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中车风电蒋红武:数字化驱动风电创新

北极星风力发电网  来源:中车风电    2017/11/29 10:36:55  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2017年11月22日~24日,中国农机工业协会风能设备分会主办的“2017全国大型风能设备行业年会暨产业发展论坛” 在浙江杭州召开,中车株洲电力机车研究所有限公司(下称“中车风电”)专家蒋红武发表了“数字化驱动风电创新”的主题演讲,中车风电推出“基于用户体验优化的企业数字化生态模型”的概念,获得行业广泛关注。

在主题演讲中指出,低风速风电机组代表着更大的风轮直径,以获得更多的能量捕获,在高风剪切的地方竖立更高的塔架,以获得轮毂中心高度更大能量的捕获。但是,对于风电整机商来说,增大风轮直径和采用更高的塔筒高度都会带来载荷和成本的剧增。这与日益下降的投标价格之间的矛盾将愈加显现,蒋红武认为,要想保持风电产业的良性发展,实现各方面的平衡,必须依靠产业突破和技术创新。

智能风电:数字化驱动产业链创新

几年前,德国启动工业4.0,中国也推出中国制造2025加快工业化进程,到最近提出从智能制造到智能创造。中车株洲所秉持在“一带一路”的发展引领下,坚持同心多元化的发展,在风电产业集聚了优质成熟的产业链,整合多方资源打造以智能设计、智能制造、智能试验和智能运营为四核心的数字化风机,推动产业链的创新升级。

在整机厂投标时,须提供不同的塔筒高度、不同的风轮直径以及不同的风场等级等定制化设计需求。然而这些组合极大地增加了风电机组的设计难度,而且不能采用标准化机组来应对市场竞争。以前都是两三年出一个新产品,现在一年、半年就要推出新品。蒋红武指出,针对市场定制化的需求,只有以数字化风机为核心的智能设计进行不断创新,才能满足市场定制化的需求。

现在之所以风电整机的质量问题频出,因为风电是一个重工产业,在装配等方面都是靠人力进行组装施工控制,这也是在制造过程中存在的潜在生产制造风险。人的操作很难保证装配的一致性,而通过智能化的制造手段,如同汽车产业全自动生产线一样,通过机器人进行关键工序的精准操作,才能使施工水平和质量控制达到新的阶段,从而提高风电机组的可靠性。

另外,以风电机组柔性的系统配置为基础,搭建智能试验数据体系,集成传感、采集和分析、机器自学习等数据,建立试验分析与产品反馈的有机共同体,彻底转变部件、样机测试和风电机组的数据管理的零散化现象,确保风电机组运行的状态是否在预设的范围内,方能形成风电机组的设计闭环。

智能设计、智能制造和智能试验三者结合,形成了统一的智能化生产体系,还需要搭配智能化的管理体系,才能满足成本、质量以及交付等各个运行环节生态系统的正常运行,有效地保证风电全生命周期运行的高效化。

集成系统:全生命周期无缝循环

传统的设计过程和数据分析在每个阶段都是碎片化的管理。为此,蒋红武认为首要任务是打造系统设计平台,从风资源评估到系统方案设计,到载荷分析、部件设计、结构优化,使得各个环节模块化,将有效的数据流动起来,并整合试验体系,快速响应样机以及现场运行的风电机组出现相应的问题,第一时间解决并指导优化产品设计,完成设计前端与产品终端形成完整的闭环。只有利用各阶段产生的数据,通过集成的系统设计平台,将各开发阶段的资源或者数据有效地进行整合和链接起来,才能真正使风电机组达到智能化的高度。

虚拟数字化系统与真实的物理世界的映射

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