萬(wàn)鵬：通過(guò)數字智能技術(shù)，助力清潔能源行業(yè)加速發(fā)展

編者按：2023年9月12-14日，以“綠色 持續 共生 向新”為主題的“第五屆未來(lái)能源大會(huì )”在江蘇常州武進(jìn)召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，?？怂箍的茉葱袠I(yè)分院方案技術(shù)總監萬(wàn)鵬發(fā)表了《通過(guò)數字智能技術(shù)，助力清潔能源行業(yè)加速發(fā)展》的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

萬(wàn)鵬：尊敬的各位來(lái)賓、各位專(zhuān)家大家上午好，我是來(lái)自?？怂箍的茉葱袠I(yè)分院的萬(wàn)鵬，今天我介紹的主題是《通過(guò)數字智能技術(shù)，助力清潔能源行業(yè)加速發(fā)展》。

首先介紹一下碳中和數字化轉型方向，二是介紹?？怂箍翟谠O計工程、計量檢測解決方案和智慧運維解決方案，通過(guò)數字技術(shù)如何助力清潔能源的發(fā)展，最后簡(jiǎn)單介紹一下?？怂箍导瘓F。

首先是碳中和背景，自18世紀中葉工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)頻繁的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)造成了大氣中二氧化碳濃度不斷上升，由此造成的生態(tài)風(fēng)險和生態(tài)危機日益凸顯，針對這種情況下，為了遏制全球變暖的趨勢，在2015年，全球大約200個(gè)締約方共同簽署《巴黎協(xié)定》，中國2016年加入了《巴黎協(xié)定》，目標力爭將全球氣溫溫升控制在2攝氏度以?xún)?，并且努力?.5攝氏度以?xún)?，截?023年，全球大約已經(jīng)有145個(gè)國家宣布了碳中和承諾，其中大部分國家會(huì )宣布在250年實(shí)現碳中和。

具體到中國，最早是習主席在第75屆聯(lián)合國大會(huì )上宣布中國要在2030年達到碳達峰，努力爭取在2060年達到碳中和，多次在國際會(huì )議上表態(tài)，中國2030年碳達峰，2060年碳中和，當前在國內“3060”戰略已經(jīng)有了具體的行動(dòng)計劃。

碳中和背景下，當前全球的能源結構正在由化石燃料箱可再生能源轉型，通過(guò)權威機構的統計數據可以看到在未來(lái)可再生能源的占比將會(huì )持續提升，以風(fēng)電、光伏、氫能、儲能為代表的可再生能源行業(yè)，正在加速發(fā)展。

實(shí)現碳中和是一個(gè)廣泛而深刻的社會(huì )性系統變革，整個(gè)工業(yè)革命與能源革命也是相生相伴，我們當前正在經(jīng)歷的第四次工業(yè)革命也是從自動(dòng)化向數據驅動(dòng)的自主化決策時(shí)代發(fā)展，現在可以看到清潔能源行業(yè)也是向著(zhù)清潔化、電力化、去中心化、數字智能化發(fā)展，整個(gè)清潔能源行業(yè)也是經(jīng)歷一個(gè)挖掘數據潛力的數字化轉動(dòng)階段。

我們總結了一下，在當前清潔能源行業(yè)在數字化轉型階段主要面臨以下挑戰：

首先是效率與品質(zhì)提升的挑戰。光伏行業(yè)光伏發(fā)電的效率持續提升，幾乎每個(gè)月都可以看到最新的世界紀錄誕生。風(fēng)電行業(yè)可以看到當前最大的海上風(fēng)電機組達到20MW，未來(lái)會(huì )有更大兆瓦級的風(fēng)電機組持續地研發(fā)出來(lái)。在動(dòng)力電池的行業(yè)，單線(xiàn)的電池產(chǎn)能有2-4GW/h向5-6GW/h方向邁進(jìn)，整個(gè)清潔能源行業(yè)都在持續地進(jìn)行技術(shù)提升、效率性能優(yōu)化。

