我們來(lái)看看，頂級(jí)智能光伏和相關(guān)企業(yè)都在想點(diǎn)什么?
新能源、數(shù)字化、柔性制造：新工業(yè)革命三駕馬車
人類已經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命，每次隨之而來(lái)的都是抓住機(jī)遇的國(guó)家崛起，在工業(yè)革命過(guò)程中完成實(shí)力的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在，中國(guó)處在民族偉大復(fù)興的進(jìn)程中，全球也正站在第三次工業(yè)革命起點(diǎn)。
關(guān)于第三次工業(yè)革命將從何而來(lái)，目前說(shuō)法不一。《第三次工業(yè)革命》作者杰里米·里夫金認(rèn)為第三次工業(yè)革命將來(lái)自能源互聯(lián)網(wǎng)與可再生能源的結(jié)合;另一種以《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》編輯保羅·麥基里為代表的，認(rèn)為第三次工業(yè)革命來(lái)自數(shù)字化革命，帶來(lái)制造模式的重大變革，智能制造和柔性制造帶來(lái)制造的革命。
個(gè)人理解，里夫金更關(guān)注第三次工業(yè)革命開(kāi)啟后在應(yīng)用側(cè)的價(jià)值，而保羅麥基里則偏重于制造，也就是經(jīng)常被提到的“工業(yè)4.0”。
第三次工業(yè)革命主要表現(xiàn)為智能制造技術(shù)、信息技術(shù)、新能源技術(shù)等技術(shù)的重大突破，以智能化、信息化、低碳化為主要特征。無(wú)論是哪種變革最終催生第三次工業(yè)革命，能源互聯(lián)、新能源、數(shù)字化都將部分甚至全部地在這次工業(yè)革命的占據(jù)重要地位。
而采用數(shù)字化的多能融合，本身又是最主要的新能源應(yīng)用形式的光伏智能制造與應(yīng)用，必將引領(lǐng)新的“碳中和”與新一輪工業(yè)革命的浪潮。
這是歷史賦予我們光伏人的榮光。
智能&光伏的共贏
為什么光伏需要發(fā)展智能技術(shù)?
隨著碳中和、新農(nóng)村建設(shè)、西部開(kāi)發(fā)、光伏進(jìn)一步成熟等多個(gè)利好驅(qū)動(dòng)下，光伏建筑一體化、新型發(fā)電建筑、企業(yè)一站式減碳綜合方案、光伏農(nóng)牧漁業(yè)、光伏治沙、光伏海水淡化、新能源汽車的一體化與電力供應(yīng)、城市級(jí)智慧能源與市政網(wǎng)絡(luò)等市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景都會(huì)隨之而來(lái)。
這樣的未來(lái)令人激動(dòng)人心，據(jù)測(cè)算，要實(shí)現(xiàn)碳中和，中國(guó)需要保持平均每年200GW的光伏裝機(jī)。
而保持如此高速的增長(zhǎng)，需要具備如下先決條件：
1、發(fā)電成本進(jìn)一步下降。(降制造成本、提升通量生產(chǎn)效率、提高轉(zhuǎn)換效率、提高營(yíng)維水平減少發(fā)電量損失……)
2、光伏裝機(jī)場(chǎng)地供應(yīng)量增大。(方式有：增加土地、電網(wǎng)接入條件、新場(chǎng)景、新應(yīng)用形式)
3、高比例可再生能源電網(wǎng)建設(shè)(智能微網(wǎng)、柔性直流輸電、提高系統(tǒng)靈活度、提高用戶側(cè)智能化水平，促進(jìn)源荷雙向智能互動(dòng)、落實(shí)可再生能源保障消納機(jī)制……)
4、提升投資者用戶體驗(yàn)，激發(fā)投資熱情(提升收益、減碳、便捷、額外附加功能)
可以看到，這四點(diǎn)要素中，光伏智能化發(fā)展貫穿始終：光伏制造、場(chǎng)站管理、智慧電網(wǎng)、智能應(yīng)用都離不開(kāi)智能化的發(fā)展，用智能化手段聯(lián)接場(chǎng)景，為其賦能，進(jìn)而演化出新的以能量流和信息流為紐帶的智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
