面向建筑用能低碳轉型的中央空調物聯生態體系建設

梁海山 李華剛 付松輝 國德防 楊偉欣 王學道 劉玉平

高質量發展階段，綠色低碳發展已成為全社會發展的共識，也成為新時代企業實現高質量發展的內在要求。作為推進碳達峰碳中和工作的重要組成部分，建筑用能電氣化、供暖清潔低碳化等成為了建筑行業重要的發展方向。在此背景下，海爾中央空調探索實踐面向建筑用能低碳轉型的中央空調物聯生態體系建設，以用戶需求為中心，從提供產品轉變為提供節能減碳場景解決方案，助力建筑行業節能減排。

一、面向建筑用能低碳轉型的中央空調物聯生態體系建設的背景

（一）綠色低碳是時代發展的必然要求

黨的十八大以來，我國堅持深入貫徹落實綠色發展理念，深入推進生態文明建設，向世界鄭重承諾中國二氧化碳排放力爭在2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和的目標。社會經濟發展向綠色化、低碳化轉型，是新時代發展的必然要求。

雙碳目標下，各行業都走上了綠色低碳轉型之路。高能耗、高成本的暖通空調設備與國家提倡的綠色高效趨勢背道而馳，建筑用能電氣化、供暖清潔低碳化成為了行業重要的發展方向。“近零能耗”的智慧樓宇建設要求環保高標準，尤其在商業供暖領域，傳統取暖方式在制熱運行中同時存在著諸多問題：污染嚴重，耗能較大；室內溫差大，制熱不足不舒適；投資成本大，性價比低等。中央空調能耗約占建筑總能耗的60%左右，成為節能降耗的重要研究方向。

（二）企業實現高質量發展的內在要求

高質量發展階段，我國積極推進發展方式綠色化轉型，建立健全綠色低碳循環發展的經濟體系，綠色低碳、節能環保已成為企業高質量發展的客觀要求和重要內涵。面向建筑用能低碳轉型的中央空調物聯生態體系建設是海爾加速自身數字化、低碳化轉型升級，同時助力建筑行業綠色發展的積極探索和實踐。

物聯網時代，海爾緊抓數字化、低碳化的時代機遇和發展趨勢，加速從制造企業轉型升級，成為美好生活解決服務商，從提供家電產品轉變為提供定制化、場景化的解決方案。海爾加快融合應用新一代信息技術，加快家電、物流等產業數字化升級，將家電產品升級為可以聯網的“網器”產品，成為服務用戶的一個載體，網器背后是海爾圍繞用戶搭建的資源生態，可以為用戶提供場景化的解決方案；與此同時，海爾深入貫徹綠色發展理念，承接國家碳達峰碳中和“3060”目標，積極推進產業綠色化低碳化升級，通過技術研發、工藝改進、平臺創新、供應鏈優化等不斷提升產品和服務的綠色低碳屬性，為用戶提供綠色化產品和服務，助力暖通行業、建筑行業綠色發展。

（三）數字化技術為企業管理創新提供了技術保障

當前，大數據、物聯網、5G、人工智能等新一代信息技術的發展正激發、衍生出一批批新應用、新模式、新業態，為企業商業模式、管理模式的創新提供了豐厚的實踐土壤。一方面作為企業服務對象，用戶借助互聯網等技術和應用可以輕松獲取關于企業、產品、品牌的眾多信息，而不再是傳統工業時代企業主導用戶信息進而影響用戶消費，企業和用戶之間的信息不對等被打破，用戶掌握和知道的信息可以比企業更多。同時隨著粉絲經濟、社群經濟的發展，用戶可以越來越多的參與到企業的生產決策中，由原來的被動接受者轉變為企業經營的參與者，原來的產銷分離變為網絡時代的“產消合一”。另一方面，作為產品和服務的提供者，企業在新一代信息技術的加持下，研發、生產、銷售、服務等各環節數字化轉型進展正在提速，衍生出眾多新的模式，如企業能源管理加速數字化升級，大數據驅動為企業用能帶來顯著的節能減碳效果；生產制造加速向數字化、智能化升級，幫助企業實現提質增效；服務環節借助數字技術，實現遠程操控、數字診斷，使得服務業制造業加速融合。

