过去十年,能源行业经历了从火电深度调峰到海上风电大跨越,从抽水蓄能快速上马到核电多场景应用的巨变。数字化到底怎么落地?本次邀请的专家,将从自身在能源数字化领域十年的实践与思考,围绕企业核心业务,解决真实的生产运营问题,重点介绍了大模型技术在能源行业的落地案例,为能源企业智能化升级提供了可落地的参考路径。
分享嘉宾:昆仑数据副总裁 钟虓
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01、能源数字化的三个场景
十年前,我们围绕能源数字化,结合大数据与人工智能,提出了三大应用场景:
一是设备的可靠性管理,即预测性维护;二是从单体设备到整体系统的运行效率提升;三是由点及面,构建综合能源的能源互联网架构。
如今回看这套思路,既感亲切,也发现很多内容并未过时。能源电力行业极其庞大,从设备部件到源网荷各侧,涉及众多企业与环节。数智化在其中也是一个宏大的命题。今天,我们仅从有限的认识与实践出发,管中窥豹,分享对数智化的一些理解和看法。
十年间,我们每年都与大量能源行业企业合作,切身体会到行业发展非常迅速。
举个例子,就以源、网、荷三个环节来说。
发电侧,火电虽然仍是主力,但这十年大家更多在讨论深度调峰、低负荷稳定运行,以及如何满足绿色低碳的环保需求。风电方面,去年北京风能展上,大家热议“两海一沙”,尤其是如何出海、如何发展海上风电。机组也日趋大型化,十年前刚开始与风电企业合作时,还是1.5兆瓦、2兆瓦的机组,现在陆上已到十多兆瓦,海上更是超过20兆瓦。
水电方面,抽水蓄能发展极快,包括我们对雅鲁藏布江等流域的开发。如何在不同流域、不同来水条件下实现灵活调节和综合管理,尤其是兼顾防洪、救灾、大坝安全监测等职能,都是重要课题。
核电则始终安全优先,从三代堆到四代堆,规模化扩容的同时,还拓展了供热等多场景应用。
石油天然气领域,除了传统开采,非常规资源的开采和安全生产保障也愈发重要。
网侧,高比例新能源并网一直是电网的重点。电网友好性如何提升?大量风电并网后,冬季防灾抗灾怎么做?油气管道作为多输入、多输出的庞大网络,如何实现全局优化控制、供需两端智能匹配?这些始终是关键场景。
负荷侧,这几年国家推动园区分布式能源、多能互补、综合能源管理,企业在低碳、零碳目标下也在积极调整。
客观来说,并非所有场景都能用数字化解决。但今天提到的很多场景,未来发展都离不开数据,离不开智能化的辅助和支撑。过去十年如此,未来十年、二十年也是如此。能源行业,始终会是数字化转型升级的先锋和桥头堡。
所以我们认为,能源企业数字化转型“正当时”。过去几十年,能源行业已经做了大量的自动化和信息化工作,数字化的基础越来越好。现在,企业确实有了向智能化迈进的现实需求。
但我们也接触到不少企业,面对一波又一波的新技术,也会感到困惑和迷茫。我在给企业分享的时候,一直强调,抛开概念和热词,万变不离其宗的有两点。
第一,归根结底,我们要解决的是企业在实际生产运营过程中遇到的真实问题。
第二,在数字化时代,解决问题的手段,一定是以核心的资产数据为基础,以行业知识为重要积累和分析对象,构建起企业生产运营的智慧体系。
回过头来看,不管是十年前讲数字化,还是今天讲数字化,抛开IT或信息化技术,背后的本质对企业来说始终是:以核心业务为载体。
无论是上游的能源装备企业、能源业主,还是最终的用能企业,都要抓住自己的核心业务,围绕核心产品研发、核心资产的管理运营、用能耗能的优化,来展开相关工作。
在这个过程中,关键是在深水区进一步提质、增效、降耗、创新。同时,无论是打造对内的数字化运营管理新模式,还是对外的数字化服务新模式,最终都会回到类似这样一张图上,去勾勒自己在数字化时代的业务模式和定位。
02、能源现场的“超级助手”如何炼成
我们跟很多工业企业交流,大家都很认可,未来数字化、人工智能一定是大方向。不像十多年前讲工业大数据,还得先解释什么是工业大数据、有什么特点。现在不需要了,企业都很认同。而且很多董事长、总经理、高层领导都非常支持。
现在真正的挑战在于,我也认同技术方向,也看清了行业挑战,但两者怎么结合?怎么找到一条适合自己落地的路?
