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May 15,2019

美欣达环保行业智慧运营管控平台

美欣达集团经过多年快速发展,各产业板块的齐头并进,从最初单一的纺织印染产业,拓展到当前以绿色环保固废处理产业为主体、健康休闲与金融投资产业为两翼的新型发展构架。其中环保产业涵盖垃圾焚烧发电、病死畜禽无害化处置、餐厨/污泥处置、危废处置、环卫一体化、废弃物循环利用六大业务板块,现有10家一级产业管理企业(其中上市企业1家)、140家二级项目运营企业,遍及全国各地。
随着集团规模的快速扩张,企业在管理、生产以及信息化方面也遇到了一些新问题。


一、项目概述
美欣达集团在进军环保行业以来,针对每个业务板块提出了产业信息化运营管理目标,结合2017年政府力推的“企业上云”计划,联合中国电信和苏州伏泰共同制定了适用于环保行业的行业云产品计划。经过一年的实践,美欣达已在智慧运营管控平台建设上取得了初步成效。

1. 项目背景
美欣达集团在快速发展中遇到如下问题:
(1)在管理上,由于企业环保产业分布在全国16个省近百个城市、涉及6大业务板块、140个项目。由于专业跨度大、地域范围广,在日常管理的及时性、有效性与全面性上存在明显的短板,造成管理成本高、管理隐患多等问题,随着企业的快速扩张,以管理复制支撑项目企业的快速投运需求也日益突出。
(2)在生产上,实现对生产过程的精确运营管理,对提升资源使用效率、确保生产质量有着十分现实的意义。如在环卫一体化清扫保洁作业上,需要实时监测保洁区域垃圾桶满溢情况,实现对保洁人员、收运车辆的科学调度,优化资源配置,提升作业效率;在垃圾焚烧产业,全社会对焚烧项目的排放达标能力高度关注,产业企业需要实现对遍布全国项目企业的排放、生产指标进行远程实时在线监测,在项目企业本地监测基础上实现产业内部的双重监测,及时发现超标指标并第一时间进行远程干预。
(3)在信息化上,原先各产业、项目企业独立运作,基础设施投入大且存在重复投资的情况,信息化平台规模小、系统乱、数据散,这样一方面不能真正依托信息化来提升企业的运营管理水平,另一方面系统的运维一致性、安全可靠性也得不到规范化的保障。

2. 项目概况
本项目由美欣达集团牵头,中国电信、伏泰科技承建,于2016年9月开工建设。该项目是美欣达集团由纺织向环保行业转型的跨行业首秀,也是国内环保行业首个涉及全产业链生态化管理的云平台,一期总投资超过800万元。
项目涵盖美欣达集团六大业务板块项目侧业务系统的接入和数据整合,形成项目侧本地运营中心、产业侧数据分析中心以及集团对外展示中心。通过大量的分布式数据采集,实现了美欣达环保产业数据的上云建仓,运用大数据分析技术迅速找到集团管控的痛点,为决策者提供强有力的数据积淀。

3. 项目目标
(1)通过分布于项目企业现场侧的IOT智能传感设备,实时采集和传输项目工厂侧和收运各环节的生产、运行、排放等数据指标,在项目、产业和集团三级管控中心实现对生产和作业过程的全过程监管。
(2)采用云计算和存储技术,对采集的全过程、全周期数据进行存储和清洗,建立长效的环境治理数据目录。
(3)应用数据可视化技术,实现对各类生产、作业数据的立体化一站式呈现、预警和融合交互。
(4) 结合环境治理机理、工厂生产模型、产业链产能配比和海量数据特性,构建数据模型,实现对数据的智能分析和价值挖掘,为管理决策提供科学依据,助力管理效率的提升,降低管理与运营成本。



二、项目实施概述
美欣达环保行业智慧运营管控平台主要服务对象为集团和产业管理总部的运营中心及管理决策层,以信息化为抓手,杜绝各业务板块产生信息孤岛,将六大业务板块连接在一起,实现了对全产业链各业务板块的集约管控,实现了多项目的同时监管。以有效的数据分析,为集团侧提供有力的决策依据。