二是成本的降低。

三是管理能力的提升。各大能源公司不斷地擴展規模，面臨多工廠(chǎng)、多業(yè)務(wù)板塊、大供應鏈、大制造等應用場(chǎng)景，提出了更多的考驗。

四是清潔能源行業(yè)要實(shí)現零碳轉型，在清潔能源制造環(huán)節也要進(jìn)行零碳轉型，實(shí)現零碳轉型。

針對這些挑戰，?？怂箍祻淖陨淼慕嵌忍岢隽私鉀Q方案。

首先，在產(chǎn)品的設計端可以提供各類(lèi)設計仿真解決方案，在清潔能源行業(yè)發(fā)展不同的階段，“提質(zhì)、降本、增效”是永恒的主題，通過(guò)創(chuàng )新產(chǎn)品設計、優(yōu)化制造工藝，都是必由之路，這種情況下如果引入CAD/CAE/CAM工藝軟件，都可以提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低產(chǎn)品缺陷率，這也是清潔能源行業(yè)發(fā)展的迫切需求。

二是智能化檢測階段，針對不同行業(yè)，不同的零部件加工場(chǎng)景，可以提供不同的智能化檢測方案，為各類(lèi)產(chǎn)品的最終質(zhì)量保駕護航。

三是數字化運營(yíng)管理系統，通過(guò)數字化系統技術(shù)，提升制造良品率，效率幫助企業(yè)大規模降低制造成本和提升交付能力。

?？怂箍抵铝τ谕ㄟ^(guò)智能制造技術(shù)，推動(dòng)可再生能源行業(yè)的數字化轉型，產(chǎn)品方案主要涵蓋設計工程、生產(chǎn)制造、計量測試的全生命周期的解決方案，設計階段通過(guò)各類(lèi)的仿真軟件以及CAD軟件，可以?xún)?yōu)化產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品的可制造性，減少樣機試制階段的原型數量，加速產(chǎn)品創(chuàng )新。

生產(chǎn)制造階段，通過(guò)軟件進(jìn)行加工工藝仿真、機床代碼驗證，可以貫徹設計意圖，提高加工的效率，減少加工過(guò)程中原材料的浪費和返工，確保產(chǎn)品最后的可靠交付。

計量檢測方面，對加工出來(lái)的產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品數據的采集，驗證工藝能力，管理產(chǎn)品最終質(zhì)量，面向未來(lái)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)以及新品迭代的時(shí)候，可以提供有效的數據反饋。

接下來(lái)以風(fēng)電機組產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的數字主線(xiàn)介紹一下解決方案。首先在設計階段可以使用各類(lèi)結構設計、動(dòng)力學(xué)設計進(jìn)行風(fēng)電機組傳統鏈原型機設計，在主要結構設計完成之后，聯(lián)合流體力學(xué)、聲學(xué)進(jìn)行聯(lián)合仿真，確保最終產(chǎn)品的設計符合設計要求，從而保證設計階段的質(zhì)量。生產(chǎn)制造階段，可以對材料性能、焊接等加工工藝進(jìn)行仿真，保證生產(chǎn)制造過(guò)程中的加工質(zhì)量，產(chǎn)品設計完全之后，使用測量設備，對產(chǎn)品最終的外形尺寸進(jìn)行檢測，確保加工過(guò)程質(zhì)量以及加工完成之后的數據分析。最后擁有風(fēng)電機組運維的檢測解決方案，可以對風(fēng)電機組運維過(guò)程中的數據進(jìn)行檢測，通過(guò)數字化的流程，我們就可以完成從概念到最終產(chǎn)品的全生命周期的數字化平臺，整個(gè)過(guò)程也不只是單向的，比如說(shuō)計量測試環(huán)節，將計量檢測數據實(shí)時(shí)向加工階段反饋，實(shí)現加工過(guò)程監控以及加工數據的矯正，在風(fēng)電運維相關(guān)的數據也可以將它進(jìn)行收集向前反饋，可以?xún)?yōu)化風(fēng)電機組整體的結構設計和后續的產(chǎn)品迭代升級提供相關(guān)的依據。