智能，不僅是光伏企業(yè)迎接大時(shí)代新浪潮時(shí)的外在適應(yīng)能力，也是企業(yè)不斷突破自身現(xiàn)狀，超越人的腦力、體力和專注力的極限的最重內(nèi)生動(dòng)力。
過(guò)去的十余年間，光伏行業(yè)的發(fā)展遵循兩條曲線，一條是工藝技術(shù)曲線，帶來(lái)了光伏效率的不斷突破，另外一條是制造曲線，用標(biāo)準(zhǔn)的替代無(wú)序的，用自動(dòng)化替代手工線，兩條曲線共同進(jìn)步帶來(lái)了光伏產(chǎn)業(yè)堪稱偉大的成就。
但隨著210等先進(jìn)技術(shù)的推出，我們發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)4.0時(shí)代，這兩條曲線將合二為一：即先進(jìn)的技術(shù)需要先進(jìn)的制造工藝，先進(jìn)的制造工藝就位下一階段的先進(jìn)技術(shù)提供平臺(tái)，進(jìn)而帶來(lái)全新的光伏產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
而為什么智能技術(shù)需要光伏?
雖然人工智能的發(fā)展始于替代人工的需要，但單純的替代人工并不足以想要得到跨越式發(fā)展，智能只有加入行業(yè)屬性，才能夠進(jìn)一步進(jìn)化出能夠決策并自我提升的智慧。
專家估計(jì)，到2025年，所有的企業(yè)信息技術(shù)解決方案都會(huì)被云化，每個(gè)企業(yè)都要結(jié)合自身的核心業(yè)務(wù)，探索最適合自己的云化解決方案。
智能業(yè)務(wù)是最有可能改變?nèi)祟愇磥?lái)和生產(chǎn)方式的一般通用技術(shù)，而能源行業(yè)是最適合智能化技術(shù)發(fā)展的土壤。
首先，光伏產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)枪I(yè)領(lǐng)域中最頂尖的一批，從多晶硅制造、到拉棒、電池、組件、逆變器、支架，再到應(yīng)用側(cè)和電網(wǎng)端，都需要非常強(qiáng)的科技與自動(dòng)化設(shè)備支撐，有成體系建設(shè)發(fā)展智能化技術(shù)的基礎(chǔ)。
其次，能源本身的性質(zhì)更容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化經(jīng)營(yíng)。
最后，光伏本身具備聯(lián)接屬性，而且隨著“碳中和”大勢(shì)發(fā)展，會(huì)越來(lái)越多地聯(lián)接整個(gè)生產(chǎn)與消費(fèi)體系，具備人工智能實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的最大舞臺(tái)——融合與超越。常有國(guó)人自豪稱從制造業(yè)的角度，世界只有兩個(gè)國(guó)家：中國(guó)和外國(guó)?，F(xiàn)代的工業(yè)體系中，所有的工業(yè)總共可以分為39個(gè)工業(yè)大類，191個(gè)中類，525個(gè)小類，只有中國(guó)是全部具備的。完整的生態(tài)鏈讓中國(guó)光伏在過(guò)去的競(jìng)爭(zhēng)中取勝，完整的智慧新能源全聯(lián)接場(chǎng)景也將帶動(dòng)智能技術(shù)的騰飛。
這也是為什么筆者認(rèn)為光伏產(chǎn)業(yè)步入了繼2004年德國(guó)可再生能源法之后的第二次歷史機(jī)遇的原因：“碳中和”為光伏提供了聯(lián)接萬(wàn)物的政策基礎(chǔ)，隨之而來(lái)的用能全面清潔電力化的社會(huì)更加需要數(shù)字化的精細(xì)管理，同時(shí)降低度電成本與需求側(cè)多樣性將更加考驗(yàn)制造企業(yè)的自動(dòng)化與柔性制造能力。
百川到海：進(jìn)度不一卻目標(biāo)一致的光伏智能化進(jìn)程
到底什么是智能?它的標(biāo)準(zhǔn)是什么?又如何定義智能化發(fā)展過(guò)程中的不同階段?
