淺談在節(jié)能服務(wù)領(lǐng)域建立“節(jié)能醫(yī)生”的思維模型

袁 瑋，金 巍，李會(huì)元，蔡 兵，李 辛

（1.北京中競國際能源科技有限公司，北京，100071；2.中國通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)壓縮機(jī)分會(huì)，北京，100044）

1 引言

在節(jié)能服務(wù)領(lǐng)域，通常有這樣的說法：綜合類節(jié)能服務(wù)公司被類比為“全科醫(yī)院”，專業(yè)類節(jié)能服務(wù)公司被類比為“專科醫(yī)院”，而節(jié)能公司的技術(shù)專家和工程師則被類比為“節(jié)能醫(yī)生”。

有一位醫(yī)學(xué)專家在“醫(yī)學(xué)思維決策課”中講到：醫(yī)生看病的過程，實(shí)際上是“發(fā)現(xiàn)問題—驗(yàn)證問題—解決問題”的臨床思維模式的體現(xiàn)，醫(yī)學(xué)決策思維的本質(zhì)，就是要在有限時(shí)間和有限信息的條件下，以最快速度、最高效率做出錯(cuò)誤率最低的決策?？梢?，醫(yī)生的臨床思維模式同樣可以應(yīng)用到節(jié)能服務(wù)領(lǐng)域，唯一不同的是，“節(jié)能醫(yī)生”的“患者”是“用能系統(tǒng)”。

“節(jié)能醫(yī)生”的工作內(nèi)容同醫(yī)生一樣，也是三件事：發(fā)現(xiàn)問題、驗(yàn)證問題和解決問題。

以我們做壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能為例。

2 發(fā)現(xiàn)問題

發(fā)現(xiàn)問題，即診斷壓縮空氣系統(tǒng)—“產(chǎn)氣→輸氣→用氣”存在能效低的“癥狀”，可以分為兩步：

第一步，先明確“癥狀”是否為“疾病”?！鞍Y狀”是問題的表象，“疾病”才是問題的本質(zhì)。

第二步，如何識(shí)別？以管網(wǎng)壓力波動(dòng)范圍大為例，壓力波動(dòng)范圍大是“癥狀”，識(shí)別造成波動(dòng)大的原因是緩沖能力不足或是有其他問題。在識(shí)別的過程中，“節(jié)能醫(yī)生”的思維要先發(fā)散、再收斂，即從3個(gè)環(huán)節(jié)：站房、管網(wǎng)、用氣端，逐一列出可能引起壓力波動(dòng)大的所有“疾病”，目的是在有限的時(shí)間內(nèi)避免遺漏。發(fā)散環(huán)節(jié)的重點(diǎn)在于盡可能不要有遺漏，以免帶來之后的“漏診”；接下來就要盡快從3個(gè)環(huán)節(jié)去獲得“疾病”的信息和證據(jù)，找出概率最大的那個(gè)問題，識(shí)別出真?zhèn)危@個(gè)過程就是思維的收斂。而這個(gè)過程恰恰是考察“節(jié)能醫(yī)生”的基本功，就是把常見的幾大癥狀和相對(duì)應(yīng)的各種可能的“疾病”記在大腦里，面對(duì)“患者”時(shí)才能隨時(shí)從記憶中調(diào)取出來。經(jīng)驗(yàn)豐富的“節(jié)能醫(yī)生”之所以能夠看到“患者”便立刻做出診斷，就是因?yàn)樗麑?duì)于這些知識(shí)反復(fù)調(diào)用，已經(jīng)完全融化到自己的思維習(xí)慣里去了。

總之發(fā)散思維，是將所有可能的“疾病”都擺在面前了，收斂思維就是在有限的時(shí)間段內(nèi)，通過上述3個(gè)環(huán)節(jié)獲得“疾病”的信息和證據(jù)，匯總后去粗取精得出“疾病”可能發(fā)生的原因。

3 驗(yàn)證問題

雖然經(jīng)過第一步，我們發(fā)現(xiàn)并明確了問題，但不能百分百地保證得出的診斷結(jié)論是正確的，因?yàn)槲覀冇?個(gè)需要警惕的“坑”：一是獲取的信息可能是錯(cuò)的；比如我們在調(diào)查某汽車廠壓縮空氣系統(tǒng)年能耗數(shù)據(jù)時(shí)，客戶給出的空壓機(jī)組的運(yùn)行工況與其對(duì)應(yīng)的年耗電總量匹配不上，經(jīng)再三確認(rèn)發(fā)現(xiàn)信息是錯(cuò)的；二是自己“先入為主”的思維陷阱，即直覺以為是這樣，但事實(shí)上并不是這樣。所以，為了避開2個(gè)“坑”，還要利用正確的方法進(jìn)行驗(yàn)證。

