2020年8月6日，第六屆中國(guó)國(guó)際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開(kāi)，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價(jià) ”。
主旨發(fā)言中，北京天澤智云科技有限公司銷售總監(jiān)夏月做了題為《風(fēng)電葉片在線監(jiān)測(cè)預(yù)警和智能運(yùn)維的解決方案》的演講。以下為發(fā)言實(shí)錄：
夏月↑
今天很榮幸在這里和大家介紹我們公司的葉片衛(wèi)士系統(tǒng)。人工智能領(lǐng)域?qū)τ陲L(fēng)電行業(yè)大多數(shù)人來(lái)講是新的內(nèi)容，我們會(huì)舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子講講比較深?yuàn)W的原理。
什么是工業(yè)智能？其實(shí)工業(yè)智能包含了三個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及工業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)。在我們行業(yè)里，我們稱之為IT、AT和DT，這三個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的融合，用在工業(yè)里主要體現(xiàn)在哪一個(gè)地方？這是上午很多人提到得運(yùn)維。今年在年初時(shí)也聽(tīng)到很多關(guān)于新基建以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的國(guó)家鼓勵(lì)。國(guó)家希望將計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)融入到傳統(tǒng)工業(yè)，提高整個(gè)工業(yè)的效率，在后面降低長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的成本。
?。≒PT圖示）這是我們公司的創(chuàng)始人之一，也是全球工業(yè)人工智能和工業(yè)大數(shù)據(jù)學(xué)科帶頭人，李杰教授，他現(xiàn)在個(gè)人是工業(yè)互聯(lián)的副董事，如果大家感興趣在演講結(jié)束時(shí)可以到我們展臺(tái)登記，我們會(huì)抽取一些觀眾把李杰教授的書寄給大家。
?。≒PT圖示）關(guān)于葉片本身，在整個(gè)20年的過(guò)程中，葉片的損傷是漸進(jìn)的過(guò)程，有些由于部分外因引起的突變，大部分情況是一類、二類、三類、四類，最后到五類的時(shí)候損傷非常嚴(yán)重。右邊的小圖可以看到，西門子做得調(diào)研，在20年的過(guò)程中，整個(gè)葉片對(duì)于風(fēng)電發(fā)電量的損失是非常可怕的曲線。在一二級(jí)損傷時(shí)，阻力增加了80%，發(fā)電量降低42%，在三級(jí)損傷時(shí)，發(fā)電量損失高達(dá)9.2。四級(jí)到五級(jí)損傷結(jié)構(gòu)層時(shí)，最后損失更加驚人。與此對(duì)應(yīng)的金錢損失從7萬(wàn)到最后一年損失36萬(wàn)的損失。
?。≒PT圖示）這是雷擊損傷未得到及時(shí)維修，不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致葉片開(kāi)裂，這種案例非常多。
（PPT圖示）這是螺栓引起的斷裂，比如軸承甚至頁(yè)面直接凋落，尤其對(duì)業(yè)主來(lái)講這是非常巨大的損失。
?。≒PT圖示）這是葉片質(zhì)量缺陷，不再贅述。大家是業(yè)內(nèi)專家。為什么葉片在二十年期間會(huì)出現(xiàn)這么多問(wèn)題？很重要的原因是葉片整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是手工制品，而且手工制品沒(méi)有安裝任何的傳感器，也就是說(shuō)，其實(shí)葉片本身在二十年的區(qū)間里是“裸奔”的狀態(tài)，而且不知道狀態(tài)的“裸奔”狀態(tài)。
關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)方案，包括無(wú)人機(jī)，從我們角度來(lái)看機(jī)器試點(diǎn)，在機(jī)型比對(duì)時(shí)，在可靠性、運(yùn)維成本、效果和安裝成本、監(jiān)測(cè)及時(shí)性來(lái)看，對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)講定量和定性成本取決于它的高低，沒(méi)有任何一種檢測(cè)手段是完美的。如果我們和無(wú)人機(jī)進(jìn)行比對(duì)時(shí)，無(wú)人機(jī)好比眼睛，我們好比耳朵，我找同時(shí)要了一枚硬幣，舉個(gè)例子，這樣一枚硬幣掉在桌子上的聲音幾乎所有人可以分辨出來(lái)，40k以下的頻率可以聽(tīng)得非常清楚。但是為什么一枚硬幣掉在桌子上的聲音可以精準(zhǔn)地識(shí)別出是硬幣掉在桌子上的聲音，這源自于它的特征。我們從小到大成長(zhǎng)階段，所有接受到腦部的信息變成經(jīng)驗(yàn)值。人工智能也是用機(jī)器進(jìn)行不斷學(xué)習(xí)和更新的過(guò)程。我們最后要實(shí)現(xiàn)得是，讓專家所有在行業(yè)里的經(jīng)驗(yàn)最后變成用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行診斷。
