变革之风

为什么风力涡轮机制造商需要接受工业物联网

Plataine 总裁兼首席执行官Avner Ben-Bassat

 

我最近对能源产业尤其在垂直风力发电领域做了大量的研究。我确信我们站在了一场风能革命的风口浪尖。

风能成本正一路下滑,而所谓的“市电同价”——随着风能成本接近常规电能——正在许多国家得以实现。美国媒体公司彭博社三月份报告显示,欧洲近海风电场的建造成本自2012年以来下跌了46%。同时,在四月份的某一天,英国全天不用煤发电:该国19世纪80年代以来的第一个无煤日!做到这一点的一个关键原因就是风能发电能力的迅速增长。风能是一巨大产业并且增长迅速。全球装机容量超过487GW,并且一半以上的装机容量是在最近五年安装。

很显然,变革之风正在能源行业刮起。那么,这对涡轮机制造商来说意味着什么呢?

 

风力叶片制造商面临的挑战

我认为,风能的快速增长对风力涡轮机原始制造商与他们的供应商来说是一件令人异常激动的事情。但同时也带来了诸多挑战。在过去的30年里,风力叶片在体积上增加了14倍。未来,叶片制造商必须为生产更大的叶片做好准备。

由于叶片生产会用到许多复合材料,叶片制造商也会因此遇到诸多问题。实际上,风能行业是复合材料最大的消费者之一。随着尺寸的增加,叶片重量也会增加,因此,会不断需要更轻、更耐用的复合材料。该行业的研究工程师与科学家正在通过不断创新来满足这一需求,他们的前沿成果意味着叶片所需的新型复合材料一直在不断涌现。这些先进的复合材料价格昂贵,在制造过程中不允许有任何低效与浪费出现。

 

叶片制造

我曾参观过的一些现代叶片生产工厂采用了极其智能的技术。但是,甚至在一些最新型的工厂,叶片基本上还是靠手工制造。许多情况下,叶片通过铺设玻璃纤维层进行加固,而这些玻璃纤维层则是靠手工进行铺设、调平。

有充足的理由去解释为什么叶片制造需要这么多的人工,但这意味着会出现人为失误与低效。为降低成本,叶片制造商需要对其所有的制造工序进行监督,通观全局,把工厂车间与整个公司规划之间的数据进行关联以最大程度地优化生产并实现真正高效的作业。

但如何做到这一点?

 

连接工厂节点

为使叶片工厂发挥出潜能,制造商需要特别关注工厂车间更加精细的连接数据。这就是优化软件的用武之地。先进的软件能够利用物联网(IoT)的潜力与人工智能算法,为风能行业带来巨大利益。制造商往往认为增加产能能够带来规模效益。增加产能的工厂通常会发现由于缺乏工序控制,他们会同时变得更加低效。

当生产量增加时,涡轮机制造商应确保最好工序的到位,以高效完成生产任务。物联网云基软件通过现有生产基础设施对工序进行改进。换言之,该软件的应用不需要对现有生产线增添新设备或进行整改。

其目的是使工厂变得更加透明,并为管理层提供综合的生产质量报告信息。质量控制会通过保持从原材料到终端产品的可追溯性而得以改善。透明度会因资产能够利用射频识别与其他传感进行实时追踪而得以增强。同时,通过人工智能算法完成的削减计划优化能够降低返工与浪费情况的发生。这些算法能够找出物料节省与作业速度之间的最佳平衡点。利用组合嵌套技术能够从本质上实现材料节省,同时又能把对备料作业与其他作业环节的影响降到最低。

一些涡轮机制造商甚至开始利用智能软件来打造“数字双胞胎”——一种利用实时数据对所生产与现场安装的每一台涡轮机进行资产数字展示的手段。可以实现维护预测与生产强化。当涡轮机增加生产量时,可利用物联网技术降低成本、节省时间、减少浪费并最终实现每年数百万美元的费用节省。

数字双胞胎仅是工业物联网的一个组成部分,但其潜质则是革命性的。设想一下这样的场景:如果所有的风电场最终采用了数字双胞胎概念(并且这是很可能发生的事情,因为其利益很明显),世界上的每一台涡轮机都会在云中存有一份数字副本——显示其整个的运行历史记录。你可以试想一下,如果在50年前某位企业家掌握了这一概念……

 

工厂的未来

风力涡轮机产业的未来很明朗:终端用户的需求是越来越低的价格与越来越大的产量。这一点必须在不影响质量的情况下来实现,因此需要采取创新技术与制造优化软件。无论是小型还是大型涡轮机制造商将依赖于从工厂车间搜集的数据,它们实际上可以利用这些数据来产生有意义的成果。

物联网技术的普遍采用,长期来看,这会成为风力涡轮机公司生存的一条必由之路。物联网的潜在利益对风力涡轮机制造商来说是巨大的。

早期采用这一技术的公司现在就将收获这些利益。

 

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