第一步，帶著假設(shè)收集信息

在時(shí)間有限的情況下，要先對(duì)問題形成預(yù)判，然后按先排除后證實(shí)的方式獲取信息，對(duì)應(yīng)有三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵點(diǎn)一：尋找可以定性的信息，即這個(gè)信息必須能排除什么，或者能證實(shí)是什么。

例如壓縮空氣系統(tǒng)能效監(jiān)測管理平臺(tái)（以下簡稱“監(jiān)管平臺(tái)”），相當(dāng)于先進(jìn)的體檢儀器，監(jiān)管平臺(tái)將壓縮空氣系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并上傳至云端，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量的歷史數(shù)據(jù)長期存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)鏈形成趨勢曲線，“節(jié)能醫(yī)生”將其現(xiàn)場考察階段的“望、聞、問、切”得出的初步結(jié)論，作為輔佐對(duì)監(jiān)管平臺(tái)的數(shù)據(jù)變化趨勢的分析。以管網(wǎng)壓力波動(dòng)范圍大來分析判斷，一是“突發(fā)癥狀”導(dǎo)致的問題，如短時(shí)間大流量用氣或用戶產(chǎn)量變化等問題；二是“先天癥狀”導(dǎo)致的問題，如設(shè)計(jì)的緩沖能力不足或管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合理等問題；或是其他“疾病”的引起的并發(fā)癥（如瞬間大的用氣設(shè)備突然啟停等），確定引起“疾病”現(xiàn)象的病根，查找從站房、管網(wǎng)到末端整個(gè)系統(tǒng)的根源問題，排除或證實(shí)導(dǎo)致管網(wǎng)壓力波動(dòng)大的原因，同時(shí)避免“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”。這里需要說明一點(diǎn)，管網(wǎng)壓力的變化反映了氣量的變化，也就是說壓力變化是氣量供求變化的反映，壓力變化是現(xiàn)象，氣量變化是本質(zhì)。當(dāng)供氣量大于需求量時(shí)，管網(wǎng)壓力上升，供氣量小于需求量時(shí)管網(wǎng)壓力下降。

譬如某工廠的生產(chǎn)車間，為安全起見，通常供氣壓力大于需求壓力，尤其是為了保證波谷時(shí)間段內(nèi)全系統(tǒng)正常用氣，企業(yè)不得不提高了系統(tǒng)整體的供給壓力，造成大部分車間產(chǎn)生壓力過度供應(yīng)的現(xiàn)象。但壓力設(shè)定多少才能既保證生產(chǎn)安全又不浪費(fèi)能源？能夠幫助“節(jié)能醫(yī)生”初步確認(rèn)該企業(yè)真實(shí)的壓縮空氣使用需求，是車間反饋的低壓報(bào)警。車間由于用氣波動(dòng)產(chǎn)生的報(bào)警，特別是在壓縮空氣供應(yīng)波谷時(shí)間段的低壓報(bào)警，是幫助“節(jié)能醫(yī)生”找出真實(shí)需求與假性需求之間的度的關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵點(diǎn)二：保留盡可能少的同類信息。

為了保證迅速得到診斷結(jié)論，同類型的可定性的信息，留下的盡可能少。

例如通過監(jiān)管平臺(tái)得到實(shí)時(shí)真實(shí)數(shù)據(jù)，以及現(xiàn)場考察階段取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，排除由于儀表設(shè)備老化或不準(zhǔn)等原因引起的數(shù)據(jù)偏差及錯(cuò)誤，利用先進(jìn)的計(jì)量手段避免因錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)局限引起的“誤診”。