5月21日，首屆光伏智能大會(huì)上，一位智能電網(wǎng)的專家提出了這三個(gè)問(wèn)題。
在中環(huán)股份和索比光伏網(wǎng)的邀請(qǐng)下，光伏業(yè)內(nèi)頂尖的智能企業(yè)齊聚天津，召開(kāi)了這樣一場(chǎng)特殊的大會(huì)。之所以稱其特殊，是因?yàn)檫@是首次產(chǎn)業(yè)鏈上游硅片一直到組件、電站、電網(wǎng)及相關(guān)制造設(shè)備的廠商和專家齊聚，共同探討光伏智能化發(fā)展的未來(lái)。
步入全面電力社會(huì)后，人類的用能形態(tài)正在變得趨同以電力為主，而當(dāng)步入數(shù)字化時(shí)代時(shí)，我們的生產(chǎn)與應(yīng)用模式也同樣變得趨同。以往談到智能光伏大家說(shuō)得更多的是它能夠帶來(lái)哪些價(jià)值，而這次我們希望能夠推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)智能技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也能夠逐步讓數(shù)字化的各環(huán)節(jié)連城一個(gè)整體。
感謝這些智能企業(yè)同臺(tái)分享，讓我們有了一窺光伏產(chǎn)業(yè)智能化進(jìn)程全貌的機(jī)會(huì)。
正如電網(wǎng)專家所言，光伏各環(huán)節(jié)智能化在“發(fā)展先后”、“智能化程度”、“對(duì)智能理解和側(cè)重”等方面有很大差別。所以確實(shí)也存在智能制造被簡(jiǎn)單地認(rèn)為是自動(dòng)化生產(chǎn)的情況。所以此次會(huì)議過(guò)后，相信會(huì)有很多參會(huì)企業(yè)會(huì)重新評(píng)估自身智能化程度以及未來(lái)發(fā)展目標(biāo)。
筆者對(duì)各光伏企業(yè)智能化程度做了個(gè)簡(jiǎn)單的梳理。
中環(huán)股份：智能的“本我、自我與超我”
首先來(lái)談?wù)勚协h(huán)股份。2015年起，中環(huán)花了六年的時(shí)間，將以前幾十年的晶硅材料經(jīng)驗(yàn)，完成了自動(dòng)化到智能工廠的過(guò)渡。期間經(jīng)歷了工業(yè)2.0(設(shè)備自動(dòng)化和生產(chǎn)人工化)、工業(yè)3.0(生產(chǎn)自動(dòng)化)、工業(yè)3.5(智能生產(chǎn)，全自動(dòng)化制造)、工業(yè)4.0(智能工廠)四個(gè)階段。
在制造流程全自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，提升了產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備效率，并將ERP(企業(yè)決策平臺(tái))和MES(生產(chǎn)管理系統(tǒng))結(jié)合起來(lái)，讓管理層對(duì)智能工廠可以做到如臂使指。
210超大硅片也是伴隨著中環(huán)智能制造的發(fā)展腳步進(jìn)入業(yè)內(nèi)視線的：2018年，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)流水線自動(dòng)化和生產(chǎn)派工半自動(dòng)化、在線實(shí)時(shí)品控的中環(huán)具備了挑戰(zhàn)更難的超大尺寸技術(shù)的硬件實(shí)力，并在隨后的兩年間逐步改進(jìn)，到2020年12月，初步完備的天津智能DW工廠除了210硅片良品率達(dá)到了96%以上之外，產(chǎn)能也逐步爬坡到了15GW。
自動(dòng)化、柔性化、數(shù)字化、智能化、智慧化，其中的聯(lián)系是層層演進(jìn)卻又獨(dú)立存在的關(guān)系。正如本次大會(huì)的主旨“智構(gòu)、賦能、融合”，其實(shí)中環(huán)在融合階段還是只做了一半。“智構(gòu)”從基礎(chǔ)上奠定智能化制造的基礎(chǔ)，從整個(gè)體系上作出改變;隨后通過(guò)為這套體系“賦能”，讓這套體系變得更加強(qiáng)大;隨后通過(guò)“融合”全價(jià)值鏈和自主學(xué)習(xí)，最后超出現(xiàn)有的極限，從解放人工轉(zhuǎn)向開(kāi)創(chuàng)新業(yè)態(tài)。
