اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

وضعیت:  بسته

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: 1400/12/23

  مهلت ارسال پیشنهاد: 1401/01/30

  فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : 02166539734 – 02166533864

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir/grant

ضرورت مسئله

صنعت انرژي با توجه به نقش دوگانة آن در تأمين انرژي و درآمد ارزي، زير‌بناي اصلی توسعه کشور به شمار مي‌آيد. ايران به عنوان یکی از بزرگترین کشورهای دارنده ذخائر نفت و گاز در دنیا، برای کنترل میزان انرژی مصرفی خود، نیازمند برنامه‌ریزی و به کارگیری تجارب موفق بین المللی با رویکرد ارتقاء بهره‌وری است. به خصوص در بخش خانگی مصرف انرژي در كشور بي‌رويه بوده و شاخص شدت مصرف انرژی بسیار نامطلوب است، به‌طوری‌که این مصرف خارج از قاعده، کوچکترین نشانه‌ای از بهبود شاخص‌های اقتصادی (افزایش تولید ناخالص داخلی، کاهش بیکاری و فقر) و توسعه‌یافتگی را به همراه نداشته است.

از جمله اقداماتی که در سال‌های اخیر در مسیر مدیریت و بهینه‌سازی انرژی در کشور صورت گرفته، اتخاذ رویکردی سخت‌افزاری و نصب کنتورهای جدید با عنوان کنتورهای هوشمند بوده است. هرچند اتخاذ چنین رویکردی، لازم و ضروری است اما نه تنها کافی نبوده و نیست، بلکه به دلیل بار مالی و منابع گسترده مورد نیاز (به خصوص با وضعیت اقتصادی حاکم بر کشور)، به‌نظر می‌آید آن‌چنان که باید و شاید نتوانسته در مدت 10 سال گذشته، در مسیر اجرای سیاست‌های حاکمیتی به‌منظور مدیریت و بهینه‌سازی مصرف و هوشمندسازی انرژی اثربخش باشد. در حالیکه کشورهایی که توانسته‌اند سرانه مصرف انرژی را در میان مشترکین به شکل قابل توجهی کاهش دهند و آن را به شکل بهینه‌ای مدیریت نمایند، عمدتا با رگولاتوری، هوشمندسازی شبکه و بهره‌مندی توامان از راهکارهای نرم‌افزاری و فرآیند محور در کنار ابزارها و تجهیزات هوشمند، موفق به بهینه سازی شبکه و ارتقاء بهره‌وری انرژی شده‌اند. از سوی دیگر طبق بررسی‌های انجام‌شده به نظر می‌رسد که وقوع انقلاب صنعتی چهارم و فناوری‌های نوین محاسباتی نظیر کلان داده، هوش مصنوعی و … و فعال‌سازی اکوسیستم استارتاپی جهت به‌کارگیری الگوهای جدید اقتصادی برای مدیریت تولید، تبدیل و مصرف بهینه منابع و حامل‌های انرژی می‌تواند در فراهم نمودن زیرساخت‌های داده محور مدیریت مصرف، میزان صرفه‌جویی انرژی، اعتبارسنجیِ میزان تقاضا و راه‌اندازی بازار بهینه‌سازی انرژی، موثر واقع گردد.

مشروح مسئله تحقیقاتی

همانطور که در مقدمه عنوان شد، یکی از موانع اجرای سیاست‌های حاکمیتی مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی (از قبیل سیاست‌های تشویقی و تنبیهی) به خصوص در بخش خانگی، عدم تجهیز مشترکین (حدود 30 میلیون مشترک) به کنتورهای هوشمند است. در چنین شرایطی فرایند اندازه‌گیری (Measurement) و صحه‌گذاری (Verification) بر کاهش یا افزایش مصرف مشترکین نه تنها با روش‌های سنتی امکان‌پذیر نمی‌باشد بلکه از دقت و اطمینان بالایی نیز برخوردار نخواهد بود. لذا هدف از این طرح به دنبال ایجاد سامانه ای در بستر فنآوری‌های نوین محاسباتی است، تا امکان اجرای M&V داده‌محور به‌صورت سیستماتیک و بدون مداخلات انسانی ایجاد شود. فرآوری و هوشمندسازی داده‌ها از محوری‌ترین نوآوری‌های این طرح و متشکل از مجموعه‌ای از فرآیندها است که محوریت آن پردازش و فرآوری داده­ها می‌باشد. این موضوع خود متشکل از مراحل زیربنایی شامل تجمیع، ذخیره‌سازی، آرشیو تا مراحل تمیزسازی، بصری‌سازی، اعطای دسترسی و گزارش‌گیری است. هدف این شتابدهنده دستیابی به دانش فنی و توسعه این محصول فناورانه در بستر فناوری‌های لبه دانش از قبیل هوش مصنوعی و تبدیل آن به کسب‌وکاری فناورانه و خلق ارزشی پایدار برای هوشمندسازی مدیریت مصرف و ارتقاء بهره‌وری انرژی است. به‌طوری‌که نیاز صنعت انرژی به محصولات سخت‌افزاری از قبیل کنتور هوشمند را نه‌تنها مرتفع نموده بلکه زمینه شکل‌گیری اکوسیستم استارتاپی داده محور برای هوشمندسازی صنعت انرژی فراهم نماید.