新一代信息技術的創新發展是當前企業管理管理創新、商業模式創新的社會基礎。海爾中央空調物聯生態體系建設是海爾融合物聯網、大數據等新一代信息技術，面向建筑用能低碳轉型需求的探索實踐。

二、面向建筑用能低碳轉型的中央空調物聯生態體系建設的主要做法

立足高質量發展階段綠色低碳的發展要求，海爾中央空調探索實踐面向建筑用能低碳轉型的中央空調物聯生態體系建設，以用戶需求為中心，從提供產品轉變為提供節能減碳場景解決方案，助力建筑行業節能減排：戰略方向上，明確綠色化、低碳化發展方向，2021年共同發布《暖通行業2030減碳路線圖》助力行業在2030年實現減碳3.16億噸的目標；技術創新方面，堅持開放式創新，持續攻關低碳技術，提高產品低碳屬性；生產制造方面，建設低碳互聯工廠，實現大規模定制轉型，產品100%由用戶定制；智慧服務方面，創新云服務平臺，實現網器實時在線監測，顛覆傳統管理模式；用戶體驗方面，從提供產品轉變為提供定制化場景化解決方案，幫助用戶實現節能、降本、減碳。通過該項管理創新的實施，海爾中央空調打造了全球引領的中央空調自主品牌，連續4年穩居全球磁懸浮中央空調榜首（產業在線數據）；打造了5000余節能示范項目，十年累計節能23億度電，相當于替代煤炭約82.8萬噸，減少二氧化碳排放量約200萬噸，有效地助力了建筑行業節能減碳。具體實施做法如下。

（一）明確低碳化發展的戰略方向和推進目標

物聯網時代，海爾始終堅持貫徹落實綠色發展理念，積極應用新一代信息技術，推進企業數字化、低碳化轉型升級。響應國家“雙碳”目標和政策，海爾積極推進建設綠色低碳生產體系，推進低碳技術研發和產品開發，不斷提升產品低碳屬性，積極布局新能源、再循環等綠色經濟、低碳經濟，為用戶提供定制化的綠色解決方案，為行業低碳發展和國家雙碳目標落地貢獻自己的力量。

作為海爾的重要組織部分，海爾中央空調始終堅持用戶需求為導向，以技術創新為引領，持續創新高效節能產品和服務。自2006年打破國外壟斷推出中國首臺磁懸浮中央空調以來，海爾中央空調在暖通空調領域不斷創新，切實推進建筑等行業節能減碳、綠色發展。2021年12月，海爾中央空調牽頭發布《暖通行業2030減碳路線圖》，將通過智造端、技術端、應用端布局的3大重要舉措，助力行業在2030年實現減碳3.16億噸的目標。如在智造端，海爾將打造中央空調（膠州）互聯工廠，園區建設利用光伏發電，一年可發電1000萬度，加上節能設計等措施，合計省煤電1500萬度，相當于減排二氧化碳15000噸；同時工廠主要生產物聯多聯機，產品節能性提升50%，助力建筑低碳轉型。

（二）堅持開放式創新，持續增加產品低碳屬性

海爾始終堅持創新驅動發展，打造“10+N”開放式創新體系，全球布局10大研發中心，深入推進產學研用合作，接入全球研究機構、大學、孵化器等創新力量，鏈接20萬+專家，匯集100萬+全球一流資源，實現快速響應用戶需求、24小時不間斷的快速創新。“用戶需求在哪里，海爾的研發就在哪里”。