拿手機(jī)舉例，早期智能手機(jī)出現(xiàn)，奠定了未來(lái)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨后的十年里手機(jī)功能不斷增強(qiáng)，一些迎合用戶體驗(yàn)的設(shè)計(jì)和語(yǔ)音識(shí)別等功能也在不斷為手機(jī)“賦能”;而未來(lái)隨著5G和軟硬件進(jìn)一步發(fā)展，手機(jī)將成為“融合”與“聯(lián)接”的移動(dòng)數(shù)據(jù)終端。即使是現(xiàn)在，我們手機(jī)中的功能里，圍繞著打電話這一需求只占很小一部分。
筆者認(rèn)為這也可以用佛洛依德的“本我、自我與超我”來(lái)對(duì)智能的發(fā)展做簡(jiǎn)單的比喻：智慧工廠的“本我”是工廠的底層核心功能，“自我”則是讓工廠各功能變得更強(qiáng)大和完善，而實(shí)現(xiàn)“超我”，則需要具備決斷力和約束力，并且在這部分需要和人腦PK，這也是為什么說(shuō)“融合后超越”是智慧工廠的方向，是因?yàn)樵诳鐚I(yè)決策時(shí)，人工智能往往更具備優(yōu)勢(shì)。
如果有一輛智能馬車，“本我”代表驅(qū)動(dòng)力，“自我”代表控制力，“超我”則代表指導(dǎo)力。中環(huán)股份下階段瞄準(zhǔn)的目標(biāo)就是如何培養(yǎng)智慧決策系統(tǒng)的指導(dǎo)力。
中環(huán)表示，將在十四五建成具備工業(yè)4.0+特征的智慧工廠，打通全行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)，讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，做到數(shù)據(jù)自主決策、自主控制。
應(yīng)用材料、西門子、IBM、羅博特科、華為智能：智能OS&APP
中環(huán)股份在智能化領(lǐng)域的成功背后，有著應(yīng)用材料、IBM、西門子這些國(guó)際頂級(jí)智能化企業(yè)的身影。在實(shí)體廠房之外，中環(huán)與合作伙伴還搭建了數(shù)字孿生的虛擬工廠。
應(yīng)用材料表示，半導(dǎo)體工業(yè)在進(jìn)入300mm的時(shí)代，就已經(jīng)在建置符合工業(yè)4.0的現(xiàn)代化無(wú)人化工廠，使用 AIoT(人工智能+物聯(lián)網(wǎng))的觀念與技術(shù)，透過(guò)的設(shè)備傳感器與機(jī)臺(tái)自動(dòng)化控制、無(wú)人搬運(yùn)、智能派工，建構(gòu)有感知意識(shí)的新型“智能型自動(dòng)化”的工廠。他們主要提供自動(dòng)化設(shè)備和管理系統(tǒng)軟件。
西門子則為中環(huán)提供了數(shù)字化仿真、生產(chǎn)、運(yùn)維及優(yōu)化的服務(wù)，做到質(zhì)量、能耗、設(shè)備、物流、研發(fā)的數(shù)字化場(chǎng)景。
2008年起就提出“智慧地球”的IBM提出“經(jīng)營(yíng)數(shù)字化與平臺(tái)數(shù)字化”的概念：主張以工業(yè)大腦為核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系是打造智能制造與敏捷運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，并提出了“體系改革、管理強(qiáng)化、數(shù)字化能力增強(qiáng)”等手段，來(lái)應(yīng)對(duì)光伏企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程難點(diǎn)及挑戰(zhàn)。