در همین راستا، داده‌های مصرف انرژی مشترکین در سه تا پنج سال گذشته (حامل‌های گاز و برق) به همراه داده‌های آبو‌هوایی می‌توانند به‌عنوان داده‌های ورودی در نظر گرفته شوند. (این داده‌ها آفلاین بوده، REAL-TIME نیستند و در سامانه BILLING موجود و در دسترس می‌باشند). موضوعاتی مانند behavior analysis, time series prediction پیشنهاد می‌شود که بتوان الگوهای هنجار و ناهنجار را تشخیص داد.

مجری تحقیق در گام نخست باید روش‌های متداول داده‌کاوی را بررسی کند، سپس مشخصات داده‌های مصرف انرژی مشترکین (ازجمله ویژگی، معنا، نوع، محدوده، رزولوشن) را بشناسد، ضمن تمیزسازی داده‌ها، داده‌های تکراری را بررسی کند و آن‌ها را نرمالایز نماید. همچنین بر اساس متغیرهای موثر و در دسترس، داده ها را خوشه‌بندی نموده (حداقل بر مبنای پنج متغیر – بعد- : مصرف، اقلیم، آب و هوا، متراژ و تعداد نفرات) در گام سوم لازم است الگوریتم‌های مختلف تحلیلی به‌منظور تدوین مستندات مربوط به دقت و کارایی الگوریتم‌های خوشه‌بندی و گراف  ارزیابی شوند. سپس راه‌حل نرم‌افزاری خود را به‌منظور داده‌کاوی و استخراج الگوی مصرف و برچسب‌زنی مشترکین ارائه کند. در گام پنجم نیز باید معماری محصول، طراحی و پیاده‌سازی شود و درنهایت راه‌حل نرم‌افزاری نهایی مبتنی بر هوش مصنوعی در قالب یک سامانه توسعه یابد.

لازم به ذکر است که شتاب‌دهنده در زمینه شناسایی چالش‌ها و مشکلات زنجیره تولید، توزیع و مصرف انرژی به بهره‌گیری از داده‌های ترازنامه انرژی در 20 سال اخیر، مطالعاتی را انجام داده است که گزارش مربوطه در اختیار تیم منتخب قرار خواهد گرفت.

گام‌های تحقیق

  • بررسی روش‌های متداول داده‌کاوی
  • شناخت مشخصات داده‌های مصرف انرژی مشترکین (ازجمله ویژگی، معنا، نوع، محدوده، رزولوشن) و بررسی داده تکراری و نرمالایز نمودن آن‌ها
  • ارزیابی الگوریتم‌های مختلف تحلیلی به‌منظور تدوین مستندات مربوط به دقت و کارایی الگوریتم‌های خوشه‌بندی و گراف و ..
  • ارائه راه‌حل نرم‌افزاری به‌منظور داده‌کاوی و استخراج الگوی مصرف و برچسب‌زنی مشترکین
  • طراحی و پیاده‌سازی معماری محصول
  • توسعه راه‌حل نرم‌افزاری نهایی مبتنی بر هوش مصنوعی

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • مجموعه داده با حداقل 100هزار مشترک خانگی شامل داده‌های مصرف برق و گاز، شرایط آب‌وهوایی، تعداد خانوار و مشخصات ساختمان از قبیل متراژ و غیره
  • روش پاک‌سازی، پردازش و تحلیل مجموعه داده
  • راهکار نوآورانه جهت پاک‌سازی و غنی‌سازی داده‌های مصرف انرژی
  • مجموعه داده پردازش‌شده و غنی‌سازی‌شده
  • راهکار هوشمند قابل‌اعمال بر روی داده و خدمات ارزش‌افزوده حاصل از هوشمندسازی داده‌های صنعت انرژی (کاربرد ثانویه) و اجرای یک نمونه
  • داشبورد تحلیلی داده‌های مصرف انرژی در قالب محصول توسعه‌یافته

الزامات تحقیق

  • راه‌حل نرم‌افزاری با قابلیت دریافت و تحلیل داده‌های مرتبط و داده‌کاوی
  • گزارش‌های بصری‌سازی شده داده‌های مشترکین
  • نتایج داده‌های فرآوری شده مشترکین در بخش خانگی و صنعت (300 مشترک)
  • مدل‌سازی هنجار و ناهنجار مشترکین
  • معماری مرجع پلتفرم

معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری

  • تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
  • رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
  • دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
  • زمان و هزینه اجرای تحقیق

تسهیم مالکیت فکری

  • مالکیت معنوی: مالکیت فکری متعلق به شتاب‌دهنده است و البته مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شتاب‌دهنده‌ متقاضی، 35 درصد از منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری متعلق به شتاب‌دهنده‌ متقاضی بوده و 65 درصد از منافع مالی نیز به مجری تعلق خواهد گرفت.

سایر ملاحظات

  • با توجه به شرح خدمات ارائه‌شده که بخشی از یک محصول فناورانه جهت ورود به صنعت انرژی است، خلق ارزشی پایدار و بهره‌مندی از آن مستلزم تعامل سه‌جانبه میان مجری منتخب، شتابدهنده متقاضی و استارتاپ وابسته به آن است که ضروری است متناسب با وزن هر یک از بازیگران، قبل از توافق نهایی و شروع پروژه، توافقی برای چگونگی ایجاد شرکت (میزان سهام هر یک از طرفین) برای عرضه محصول و ورود به بازار صورت بپذیرد.

روش ارسال پیشنهاد

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 30 فروردین 1401  در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.