2018年，我国电工行业主营业务收入达到4.95万亿元，同比增长6.36%，约占整个机械行业的1/4。特别是以大型发电设备、特高压输变电成套设备为代表的重大技术装备产量位居世界第一，技术性能达到国际领先水平。其中，我国发电设备年产量连续13年超过1亿kW，变压器年产量连续11年超过10亿kV·A，创下世界奇迹。
中国电器工业协会副秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所副所长王琨
电工行业发展现状
当前，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，智能制造、工业互联网、大数据及5G通信等新一代信息技术作为数字化转型的关键支撑力量，正在不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态，推动传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大。电工行业正处于由数量和规模扩张向质量和效益提升转变的关键期，支撑发展的要素条件发生了深刻变化，迫切需要加快创新发展步伐，从规模、成本优势转向质量、效益优势，实现高质量发展，构建竞争新优势，抢占未来发展主动权。
近年来，国家电网提出了三型两网(枢纽型、平台型、共享型和坚强智能电网、泛在电力物联网);南方电网提出了智慧电网、新一轮农网改造等;五大发电集团聚焦清洁能源转型、成本领先、资本运营和国际化战略等。市场变化驱动转型升级，资源倒逼推动加之重塑，技术变革带动智能制造，对产业发展提出了结构调整、转型升级和提质增效的新要求。然而，无论是能源互联网，还是泛在电力物联网，它们都是在现有电网基础上逐步演化，并被赋予了新的事物含义而产生的。
电力工业新动向
每一次信息通信技术的重大创新都会为制造业带来新的变革，这一次可能是工业互联网引领的产业变革，推进制造业向智能化和网络化发展。
能源互联网是工业互联网的重要分支。电能是当前最清洁、最方便的能源。电网是国家重要的能源动脉，源端是各种形式的发电厂、新能源电站，网端包括了输电线路、变电站和配网，用户端包括工业用户、居民用户以及各类商业用户，整个链条涵盖了规模庞大的电力装备和终端。电器工业是为电力工业提供基础装备支撑，电力装备技术性能和质量直接关乎到电力工业安全平稳运行。
近年来，电网出现了一些新的动向，先后提出了智能电网、能源互联网、综合能源系统、全球能源互联网、再电气化、泛在电力物联网和透明电网等概念。可以说，这是从另外一个维度表征了我国现在行业面临的发展趋势。我认为，在未来的5～10年内，电力设备本身并不会出现革命性的变化。无论是储能技术、氢能技术的出现，还是新型电力设备的研制，都是在现有的工业基础上发展起来的。但是，新技术的整合将是电力工业未来发展的一个必然趋势。“中国制造2025”中明确指出，未来我国的电力装备将不在是单纯的追求产品的技术性能、参数指标以及容量的提升，而是要综合发展，从行业、企业的层面提质增效和转型升级。从产品本身来讲，则是要提高可靠性和安全性，向智能化和绿色环保的方向发展。
不难看出，电网发展的这些新动向都有着动向下的共同特征：广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控和开放共享。
“中国制造2025”路线图里面对关于智能电网下的关键技术总结如下：
1)发电领域：主要包括常规大电源基地(煤电、水电和核电)、大规模可再生能源和分布式能源等电源的接入和协调运行技术。
2)输电领域：主要包括大电网的规划技术、电力电子技术、输电线路运行维护技术、输电线路状态检修技术和设备全寿命周期管理技术等。
3)调度领域：主要包括大电网安全稳定分析技术、仿真建模技术、经济运行技术、综合预警和辅助决策技术、大电网控制技术、安全防御技术以及运行管理技术等。
4)变电领域：主要包括变电站信息采集技术、智能传感技术、实时检测技术、状态诊断技术、自适应/自优化保护技术、广域保护技术、协调控制技术和站内智能一次设备技术等。
5)配电领域：主要包括配电网经济运行、智能预警、辅助决策、安全控制、设备管理、电能质量、智能配网设备、大规模储电和电动汽车变电站技术等。
6)用电领域：主要包括高级量测技术、双向互动营销技术、用户储能技术和用电仿真技术等。
电工企业的应对