所以我们和企业一起思考,跳出技术本身来看,为什么说能源电力是数字化的天然落地土壤?因为它的业务特质。
能源电力的特色是什么?过去这些年,我们本来就拥有非常复杂的生产系统或设备。比如火电,有燃烧系统、汽水系统、电气系统、环保岛;水电,有发电机层、水轮机层、涡壳层;核电,有一回路、二回路、三回路、四回路;油气管道,有各种压缩机、储油罐、分离器。
大量不同类型的生产设备,加上过去几十年自动化、信息化带来的海量数据,导致现在的挑战是:一方面要面对复杂的生产现场,另一方面需要分析决策的信息数据极多。海量的现场数据叠加海量的领域知识,已经超出了人脑的算力和存储能力。
结果就是,工业现场无论是运维检修、生产控制还是运行管理,更多还是靠人员的管理水平。而人的水平参差不齐,很多问题变成后知后觉、亡羊补牢。
所以我们核心在做的事情,不管是过去的数据分析,还是现在的大模型,本质都是,帮助现场的从业人员和业务专家,通过数字化技术把握生产现场的现状,围绕“人、机、料、法、环、测”的数据进行综合管理和分析,积累、沉淀、运用领域知识,把现场隐性的、非量化的定性知识转化为显性的量化知识,辅助生产决策。这就是我们在数字化过程中看到的一个很好的落脚点和切入点。
从我们的角度看,大模型技术更像是现场各个业务岗位或团队工作质量和效率的“倍增器”。
一方面,它能帮助解决管理水平的参差不齐和波动性问题,把很多老师傅的经验进行汇总和积累。另一方面,有了这个基础,像数据获取、分析校验、报表生成这类工作,就可以用大模型或智能体技术快速增效。
同时,一些过去做不到的事情,在新的时代也可能从不可能变为可能。
最开始,大模型出来的时候,它像是一个具有推理能力的“大脑”,而且推理能力越来越强。
后来大家觉得还不够,因为它不懂行业,所以前些年大家开始做知识库,比如RAG、现在的KAG技术,希望它能懂专业。
懂专业之后,又不能只是一个被动问答的机器,还得了解实际的生产运营状态。于是我们给它一双“眼睛”,让它对接现场的各种系统(如EAM、MES、DCS、SCADA),看到生产现场发生了什么、有什么数据。
最后,它不仅要能看到、分析、告诉我们信息,还要能真正完成一些落地工作。这就是今年“龙虾”火起来的原因,它实现了业务操作的闭环。
我们总结为:要有“大脑”,还要有“眼睛”,更要有“手和脚”。
其实我和很多工业企业交流时,大家觉得,这些特质恰恰是工业企业第一天接触大模型时就认为它应该做到的。所以对“智能体”这个概念,大家反而觉得比较容易理解。
未来,当大模型智能体以更多智能助手的形态加入后,工业企业会变成什么样?