以用戶需求為中心，海爾不斷突破行業關鍵核心技術，引領中央空調節能發展。如針對影響中央空調節能效果和使用壽命的機械摩擦損耗問題，海爾整合研發團隊，在國內率先創新研發推出磁懸浮中央空調，實現機組的無油零摩擦運轉，較大限度的消除因機械摩擦而帶來的部件損耗，使空調的能效與運行穩定性大大提升，節能效果提升50%，使用壽命延長到25年，填補了磁懸浮中央空調在中國的空白。由海爾牽頭的“大型節能環保磁懸浮離心式中央空調關鍵技術及產業化”突破壓縮機部件、熱交換部件、制冷循環結構部件和整體智能控制部件四大方面關鍵核心技術達到國際領先水平，完成大型磁懸浮離心式中央空調系統的整體創新設計，實現了空調的高效節能和綠色環保，并產業化形成了風冷冷水、水冷冷水、熱泵3大系列包含53個型號產品，在北京、上海、深圳等幾十個城市建立了大量樣板工程，并出口到澳大利亞、土耳其等不同氣候環境國家。2016年該項目獲得山東省科技進步一等獎。目前在運行機組達到3300MW，累計運行3400萬小時，節電3.58億度，累計節約標煤11萬噸，減少CO2排放40萬噸。

海爾深入推進產學研合作，加快節能技術創新與應用。例如海爾聯合重慶大學、中國建筑設計研究院、北京城建設計發展集團等機構共同組成技術創新項目組，在建筑熱環境理論和營造技術上，研究出適合中國建筑的標準和方法，提高熱舒適性的同時，達到節能降耗的目標，成果“建筑熱環境理論及其綠色營造關鍵技術”項目組獲得2020年度國家科學技術進步獎二等獎。目前，這一項目已經從理論走向實踐，應用于鳥巢、成都雙流機場、重慶機場、拉薩火車站、北京和杭州地鐵部分線路、重慶龍湖時代天街大型綜合體等30余項重大工程。近3年來，項目的應用推動各地共實現新增產值35.72億元，新增利潤4.73億元，取得了顯著的經濟和社會效益。此外，海爾物聯多聯機節能減碳關鍵技術、高效高頻化一體式變頻技術、物聯超低溫空氣源熱泵技術的研究及應用等多項技術獲評“國際領先”，為產品綠色升級提供了強有力的技術支持。

（三）打造低碳互聯工廠，實現大規模制造轉向大規模定制

物聯網時代，海爾依托卡奧斯國家級工業互聯網平臺，加快智能制造轉型升級，打造低碳互聯工廠，推進制造模式從大規模制造轉向大規模定制，實現工廠與用戶零距離，產品按需定制。

1.打造大規模定制交互平臺，實現產品100%的用戶定制。針對大型商用中央空調“快速設計和交付”、“用戶需求快速響應”等行業特征，海爾中央空調搭建了用戶在線交互、定制及全流程可視的大規模定制交互平臺，實現與終端用戶需求的無縫對接，并通過開放平臺整合全球資源，迅速響應用戶的個性化需求。由此海爾中央空調也加快從原來為庫存生產轉變成為用戶個性化而創造，用戶也有原先單純的“消費者”變成生產和消費合一的“產消者”。用戶在定制平臺可以實現創意交互、虛擬設計體驗、按需定制、全流程可視。例如，大規模定制交互平臺采用3D動態仿真模式進行產品立體應用場景介紹，包括酒店場景、軌道交通場景、辦公室場景、工廠場景等，實現了產品在線定制交互、10類中央空調產品在線功能定制，用戶可在線發表創意，參與產品定制，訂單直達工廠與模塊商。同時從需求端到制造端，依托互聯工廠實現用戶全流程可視化定制體驗。目前，該定制交互平臺已匯集3000余家客戶、1000余家設計院、100余家專業機構實時在線交互，實現定制定單全生命周期智能化管理。

2.打造互聯工廠，滿足全流程用戶參與體驗。基于卡奧斯國家級工業互聯網平臺，海爾打造中央空調互聯工廠。工廠的數字化系統架構以COSMOPlat-MES為核心，橫向分別整合集成WMS、SPC等系統，實現了從企業到工廠到車間到每一臺設備每一個人的實時互聯，即機機互聯、機物互聯、人機互聯；縱向整合集成ERP、PLM等系統，從用戶的需求到產品設計，再到制造、物流、服務，全流程智能互通、透明可視，形成全生命周期管理的新型生產模式。

