在大多數人眼里,停電只是小概率事件――或是某個夏日里空調的突然罷工;或是某個夜晚眼前的突然一黑……即使發生了,也能很快“重見光明”。然而,對于一些關鍵場所而言,再小的概率,再短的時間,一旦出現斷電,都可能會造成不可估量的后果和損失,電力可用性尤為重要。
去年,某知名半導體廠商的工廠發生了一起斷電事故,雖然過程僅僅持續了13分鐘,卻因硅晶圓材料的特殊性,導致當時處于生產中的晶圓全部報廢,為廠商帶來超過3億美元的損失。
與之類似,在數據中心這樣的關鍵基礎設施領域,意外停電會導致用戶無法正常訪問應用程序,從而使得企業業務和聲譽受到直接影響。艾默生網絡能源和波耐蒙研究所的一項研究顯示,數據中心意外停電每分鐘造成的損失可超過5000美元。
除了巨額的財務損失,斷電甚至還有可能危及人員生命。在醫療機構中,攸關病人性命的ICU、手術室等場所絕對不能意外停電,否則會直接耽誤病患的救治;在化工工廠中,如果重要控制裝置在生產操作過程中突然停電,就有可能發生爆炸進而造成人員傷亡……
顯而易見,這些關鍵場所對配電系統穩定性的追求并不是“小概率”,而是“零故障、零風險”。在中低壓配電領域專家施耐德電氣看來,預測性維護是實現從“小概率”到“零風險”跨越的關鍵。預測性維護的本質在于“防患于未然”,也就是在可能的故障發生之前就提前預知,將風險扼殺于搖籃之中,進一步提高電力可用性。
過去,絕大多數企業都會定期對電力設備部件進行檢修和更換,也就是傳統的預防性維護(preventive maintenance),即為了消除設備失效和非計劃性生產中斷等因素而策劃的定期活動。
預測性維護(predictive maintenance)則更進一步,它能提前察覺設備的潛在故障以及預計失效時間,幫助企業制定最優的運維計劃,降低人力成本,減少停機次數,提高生產效率。
于是問題來了,預測性維護究竟是如何“預知未來”的呢?我們不妨舉個例子:一個表面看起來沒有任何病癥的人,如果想了解自己的真實健康狀況,應該怎么辦?最直接的方式就是選擇去醫院體檢。醫生通過將抽血、拍片收集到的生理數據與正常指標進行比對,就可判斷當事人有沒有潛在的疾病風險。
同理,電力網絡預測性維護的基礎就是通過各種手段進行電力設備運行數據的采集,并將設備運行數據與安全參數范圍進行比對。當電力網絡的設備運行數據偏離安全參數范圍時,亦或是當保護整定值偏離其原始設計時,系統能夠對其進行識別,進而分析和判斷設備的劣化趨勢、故障部位、原因,并預測變化發展、提出防范措施。
充分的數據采集是實現預測性維護的基礎,然而,在傳統配電系統的管理中,人工運維模式依舊是常態,這存在許多顯而易見的問題。首先,隨著配電系統的日益龐大和復雜,人工運維的難度高、任務重、成本高、效率低下;其次,僅靠人工無法實現設備運行數據的實時獲取,這使得運營者無法及時獲悉電力系統中各線路的狀態、斷路器壽命等信息;第三,人工抄錄數據容易出現錯漏,之后形成的紙質檔案既不便于查詢,也容易因為火災等意外情況而損毀;第四,在疫情這樣的特殊時期,應該避免醫院運維人員前往設備現場的次數,否則會增加被感染的風險。
基于以上種種挑戰,用信息化的電力資產管理模式替代紙質化的傳統管理模式,用數字化手段賦能傳統電力運維,已經勢在必行。
目前,包括醫院后勤部、商業建筑運維管理部、數據中心運維部在內的用戶已經認識到了預測性維護對提升其運維效率的重要意義;包括總包方、系統集成商、成套廠在內的企業已經意識到數字化手段是提升其競爭力的重要武器。他們缺乏的,是一條切實的落地路徑。
基于自身在智能配電領域的多年探索和實踐,施耐德電氣的EcoStruxure架構與平臺能夠為客戶提供從互聯互通的產品到邊緣控制層再到應用、分析與服務的完整數字化解決方案。
首先,用戶需要為自己的電力資產建立專屬的“數字化檔案室”,并希望能對運維計劃、文檔、工單、日志進行統一管理,這個過程當然越簡單越好。在互聯互通的產品層,施耐德電氣于去年重磅推出的Digital logbook(施耐德千里眼?智聯日志)是電力運維人員獲悉設備運行狀況的“最佳幫手”。
這是一個面向電氣設備制造商、運維管理人員、工程公司及運維服務商的電氣資產全生命周期數字化管理平臺,用戶通過二維碼即可錄入資產信息。如果電力運維人員想了解任何資產的相關信息,只需“掃一掃”就能快速定位,查閱設備文檔信息;資產再多、分布再廣也不用擔心,Digitallogbook(施耐德千里眼?智聯日志)可以實現分布式站點的集中管理;又因為所有的系統圖紙及運維記錄都永久性儲存在云端,所以也無需擔心數據的丟失;日常運維中就更省心了,運維人員可以直接一鍵添加運維計劃,提前預置計劃提醒;每次運維完成,都會生成運維工單及運維日志,實現閉環式的工單管理。
收集數據只是基礎,預警風險才是目的。比如,某醫院因為疫情的影響,配電系統一直處于高負荷運轉狀態,導致部分電路出現老化。那么醫院后勤部一定希望立刻能在PC端/手機端收到警報信息,并獲得風險設備、部件或線路的詳細位置和數據,促使運維人員在斷電之前就及時排除隱患。
施耐德電氣現場監測層的PME/PSO電能管理軟件和EcoStruxure?Facility Expert(施耐德?千里眼運維專家)具有強大的邊緣控制能力,能夠幫助客戶實現包括電能質量監測分析、配電資產及能耗管理在內的配電系統現場級整體管理 。一旦出現電力設備或部件運行數據出現偏離正常范圍的情況,會及時通知相關人員。
然而,因為成本的原因,并不是所有的用戶都具備數量充足的專業運維人員,很多時候,即使用戶知道哪里有風險,也不知道應該如何采取措施去解決。這時,就是應用、分析與服務層的EcoStruxure?Asset Advisor(施耐德千里眼?資產顧問)大顯身手的時候了。它就如同一位用戶身邊的資深專家,能夠給出專業的指導意見,告訴用戶應該采取哪些具體措施以消除風險。
這一套完整的方案普遍適用于對供電連續性要求高、設備分散且需要集中管理以及運維管理難度大的用電場所,如醫院、數據中心、電子廠房……其可以為用戶的配電系統提供7天*24小時的絕對守護。
結語
對關鍵行業而言,電力可靠性意味著更高的生產效率、更低的運維成本和對人員安全的更好保護,預測性維護則是保證電力安全、可靠的關鍵環節之一。
從內部來看,將預測性維護用于優化生產操作,會帶來20-30%的效率增益;從外部來看,設備制造商如果引入預測性維護服務,則有可能扭轉當前競爭業態;從戰略角度評估,預測性維護代表著工業服務化和未來商業模式轉變的歷史選擇。讓關鍵配電設施遠離黑暗,將不再是愿景,而是現實。