量的基础上，让数据在设备智能化控制中起到指导作用，真正做到了一手监、一手控，还将计量数据应用于设备的预测性维护管理。以计量仪器仪表、传感器等在线采集和实时监测数据为依据，控制用能设备在最优模式下自动运行。