封面专题：联合动力的创新之道

2017年11月17日，联 合动力南非德阿24.45 万千瓦项目竣工投产

多年来坚持在创新上进行大手笔投入的国电联合动力技术有限公司(以下简称“联合动力”)，已经开始从中获得丰厚回报。

2019 年 1 月 8 日，国家科学技术奖励大会在北京隆重举行，联合动力作为第一完成单位及第一完成人参与的科研成果——“高效低风速风电机组关键技术研发和大规模工程应用”获得国家科学技术进步奖二等奖，该公司由此成为近十年来首个以第一完成单位及第一 完成人摘得此奖项的风电装备制造企业，也是其继 2016 年之后，再获这一殊荣。

公开资料显示，国家科学技术进步奖是国务院设立的国家科学技术奖五大奖项之一，授予在技术研究、技术创新、推广应用、促进高新技术产业化，以及完成重大科学技术工程等过程中做出创造性贡献的中国公民和组织。

记者了解到，上述获奖成果是联合动力针对我国风电发展趋势以及低风速风电开发的难点，依托国家“973”和科技支撑计划等科技项目，通过“产学研”协同攻关，联合多家机构历时数年完成，在低风速风电机组的设计方法、轴承研制、运行控制以及评估诊断等方面取得重大突破，有效推动我国风电行业技术进步和风电装备制造品质的提升，为我国引领全球低风速风电技术发展提供重要支撑。可以说， 获得国家科学技术进步奖是实至名归。

此前的 2018 年 12 月 25 日，联合动力还凭借自主发明的专利——“一种风电场功率协同控制方法及其系统”在由国家知识产权局和世界知识产权组织(WIPO)主办的第二十届中国专利奖颁奖大会上斩获中国专利金奖，成为我国风电制造领域首个作为专利权人获得该奖的企业。 据悉，专利金奖是专利领域的最高奖项， 是唯一一个得到我国政府和世界知识产权组织 (WIPO)双重认可并授予专利权的重要奖励。 其评选强调项目的专利技术水平，注重在市场转化过程中的运用情况。 联合动力的获奖专利针对集群风电机组，提出融合尾流预测和智能分群的多约束、多目标功率优化策略，实现风电场有功功率最大化，并利用自学习方法提高了控制方法的适应能力。

一年两获国家级大奖，不经意间创造了风电行业的一项新纪录，折射出联合动力在创新方面的深厚积累。目前，这家企业累计申请专利 1282 项，拥有授权专利 879 项 ;共获得国 家科技进步二等奖、中国电力科技进步一等奖等 68 个奖项。基于对其整体实力的认可，美国著名咨询机构 Totaro & Associates 曾在《全球风能创新趋势报告》中将联合动力的技术创新力排在中国第一、全球第四。

记者获悉，这些创新成果已经从纸面走向实践，转化为一个个可应用的产品和解决方案。

以“高效低风速风电机组关键技术研发和大规模工程应用”课题为例，期间研发的机型被广泛应用于 100 多座风电场，遍布全国 23 个省份，累计并网机组数量达到 5051 台， 总装机容量 820.2 万千瓦。它们的实际运行表现优异，在江苏、湖北、湖南、广西等典型低风速地区的风电机组年利用小时数排名中居于前列。

此外，还有共计 163 台、总装机容量 24.5 万千瓦的机组出口至南非，成为目前我国风电设备出口单个项目最大的订单。2018 年 6 月 11 日，联合动力获得南非国家电网公司 (ESKOM)签发的并网模型及测试一致性验证报告，一次性通过验收，完成了南非项目的并网模型仿真、现场测试、实测与模型的一致性验证工作，标志着该公司的并网技术处于国际先进水平。

走到如今的创新高度，联合动力用了十多年的时间，一套完善的研发体系与保障机制逐步形成。

这里值得一提的是风电设备及控制国家重点实验室。它依托于联合动力，以风电设备及控制技术研发为中心，重点研究解决我国风电产业面临的重大共性、关键技术难题，取得一批重要科研成果及专有技术。2018 年，实验室顺利通过科技部的评估，获得“良好”评价。

“围绕建设我国风电产业技术研发中心、服务中心、信息中心和人才培育中心的目标， 我们将充分发挥企业国家重点实验室科技创新平台作用，将之打造成风电领域科技创新的探路尖兵。”联合动力相关负责人指出。

为了充分释放这一平台的价值，这家企业坚持“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，与美国国家可再生能源实验室(NREL)、丹麦国家实验室(RISOE)、中国科学院、清华大学、华北电力大学等科研院所建立稳定的交流机制，开展以横向课题为载体的多元化国际合作。

拥抱合作就要求必须打破原有的条条框框限制，在部门间以及产业链上实现深度融合。 针对于此，在内部，联合动力围绕及时供货、 质量保障、服务时效、新产品研发等重点工作进行有效横向分解，加强各部门协同联动，逐步打破“部门墙”;面对上下游合作伙伴，该公司运用集成产品开发(IPD)模式，通过采用矩阵式项目组织结构、平台化产品开发策略， 与产业链协同创新，推进部件标准化及模块化设计。这促使一批设计冗余得到优化，关键部件机械载荷降低 5% ~ 25%。新产品开发效率也得到提升，周期缩短 50%，具备一年推出 16 款新机型的能力。

