在工業4.0與“雙碳”戰略背景下，傳統工廠的能源管理與生產環境優化面臨新的挑戰。照明系統作為工廠基礎設施的重要組成部分，其能耗占工廠總電力的相當比例，且直接關系到生產安全、員工福祉與運營效率。將EIoT（能源物聯網）技術應用于工廠照明系統的智能化改造，并通過先進的計算機系統進行集成，已成為實現工廠節能降耗、精細化管理與智能化升級的關鍵路徑。
一、 系統核心架構與組成
基于EIoT的工廠智能照明系統是一個多層級的融合體系，其核心架構通常包括：
- 感知與控制層：由遍布車間的智能燈具、各類傳感器（如光照度、人體移動、溫濕度傳感器）以及智能開關/調光驅動器構成。這些終端設備內置物聯網模塊，能夠實時采集環境數據、設備狀態，并接收指令執行開關、調光等操作。
- 網絡傳輸層：利用工廠內已有的工業以太網、Wi-Fi，或部署專為物聯網優化的LPWAN（如LoRa、NB-IoT）、Zigbee等無線網絡，實現感知層數據與指令的低功耗、高可靠、廣覆蓋傳輸。
- 平臺與管理層：這是系統的“大腦”。基于云平臺或本地服務器的能源物聯網管理平臺，負責海量數據的匯聚、存儲、分析與可視化。它集成了照明策略引擎、能耗分析模塊、設備管理模塊和告警中心。
- 應用與交互層：面向不同用戶（如工廠管理員、設備維護員、高層管理者）提供Web端、移動APP、大屏看板等交互界面，實現遠程監控、策略配置、報表生成和智能控制。
二、 關鍵智能應用場景
通過系統集成，實現以下智能化應用改造：
- 按需照明與自動調光：結合光照傳感器與人體存在傳感器，實現“人來燈亮、人走燈暗/滅”。在自然光充足的區域自動調低或關閉人工照明，在保證照度標準的前提下最大化節能。
- 分區分時策略控制：根據生產班次、節假日、不同功能區（如生產線、倉庫、辦公區）的需求，預設多樣化的照明情景模式和時間調度策略，實現自動化運行。
- 能耗精細計量與診斷：每個照明回路或關鍵燈具的能耗數據被實時監測并上傳平臺。系統進行多維度（時間、區域、設備類型）的用能分析，生成能耗報表與趨勢圖，精準定位能耗異常與浪費點，為節能改造提供數據依據。
- 預測性維護與資產管理：系統持續監測燈具的工作狀態、電流、電壓等參數，預測燈具壽命，在故障發生前或光衰嚴重時提前預警，變“事后維修”為“預測性維護”，同時實現照明資產的數字化全生命周期管理。
- 與上層系統集成聯動：智能照明系統作為工廠物聯網的一個子系統，可通過標準API（如OPC UA、MQTT、RESTful）與企業的MES（制造執行系統）、BMS（樓宇管理系統）、ERP等計算機系統集成。例如，MES下發生產任務時，可自動點亮相應工位的照明；消防系統報警時，照明系統可自動開啟全亮應急模式。
三、 計算機系統集成的實施要點
成功的改造項目離不開嚴謹的系統集成：
- 總體規劃與需求分析：明確改造目標（節能率、照度提升、管理需求），勘察現有照明線路、網絡與配電設施，制定分階段實施方案。
- 網絡融合與安全設計：確保物聯網數據傳輸網絡與工廠現有IT/OT網絡的兼容性與隔離性，部署防火墻、加密傳輸、身份認證等安全機制，保障系統網絡安全與數據隱私。
- 平臺選型與定制開發：選擇開放、可擴展的EIoT平臺，或進行定制化開發，確保平臺能滿足工廠特定的策略邏輯、數據分析與第三方系統接口需求。
- 數據集成與接口標準化：定義清晰的數據模型與接口協議，實現照明系統數據與工廠能源管理平臺、大數據分析平臺的無縫對接，挖掘數據融合價值。
- 安裝調試與運維培訓：在保證生產不受影響的前提下進行設備安裝與網絡部署，完成系統聯調與策略參數優化，并對運維人員進行全面培訓，確保系統長效運行。
四、 改造效益與展望
實施基于EIoT的智能照明系統改造，能為工廠帶來多重效益：
- 經濟效益：綜合節能率通常可達30%-70%，顯著降低電費支出；減少維護成本，延長設備壽命。
- 管理效益：實現照明系統的可視化、可管、可控，提升管理精細化水平和運維效率。
- 環境與社會效益：直接減少碳排放，踐行綠色制造；改善作業環境，提升員工舒適度與安全性。
隨著5G、人工智能、數字孿生技術的發展，工廠智能照明系統將更加自主化、智能化。系統不僅能響應環境，更能通過AI算法學習生產規律與人員習慣，自主優化照明策略；通過與數字孿生工廠模型結合，實現照明系統的虛擬仿真與預測優化，最終成為構建智慧工廠、實現可持續發展的重要基石。
