王堅(jiān)

“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，實(shí)施過程復(fù)雜多變，需分階段、分步驟地統(tǒng)籌規(guī)劃。為幫助企業(yè)科學(xué)、合理、有效地運(yùn)用信息技術(shù)提升企業(yè)節(jié)能減排整體水平，應(yīng)對(duì)實(shí)施路徑做出準(zhǔn)確描述和導(dǎo)引。從機(jī)制、方法、技術(shù)三個(gè)維度綜合分析信息技術(shù)促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的實(shí)施步驟和路徑方向。

節(jié)能減排是當(dāng)今世界各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流與方向，“兩化融合”戰(zhàn)略的提出無疑為企業(yè)節(jié)能減排工作的深入開展提供了契機(jī)。如何發(fā)揮信息技術(shù)的滲透性、倍增性和創(chuàng)新性優(yōu)勢(shì)，利用信息化手段改造企業(yè)傳統(tǒng)設(shè)備和工藝、優(yōu)化企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)流程、創(chuàng)新企業(yè)管理模式和手段成為“兩化融合”提升節(jié)能減排總體水平的關(guān)鍵。

我國(guó)高能耗企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品種類繁多、能源消耗結(jié)構(gòu)多元化，因而節(jié)能減排涉及技術(shù)、人員、管理、資源等多種不確定因素，必須運(yùn)用系統(tǒng)工程的理念和方法從不同角度研究這些生產(chǎn)要素的相互作用，通過協(xié)同運(yùn)行與整體優(yōu)化達(dá)到企業(yè)節(jié)能減排的目標(biāo)。

實(shí)踐導(dǎo)引路徑框架

“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的實(shí)施過程復(fù)雜多變，需進(jìn)行全面的統(tǒng)籌規(guī)劃。從系統(tǒng)工程的基本理念出發(fā)，遵循我國(guó)信息化與工業(yè)化融合的發(fā)展歷程，可提煉出“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排實(shí)踐導(dǎo)引路徑框架（見圖1）。該框架分別從機(jī)制實(shí)施路徑、方法實(shí)施路徑、技術(shù)實(shí)施路徑三個(gè)維度描述了信息化促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的實(shí)施步驟和路徑方向。

機(jī)制實(shí)施路徑

機(jī)制實(shí)施路徑從推進(jìn)機(jī)制的角度，描述了政府引導(dǎo)“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的推進(jìn)思路和推廣策略。根據(jù)我國(guó)工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排和信息化發(fā)展現(xiàn)狀的差異，政府在推進(jìn)信息化與企業(yè)節(jié)能減排相互融合的運(yùn)行機(jī)制上，應(yīng)遵循“聚焦重點(diǎn)、穩(wěn)步推進(jìn)”的原則，從企業(yè)層面、區(qū)域?qū)用婧彤a(chǎn)業(yè)鏈層面逐步展開。模式采取選擇重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)做試點(diǎn)，待相關(guān)技術(shù)、管理機(jī)制發(fā)展完善后再逐步推廣，從而規(guī)避實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，最大化信息技術(shù)對(duì)企業(yè)節(jié)能減排的貢獻(xiàn)作用。

企業(yè)層面。在企業(yè)層面，應(yīng)遵循“骨干企業(yè)示范、中小企業(yè)輻射”的推進(jìn)思路。骨干企業(yè)來自典型的能源密集型行業(yè)，這些企業(yè)的實(shí)施成效對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總體節(jié)能減排約束性指標(biāo)具有較大的貢獻(xiàn)。同時(shí)，這些企業(yè)具有較好的信息化基礎(chǔ)，能源消耗成本比重大，信息化促進(jìn)節(jié)能減排的成效更為明顯。骨干企業(yè)的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和成熟技術(shù)，可以逐步推廣到其它企業(yè)，特別是對(duì)中小企業(yè)和小微企業(yè)來說，骨干企業(yè)的成功案例可以幫助它們少走彎路，降低實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。