电工行业属于离散型制造，离散型制造业的生产特点主要表现为：按定单生产、按库存生产;多品种、小批量或单件生产;产品的质量和生产率很大程度上依赖于工人的技术水平;自动化主要集中在单元级(如数控机床)，自动化水平相对较低;离线状态下检验关键部件、工序的加工质量;产品的工艺过程经常变更。
1.开展智能制造的目标及具体方法
我国开展智能制造试点示范对离散型制造业的目标是：开展智能车间/工厂的集成创新与应用示范，推进数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯以及智能物流等试点应用，推动企业全业务流程智能化整合。
开展的具体方法：①推进生产设备(生产线)智能化。通过引进各类符合生产所需的智能装备，建立基于CPS系统的车间级智能生产单元，提高精准制造、敏捷制造能力。②拓展基于产品智能化的增值服务。利用产品的智能装置实现与CPS系统的互联互通，支持产品的远程故障诊断和实时诊断等服务。③推进车间级与企业级系统集成。实现生产和经营的无缝集成和上下游企业间的信息共享，开展基于横向价值网络的协同创新。④推进生产与服务的集成。基于智能工厂实现服务化转型，提高产业效率和核心竞争力。
2.离散型智能制造模式要具有的要素条件
1)车间/工厂的总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型，并进行模拟仿真，实现规划、生产和运营全流程数字化管理。
2)应用数字化三维设计与工艺技术进行产品、工艺设计与仿真，并通过物理检测与试验进行验证与优化;建立产品数据管理系统(PDM)，实现产品数据的集成管理。
3)实现高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等关键技术装备在生产管控中的互联互通与高度集成。
4)建立生产过程数据采集和分析系统，充分采集生产进度、现场操作、质量检验、设备状态和物料传送等生产现场数据，并实现可视化管理。
5)建立车间制造执行系统(MES)，实现计划、调度、质量、设备、生产和能效的全过程闭环管理;建立企业资源计划系统(ERP)，实现供应链、物流和成本等企业经营管理的优化。
6)建立工厂内部互联互通网络架构，实现设计、工艺、制造、检验和物流等制造过程各环节之间，以及与制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP)的高效协同与集成，建立全生命周期产品信息统一平台。
7)建立工业信息安全管理制度和技术防护体系，具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力;建立功能安全保护系统，采用全生命周期方法有效避免系统失效。
3.智能制造模式
目前，电工企业在智能制造上已形成四大模式：①基于现场连接的智能化生产，实现对生产过程、计划资源和关键设备等的全方位管控与优化;②基于企业互联的网络化协同，借助工业互联网平台，将分布于全球的设计、制造和服务资源有效整合，通过并行组织，大幅缩短产品研制周期;③基于产品联网的服务化延伸，通过基于工业互联网实时监控产品的运行状况，并开展远程运维、健康管理等的服务型制造新模式;④基于供需精准对接的个性化定制，实现用户与企业产品定制服务平台的有效对接，推动用户与企业的深度交互。
未来，随着泛在电力物联网与坚强智能电网的融合发展，在线连接能源生产与消费各环节的人、机和物将实现信息高效处理，还将产生更多新的模式。从创新实践来看，电工行业形成了生产端、产品端和平台端切入的三种类型：生产端主攻智能工厂和生产线，通过集成生产系统获取数据，提升生产效率与产品质量;产品端主攻智能产品，提供智能增值服务，拓展价值空间;平台端主攻第三方工业互联网平台，主要提供运营优化、资源协同和设备连接管理等各类工业互联网创新应用的支撑服务。要以积极的心态去迎合新技术的发展。
智能制造涉及全产业链的各个环节，涵盖电工行业产品全生命周期，从产品规划、产品设计、生产规划、试制到量产到使用和服务。具体模式有：互联设计、互联产品、互联生产、互联物流和远程服务。
对行业发展的影响
1.产品的创新：产品的数字化、智能化