在生產端，海爾中央空調互聯工廠通過應用5G、AR（增強現實）、機器視覺等數字技術，實現了生產環節透明可控，生產過程智能調度。比如，機器視覺在生產現場應用于識別分類、尺寸測量、缺陷檢查、操作引導，其中缺陷檢查主要通過圖像采集對產品表面劃痕、凹陷等外觀缺陷進行自動檢測，相比人工檢測提高了精度、速度，進而提高產品質量和生產效率。同時，工廠關鍵設備如鈑金數控沖床、等離子直縫焊接設備、鋼板拋丸設備、筒體拋丸設備、封頭機器人自動焊切割焊設備、鉆銑床、超聲波清洗機設備、自動碼垛機器人等均實現數控化。工廠實現車間智能排產，自建立智能排程優化模型，自動匹配最優排程計劃，實現了生產訂單、生產計劃、采購計劃等關鍵信息的可視化，排產結果可準確到每一工序、每一設備、每一分鐘，實現生產計劃與過程管控的精細化，比如按期、延期、提前等信息一目了然，生產計劃預測性強，生產狀況透明程度高。同時車間生產任務的派工管理、生產準備管理、任務執行的全流程協同管理，實現快速響應、協同制造，由此實現訂單兌現率提高18%，計劃編排時間縮短30-80%，設備利用率提高20%，人均效率提高13%。

在運營端，生產過程中焊接參數、壓力及壓裝曲線參數、緊固扭矩參數、內筒跳動參數、產品性能參數等均可以通過系統自動采集，數據自動傳輸率100%。通過應用大數據、人工智能、數字孿生等技術，海爾的管理更具敏捷性、決策更有預見性。此外，研發、生產、質量、交付等全流程賦能工廠，供應商數字化工作臺帶來的深度協同，讓場景定制下的快速研發、柔性生產、智慧預約、精準配送成為現實。

3.加快工廠綠色生產升級，實現節能減碳。一是加快用能結構優化，提升清潔能源占比。海爾中央空調互聯工廠配套建設分布式可再生供能系統，已完成總裝機量 2.25兆瓦的光伏發電系統建設，年發電量超 260萬度，折合約減少 0.22萬噸二氧化碳排放。二是依托工業互聯網平臺推進能源管理智能化，實現提效增質。海爾中央空調互聯工廠依托卡奧斯工業互聯網平臺，建設智慧能源數據互聯控制中心，對每條線體、每道工藝進行能耗監控，建立單臺能耗管控指標，對園區電、水、氣、熱、壓縮空氣、污水處理、光伏等能源動力的產輸配用全環節進行集中的動態監控和數字化管理，通過大數據分析，對生產終端能源供應施加影響，降低重要能源介質散放，改進和優化能源平衡。三是加快節能改造，提高能源使用效率。工廠通過空壓機余熱回收，水泵房電機變頻改造，燃氣三聯供系統建設，實現能源的梯級利用，能源綜合利用效率高達80%以上，年二氧化碳的減排約 0.65萬噸。同時，實施基礎設施綠色升級，實施廠房隔熱保溫、LED 燈具、高反射屋面板、自然循環送風、LOW-E 玻璃、冷量回收降溫、太陽能發電、墻體保溫等綠色技術，降低了 32%的能耗、21%的用水量、19%的二氧化碳排放量。四是全面推行綠色制造工藝技術，降低碳排放。工廠采用銅管自動清洗、機器人噴漆、取消助焊劑/切削液、智能灰塵回收過濾等先進的綠色環保生產工藝，將銅管由三氯乙烯更改水清洗，年均減少三氯乙烯使用 8.7 噸，有效消除生產過程中的有毒光氣、腐蝕性鹽酸煙霧等污染；率先采用機器人噴漆代替人工噴漆作業，有效降低噴涂工藝對作業工人的粉塵危害；通過加裝噴涂過濾、智能集塵過濾等系統，對重點工序、重點環境界面進行除塵管控，有效降低工廠煙塵、粉塵排放 38%；推行供應商生產模塊化供貨，工廠共計 9 類 370 種零部件供貨時采取標準工裝配送，通過工裝重復利用，年均減少部品紙包裝、鐵制品、鋁制品消耗達21 噸。此外，作為全行業首個獲得國家二星級綠色建筑認證的智造工廠，園區內建筑均為海綿建筑，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用，實現雨水在園區中自由遷移，提高水的利用率。

