目前,全球已經形成了以“碳中和”為代表的綠色與可持續發展共識。微軟認為,以創新技術推進的數字化轉型,是幫助改善和解決人、環境與經濟持續繁榮發展課題的重要動力之一。在確保社會經濟穩步發展的前提下,肩負起保護地球環境、推進可持續發展的承諾,這無疑是個難度極高的挑戰——微軟對其中的技術難度,有著深刻的切身體會。
除了積極消除自身的碳排放,微軟也積極支持全球各界的技術研發,幫助加速全球碳減排、碳捕獲和碳消除技術的發展。通過將物聯網、大數據、云計算與人工智能、機器人技術深度整合,微軟推出了一大批行之有效的解決方案,為包括殼牌、遠景能源等在內的能源企業打造通往低碳、高效業務的新路徑。
微軟高性能計算,讓殼牌獲取低碳新路徑,打造“可持續燃料”
早在2020年9月,殼牌(Shell)就宣布將利用微軟智能云Azure、Microsoft 365 和 Power Platform 等加快清潔能源的開發。這家全球性能源企業每周需要處理其全球資產基礎上的數十億數據點。借助微軟智能云Azure,系統可以快速聚合和分析數據,進而生成一個虛擬圖來反映業務的現狀。此外,殼牌還基于Azure開發了一款數字工具,用于最終其供應商的碳排放量,顯示基線、設定目標,并為其自身運營制定計劃。此外,兩家公司合作開發的工具和解決方案,可以幫助中小企業計算其碳足跡,同時為其探索尋找和獲取低碳的解決方案和產品的新途徑。
殼牌利用 Azure、Microsoft 365和 Power Platform等加快清潔能源的開發
在這一合作的基礎上,殼牌還將基于微軟智能云Azure的高性能計算(HPC)用于顛覆性的計算科學,并與微軟MCS部門(Microsoft Consulting Services)合作開發該技術,用于了解腐蝕對于精煉廠的影響,以及改進汽車潤滑油。作為該解決方案的基本組成部分,文化轉型(cultural transformation)也使工程師能夠借助微軟技術的快速失敗機制(fast-fail)和自助服務功能更靈活地展開工作。
“可持續航空燃料”這個詞聽上去或許有些自相矛盾。實際上,這種“燃料”的源頭,并非是地下抽取的石油,而是漂浮在大氣中的碳分子。從空氣中提取出燃料,對很多人來說更像是魔術師的戲法,但這一概念可能很快就會成為現實。全球性能源企業殼牌(Shell)已經測試了基于這一概念生產的“合成煤油”(synthetic kerosene),并正在借助相同的研究技術預測其腐蝕性。
這些技術和產品的開發,都是殼牌有序開展的數字化轉型的一部分。正如殼牌計算科學與數字創新副總裁Daniel Jeavons所指出的,公司的目標不僅僅是高效運營,更要通過一系列數字技術——如數字工程、成像、計算科學、人工智能、虛擬現實和增強現實,以及區塊鏈等——來“孵化未來”。
這個“未來”也包括了殼牌的2050凈零排放目標,與聯合國《巴黎氣候協定》設定的社會環保進程保持了一致。殼牌的愿景是為全球凈零排放做出貢獻,為實現這一愿景,殼牌正在努力減少業務運營,以及客戶使用其燃料和其他能源產品所產生的碳排放。殼牌還將數字技術用于捕獲和封存剩余排放;此外,殼牌通過轉型自身業務,提供更多低碳能源,并與一些在脫碳方面面臨更多挑戰的行業客戶進行合作,以此來抵消自身的碳排放量。
Jeavons表示:“數據驅動模型(data-driven modeling)是我們工作的核心。殼牌提高競爭力的方式,就是將數字化轉型的浪潮應用到計算科學當中。”但是,僅憑Jeavons團隊的一己之力,無法將這一具備行業革新意義的概念變為現實。因此,殼牌選擇了微軟智能云Azure作為該計劃的平臺。他們尤其看中了Azure Batch功能,因為它可以在云中的HPC節點上大量運行計算密集型應用。為了優化該平臺并確保快速應用和有效使用,殼牌選擇了微軟咨詢服務(Microsoft Consulting Services, MCS)作為其戰略和項目實施提供商。
殼牌計算科學總經理Suchismita Sanyal表示:“殼牌在工程方面的專業知識儲備豐富。我們需要的,是能夠支持大規模計算的HPC,和將其擴展到實際系統規模的能力。尤其是基于云的HPC,能夠最大程度地提高靈活性和成本效益。這類專業能力和資源,恰好是微軟能夠提供的,這也是我們與微軟MCS合作的原因。”