羅博特科董事長(zhǎng)戴軍是幾座光伏超級(jí)工廠“背后的男人”。戴軍指出：“光伏行業(yè)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，自動(dòng)化水平、工藝復(fù)雜度、單設(shè)備產(chǎn)能、單車間規(guī)模都在不斷提升，產(chǎn)品種類也不斷增多，但離散的制造模式仍然沒(méi)有改變。”光伏設(shè)備已經(jīng)從過(guò)去獨(dú)立運(yùn)行的離線模式，發(fā)展到了前后端自動(dòng)銜接的聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)模式。但戴軍認(rèn)為，未來(lái)羅博特科將力推重新定義的“離線模式”：工藝設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，標(biāo)準(zhǔn)柔性自動(dòng)化設(shè)備智能對(duì)接每一道工序，讓自動(dòng)化階段時(shí)工藝設(shè)備前后端效能必須匹配的問(wèn)題得到解決，進(jìn)一步提升了產(chǎn)能。
上述企業(yè)中有軟件有硬件，側(cè)重的方向也不一樣。如果智能光伏工廠是一部手機(jī)，它們做的是其中的操作系統(tǒng)或具體功能的APP。
而這三家外國(guó)企業(yè)和中國(guó)企業(yè)差異也很值得關(guān)注：西門子、應(yīng)材和IBM更多的是希望通過(guò)技術(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)行業(yè)，以技術(shù)為主;羅博特科則更注重針對(duì)行業(yè)需求開(kāi)發(fā)技術(shù)，并隨著智能制造在全產(chǎn)業(yè)鏈上的數(shù)據(jù)互通不斷拓展和升級(jí)技術(shù)。
這種差異說(shuō)明了術(shù)業(yè)有專攻的同時(shí)，也說(shuō)明了智能化尚未完全成熟，沒(méi)有真正做到千行百業(yè)統(tǒng)一步調(diào)，不然這些企業(yè)會(huì)有高度的一致性。
即使是這三家國(guó)外巨頭，在智能工廠建設(shè)的過(guò)程中，仍然需要中環(huán)股份的大量參與。也就是說(shuō)：用APP的那個(gè)用戶，也要反向去為了用APP而先去做這套OS系統(tǒng)。目前世界上也沒(méi)有一款針對(duì)所有行業(yè)的智能化系統(tǒng)，因?yàn)榇蟛糠种悄芑桨咐锶匀蝗笔袠I(yè)屬性，目前還不能一套智能內(nèi)核穿搭不同的行業(yè)“皮膚”，所以需要智能化服務(wù)商與用戶對(duì)接，這也是IBM提出的數(shù)字化挑戰(zhàn)的難點(diǎn)之一。
就個(gè)人而言，筆者從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度也很看好華為智能，雖然現(xiàn)在目前華為云業(yè)務(wù)這部分市占率不如阿里，但華為有制造背景，在于行業(yè)融合的方面更具優(yōu)勢(shì)。順帶一提，目前一些基金公司招人更傾向于招聘理工科而非金融背景的人才，也是和這個(gè)原因類似：工科更難“補(bǔ)課”。
華為、陽(yáng)光新能源、國(guó)家電網(wǎng)：傳統(tǒng)智能光伏主力軍
從工信部2020年公示的智能光伏試點(diǎn)示范項(xiàng)目和企業(yè)名單可以看出，主管部門在智能光伏這方面還是更側(cè)重于電站和電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用的。
華為、陽(yáng)光新能源、國(guó)家電網(wǎng)中國(guó)電力科學(xué)院的專家也分享了在智能化領(lǐng)域的進(jìn)展。
在智能化方面，如同三家外企與本土企業(yè)羅博特科的方向性差異，傳統(tǒng)逆變器兩強(qiáng)陽(yáng)光與華為的路線也發(fā)生了不同的變化：華為的方案是通過(guò)智能實(shí)現(xiàn)光伏、電網(wǎng)乃至全部應(yīng)用場(chǎng)景的全聯(lián)接，在碳中和的大背景下，光伏場(chǎng)景化將很快迎來(lái)爆發(fā)期;陽(yáng)光電源集團(tuán)旗下的陽(yáng)光新能源則側(cè)重?cái)?shù)字化為技術(shù)本身服務(wù)，不斷提升技術(shù)水平和解決方案實(shí)力。