?？怂箍嫡w解決方案可以應用在各行各業(yè)，能源行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)電、光伏、氫能、儲能、可再生能源，關(guān)注可再生能源發(fā)展，助力碳中和目標的實(shí)現。

接下來(lái)介紹一下詳細的相關(guān)的案例，首先看一下設計仿真相關(guān)的解決方案和相關(guān)的應用。

這是我們設計仿真方案的概要，整體的設計仿真方案包括多物理耦合、多體動(dòng)力學(xué)、流體與熱分析、聲學(xué)與噪聲、強度與振動(dòng)等等多學(xué)科的仿真，通過(guò)我們完善的CAE仿真解決方案，可以部分代替物理樣機，實(shí)現精準的仿真模擬，同時(shí)仿真模擬的數據，可以有效指導產(chǎn)品的設計和更新迭代，從而加快產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本。

這是我們在風(fēng)電行業(yè)的重要的風(fēng)機組傳動(dòng)鏈系統仿真方案，風(fēng)機傳動(dòng)鏈也是整個(gè)風(fēng)電機組中最大的零部件，也是最核心的部分。所以針對風(fēng)機傳動(dòng)鏈的開(kāi)發(fā)，?？怂箍悼梢蕴峁┦澜缟献钔晟朴糜陂_(kāi)發(fā)創(chuàng )新的仿真平臺，同時(shí)基于風(fēng)機傳動(dòng)鏈的經(jīng)驗，為行業(yè)客戶(hù)提供風(fēng)機傳動(dòng)鏈的設計咨詢(xún)與工程服務(wù)，目前市面上最大的20MW的風(fēng)機傳動(dòng)鏈仿真平臺，?？怂箍狄灿袇⑴c。

Romax也擁有行業(yè)領(lǐng)先的軸承知識和仿真能力，我們可以為工程師提供不同的設計方案，降低風(fēng)險，幫助客戶(hù)協(xié)助他們進(jìn)行全球風(fēng)機設計的認證，我們非常清楚在風(fēng)機傳動(dòng)鏈當中提供哪些內容，這是我們風(fēng)電行業(yè)的部分用戶(hù)，可以看到在全球的主要風(fēng)電主機廠(chǎng)、風(fēng)電軸承制造商、齒輪箱廠(chǎng)以及相關(guān)的認證和咨詢(xún)機構都在使用?？怂箍礡omax軟件，我們會(huì )持續地迭代優(yōu)化，全面地賦能風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。

再來(lái)看一下結構仿真的案件，這是光伏行業(yè)的案例，我們的客戶(hù)FTC太陽(yáng)能是做光伏跟蹤支架相關(guān)的業(yè)務(wù)，通過(guò)引入?？怂箍礛SC軟件套件，對光伏組件的負載進(jìn)行了分析，對結構進(jìn)行了拓撲優(yōu)化，最終對光伏跟蹤支架組件的質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，減少了零部件的數量，可以為公司的運營(yíng)提供大量的成本，同時(shí)供應鏈上數量的減少有利于進(jìn)一步壓縮零件周轉周期，帶來(lái)更好的成本效益。

在加工制造環(huán)節提供加工工藝仿真的解決方案，這是在鋰電新能源行業(yè)的案例，客戶(hù)通過(guò)使用我們工藝仿真軟件，對電池托盤(pán)的焊接工藝進(jìn)行仿真，可以對焊接的殘余應力進(jìn)行預測，也可以?xún)?yōu)化焊接順序，對電池托盤(pán)的焊接工藝參數進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)也可以對工裝的設置和布局進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)使用工藝軟件就可以加速設計過(guò)程加工工藝的選擇，減少物理實(shí)驗的次數，同時(shí)縮小開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本。

在電站的建設和布局方面，也可以應用流體力學(xué)以及多體動(dòng)力學(xué)的仿真就是方案，這個(gè)案例是我們通過(guò)使用軟件，對光伏跟蹤支架受風(fēng)載的影響進(jìn)行仿真，通過(guò)對負載的仿真可以選擇在電量布置的時(shí)候選擇更佳的擺角和光伏跟蹤支架的選型，以及相互之間間距的設置。這個(gè)應用不只是應用在光伏電站，也可以在風(fēng)力發(fā)電相關(guān)的場(chǎng)景下進(jìn)行應用，模擬風(fēng)輪和風(fēng)電機組受風(fēng)載情況下受到哪些影響，從而優(yōu)化電站的設計和布局。