具有智能的产品不断诞生，改变了为用户服务的方式。例如，在传统的电器内植入小型传感器，可将设备运行状态的信息，通过互联网远程传送到制造商的客户服务中心，实现对设备进行破坏性损伤的预警、寿命的预测以及最佳工作状态的监控，不仅使设备智能化，而且改变了产业的形态，使制造商不仅为用户提供智能化的设备，而且可以为用户提供全生命周期的服务，而且服务的收入常常超过了卖设备的收入，从而推动制造商向服务商转型。
2.过程创新：制造过程的智能化
(1)设计过程创新
采用面向产品全生命周期的智能化设计系统，可在虚拟的数字环境里协同实现产品的全数字化设计，结构、性能和功能的模拟仿真与优化，极大地提高了产品设计质量和一次研发成功率。
(2)制造工艺创新
数字化、智能化技术可以实现工艺数据的积累、加工过程的仿真与优化、数字化控制以及状态信息实时检测等智能化技术的全面应用，并使制造工艺得到优化，极大地提高了制造的精度和效率，大幅度提升了制造工艺水平。
(3)制造装备与系统创新
数字化、智能化技术大幅度提升生产系统的功能、性能与自动化程度，同时这些技术的集成进一步形成柔性制造单元、数字化车间乃至数字化工厂，使生产系统的柔性自动化程度不断提高，并向具有信息感知、优化决策和执行控制等功能特征的智能化生产系统方向发展。
3.管理创新：管理智能化
(1)扁平化
一个由人、计算机和网络组成的信息系统，可使传统的金字塔式多层组织结构变成扁平化的组织结构，大大提高了管理效率。
(2)开放性
制造商─生产型服务商─客户在一个平台上，生成一个无边界、开放式协同的创新平台，代替传统的内生、封闭和单打独斗式创新。
(3)柔性
企业可按照用户的需求，通过互联网无缝集成社会资源，重组成一个无围墙的高效运作的、柔性的企业，以便快速响应市场。
4.形态创新：产业形态发生颠覆性变革
(1)个性化的批量定制生产等得以实现
通过互联网，制造企业与客户、市场的联系更为密切，用户可以通过创新设计平台将自己的个性化的需求及时传送给制造商，或直接参与产品的设计，而柔性的制造系统可以高效、经济地满足用户的诉求，一种新的个性化批量定制生产模式将成为一种趋势。
(2)制造业的产业链优化重构
无处不在的信息网络和便捷的物流系统，使得研发、设计、生产、销售和服务活动没有必要在一个企业、甚至在一个国家内独立完成，而被分解、外包或众包到社会和全球，一个企业只专注于自己核心业务的提高。
(3)加速向服务型制造转变
经济活动已由制造为中心日渐转变为创新与服务为中心，产品经济正在向服务经济过渡，制造业也正在由生产型制造向服务型制造转变。
结束语
泛在电力物联网的主战场在配用电侧。随着柔性直流、新能源、分布式发电、智能配电网以及综合能源等方面的快速发展，电网企业对智能化设备需求有了新的变化。
我认为，对于高质量发展目前尚没有一个十分明确的定义，但提质增效是行业发展的永恒主题。如何提质增效，不仅要从企业内部下功夫，更要借助外力来帮助自己改变，促进、缩短这个改进的进程。因此，新的技术给我们提供了一个有力的契机，如果我们这次没有抓住，那么接下来就可能会落后，而抓住的企业则会形成新的比较竞争优势，重塑市场竞争新格局。智能制造、大数据、5G和人工智能等都是技术手段，我们要用好这些手段，而不要盲目跟风。例如，从很多的智能制造实施案例中我们发现，有些时候人的介入恰恰是提高生产质量的一个关键。
电器工业高质量发展的三个重要途径是：
1)理解电工行业智能制造发展战略意义、目标、路径和重点;分析“新能源、新材料、新制造”带来的新机遇;研发能源技术与信息技术深度融合的新产品、新系统;分析“三型两网”转型等下游用户行业新需求带来的机遇与挑战;理清企业发展的目标与路径;制定企业发展的战略与计划。
2)融入智能制造新技术，提供电工智能新产品：先进传感器、控制系统、信息系统软件和互联网技术;电机技术与伺服电动机技术;传动系统技术与智能机器人技术;智能制造的新部件，新系统;智能制造新模式催生的新产业、新企业。
3)应用智能制造新技术，提升电工装备智能化：智能装备新技术;智能工厂新技术;企业软件新技术;能源产品与设备的信息化、网络化和智能化;电力系统与网络的信息化、智能化、大数据和云计算。
(本文根据中国电器工业协会副秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所副所长王琨在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)
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