在華為的方案中，可以窺探到行業(yè)綠電、家庭綠電、全屋智能、綠色出行、智慧園區(qū)、智慧政務(wù)與智慧城市等方案，已經(jīng)在不同條線上共同推進(jìn)，未來(lái)很可能融合在一起，形成一個(gè)數(shù)字化的全聯(lián)接超級(jí)平臺(tái)。
而陽(yáng)光新能源則通過(guò)不斷強(qiáng)化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，一躍成為全球最大的光伏解決方案提供商。
如果要形容的話，華為是液態(tài)的，上善若水，利萬(wàn)物而不爭(zhēng);陽(yáng)光電源則是固態(tài)的，細(xì)化完善技術(shù)方案，不讓壘土，故能成其高。
中國(guó)電力科學(xué)院專家指出，光伏電站對(duì)智能化的需求是全方位的：首先是對(duì)光伏電站經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行情況、電站質(zhì)量的全方位評(píng)估;其次新一代電力調(diào)度系統(tǒng)，要求光伏電站無(wú)功容量大、調(diào)節(jié)精度高、響應(yīng)時(shí)間快，并且具備智能化分析數(shù)據(jù)和建模，引導(dǎo)電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度和控制;同時(shí)光儲(chǔ)結(jié)合、多能互補(bǔ)的新型高比例新能源電網(wǎng)，也需要智能化管理作為支撐。
同時(shí)，專家指出在智能發(fā)電發(fā)展進(jìn)程中應(yīng)該明確每個(gè)階段的特征：初級(jí)階段通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、專家知識(shí)庫(kù)、人工智能、機(jī)器人等技術(shù)，構(gòu)建生產(chǎn)運(yùn)行核心業(yè)務(wù)體系，并實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)間信息融合和業(yè)務(wù)互通;中級(jí)階段在此基礎(chǔ)上，提升自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自尋優(yōu)能力，做到機(jī)器為主、人工為輔;高級(jí)階段則實(shí)現(xiàn)集成化、機(jī)器自主決策、無(wú)人值守、無(wú)人常規(guī)檢修化。
大體系與標(biāo)準(zhǔn)建立
我們面對(duì)的是一個(gè)前所未有的大勢(shì)和復(fù)雜無(wú)比的新挑戰(zhàn)，“智構(gòu)、賦能、融合”并不只是針對(duì)某個(gè)企業(yè)的智能制造或智能管理能力，對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)同樣意義重大：構(gòu)建智能化的全產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，進(jìn)而做到融合，真正做到智能制造與智能應(yīng)用無(wú)縫接軌，將對(duì)光伏乃至全社會(huì)產(chǎn)生極大的積極意義。
希望通過(guò)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的智能企業(yè)共同協(xié)作，快速提升行業(yè)智能化水平，提升產(chǎn)品與服務(wù)能力，不斷自我突破，讓企業(yè)在變革中基業(yè)長(zhǎng)青，讓光伏行業(yè)盡可能的為建設(shè)零碳智能的新時(shí)代做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