接下來(lái)看一下計量檢測可以提供的解決方案，基于200多年計量檢驗產(chǎn)品的經(jīng)歷，?？怂箍悼梢蕴峁┒囝I(lǐng)域、多場(chǎng)景的綜合計量檢測方案。

首先是固定式測量系統，就是各類(lèi)三坐標測量機，包括橋式機、龍門(mén)機等等，可以滿(mǎn)足各行各業(yè)的精密測量。

其次可以提供復合式影像測量系統，各類(lèi)二次元的影像測量設備，尤其是針對電子行業(yè)、光伏行業(yè)，是最佳的測量手段。

三是便攜式測量系統，輕松便攜，而且可以兼顧大尺寸零部件的車(chē)間測量和現場(chǎng)測量。還可以提供在機測量系統、機床校準系統，以及針對客戶(hù)各種不同應用場(chǎng)景提供各類(lèi)自動(dòng)化測量解決方案，為客戶(hù)提供智能、自動(dòng)化的在線(xiàn)測量。

接下來(lái)看幾個(gè)典型的應用場(chǎng)景，這個(gè)是我們標準的三坐標測量機在風(fēng)電行業(yè)的應用解決方案，風(fēng)電行業(yè)是典型的大尺寸、高精度的測量要求，尤其是針對風(fēng)機傳動(dòng)鏈內部的各類(lèi)齒輪、內齒圈、扭力壁、軸承座等等，精度要求比較高，?？怂箍悼梢蕴峁┤盗械慕鉀Q方案，通過(guò)小型的三坐標測量機到超高精度的三坐標測量機以及龍門(mén)式測量機，滿(mǎn)足風(fēng)電行業(yè)各類(lèi)零部件的檢測要求，尤其是在華東、無(wú)錫、常州片區有眾多的用戶(hù)群體，通過(guò)?？怂箍蹈黝?lèi)的檢測設備，保證最終產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

這個(gè)是在水電行業(yè)為東方電氣提供的水電機組自動(dòng)化檢測解決方案，水電機組也是大尺度高精度的應用場(chǎng)景，檢測效率和檢測精度都是嚴峻的挑戰，我們?yōu)榭蛻?hù)提供的是萊卡激光跟蹤儀設備，通過(guò)機器人搭載掃描測頭，實(shí)現超高精度點(diǎn)云的提取，可以用于后續尺寸處理和分析，底盤(pán)的直徑可以達到6米，點(diǎn)測精度可以達到0.03毫米，通過(guò)智能化檢測方法，幫助東方電氣完成了智能檢測的升級改造，檢測效率從數小時(shí)提升到幾分鐘，同時(shí)我們案例也登上了央視的專(zhuān)題報道，在行業(yè)里引起比較高的關(guān)注。

針對客戶(hù)的不同應用場(chǎng)景推出定制化的檢測方案這個(gè)是我們?yōu)殇囯娦袠I(yè)客戶(hù)定制開(kāi)發(fā)的鋰電極片和隔膜在線(xiàn)質(zhì)量檢測系統，尺寸和瑕疵在線(xiàn)都是屬于嚴格質(zhì)量控制的方面，之前比較早的檢測手段主要是依靠人工目測以及抽檢，后來(lái)都是CCD相機進(jìn)行檢測，但是安裝空間和校準問(wèn)題比較明顯。針對這種場(chǎng)景，我們推出來(lái)?？怂箍祷谖⒕嗍絺鞲衅鞯臋z測方案，可以有效地減少占用空間，方便安裝，同時(shí)在線(xiàn)檢測，配合瑕疵檢測軟件，基于深度學(xué)習，對于鋰電的極片和隔膜質(zhì)量進(jìn)行在線(xiàn)檢測，保證極片和隔膜的加工質(zhì)量。