另外和剛才硬幣掉在桌子上可以做對(duì)應(yīng)得是，有些人知道在軍工行業(yè)，尤其在潛艇里，很多“金耳朵”，主要是聲納旁邊不斷地看掃描出來(lái)的圖形，用耳朵聽(tīng)，判斷聲納掃描出來(lái)得是魚(yú)，還是船，還是障礙物?，F(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)有一些基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)，主要替代我們所謂的專家?guī)臁?/div>
?。≒PT圖示）這是海上工廠計(jì)算出來(lái)的損失，不管是由于運(yùn)維成本本身所帶來(lái)的損失，還是造成的電量損失，其實(shí)也非常驚人，嚴(yán)重地區(qū)其實(shí)不是特別多，但至少給大家直觀上的感覺(jué)，讓大家知道整個(gè)損失超過(guò)千萬(wàn)。
?。≒PT圖示）這是一個(gè)陸上風(fēng)場(chǎng)，33臺(tái)的風(fēng)場(chǎng)，所帶來(lái)的從經(jīng)濟(jì)效應(yīng)上給風(fēng)場(chǎng)帶來(lái)的收益，如果進(jìn)行了優(yōu)化以及進(jìn)行了檢測(cè)設(shè)備更新之后帶來(lái)的收益。
葉片衛(wèi)士是整體的解決方案，從螺栓的監(jiān)測(cè)到整個(gè)驅(qū)動(dòng)外形的監(jiān)測(cè)以及結(jié)構(gòu)本體的監(jiān)測(cè)，現(xiàn)在以激光的形式進(jìn)行整個(gè)振動(dòng)和振幅的分析?；旧习巳~片整體的所有的重要的結(jié)構(gòu)件。
（PPT圖示）葉片衛(wèi)士的功能，識(shí)別的失效模式和提供的輔助，失效模式比較多是雷擊造成的損失，比如高雷暴的風(fēng)場(chǎng)，云南的風(fēng)場(chǎng)地下有礦，所以遭雷擊的概率比較高，而且遭受雷擊的時(shí)候，很難精準(zhǔn)地判斷哪一只葉片在什么時(shí)候遭到了雷擊，以及是否遭到雷擊之后受到的損壞，整個(gè)系統(tǒng)可以提供輔助的預(yù)警。還有前緣腐蝕，是葉片失效比較嚴(yán)重的點(diǎn)，葉片在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于腐蝕，前緣會(huì)出現(xiàn)表面包括磨損的過(guò)程。為異常提供輔助的點(diǎn)是葉片掃塔等等，這些是以定性的分析提供給最終的使用者，告訴大家葉片哪里出現(xiàn)了問(wèn)題。
?。≒PT圖示）這是系統(tǒng)的情況，從螺栓的振動(dòng)傳感，裝在輪轂里，聲音傳感器裝在外面檢測(cè)葉片的外形的問(wèn)題，激光設(shè)備主要檢測(cè)振動(dòng)判斷早期的一些情況，由于聲音本身的范圍達(dá)不到精度，所以采用了激光傳感器，最后在環(huán)網(wǎng)里進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及截取的過(guò)程。外形損傷的模塊是裝在它的頭上，安裝非常簡(jiǎn)單，不需要爬到風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行安裝，安裝成本相對(duì)于部分競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手降低很多。損傷模塊中有膠粘和磁吸兩種方式。
（PPT圖示）這是案例，這是人工智能可以用算法摒棄環(huán)境噪音，當(dāng)時(shí)采集聲音的時(shí)候風(fēng)場(chǎng)附近有很多鳥(niǎo)叫，我們用算法去掉的雜音，包括采集到鞭炮的聲音，這也是當(dāng)時(shí)風(fēng)場(chǎng)附近的人在春節(jié)期間放炮，也是識(shí)別出來(lái)本身和葉片失效的聲音的區(qū)別，所以它的特征對(duì)于專家?guī)靵?lái)講非常重要。
?。≒PT圖示）這是前緣腐蝕的圖，從增大的趨勢(shì)可以看到，其實(shí)是漸變的過(guò)程，也是通過(guò)機(jī)器聽(tīng)覺(jué)算法判斷究竟什么時(shí)候到了三級(jí)損傷，很多都是從三級(jí)損傷開(kāi)始修，一二級(jí)的部分業(yè)主選擇忽略了。
（PPT圖示）這是目前統(tǒng)計(jì)樣本的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在的雷擊損傷和能量互差因子是是3%左右，保護(hù)膜損傷3%，數(shù)據(jù)質(zhì)量因子1.2%。
?。≒PT圖示）這是整個(gè)系統(tǒng)的拓展，現(xiàn)在會(huì)和槳角的協(xié)同，提高發(fā)電量。
（PPT圖示）這是目前的運(yùn)維排程的系統(tǒng)，根據(jù)業(yè)主的需求提供整個(gè)最后維修的方案，去進(jìn)行輔助。
?。≒PT圖示）如果大家感興趣的話，可以掃我的二維碼，向我提問(wèn)題，如果感興趣的觀眾可以到我們展臺(tái)和工作人員聊，包括留一下自己的聯(lián)系方式，我們會(huì)抽取部分觀眾送出李杰教授工業(yè)互聯(lián)的書，謝謝大家！
（內(nèi)容來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請(qǐng)聯(lián)系修改）