區(qū)域?qū)用?。在區(qū)域?qū)用嫔?，?yīng)遵循“發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)生態(tài)化工業(yè)園區(qū)”的推進(jìn)思路，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為理念，整合園區(qū)內(nèi)各企業(yè)的有效資源和能源，通過企業(yè)間的成品、中間產(chǎn)品、廢棄物的循環(huán)重復(fù)利用來實(shí)現(xiàn)工業(yè)園區(qū)的生態(tài)化建設(shè)目標(biāo)。這就要求各企業(yè)間相關(guān)生產(chǎn)要素必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)和精細(xì)平衡才能達(dá)到效益最大化、廢物最低化。通過信息化技術(shù)，可以建立面向工業(yè)園區(qū)的環(huán)境在線監(jiān)控和能源綜合管理平臺(tái)，為企業(yè)間的資源能源及時(shí)共享和統(tǒng)一調(diào)配提供服務(wù)。

產(chǎn)業(yè)鏈層面。在產(chǎn)業(yè)鏈層面上，應(yīng)遵循“整合全產(chǎn)業(yè)鏈、開展能源綜合與循環(huán)利用”的推進(jìn)思路。圍繞全產(chǎn)業(yè)鏈資源，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，發(fā)展能源綜合與循環(huán)利用、綠色供應(yīng)鏈管理、生態(tài)產(chǎn)品全生命周期開發(fā)、安全環(huán)保健康（HSE）等關(guān)鍵技術(shù)，使產(chǎn)業(yè)鏈中的所有企業(yè)成為一個(gè)整體，在節(jié)能減排總體目標(biāo)的統(tǒng)一指導(dǎo)下，整合各方資源，探索生態(tài)化建設(shè)的產(chǎn)業(yè)鏈模式，引導(dǎo)我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)與管理向生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)作模式轉(zhuǎn)變。

方法實(shí)施路徑

在本質(zhì)上，應(yīng)用信息技術(shù)推動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排體現(xiàn)了一種持續(xù)性、周期性的系統(tǒng)尋優(yōu)理念，以“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、評(píng)估成效”為一個(gè)周期，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)資源的配置和運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)性、持續(xù)性優(yōu)化，從原輔料及能源、工藝技術(shù)、過程控制、設(shè)備、產(chǎn)品、管理、廢棄物、員工等各個(gè)方面尋找實(shí)施節(jié)能、降耗、減污、增效的節(jié)能減排途徑和方案。

采用持續(xù)不斷的系統(tǒng)尋優(yōu)理念實(shí)施“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排，其核心是運(yùn)用一套基于模型的“建模、仿真、評(píng)估、優(yōu)化”的方法體系。因此，圍繞企業(yè)節(jié)能減排所開展的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管控及工藝優(yōu)化、生產(chǎn)裝備改造、業(yè)務(wù)流程梳理、廢棄物循環(huán)利用、能源管理、環(huán)境在線監(jiān)測(cè)等各項(xiàng)業(yè)務(wù)，都需要基于模型的分析與優(yōu)化方法的支撐。對(duì)信息化促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排來說，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)工程，是貫穿信息化與企業(yè)節(jié)能減排相互融合全過程的基本方法，其理念如圖2所示。方法實(shí)施路徑包含建模、仿真、評(píng)估與優(yōu)化四個(gè)階段。

建模階段。模型是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的簡(jiǎn)化表示，是系統(tǒng)工程領(lǐng)域各種研究方法的基礎(chǔ)，基于模型的系統(tǒng)分析與優(yōu)化是運(yùn)用系統(tǒng)工程理念進(jìn)行分析問題、解決問題的“靈魂所在”。根據(jù)企業(yè)節(jié)能減排需求，從企業(yè)運(yùn)行本質(zhì)出發(fā)，構(gòu)建以能源流、物料流、信息流、排放流為核心的“四流合一”的耦合模型，精確描述生產(chǎn)過程、能耗過程、排放過程之間的交互作用和運(yùn)行機(jī)理，體現(xiàn)能源、排放與其它生產(chǎn)要素之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，通過調(diào)整生產(chǎn)要素的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件，達(dá)到能源高效利用、排放物降低的目的。