从我们的视角看,工业生产运行管理已经延续了几十年,形成了一套成熟的岗位设置和管理制度。但未来,随着新兴技术的迭代,人员能力的划分可能不再以专业岗位为主,而是以承担的职责来区分。
人,可能更多扮演创新决策、深度思考以及方向性、战略性层面的角色。而执行层面的工作,包括基础知识的沉淀和总结,将更多地由AI助手来承担。
也就是说,未来在传统岗位划分的基础上,还会形成一个新的分工:人负责创新决策,AI助手负责执行与沉淀。
这种岗位边界的打破,将对未来的岗位设置、人员培养方向,乃至部门之间的协同方式,都带来很大的变化。
03、实战拆解“AI 运维工程师”
这些年,我们与能源产业链上的不少企业合作,从发电企业到管网,再到下游的用能企业,围绕大家非常关心的设备运行维护、安全管理、生产运行等高业务价值场景,做了很多探索。我们一直与企业一起,探索高价值的数字化场景,推动数据技术的落地变现。
我们的工作大多建立在现有信息化和数据基础之上,从DCS、SCADA、EAM、ERP等系统中获取数据,围绕工艺参数优化、安全风险防护、设备智能管理等方向展开。这些场景100%都是在生产现场落地,力求产生可量化的实际业务价值。
今天要讲的案例,是我们为电站做的一个AI运维工程师。
正如刚才所说,电站的生产现场极度复杂,信息量已经超载,超出了一个人能够处理的数据和计算容量。在这样的场景下,AI运维工程师就能发挥更大的作用。
电站生产过程中,设备种类繁多,有容器类、机械类、电气类设备。随着电力基础设施不断扩张,对人才的需求非常强烈。我们一直在帮企业做的是,运用大模型和智能体技术,为运维工程师打造一个“全能助手”。
这个助手具备行业知识,借助大模型拥有思考能力,能对现场各类数据进行及时管理和洞察,围绕生产运行、设备健康、能耗物耗、跑冒滴漏等业务场景展开分析,并给出决策建议。
当然,能源行业有特殊性,短期内要实现控制自动化闭环还有难度,主要受限于安全防护隔离要求。但即使不能直接通过DCS下发指令,我们至少可以做到,形成维修建议、生成工单、给出控制参数调整建议,在中控室弹出提示信息,让检修或控制人员及时处理。这已经是向前迈了一大步,让原来的专家从“人找问题”变成“问题找人”,进一步减轻他们的负担。
基于这些工作,我们可以把它分成几个大类。
第一,得有一个“大脑”。现在各种类型的模型不断涌现,参数越来越多,从开源到商用,版本和选择都很丰富。所以第一步是选择一个强大的大脑。
第二,构建专有的知识库。从原来的RAG技术到现在的KAG,核心是帮助企业把本地、专有、私有、敏感、机密的信息挂载到大模型上,发挥大模型的能力。这在能源企业特别典型。我们接触的很多能源企业都在做这件事,因为无论是企业内部、部门内部,甚至个人手上,都有大量专有知识。如何融合这些知识,是第一步要做的事。
融合之后,我们就有了一个武装了行业知识的大脑,可以进行最基础的语言沟通,比如问答。这一点大家见得也比较多。
有了知识库之后,当然不能只停留在一个基于历史知识的问答系统。我更想知道的是当前生产系统、生产环境发生了什么。所以,我们需要把各种生产系统和大模型打通。
有人把这叫作“智能问数”或新一代BI,但在我看来,这些技术让用户通过大模型灵活、友好地访问和查询实时数据,固然重要,但更关键的是,让大模型真正“看到”这些数据。这些数据不是喂给人看的,而是喂给大模型的。最终,我们要让大模型和智能体对实时数据进行解读和分析。
所以我认为,所谓的“智能问数”只是一个过渡场景。真正重要的,是把生产系统、实时运营数据与模型打通,让大模型能够看到当前发生了什么。
再往前一步,就是推理和决策。但在工业场景下,这更复杂。因为大模型本质上是一个多参数的概率模型。而工业现场环境多样、业务场景不同,对分析准确性的要求也各异。
所以过去我们常讲,工业现场要用起来的模型,大概率是大模型与小模型、数据模型与机理模型的融合。
通过多模型融合,取长补短,利用大模型的泛化能力,结合小模型的准确性和定量能力,综合起来,帮助企业更好地做故障预警、诊断分析,并对背后的隐性知识进行更有效的管理。
当然,所有这些表象的背后,是我们需要完成的一系列工作。哪怕只是一个设备的健康维护,背后也由若干组智能体协同完成。
比如,要判断设备是否正常,首先需要一个在线状态评估智能体,实时盯着设备运行状况,结合知识库判断异常类型。有了初步判断后,还需要定位根因、给出解决方案,这就要用到异常解决方案智能体。维修过程中,还需要维修过程支持,包括风险点提示等。维修完成后,还要把运维经验沉淀下来,迭代回知识库,成为未来的设备运维知识。
这还只是一个简化模型。要真正做到好用、能用,还需要反思智能体等机制,去反思、迭代、验证。所以,这是一个多智能体协同、实现业务场景闭环的体系。
有了这样的后台体系,前台的交互方式就更加多样了。除了传统的问答,还可以通过大屏、手持设备,甚至将AI能力嵌入到现有的业务流程和企业信息化系统中。这些都是比较常见的应用形式。
最终,不管我们做什么工作,还是要落到业务价值上。
第一,提升企业掌握和处理全局信息的能力,缩短处理时间窗口。
第二,提升运维、报表、报告等工作的效率。
更重要的是,把专家经验沉淀下来,降低现场工作量,并将这些能力泛化到新电站等场景中,从而减少生产运行中的现场维护负担,同时也助力人才培养。
04 、总结与展望
最后,基于对行业的理解、实践和思考,我们总结了一个“一二三”。
4.1一个坚持:构建专业、可用的高级智能体
很多企业都在纠结,到底该从哪里入手?