1. 项目总体架构和主要内容

(1)系统架构
整体系统架构涵盖美欣达集团环保产业项目的全生命周期,包括投资规划、项目建设和项目运营。架构基于数据驱动原则来组织业务系统,使业务系统不仅作为信息化管控手段,同时为集团提供生产运营分析工具,辅助生产运营决策。主要核心设计要素包括:
a.全量数据采集。通过对各类生产数据、传感器设备采集,来发挥数据资产在企业中的价值;
b.微服务架构。采用流行的微服务模式,使业务扩展更加灵活、敏捷,满足集团高速发展的业务模式;
c.数据模型辅助决策。丰富的数据模型支撑,帮助企业优化生产流程、分析产能配置;
d.业务全流程管控。囊括集团项目的全生命周期管理,提升集团内项目管理效率。

图1 顶层设计架构

 
2)业务架构
涵盖美欣达环保能源板块的主要业务,包括垃圾焚烧发电、病死畜禽无害化处置、餐厨/污泥处置、危废处置、环卫一体化、废弃物循环利用等多个业务板块,涉及浙江旺能环保股份有限企业、浙江百奥迈斯生物科技有限企业等多个子企业。
整体架构设计与美欣达现有系统对接,采用OA系统进行身份集中管理和认证。

图2 业务架构

 
3)物理架构
方案采用先进的物联网技术,实现对各项目企业、业务运行的全过程数据监管,协助集团和产业总部及各职能部门、项目企业等及时、准确获得相关运行数据、预警数据,辅助监管部门进行管理与决策。



图3 物理架构图



 
2. 混合云解决方案
美欣达环保产业遍布全国近百个地市,近几年来处于高速增长期,产业结构不断升级,发展规模不断扩大,产业的信息化应用也不断深入,对计算、存储和通信资源的需求呈现出爆炸式增长,同时也对数据中心机房建设提出了更高的要求。传统自建数据中心模式扩展困难、交付周期长、运维复杂等缺点,成为了产业高速发展的绊脚石。弹性扩展、快速交付、简易运维成为当前环境下数据中心首要满足的需求。公有云模式的特点恰好能够适应企业的发展,提供按需分配的能力,满足企业发展的同时,为企业节省成本。
在数据越来越重要的今天,强大的数据分析能力越来越表征一个企业的实力。而数据对于企业不仅作为一种数字资产存在,更对企业未来发展具有战略意义。对数据进行收集、挖掘,结合当前的深度学习、人工智能技术改进企业的生产过程,被越来越多的企业运用于生产实践。保证核心数据安全成为贯穿企业的核心需求之一。私有云模式由于其相对封闭的特点,结合硬件安全设备,对企业生产数据保护更加安全有效。
鉴于企业现阶段对数据中心需求的变化,混合云方案能够以兼顾灵活、扩展、安全的方式为企业提供服务。通过将企业数据、业务分级,核心数据和相对稳定的业务保存在本地数据中心,进行网络隔离,安全等级相对较弱、业务变化较快的服务部署在公有云,以便灵活扩展。公有云与私有云通过VPN专线连通,同时部署安全防御策略,达到既可以享受公有云的便捷,又可以保护私有云内数据安全的目的。
 



图3 混合云架构


 


3. 具体应用场景和应用模式

(1)打造美欣达集团“环保大脑”
通过物联网感知及数据上云归集,实现集团集中管理可视化。一是实现生产设备数据集中上云,设备是企业最重要的资产,对采购、安装、运维、维保、报废全生命周期的跟踪,为设备的集中专家诊治提供了数据依据。二是实现生产环境集中上云,将项目现场的生产工艺、生产动态的实时数据以及现场监控画面上云,对各种复杂的变化作出积极的反应,保证生产过程的稳定安全。三是实现生产流程上云集中,实时采集生产运营过程中的运营数据、流程数据,强化管理,提升运营效率。
设备、生产环境及生产流程的集中管理,提升了集团化管控的效率,便于集团管理者从数据中做出最佳的决策。