仿真階段。借助于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)節(jié)能減排業(yè)務(wù)模型進(jìn)行仿真，獲得基于時(shí)間推進(jìn)的系統(tǒng)演化行為，模擬圍繞產(chǎn)品制造而產(chǎn)生的各種能源、物料、排放物在設(shè)備之間的流動(dòng)和轉(zhuǎn)化過程，以及各種能源介質(zhì)的消耗和污染源的排放情況。通過仿真，可以獲得全面反映企業(yè)節(jié)能減排水平的模擬數(shù)據(jù)。

評(píng)估階段。將模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行多指標(biāo)評(píng)估，從多個(gè)角度，全面評(píng)價(jià)企業(yè)節(jié)能減排的綜合水平。通過該流程，一方面挖掘企業(yè)節(jié)能潛力，找出企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中的節(jié)能減排問題，挖掘?qū)嵤┬畔⒒龠M(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的潛力，獲取應(yīng)用信息技術(shù)提升企業(yè)節(jié)能減排水平的切入點(diǎn)。另一方面，評(píng)估優(yōu)化措施，對(duì)改進(jìn)方案是否合理、相應(yīng)模擬數(shù)據(jù)是否反映節(jié)能減排水平提升進(jìn)行決策，根據(jù)模型評(píng)估制定的優(yōu)化標(biāo)桿，評(píng)價(jià)優(yōu)化措施和改進(jìn)方案的水平，預(yù)測(cè)其實(shí)施成效，從而做出優(yōu)化決策。

優(yōu)化階段。根據(jù)節(jié)能潛力，圍繞節(jié)能減排目標(biāo)，對(duì)模型實(shí)施優(yōu)化，運(yùn)用生產(chǎn)要素調(diào)整等多種優(yōu)化手段，從過程、工藝、設(shè)備、管理和控制等方面獲得面向節(jié)能減排的優(yōu)化措施和改進(jìn)方案。方案必須具備可操作性，并且對(duì)非關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)要素能造成直接或間接影響。

上述四個(gè)階段在實(shí)施過程中是一個(gè)往復(fù)式的循序漸進(jìn)過程。每一個(gè)節(jié)能減排業(yè)務(wù)對(duì)象的分析與優(yōu)化過程可能要經(jīng)過多次迭代，才能達(dá)到最終的優(yōu)化目標(biāo)。上一次迭代周期產(chǎn)生的優(yōu)化策略，必須經(jīng)過再建模、再仿真、再評(píng)估，才能驗(yàn)證優(yōu)化策略的實(shí)施效果。

技術(shù)實(shí)施路徑

“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的重要抓手是面向不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的各類技術(shù)。技術(shù)的成熟性和可推廣性決定了信息化與節(jié)能減排融合的成功與否?？v觀信息化的發(fā)展歷程及其與節(jié)能減排的逐步融合過程，技術(shù)實(shí)施路徑將企業(yè)逐步應(yīng)用信息技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排總體目標(biāo)的發(fā)展過程劃分為信息化發(fā)展、初步融合、深度融合三個(gè)階段，如圖3所示。

圖3 “兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)實(shí)施路徑

信息化發(fā)展階段。該階段是“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的初級(jí)階段。主要任務(wù)是運(yùn)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化、經(jīng)營(yíng)管理電子化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化。包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、信息系統(tǒng)的實(shí)施與應(yīng)用、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的信息化、操作模式的數(shù)字化、設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化。這一階段的發(fā)展成果為“兩化融合”推動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排提供了軟硬件環(huán)境。

