数字化转型网灯塔制造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。
基于隐私计算技术的电力数据开放运营平台研究与应用
深圳供电局有限公司
内容提要：公司电力数据要素入市流通仍面临以下难题：一是如何运用技术手段保障数据流通安全合规；二是如何建设平台承载电力数据开放运营业务；三是如何挖掘电力数据融合应用场景并设计开发相应数据产品。为系统解决上述问题，开展了项目研究，并取得如下创新成果：一是自主设计研发了国际领先的全平台高性能同态加密算法和硬件加速模块；二是自主设计研发了首个国产信创的电力数据安全交换技术体系；三是建成行业首个基于隐私计算技术的电力数据开放运营平台；四是打造了“电力看+”系列高价值数据产品，其中“电力看征信”在全国开创了电力数据合规交易新模式，有效助力宁波深分等多家银行风控能力提升。项目产生经济效益8490万元，获得知识产权40余项。
关键字：隐私计算；同态加密；联邦学习；电力数据开放运营平台；数据产品
一、案例背景
2019年以来，国家陆续出台系列决策部署加快数据要素市场化进程。南方电网公司主动落实国家数据要素市场建设相关战略，深度挖掘电力大数据核心价值。公司业务数据丰富但在共享开放过程中仍面临技术安全、平台缺失、产品创新不足等问题。基于此，开展了本项目研究。
二、管理或业务方案
项目重点开展以下研究应用工作。
（一）研发高性能同态算法与硬件加速模块，针对电力数据设计算法，提升整体算力，研制隐私计算密码机。
（二）构建国产信创电力数据安全交换体系，整合联邦学习技术，确保数据共享安全，以适配南网技术框架与特征。
（三）建设电力数据开放运营平台，集成数据管理、可视化、密态计算、安全控制等功能，验证多方数据安全交换服务。
（四）打造“电力看+”系列数据产品，依托大数据平台，推出看征信、经济、安全生产等高价值电力数据服务。
三、技术方案
（一）关键技术内容
1.自主设计研发国际领先的全平台高性能同态加密算法和硬件加速模块
（1）基于电力数据特点针对性设计同态加密算法。基于近似公约数困难问题针对电力数据特点设计同态加密算法，控制了噪声增长，实现IND-CPA安全，满足大规模分布式密态数据协同处理需求。
（2）研究算法的高性能实现方案。优化明密文空间、控制计算规模并编译密态任务，研发硬件加速模块，通过并行化、流水化设计提升效率，利用SIMD指令批量处理数据。
（3）构建软硬协同的同态算力架构。构建面向异构平台的软硬件协同和统一资源调度框架，支持CPU+GPU、CPU+FPGA等异构平台，实现整体资源最优适配及同态加密算法性能提升。
（4）赋能电力数据密态利用。将数据加密为可直接参与计算的密态数据，通过赋能数据全密态上云和支撑多方数据联合利用，满足电力数据不同业务需求。
（5）研制隐私计算密码机。隐私计算密码机通过密态计算服务接口提供调用式密态计算服务，易用易维护。
2.自主设计研发行业首个国产信创的电力数据安全交换技术体系
（1）研究数据安全交换共享技术体系理论框架。重点研究联邦查询、计算和高级训练过程中跨企业数据共享功能的关键技术，并设计适用于南网支持多方数据安全可信状态下的联邦统一框架。
（2）研究数据安全交换共享关键技术框架。以南网数据底座服务组件的形式对技术框架进行设计，形成南网跨企业数据交换共享服务关键技术框架。
（3）研究基于联邦学习的关键技术。包括异构数据的联邦学习技术、高效通信优化的联邦学习技术和联邦学习中的容错与攻击防范技术。
（4）研究电力与银行数据融合应用场景。基于财税数据、征信分等数据联合建模，预测小微企业信贷逾期概率；通过电力银行风控场景建设了联邦求交、联邦建模、联邦预测等功能，研究并应用高级加密技术保障数据安全。