通過對(duì)企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)的歷史運(yùn)行狀況的分析，“節(jié)能醫(yī)生”得到了對(duì)壓力供給要求較高的車間的信息，為了能夠更為精確地確認(rèn)用氣環(huán)節(jié)實(shí)際用氣狀況，需要加裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，但是在同一現(xiàn)場，可能存在多條生產(chǎn)線或用氣設(shè)備，如果完全監(jiān)測各設(shè)備實(shí)際用氣狀況，會(huì)存在大量的重復(fù)數(shù)據(jù)，對(duì)后續(xù)判斷產(chǎn)生干擾，因此需要在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行狀況的基礎(chǔ)上，結(jié)合“節(jié)能醫(yī)生”自身經(jīng)驗(yàn)，確定關(guān)鍵位置，安裝相應(yīng)儀表，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

關(guān)鍵點(diǎn)三：獲取影響后續(xù)決策的信息。

例如通過對(duì)監(jiān)管平臺(tái)采集數(shù)據(jù)的分析，得出相對(duì)較長時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的相互影響及規(guī)律，比如壓力和流量變化的關(guān)系、壓力與干燥機(jī)處理量的關(guān)系等，確定最終影響“疾病”（管網(wǎng)壓力波動(dòng)大）的主要因素，為后續(xù)解決方案的設(shè)計(jì)、決策提供精準(zhǔn)信息。

得到系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)后，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性處理，不僅僅需要查看單一數(shù)據(jù)的變化波幅，也要將多類型數(shù)據(jù)變化組合分析，找出系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)變化之間的關(guān)系和演化過程中對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響規(guī)律。如在某汽車廠，一套供氣系統(tǒng)覆蓋整個(gè)工廠所有用氣環(huán)節(jié)，通過現(xiàn)場走訪摸排，企業(yè)除噴涂車間外，工作壓力要求在5.5 bar左右，而噴涂車間工作壓力要求較高，在6.5 bar以上，為保證各車間正常運(yùn)行，不得不按照噴涂車間的最高工作壓力要求供應(yīng)壓縮空氣，經(jīng)“節(jié)能醫(yī)生”的實(shí)際勘查后發(fā)現(xiàn)，由于噴涂車間噴涂機(jī)器人和器件表面吹掃清理所用壓縮空氣管道為同一管網(wǎng)。當(dāng)吹掃工作開始時(shí)，瞬時(shí)消耗大量的壓縮空氣，造成管網(wǎng)壓力下降，而管網(wǎng)壓力的大幅度波動(dòng)將帶來機(jī)器人宕機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)；壓力波動(dòng)的“波幅”亦是后續(xù)制定優(yōu)化方案的關(guān)鍵信息之一。

第二步，對(duì)于不能明確診斷情況的需采用行動(dòng)干預(yù)—用“診斷性治療”來明確問題

診斷性治療有3個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）設(shè)立有依據(jù)的假設(shè)

例如某工廠使用壓縮空氣時(shí)通常存在產(chǎn)用分離情況，往往生產(chǎn)端為保證生產(chǎn)安全，對(duì)空壓站提出高于需求工作壓力的要求，導(dǎo)致“供大于需”的情況為常態(tài)；但空壓站供給多大的工作壓力既能保證安全生產(chǎn)又能按需供氣？這個(gè)“度”的問題需要通過“診斷性治療”來給出答案。

首先，先假設(shè)末端生產(chǎn)設(shè)備報(bào)警的工作壓力值為管網(wǎng)壓力波動(dòng)的最低值；其次，通過技術(shù)人員對(duì)空壓站內(nèi)部各臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合壓力傳感器、流量計(jì)等儀表記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，再利用便攜式測試工具進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的復(fù)核，進(jìn)一步了解系統(tǒng)總管網(wǎng)壓力波幅情況、空壓站內(nèi)部管網(wǎng)壓降情況、各臺(tái)空壓機(jī)負(fù)荷匹配情況、干燥機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況等，找到空壓站供給壓力波動(dòng)的合適值，從而找到降低輸出壓力的最大值；既能解決報(bào)警設(shè)備的用氣壓力問題，又可以使整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)管網(wǎng)壓力維持在較低水平運(yùn)行。

（2）選擇“患者”代價(jià)最小的方案

需要盡可能列出所有的診斷性治療方案，從代價(jià)最小的那個(gè)開始。

壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能手段很多，以提高空壓機(jī)組能效為例，常見的有幾種：以“新”換“舊”，即用能效高的空壓機(jī)換掉能效低的空壓機(jī)；空壓機(jī)組改為變頻、增加智能控制系統(tǒng)等。究竟是采用哪種措施提高空壓機(jī)組能效？通過診斷性治療，即通過測試各臺(tái)空壓機(jī)組的效率來找出代價(jià)最小的治療方案，而非目前市場上常見的簡單的“以新?lián)Q舊”的方式。雖然能創(chuàng)造一定的節(jié)能量，但未必是最優(yōu)的做法，甚至可能因采用“過度治療”而造成“二次浪費(fèi)”的現(xiàn)象。