初步融合階段。該階段是“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的中級(jí)階段。隨著信息技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用的逐步增多，針對(duì)不同行業(yè)、業(yè)務(wù)、生產(chǎn)工藝的企業(yè)節(jié)能減排單元信息技術(shù)開始全面發(fā)展，具體包括管理信息化節(jié)能減排、綠色產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)、裝備信息化節(jié)能減排、生產(chǎn)過程管控節(jié)能減排、能源管理、副產(chǎn)品循環(huán)利用、二次能源回收利用、末端治理、產(chǎn)品循環(huán)利用節(jié)能減排。這些技術(shù)以企業(yè)的各項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)為能源優(yōu)化目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)對(duì)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理等單項(xiàng)節(jié)能減排應(yīng)用目標(biāo)的覆蓋和滲透作用。但面向企業(yè)全過程或產(chǎn)業(yè)鏈的節(jié)能減排綜合集成尚未有效實(shí)現(xiàn)，并且還有少部分單項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)沒有建立，或已經(jīng)建立的部分單項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)的支撐面和覆蓋面需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

深度融合階段。深度融合體現(xiàn)了“十二五”期間我國(guó)“兩化融合”發(fā)展戰(zhàn)略的新特色。即企業(yè)利用信息技術(shù)促進(jìn)節(jié)能減排從單一環(huán)節(jié)向集成、綜合的方向轉(zhuǎn)變，初步融合階段的單元節(jié)能減排技術(shù)向系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變體現(xiàn)在從單一環(huán)節(jié)向產(chǎn)品全生命周期的轉(zhuǎn)變、從單個(gè)企業(yè)向產(chǎn)品鏈的轉(zhuǎn)變、從單一能源介質(zhì)向復(fù)雜能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變、從粗放管理向精細(xì)化管理的轉(zhuǎn)變這四個(gè)方面。經(jīng)過信息化發(fā)展及其與節(jié)能減排初步融合階段的建設(shè)工作，企業(yè)實(shí)施信息化促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的基礎(chǔ)建設(shè)趨于完備，單項(xiàng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目已經(jīng)完成，信息化推動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排的工作重點(diǎn)已經(jīng)進(jìn)入?yún)f(xié)同與綜合集成業(yè)務(wù)領(lǐng)域，面向全過程的節(jié)能減排綜合集成、大范圍能源綜合管理、區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)綜合利用等技術(shù)領(lǐng)域成為該階段的重要技術(shù)組成部分。此外，在深度融合階段，環(huán)境影響將成為信息化推進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排工作的重心，在某些特定情況下，環(huán)境甚至比傳統(tǒng)的價(jià)值因素更為重要。

上述三個(gè)階段相輔相成，上一個(gè)階段是下一個(gè)階段的基礎(chǔ)，無法孤立分割，也無法跨越式發(fā)展。三個(gè)階段的逐步推進(jìn)過程體現(xiàn)出信息化與企業(yè)節(jié)能減排相互融合的力度由淺到深，這也正符合了我國(guó)對(duì)信息化與工業(yè)化關(guān)系認(rèn)識(shí)的不斷深化歷程。

總之，針對(duì)不同行業(yè)，節(jié)能減排技術(shù)的具體內(nèi)容存在較大差異。根據(jù)三個(gè)不同階段的發(fā)展重點(diǎn)，以行業(yè)分類為指導(dǎo)，根據(jù)行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和能源消耗結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步細(xì)化“兩化融合”促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的實(shí)施路徑，為企業(yè)提供更為具體的導(dǎo)引規(guī)劃。特別是在初步融合階段，單元節(jié)能減排信息技術(shù)與行業(yè)特點(diǎn)密切相關(guān)，不同行業(yè)展示出特有的技術(shù)體系。值得一提的是，由于每個(gè)行業(yè)的能源消耗特點(diǎn)、節(jié)能減排實(shí)際需求不同，因此深度融合階段的任務(wù)將更為艱巨，不僅要進(jìn)一步完善初步融合階段的技術(shù)體系，而且要在此基礎(chǔ)上，遵循深度融合階段的“系統(tǒng)化、綜合化、生態(tài)化”的發(fā)展趨勢(shì)，圍繞重點(diǎn)領(lǐng)域開展技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)信息化與企業(yè)節(jié)能減排的全面深度融合。