3.建成电力行业首个基于隐私计算的电力数据开放运营平台
平台可实现五大功能特性：
（1）数据产品全生命周期管理。基于自研的BPMS组件，系统可支持丰富的从数据申请到使用的全业务扩展和场景部署。
（2）一站式数据API可视化工坊。简化开发、测试、发布与管理，激发数据服务创新。
（3）动态可控可审的安全控制能力。通过帐号权限管控，对sql进行解析控制，实现数据透明访问与脱敏，并通过日志分析及出口内容解析，强化审计。
（4）便捷高效的密态计算服务。构建算法、服务、应用层能力，外部并联隐私计算密码机，实现平台密态计算服务。
（5）多方数据安全交换协作能力。融合联邦技术，在数据处理、共享、合规性及业务场景适应性等方面实现明显优化。
4.打造“电力看+”系列高价值电力数据产品
（1）打造“电力看征信”，助力中小微企业贷款。构建包括用电状态、电费缴纳、用电量、违约行为4大类23项征信指标，已上架深数交，帮助银行、征信机构从新维度考察企业信用，有效提升其线上授信产品触达精准度和服务效率。
（2）打造“电力看经济”，支持数字政府建设。构建基于电力数据的区域用电和产业用电分析模型，帮助政府从电力视角了解、掌握重点片区发展情况、核心商圈消费情况等。
（4）打造“电力看安全生产”，助力城市安全发展。与市应急局合作，通过“应急管理+电力”模式，共建电力安全生产、工地输电风险等4大应用场景，提升城市安全水平。
（二）主要创新点
创新点1：自主设计研发国际领先的全平台高性能同态加密算法和硬件加速模块。基于AGCD难题，设计了全数据类型、高精度、高性能电力同态加密算法，开发了基于计算原语重排列、重调度以及SIMD指令集的硬件加速模块，实现全/半同态加密，与目前主流的微软Microsoft SEAL框架相比，在加密性能和计算效率上平均提升近百倍，密文缩小了98%。
创新点2：自主设计研发首个国产信创的电力数据安全交换技术体系。设计了高并发、多通讯模式的轻量级联邦通讯模型，集成多种密码算法保障数据安全交换，构建了支持多方安全检索、计算、学习与推理的统一框架，覆盖全机器学习算法与数据交换流程，具备良好的生态与互联能力。
创新点3：建成行业首个基于隐私计算技术的电力数据开放运营平台。具备五大能力：一站式可视化API工坊、数据密态计算、多方数据安全交换协作、动态可控可审的安全控制能力，及数据产品全生命周期管理。
创新点4：“电力看征信”产品在全国开创了电力数据合规交易新模式。于2022年9月成为首个在深数交正式上架并公开交易的数据产品，实现从“点对点”交易模式向“交易所”模式的跨越，人民日报、新华社等50余家主流媒体对此进行了广泛报道。
创新点5：联合发起国内首个国际化隐私计算开源社区。联合深圳数据交易所发起国内首个国际化隐私计算开源社区-“开放群岛”。
四、关键时间点
（一）关键进度安排
项目开题（2021年11月—2022年3月）；
技术研究（2022年04月—2022年09月）；
中期检查（2022年10月—2022年12月）；
系统部署（2023年01月—2023年10月)；
终期验收（2023年10月-2023年12月）；
应用验证（2023年12月-至今）。
五、成果与效益
（一）应用成效
项目成果得到了广泛应用：为近20个政府部门和金融、征信机构提供了电力数据服务；与13个政府部门实现政企数据共享交换200余项；提升多家银行风控能力，宁波银行深圳分行通过平台将企业电力数据纳入其风控系统，提升了线上授信产品触达精准度和服务效率，微众银行融合电力数据与自有数据提升了小微企业风控模型性能；对接深圳超算中心实现电费数据安全外包计算。 数字化转型网www.szhzxw.cn
（二）经济社会效益
1.经济效益