最后，在現場(chǎng)的安裝和應用環(huán)節，介紹一下在光熱太陽(yáng)能現場(chǎng)安裝的應用解決方案，光熱太陽(yáng)能也是未來(lái)發(fā)展前景比較廣闊的太陽(yáng)能發(fā)電的應用場(chǎng)景，在光照太陽(yáng)能定日鏡現場(chǎng)，我們需要對定日鏡的角度和平面度進(jìn)行調平，就可以使用便攜式的測量設備，對它進(jìn)行檢測，我們可以對一個(gè)尺寸長(cháng)達13米*11.5米的大型的定日鏡進(jìn)行校準，同時(shí)設備的防護等級到IP5級，可以滿(mǎn)足在沙漠、戈壁、室外惡劣的條件下應用的場(chǎng)景，同時(shí)設備是便攜式的設備，可以輕松便攜在現場(chǎng)應用。

再介紹一下智慧運維解決方案，看一下我們數字化平臺，為了更好地服務(wù)行業(yè)客戶(hù)，了解可再生能源工廠(chǎng)的運營(yíng)經(jīng)驗，我們在西班牙收購了一個(gè)光伏電站，這樣就獲取了可再生能源建設和運營(yíng)的第一手經(jīng)驗，這是一個(gè)16.4兆瓦的光伏電站，在2021和2022年分兩期建成，我們廣泛使用了?？怂箍档漠a(chǎn)品和技術(shù)，我準備了一個(gè)小視頻，給大家播放一下。

(播放VCR)

在電站從規劃設計到建造、運營(yíng)當中，廣泛使用?？怂箍档漠a(chǎn)品和技術(shù)，規劃階段使用地形地貌的測繪手段，提供精確的地理數據，在建設和布局階段使用BRICS CAD軟件進(jìn)行現場(chǎng)布置，使用各類(lèi)仿真軟件對光伏跟蹤支架和圖片布局進(jìn)行布置，保證最佳的發(fā)電效率，這是我們在各光伏廠(chǎng)應用的在線(xiàn)的檢測設備。這是在光伏組件現場(chǎng)安裝中使用的檢測設備，在電站建造以及后續運營(yíng)過(guò)程當中可以提供各類(lèi)的監控設備，包括運維管理的平臺以及軟件，可以實(shí)現電站設計的追溯和后期運維數據的統計和管理，這時(shí)神經(jīng)掃描儀可以對整個(gè)電站實(shí)施的數據進(jìn)行采集，建模完成數字孿生。

最后就可以在模擬場(chǎng)景里面看到風(fēng)向以及風(fēng)載的實(shí)際數據，整個(gè)電站的建設大約用了四個(gè)月的時(shí)間，比同類(lèi)電站大約提高了30%的運營(yíng)效率。

通過(guò)剛才的介紹，在電站運維環(huán)節可以現場(chǎng)運營(yíng)數據的捕捉，然后進(jìn)行建模，最后就可以實(shí)現產(chǎn)品的仿真，實(shí)現可視化的運營(yíng)。

最后再簡(jiǎn)單介紹一下?？怂箍导瘓F，?？怂箍凳侨蝾I(lǐng)先的數字信息技術(shù)解決方案供應商，重點(diǎn)布局在智能制造以及智慧城市相關(guān)的領(lǐng)域，目標是要打造全球領(lǐng)先的數字化解決方案組合，在中國的總部主要是在青島，在全國主要城市都有當地的方案中心，是全面地貼近行業(yè)客戶(hù)，第一時(shí)間為客戶(hù)提供售后和技術(shù)支持。同時(shí)我們自己的智能工廠(chǎng)也是在安裝運營(yíng)，在2022年獲得了碳中和認證證書(shū)，同時(shí)也進(jìn)入了可持續發(fā)展中國的年度行動(dòng)案例，我們的解決方案重點(diǎn)關(guān)注在可再生能源行業(yè)。

我們在場(chǎng)外有一個(gè)展臺，大家如果對我們的方案感興趣，可以到展臺做更深一步的交流，也可以關(guān)注我們的公眾號和我個(gè)人的微信，可以線(xiàn)下交流。

謝謝大家!