能源是國民經濟的戰略物質基礎，能源行業的興衰直接影響國家經濟的發展，能源不但是國家經濟命脈的重要行業之一，更是國家安全的重要保障。當前，世界主要國家均把能源行業作為新一輪科技革命的主戰場之一，制定各種政策措施搶占發展先機。
例如美國發布了《全面能源戰略》，日本出臺了《面向2030年能源環境創新戰略》、歐盟制訂了《2050能源技術路線圖》，均旨在通過新的能源戰略在能源資源競爭、能源技術競賽方面搶占發展制高點。隨著新一代信息技術的發展和滲透，能源行業數字化轉型步伐逐步加快，網絡化、智能化需求迫切，以工業互聯網為代表的新一代產業變革在能源領域已廣泛發生。

一、能源行業工業互聯網的總體發展情況

能源行業信息化基礎良好，工業互聯網基礎設施與數字化能力較為健全，但是對數據的綜合利用能力不高。在底層設備方面，能源行業屬于設備密集行業，并且高價值設備的占比較高，設備智能化程度較高，大部分設備數據的開放較好。
在生產方面，目前能源行業大多數生產企業均具備DCS、SCADA、MES等相應的控制層軟件或系統，能夠實現控制數據、生產過程數據的采集及獲取。在經營管理方面，大部分企業均建立了以ERP為核心的運營體系，能夠實現運營數據的獲取。但是，能源行業數據的集成和分析應用水平不高，一是缺乏完善的數據管理體系，存在眾多系統數據對接不完善、數據結構多樣、存儲方式差異大、缺乏數據標準等情況，導致整體的數據質量不高。二是數據分析能力薄弱，目前能源化工領域的數據分析仍聚焦于簡單的統計分析和報表呈現，對批處理、流計算、機器學習等新技術的應用能力不足，導致存量數據的價值難以發揮。

能源行業對工業互聯網需求迫切，需要工業互聯網提升原有業務系統數據處理和分析能力，實現智能化升級。
工業互聯網能夠為能源行業智能化升級提供關鍵技術支撐
一是工業無線、時間敏感網絡（TSN）、IPv6、5G網絡、低功耗廣域網等工業互聯網網絡技術能夠快速打通能源行業的信息流，實現關鍵數據的匯聚。
二是工業數據管理與分析、工業智能、工業微服務等技術能夠實現能源數據的深度挖掘與應用。工業互聯網助力能源領域各行業實現價值挖掘和提升，隨著工業互聯網技術的不斷成熟，基于數據驅動的設備預測性維護、工廠能耗優化、企業智能化管理、產業鏈協同管理、安全環保生產等典型工業互聯網應用場景在火電、風電、核電、石化、光伏等行業不斷落地，從而幫助能源行業降低設備運維成本并節省工廠能耗支出，提高工廠整體管理水平，加強產業協作能力和資源調配，提升安全環保水平。工業互聯網在電力、石化等行業均有卓有成效的應用。

二、電力行業工業互聯網應用

電力行業工業互聯網應用主要集中在發電側設備運維、電廠管理，用電側用電優化等場景。

在設備資產健康管理，發電企業通過工業互聯網實現資產的智能運維和性能優化，通過對電力生產中的核心設備數據的采集，并結合相應的環境數據，將回歸分析、聚類分析、深度學習等數據分析技術與設備的機理模型相結合，可訓練出各類設備故障預警模型，構建出能夠基于數據驅動的設備運維流程，從而實現設備故障的提前預測和主動維修，減少因設備零部件故障帶來的經濟損失。例如為有效避免設備停機造成的巨大損失，能源公司Bord Gáis Energy借助GE Predix平臺對資產設備進行性能管理優化，每年產生228萬歐元的經濟效益。

電廠管理方面，發電企業主要借助工業互聯網技術實現電廠的智能巡檢和安全監控，通過智能穿戴設備、手持智能終端、無人機、機器人、視頻讀表、開關狀態識別、指示燈識別、三維可視化、全廠無線等智能設備和技術實現巡檢過程可視化、巡檢路線預設、巡檢數據的自動記錄、上傳,實現點檢、巡檢有機融合，提升巡檢質量和實時性，減少人工巡檢工作量，杜絕漏檢現象和環保排放事故。

用電管理方面，用電企業可借助工業互聯網技術實現用電優化，節省電力成本，主要通過對企業生產各環節用電數據的精細化采集，并通過用電數據的深度分析，找出企業用電成本的節省空間，并基于數據分析結果給出用電優化建議，降低企業能效成本。
例如廣東智造能源科技研究有限公司為某陶瓷有限公司三條高壓進線分別安裝了數據采集裝置，通過對采集到的精細數據進行分析，診斷出該企業容改需具有約80萬/年（占企業年總用電成本的2%）的節省空間。并幫助該公司到當地供電局申報第三季度最大需量申報核定值，完成基本電費計費方式的變更和需量申報工作。幫助該公司第三季度累計節省基本電費18萬元，第四季度累計節省基本電費35萬元。