有了MCS的支持,殼牌相當于擁有了一個遍布全球的資源網絡。這一網絡也覆蓋了印度班加羅爾,也就是負責數字模型研究的殼牌印度市場有限公司(Shell India Markets Limited)的所在地。Sanyal表示:“我們需要的是一個整合團隊,既能夠在印度當地交付服務,也可以遠程提供支持。微軟MCS就可以做到這一點。”
殼牌同時深知,技術變革只是走向成功的一部分,企業文化的變革也有待開展。殼牌商業機會經理Justin Freeman表示:“經過幾代人的努力,能源行業已經在風險管理方面取得了進步,畢竟失敗可能會帶來災難性的后果。數字空間為我們提供了新的方式來控制風險、進行試驗、并在影響最小的情況下驗證快速失敗機制。這是數字化的巨大優勢——如果你能夠在企業文化上進行變革,員工也會愿意擁抱這些優勢。”
在這方面,微軟MCS也提供了幫助。它向殼牌的工作人員展示了如何通過Azure Machine Learning和Power App將更為耗時的流程替換為建模,以及如何使用敏捷開發和自助服務,在一個更快、層級更少的研究環境中運行。
Jeavons以DIRAC系統為例進行了解釋。該系統是殼牌和微軟MCS合作開發的數字成像渲染和計算解決方案(Digital Imaging Rendering and Compute solution),能夠實現微觀3D圖像的復雜圖像分析,在進行關鍵決策之前,提供更多巖石物理信息和相關洞察,顯著節約了成本。“看到一項在敏捷研討會(agileworkshop)中誕生的技術,能夠為實驗研究人員開發下一代催化劑和潤滑劑提供關鍵助力,這種感覺真是太神奇了。微軟引導我們實現文化變革,讓這一切成為了可能”,Jeavons感慨道。而有了Azure Batch對DIRAC的支持,殼牌在體驗HPC強大力量的同時,也能夠做到“按需使用”。高成本效益,和五倍于其固有硬件的計算量,也讓殼牌節省下了購置硬件的時間和成本。
借助DIRAC,殼牌還開發和部署了針對管道和其他資產的腐蝕預測模型,以實現更好的預防性維護,最大限度地減少潛在泄漏。虛擬的防腐工程工具就像是自動駕駛儀,是一個設備狀態的自診斷系統,它能夠對環境和生產過程條件等因素進行評估,以確定局部腐蝕速率和剩余設備壽命,從而指導維護和操作。
部署后的幾個月,在估算一座工廠冷卻裝置熱交換器的剩余使用壽命時,該工具發現了一個可能導致意外停產和生產延期的問題,為工廠節省了數千萬美元。此外,DIRAC分析還有助于改進潤滑油,從而增加汽車行駛里程,提升能源效率和可持續性。
確保超 22 億條消息的高效傳輸
成立于 2013 年的遠景能源(Envision),是中國第二大智能風機供應商,最大的海上風電技術解決方案提供商。過去 12 年,遠景能源在引領中國風電行業的技術進步,隨著對市場的不斷拓展和滲透,其主營業務覆蓋能源、創投、物聯網等多個板塊,并已在全球設立了 10 大研發中心。該公司的關鍵產品是智能風機,還構建了能源物聯網平臺 EnOS,連接協同全球超過 100GW 的能源終端與 5000 萬個智能設備,賦能發電、城市、園區、交通等多個場景。
自 2017 年 7 月遠景能源與微軟開始合作后,便將其開發的 EnOS 部署在了中國及全球的 Microsoft Azure 云上,并提供 PaaS 服務實現對能源物聯網的智能協同管理。遠景能源還通過 Microsoft Azure 提供安全靈活的云服務,幫助其贏得了包括道達爾、新加坡吉寶集團在內的諸多全球客戶。其中,借助遠景能源智慧城市和園區解決方案,遠景能源與吉寶在中國成功打造了蘇州和天津兩大智能物聯網產業園和城市示范區,這也是中新兩國政府間的首兩個標志性合作項目。
微軟智能云解決方案部署后,遠景能源新客戶的部署周期中初步驗收和試用時間減少到 2 天,降低了業務的部署和管理成本;借助 Azure IoT、數據存儲等技術,遠景能源系統可以支持對全球風場、儲能設備、充電樁以及樓宇電力設備進行管理,確保 106 GW 的能源電力資產安全,及 66 萬的設備數量、6000 多萬的數據測點產生的 22 億余條消息的安全高效傳輸,有效避免因大量數據和設備接入而產生的設備滯緩和宕機的風險。未來,遠景能源還將在數據分析、區塊鏈、AI 創新應用等層面繼續與微軟展開合作,共同推動全球能源數字化革命。
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