2017年海爾中央空調互聯工廠獲首批國家級綠色工廠認定，在基礎設施建設、生產工藝技術、能源體系優化、管理智能化、綠色產品生產等方面取得了領先的實踐經驗。

三、面向建筑用能低碳轉型的中央空調物聯生態體系建設的效果

（一）打造了全球引領的中央空調自主品牌

自2006年推出中國首臺磁懸浮離心機組，開創無油新時代以來，海爾持續創新推出了全球首臺水地源磁懸浮、中國首臺風冷磁懸浮、全球首臺蒸發冷磁懸浮等劃時代產品，于 2018年率先推出物聯網磁懸浮，創領物聯中央空調新時代，已廣泛應用于酒店、地產、軌道交通、數據中心、商業綜合體、工業、政府公建等眾多行業，產品、服務及解決方案以遍及全球100多個國家和地區。

根據產業在線行業研究報告顯示，2021年，在中國市場，海爾以52%份額位居首位，連續15年占據市場半壁江山；在全球磁懸浮中央空調TOP5名單中，僅海爾一家中國品牌上榜，憑借22.8%份額成為全球銷售臺數最高的企業，連續4年穩居榜首，打造了一張靚麗的中國“名片”。

（二）打造了全球引領的“燈塔工廠”智能制造體系

通過行業創新全流程智能體系及智能制造轉型升級，海爾中央空調打造了中國乃至國際范圍內的智能制造標桿。

2018年，海爾中央空調互聯工廠入選世界經濟論壇全球首批先進“燈塔工廠”名單，成為首批中唯一一家入選的中國本土企業；2019年，海爾中央空調智能互聯工廠落地全球首個5G中央空調應用示范基地，開創5G物聯網中央空調的新局面；2020年榮獲中國電子技術標準化研究院“智能制造標桿企業”，智能供應鏈領域“德國ROI-EFESO工業4.0獎”，以及空調行業首個“智能制造能力成熟度四級”認證，實現絕對引領。2021年智能工廠持續升級，先后榮獲山東省全員創新企業、山東省智能工廠、國家首批智能制造示范工廠。

（三）有效地促進了建筑領域節能減碳

助力碳達峰碳中和，海爾中央空調不斷創新升級，實現從節能產品的研發到節能方案的定制再到智慧樓宇方案的持續更迭。自2006年中國首臺磁懸浮空調在海爾誕生以來，海爾磁懸浮中央空調目前已覆蓋商業地產、酒店、軌道交通等各大行業，打造5000余節能示范項目，十年累計節能23億度電，相當于替代煤炭約82.8萬噸，減少二氧化碳排放量約200萬噸，約合植樹造林200萬畝。

與此同時，作為最早響應政府號召參與“煤改清潔能源”項目的企業之一，海爾中央空調自2016年在首批試點中應用開始，已累計完成65萬戶家庭清潔取暖，海爾中央空調提出的清潔能源取暖生態模式平均一個采暖季，相當于減少燃燒標準煤306萬噸、減排二氧化碳828萬噸、減排氮氧化物2.3萬噸、植樹造林252萬平方米。

堅持落實綠色發展理念，未來海爾中央空調將繼續堅定不移地在節能技術、物聯網技術、智慧場景體驗方案上持續升級迭代，全面布局清潔能源生態，實現綠色低碳發展，助力碳達峰碳中和目標落地。