有了优秀平台的支撑，并不意味着创新就成为水到渠成的事。按照联合动力高层的理解， 人才的“厚度”是决定创新“深度”的另一个更为关键因素。

基于这样的共识，这家企业着力推进创新型人才队伍建设，每年引进 30 名以上的技术高端人才，形成了一支面向国际风电科技前沿的技术团队。其中，硕士以上学历人员占 72.9%。 要调动人的积极性，激励机制是必不可少的。

该公司坚持科技创新和制度创新双轮驱动，建立管理和技术发展双通道，推行技术要素参与收益分配，实行岗位分红机制，前 20% 员工的平均分红高于后 20% 员工的 4 倍。

在这些措施的刺激下，创新的活力被全面激发。2018 年，联合动力开展了 108 个质量管理课题，节约工时 5882 小时，改进成果获全国质量协会的 12 个优秀奖。

“员工还踊跃投入到后服务产品的研发中，完成了主控程序、桨距角识别优化等三大类、15 项产品，使得后服务市场新签合同额年均增长 30%。”前述负责人补充说。

创新加速了机组技术的研发，但这显然不是它的全部价值体现。在联合动力，创新渗透到业务链条的各个环节。例如，这家企业在吊装中运用全新的单点吊装方案，将专用吊具刚性连接轮 毂，主吊点、叶轮重心及辅助吊点为三点一线设计。与常规吊装方式相比，此方案具有载荷传递路径更优、安装简单可靠、姿态调整便捷、对接准确高效、拆卸作业安全、吊装用时少等优势。

就当前而言，数字化技术无疑是创新的一个重要抓手。 在并网环节，联合动力自主研发出能量矩 阵 E-Matrix 系统，调频响应时间小于 0.6 秒， 并于 2018 年 9 月一次性通过国家电网并网符合性测试，获得我国首张风电场快速频率响应性能 测试证书。UP-WindEYE 系统则是专门针对风电运维后市场推出的智慧风电场服务平台，具有高速互联、电网支撑、能量管理、场站调度自动化、全景监控、健康评估等六大功能，集成了高速互联的风电场实时通信、卓越的电网支撑技术、 先进的能量管理、强大的数据采集和分析、精准的寿命评估与故障预警诊断等模块，使风电场数据传输速度提高 50 倍。

从“制造”转向“智造”，是我国高端装备制造业面对的重大时代命题，联合动力在这方面积极探索出一条自己的发展路径。记者走访该公司位于江苏连云港的制造车间时注意到，智能化无处不在，风电机组传动链智能装配平台、变桨轴承锁紧装置和偏航轴承锁紧装置、机架自动翻转装置、风电机组全生命周期在线档案系统等全面进入生产的关键工序中。

基地负责人以对接装配工序为例介绍说，在传统模式中，这项工作主要依靠行车辅助，由人工测量装配间隙来实现主轴与齿轮箱的对接。这样做的缺陷是显而易见的，“对操作人员的经验要求极高，稍有不慎，会极易造成主轴与齿轮箱连接部位的划伤，导致零部件二次返工，且由于主轴受行车位置所限，增加了装配过程中高空坠落和脱钩发生的概率，威胁人身安全”。

联合动力采用的传动链智能化装配平台内嵌模块化控制器及高精度传感器，数据每秒被采集和运算 100 次以上，主轴轴端与齿轮箱输入轴套的配合精度控制在 0.02mm 以内。它的人机交互能力强，工作人员能够触屏操作。由此，主轴与齿轮箱可以实现自动对中、对接，大大缩短生产周期，降低安全风险，提高对中精度。

变桨轴承锁紧装置和偏航轴承锁紧装置则是为解决传统螺栓紧固方式存在的劳动强度大、效率低、力矩不达标等问题。借助这套系统，整个装配过程高度自动化，操作人员使用遥控器操作即可。 由于采用多把扭矩扳手同时进行作业，还极大提升了生产效率，并相应提高螺栓锁紧的质量。

“在机架翻转环节中，传统方式依靠行车作业，不仅效率偏低，人员安全也无法得到保障。”上述负责人进一步指出，这让机架自动翻转装置有了用武之地。它通过角度传感器快速反馈翻转速度和翻转角度，让整个过程更加稳定、可靠。同时，原先需要借助行车等重型设备进行的操作，在该平台的触屏界面中就能完成，加上其具有故障报警和数据远程传输功能，极大提升了安全系数。

他还透露，这些系统目前广泛应用于联合动力的各个制造基地，带来的效果十分明显。数据显示，仅采用变桨轴承锁紧装置就将效率提升了 700%，原先需要 4 人花费 5 个小时做完的工作，现在由 1 人在 2.5 个小时内就可以完成。

在这个过程中直接受益的当属联合动力，但该公司高层更愿意将采取上述举措的落脚点放在为客户创造价值上，即以客户需求为导向，依托创新，为市场提供高性能的风电设备以及高效率的服务， 使客户的收益最大化。

“创新是企业发展的灵魂。实施创新驱动发展战略，是联合动力把握高端装备制造业发展大逻辑的关键抉择。” 联合动力高层表示，“我们将坚持创新驱动发展 方向不动摇，真抓实干、积极作为，为联合动力成为世界一流风电企业而努力奋斗。”