（1）节约成本通过电力数据平台集中报送数据，年省40人，按照《2020年深圳市人力资源市场工资指导价位》，节约658万元；获取政务数据50余项，简化用电报装等供电业务办理，11区局年省55人，节约809万元；平台对外开放减少了安全合规管理工作量，年省15人，节约329万元。2020年至2022年三年共计节约成本5388万元。
（2）创造效益
与多个政府、金融和征信机构签订数据产品销售合同8份，共计3102万元。综上所述，总计实现了8490万元的经济效益。
2.社会效益
（1）积极践行国家数据要素市场战略，凸显央企排头兵地位和社会影响力。
项目成果亮相第二十四届高交会，公司董事长汤寿泉出席仪式并领取了纪念证书，人民日报、新华社等50余家媒体广泛报道。人民日报将项目成果作为落实“数据二十条”的典型案例做了专题报道，被中央政府官网转载。 数字化转型网www.szhzxw.cn
（2）主动承担央企社会责任，助力缓解中小微企业融资难问题，帮助银行为深圳本地超千家中小微企业发放数十亿元融资。
（3）融入数字政府和数字深圳建设，形成一批凸显“电力+数字政府”对接成效的示范成果，并推出刷脸办电、亮码办电、零证办电等创新服务，助力优化电力营商环境。
六、迭代或优化方案等
（一）解决的行业问题
解决了数据安全合规流通的技术难题，构建了电力数据开放运营平台，并积极探索和开发了电力数据在外部行业的应用场景及数据产品。
（二）技术优化
技术优化将体现在一下几方面：
（1）融合隐私保护技术，如安全多方计算与差分隐私，强化数据安全。
（2）优化数据共享机制，提升跨企业、行业流通的效率与安全性。
（3）拓展数据应用场景，开发高价值产品，促进电力及相关产业链发展。
（4）提升数据治理能力，强化全生命周期管理，确保数据质量与安全性。
（三）应用反馈机制
为持续提升客户对于电力数据服务产品功能的满意度，差异性地建立了高效的应用验证反馈机制。
通过集成反馈工具，设立客服团队跟踪应用效果，定期调研收集使用体验，场景开发团队细致分析反馈，并进行优化，客服团队及时反馈处理结果，增强客户参与感与信任感，提升客户粘性。
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数字化转型网灯塔智造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。数字化转型网灯塔智造专题活动包含以下内容：
1、灯塔智造外脑支持：通过平台外脑的力量，让决策者拥有更多的聘请超过100位的智能制造专家、超过1000家的智能制造软硬件技术公司、超过10000份学习资料，为企业提供强大的智造外脑支持，助力企业打造智能工厂、灯塔工厂。 数字化转型网www.szhzxw.cn
2、灯塔智造研习社：与制造业顶尖精英一起学习！数字化转型网建立了一个专门讨论智能制造、灯塔工厂等相关技术的研究学习社区，与各位同学一起成长！
3、灯塔智造论坛：智能浪潮！引领未来！数字化转型网打造的智造论坛，旨在通过高端对话推动行业树立正确理念，减少行业噪音，正本清源，助力行业发展！
4、灯塔工厂参观研学：目前灯塔工厂全球已有153家，目前中国已有62家，数字化转型网计划组织灯塔研习社的同学们先后参观国内的施耐德、海尔、博世、美的、三一重工、宁德时代、联合利华、宝洁、青岛啤酒等等，以及赴国外参观全球的灯塔工厂。
5、灯塔标杆案例研学：除了灯塔工厂外，数字化转型网仍然关注驱动整个制造业数字化转型、制造业智能制造、数字创新技术，我们将以不积跬步无以至千里的精神，关注每一个在细微处取得伟大成绩的“灯塔标杆”案例，组织灯塔研习社社员学习行业标杆！
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