（3）對(duì)干預(yù)的結(jié)果要有正確、清晰的驗(yàn)收指標(biāo)和基于指標(biāo)的下一步處理方案

針對(duì)上述情況，根據(jù)“診斷性治療”的結(jié)果，形成包含能效和投資效率兩個(gè)方面“治療”前后的數(shù)據(jù)對(duì)比，再據(jù)此給出針對(duì)性的解決方案。

4 解決問題

前兩步完成后，進(jìn)入到解決問題階段，提出“治療方案”，即制定節(jié)能改造方案。對(duì)于“患者”來說，每種“治療”都有相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)和收益，因此，在選擇最終治療方案時(shí)，“節(jié)能醫(yī)生”要從2個(gè)方面來確定最終的“治療方案”。

（1）優(yōu)劣評(píng)估：依照證據(jù)等級(jí)評(píng)判治療方案，也就是評(píng)估不同的節(jié)能方案的優(yōu)劣。在醫(yī)學(xué)上有一個(gè)很重要的方法論原則，叫循證醫(yī)學(xué)，就是遵循證據(jù)，即對(duì)獲取的證據(jù)按可靠程度進(jìn)行等級(jí)劃分。將該方法論應(yīng)用在節(jié)能服務(wù)領(lǐng)域，就是依據(jù)搜集的信息按可靠程度進(jìn)行節(jié)能方案的等級(jí)劃分，來評(píng)估其優(yōu)劣。

（2）方案選擇：找到風(fēng)險(xiǎn)與收益的最佳節(jié)點(diǎn)，即針對(duì)用能單位的具體情況，找到既風(fēng)險(xiǎn)可控又避免“過度治療”和投資收益比最好的最佳節(jié)點(diǎn)，確定最終節(jié)能改造方案。

總而言之，節(jié)能醫(yī)生制定“治療方案”即節(jié)能改造方案的思路，可以分為四步：

（1）窮舉，即列出所有可能的治療方案—在產(chǎn)氣、輸氣、用氣的系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，找出節(jié)能改造的各種措施；

（2）概率賦值，即對(duì)每種節(jié)能改造措施的風(fēng)險(xiǎn)和收益進(jìn)行概率賦值；

（3）評(píng)價(jià)，即對(duì)各環(huán)節(jié)被查出所患“病情”的危急程度進(jìn)行評(píng)價(jià)；

（4）選定方案，結(jié)合以上情況，考慮客戶需求和經(jīng)濟(jì)條件選出安全、投資性價(jià)比最優(yōu)的節(jié)能方案。

當(dāng)節(jié)能醫(yī)生按照“治療方案”實(shí)施一個(gè)“療程”后，節(jié)能基礎(chǔ)改造完成，但不代表節(jié)能工作結(jié)束，而是讓“患者”進(jìn)入到“康養(yǎng)”階段，即對(duì)壓縮空氣用電系統(tǒng)進(jìn)行“持續(xù)性優(yōu)化和滾動(dòng)式改造”，從管理學(xué)的角度講，就是將PDCA（Plan-Do-Check-Act）引入，提出計(jì)劃和預(yù)測，然后根據(jù)計(jì)劃執(zhí)行，最后對(duì)結(jié)果進(jìn)行復(fù)盤驗(yàn)收，并根據(jù)復(fù)盤結(jié)果，提出下一步計(jì)劃和預(yù)測，如此循環(huán)往復(fù)，使壓縮空氣系統(tǒng)的能效達(dá)到并保持最優(yōu)狀態(tài)。

“節(jié)能醫(yī)生”及節(jié)能服務(wù)公司真正的價(jià)值，不僅在于有先進(jìn)的、獨(dú)特性的節(jié)能知識(shí)、技術(shù)、工具和產(chǎn)品，更在于如何建立正確的思維模型并運(yùn)用其做出最佳決策，解決用能系統(tǒng)這個(gè)“患者”的“臨床問題”，為用能單位創(chuàng)造最大的節(jié)能效益。