我们一直建议,以终为始。也就是说,先设定一个终极目标,构建一个能够形成业务闭环、对标专家或“老法师”的智能助手。然后倒推回来,规划设计大模型和智能体的路径。
简单来说,就像自动化取代了重复性的体力劳动一样,现在AI大模型要取代的是重复性的脑力劳动。这是一个很好的切入口。
如果再具体一点,我们认为应该是,知识密集型、可校验的、可重复的脑力劳动。这往往是最佳的切入点,也是我们在前期规划中首先要做的事情。
4.2 两个关注:工业知识的精准表达与推理
不管是用大模型还是传统的专业小模型,做数据分析的核心逻辑都是在勾勒工业知识。现在技术手段更多了,关键是如何综合运用这些手段,实现工业知识的积累、精准表达和推理。这直接决定了一个数字化项目能否落地。
4.3 两个关注:关注数据,保障决策的实时与可靠
我们做数据治理已经很多年。到了大模型时代回头看,数据的准确性、可靠性被提到了更高的优先级。因为大模型输出的结论和结果,都依赖于数据是怎么来的、是否准确、是否有效。如果数据输入有问题,却想得出正确决策,概率实在太低。
因此,建立一套好的机制和管理来做好数据治理,已经成为企业领导和数字化团队需要重点关注的问题。
4.4 三个变革:人才结构的变革
过去很多工业企业是金字塔式的管理,高层、中层、基层。现在有了大模型等新技术,大家常讨论人才结构会变成“松树型”,意思可能是基层人数减少。但我不太想从减员的角度去谈,更愿意从能力结构的变化来看。
未来在数字化时代,人才结构会更像“哑铃型”。一头是更多的战略决策型人才,另一头是大量能够掌握AI工具、与AI高效互动、帮助AI执行的现场行业专家。而大量的执行层面工作,则交给AI和智能机器人来完成。
4.5 三个变革:组织架构的变革
未来,部门之间的壁垒会被打破。创新团队一定是业务与技术的融合团队,以敏捷的组织形式,与信息化、数字化团队紧密配合,快速解决现场生产问题,推进一线工作。
4.6三个变革:项目管理方式的变革
当人才和组织都变了,项目的组织方式、管理评审方式也会随之改变。未来更多会采用敏捷迭代、快速运行的节奏,而不是传统信息化项目那种“立项—需求分析—模块拆解—并行开发—集成测试—上线”的长周期模式。
可能一两周、一个月就是一个迭代,快速验证、快速试错、快速上线。创新速度,将成为评估未来数字化项目的一个非常重要的因素。
未来,在人与智能体共生的企业数字化系统中,我们将更加聚焦于数据和工业知识的积累。
运用大模型、传统机理模型、数据分析模型,去勾勒和沉淀工业知识,并将其外化、泛化为各种各样的工业助理,帮助我们执行工作。
在这个过程中,不断有新的数据和经验知识被沉淀下来,形成一个完整的“三位一体”数字化蓝图,与物理世界联动,更好地帮助企业实现专属的数字化转型愿景。以上就是本次分享的内容,如需获取完整课件和视频回放,请扫码领取。
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