(2)实现标准化的管控平台美欣达集团六大业务大板块通过统一的环保行业云平台建设,实现了生产运营全过程可视化管理,同时自下而上的建立了项目级业务管理App、产业级集中管控平台、集团级多产业融合管理驾驶舱平台三大平台。标准化管控平台的建设不仅为集团提供统一的管控,也让各项目企业之间有效串联,为生态化的全产业链提供了基础。通过业务与管理数据的大数据分析,实现了生产运营过程作业模型的优化、生产资源配置模型的优化,并能根据不同生产环境、生产要素的变化,实现最佳模型的自动调优。
基于标准化的管控平台,更加有利于美欣达集团加快对新增运营项目建设投运及运营组织管理,做到项目级的快速复制和快速接入。
3 打通垃圾处理全产业链
数据的融合,实现了固废全流程的管控,如各个区域垃圾分类,各种类型垃圾输送到处置端流程,每个区域产生垃圾数量,焚烧厂、餐厨厂、危废厂等环节协同工作的等问题。
通过内部产业协同管理模式,打通产业间壁垒,将美欣达六大产业数据进行融合,以整体优化代替单点优化,以更高的视角来解决运营中的问题。同时为美欣达后期的项目的调整优化提供依据,也为未来项目的发展规划提供依据。



三、下一步实施计划
1. 环保公开
在提升集团内部自身管理的同时,美欣达积极响应企业的社会责任,为社会、政府管理部门提供可参考可应用的行业分析数据。美欣达多产业融合上云,也是为政府的环境产业一体化运营监管提供优秀的平台数据支撑,譬如通过焚烧数据公开,帮助政府扫除民众疑虑。

2. 细分领域精细化管理
企业管理要向各个细分领域进一步推进,实现细分领域的精细化管理。如在旺能焚烧板块,通过现有焚烧工况数据上云,为管理人员提供决策依据的同时,已经积累的大量运行工况数据可以为下一步传统工艺优化夯实基础,如通过焚烧炉温控制模型的建立,可以预测焚烧炉未来一段时间内炉温走向,提早发现隐患,让炉温始终维持在合理范围内,保证焚烧厂运行的安全性等等,真正让企业上云发挥出最大的价值。

 

四、项目创新点和实施效果
1. 项目先进性及创新点
(1)AR技术应用于设备管理
美欣达多个环保产业中涉及设备及现场工况环境的巡检。本次项目通过智能化巡检替代传统的巡检模式,以AR技术为核心、设备故障常识库为基础,为巡检人员规范化、高效的巡检提供优越的条件。巡检人员只需配备巡检终端,到现场可查询到设备模型图,同时设备的实时数据、告警数据以及维护维保建议、故障常识库一目了然。

(2)基于IOTDMAI技术的智能控制
项目通过泛在的IOT传感器、实行器和网络,突破了单点或单环节控制驱动限制,实现了系统级的控制驱动。基于数学模型和海量数据,通过AI和DM技术连续调节和优化生产、作业参数,实现生产、作业过程的最优资源配置和最大产能。
3 基于大数据的环卫运营智能规划
通过项目的实施,实现既定目标下的最优投入和产能配置。基于城市宏观、自然、环境因素,运用项目的作业模型,并导入系统所积累的资源化数据,实现对环卫运营的智能化规划,合理控制和动态调节环卫设施的基础资源及运营资源投入。

2. 实施效果
通过智慧运营管控平台的实施,给美欣达环保产业带来了巨大的管理与生产效益。
1 管理和决策效率极大提升
目前已实现所有90%以上运营企业的7项主体业务上云。监控中枢作为集团“大脑”,统一汇集各项目数据,进行高效的信息反馈,保证信息沟通传递的及时性、有效性、准确性,效率较以往提升了3倍。而通过信息系统对项目企业的复制化管理、运营赋能,新设项目企业可快速投产,并纳入正常运营管理。
2)全产业链无缝协接,树立良好社会形象
通过对全产业链的全过程闭环管理和动态资源匹配,支撑政府了垃圾源头的智能分类治理,垃圾的清运及时、经济,垃圾处置安全稳定、指标达标,实现了开放式的社会监督和政府监管,使得环保产业取得了良好的社会口碑。
3 生产效率实现了提升
流程的规范与优化、设备管理的规范以及集中的故障诊断机制,不仅提升了项目安全运行周期,也提升了项目的运行效益。以焚烧厂为例,项目安全运行天数较去年提升了240-480个小时,每个项目直接经济效益达 300-600万元/年。
4 降低信息化投资成本
业内先进的技术平台,保障了项目接入的兼容性及良好的性能,同时也避免了重复性投入。
若以每个项目建设一套系统计算,节约的平台App投入的成本可达1800万元。与云服务商联合开发行业云产品的模式,也给行业内整个信息化体系建立复制和推广准备了可能性。


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