三、石化行業工業互聯網應用

石化行業工業互聯網應用主要集中在安全生產、生產管控、大機組裝備效率優化等場景。
在安全生產方面，石化企業通過工業互聯技術實現智能安全監控，利用工業無線、4G、NB-IoT等網絡技術，可實現石化行業安全相關信息的全面感知和匯聚，建立包含生產裝置運行參數、廠區的生產動態信息、人員操作信息等關鍵數據的信息平臺，并結合人臉識別、機器學習等分析技術構建關鍵生產裝置、現場作業、人員、環境的全局化監控體系，對異常狀態和安全風險能夠實時報警，并通過數據分析結果支撐現場人員、消防中心的網絡化協同，迅速處理安全隱患，確保石化生產的安全性和連續性。
如中石化建立了貫穿總部、企業和現場的三級一體化應急平臺,實現了重點環境排放點100%實時監控與分析，支撐了關鍵區域事故模擬分析及搶險預演。

生產管控方面，石化企業通過工業互聯網技術實現的生產管控一體化，石化行業生產管控一體化主要通過數據技術和網絡技術對企業資源管理、供應鏈管理、制造執行系統、先進控制系統、分布式控制系統等系統進行綜合集成，從而構建實時感知、及時響應的生產管控一體化平臺，實現企業從原油選擇、采購、生產加工過程到石化產品出廠全過程的智能化生產及管理，生產鏈條長，產品復雜，實現資源優化配置和生產控制的協同優化，提升生產效率，減少產品質量冗余。
例如九江石化通過建設煉化一體化全流程優化平臺，對計劃、調度、操作等生產全過程進行優化，形成了自上而下、由下到上的協同生產新模式，實現員工總數減少12%、班組數量減少13%、外操室數量削減35%。

在裝備的運行優化方面，石化企業主要利用工業互聯網技術實現大機組裝備的在線運行分析優化，通過對設備運行數據、設備效率數據的全面采集和分析，建立設備性能模型，可進行典型設備的狀態分析和效能分析；核算設備實際效率和能耗，并與設計指標進行偏差分析，找到優化方向，提高設備的利用率，降低運營成本。恒逸石化對大機組裝備做實時動態的參數分析，構建動態的燃煤優化模型，實時分析最優組合參數，提升燃煤效率，燃燒鍋爐煤耗量節省了2.6%。

四、我國能源領域工業互聯網的發展思考

我國能源領域的工業互聯網起步較早，當前已經開展了廣泛應用，并取得了良好成效。
一方面，火電、風電、核電、石化等領域的國內龍頭企業加大投入部署實施工業互聯網應用，其核心資產設備已逐步實現聯網管理，并基于數據分析實現了生產能力優化和高效運維管理。
另一方面，近幾年由自動化、軟件、系統集成起家的能源互聯網解決方案供應商也大量涌現，能源工業互聯網產業鏈初步構建完善。在工業和信息化部2018年工業互聯網創新發展工程和試點示范評選中，近20%的優秀項目與能源領域有關，如石化盈科、中油瑞飛分別構建了石油化工的工業互聯網平臺，華能集團、國網青海電力、特變電工、太極計算機等公司在電力領域打造了覆蓋發電、輸變電和新能源的全生命周期應用標桿。

但同時，也應看到，我國能源行業在發展工業互聯網時仍面臨一系列問題
一是產業力量不足，工業互聯網平臺、工業軟件、現場裝備等關鍵環節的技術實力和產品性能仍與國外先進水平有較大差距，同時缺乏類似GE、西門子等具備綜合解決方案的龍頭供給側企業和面向能源領域的特定行業供應商
二是應用推廣不足，工業互聯前期應用部署投入巨大，目前能源領域建設應用的創新探索主要集中在龍頭企業和特定場景，中小企業投資能力和意愿不足，工業互聯網應用仍處于點狀發展狀態
三是安全基礎薄弱，從總體上看，國內能源企業對防護體系建設和管理的重視程度不夠，更多關注功能安全，對信息安全不夠重視，關乎國計民生的電力、石油、化工等行業均暴露在網絡威脅下，工控等核心設備高度依賴國外進口，整體安全狀況不容樂觀。

垂直行業的工業互聯網應用發展，根本靠技術創新，關鍵是產業供給，動力在市場應用。下一步，需要從四個方面強化能源領域的工業互聯網應用：
一是強化技術創新，瞄準高端芯片、工業操作系統、工業軟件、安全防護等基礎技術，探索5G、下一代網絡、邊緣計算、人工智能、區塊鏈等前沿技術，發展泛在電力物聯網、能源互聯網平臺等融合型技術，鼓勵能源領域與信息通信領域的深入合作、聯合攻關
二是培育產業力量，鼓勵有條件的能源企業構建網絡、平臺、安全三大體系，努力拓展能源互聯網系統集成、平臺服務、整體解決方案等能力和業務，支持由“自用”轉向“外供”，不斷提升能源領域工業互聯網供給的質量和效益
三是加強應用實施，通過試點示范、專項、標桿工廠等方式，支持能源企業加快網絡化、智能化改造，推動IPv6商業化部署，推進業務系統和工業設備上云上平臺，積極發展智能化生產、服務型制造等新模式新業態，創新生產方式、組織形式和增值模式
四是完善合作生態，加強政府部門間多方聯動，完善跨界合作體制機制，以產業聯盟、創新中心、產業集群等建設為牽引，加強在相關產業政策制定、人才培養、重大科研項目部署、試點示范項目設置以及各類園區建設等方面的溝通與合作，確保體系化推進。