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南高齒:創新引領發展

南高齒:創新引領發展

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  對于成立近五十年、深耕風電行業十多年的南高齒來說,早已深切體會到全球化、技術進步和理念創新對于一個企業乃至行業、社會發展的重要意義。現在,這家公司期望以創新推進自身以及整個風電供應鏈的進步和發展。
 
  作為風電機組重要零部件之一,齒輪箱是風電供應鏈中的關鍵一環。據南高齒齒輪集團董事總經理勾建輝博士介紹,“全球風電齒輪箱領域市場集中度較高,南高齒齒輪集團(下文簡稱南高齒)作為全球風電傳動設備領導者,截至2015 年底,已向市場交付超過5 萬臺風電傳動設備主齒輪箱和30 萬臺偏航/ 變槳傳動設備,累計交付超過68 吉瓦風電主齒輪箱,產品在全球各地穩定運行,占據國際市場份額29%,國內市場份額過半,穩居世界第一。”
 
  憑借著多年來一直堅持的技術創新、管理創新和人才創新,通過持續高效的技術優化和擴大自主研發投入以及在制造工藝上的精益求精,南高齒開發出了一系列具有自主知識產權和國際先進水平的產品。據悉,南高齒每年研發投入超過銷售額的3%,研發及工程團隊超過500 人,核心技術已獲得120 多項國家專利,以及100 多項從政府到客戶頒發的各類技術進步與質量獎項。目前,南高齒已擁有涵蓋750 千瓦至6.5 兆瓦全系列產品族,可適應低溫、高溫、低風速、高海拔、海上及其他特殊工況等環境。基于這些產品高可靠性、高性價比、高承載能力、高效率的特點,廣泛應用于國內外主機廠家,并表現出良好性能。
 
  取得這些成績的背后除了南高齒的核心技術、高可靠性的產品外,還要歸因于南高齒“做可持續增長的行業領導者”的戰略目標、“做齒輪箱與傳動技術解決方案專家”的戰略定位,以及秉持“對用戶和社會負責就是對自己負責”
 
  和“責任到位,一次做對”的核心理念,更關鍵的是南高齒對踐行“創新”和“國際化”路線的準確方向和始終如一。
 
  在南高齒看來,市場不缺乏產品,但缺乏好的產品。
 
  迄今為止,風電齒輪箱主要是根據風電機組制造商提供的規范進行設計,從而導致與其配套的風電齒輪箱產品規格多、差異大。另外,新產品研發周期長,生產規模受到限制也會帶來成本結構難以優化,以及新設計帶來的產品可靠性風險。據南高齒一位技術人員告訴《風能》記者,“全球在運行的1.5MW 及以上風電機組大概有400 種,出于對風電機組供應鏈的安全考慮,每款機組會有兩家以上的供應商,這就意味著會有800 種以上的主齒輪箱和1,500 種以上的偏航變槳傳動設備與之配套。”與其類似的還有發電機、軸承、葉片以及潤滑系統,這些種類繁多的風電機組零部件的存在無論從成本上,還是從管理上都給風電場運營帶來了很大挑戰。同時,為了保證風電行業的可持續性發展,不斷提升風能與其他能源的核心競爭力,風電行業對更低的全生命周期度電成本、更短的新品開發周期和更高的關鍵部件可靠性不斷提出新的期望。
 
  為應對上述挑戰,南高齒基于多年經驗累積、大量現場實踐以及行業應用大數據分析,于2016年9 月在漢堡國際風能展上,全球首次推出了基于風電場應用大數據庫、模塊化、系列化理念設計的主齒輪箱和偏航變槳驅動系列化產品平臺——NGC StanGear?。據了解,該系列化產品平臺應用了標準化、模塊化理念和可靠性技術,用戶可根據NGC StanGear?平臺樣本和自身主機設計要求,直接選用一款最為匹配的風電齒輪傳動產品,或選擇最近似產品并做少量適應性修改,從而實現低成本快速上市的競爭優勢。該平臺的推出將使得新品開發周期長、成本結構難以優化和風電場維護復雜等問題得以解決。
 
  據南高齒研發人員介紹, 目前NGCStanGear? 系列化產品平臺可提供兩種產品開發流程供客戶進行選擇,一種是NGCStanGear? 選型流程,另一種是客戶定制化產品開發流程。如果客戶的產品設計規范與NGC StanGear? 匹配性較好,中間復雜的設計迭代過程會被大量簡化,只要微小的調整就可以滿足客戶的需求,該流程即標準的NGCStanGear? 選型流程。相反,如果客戶的產品設計規范與NGCStanGear? 匹配性較弱或匹配效果不理想,則可以采用定制化的產品開發流程,即從客戶信息輸入到概念設計再到詳細設計,期間會產生一系列迭代過程,直到后期產品的驗證測試,風電場的測試,最終滿足客戶要求。據悉,選用NGC StanGear?選型流程相對于全新的定制化產品開發流程可以節約12至20 周的產品開發周期,使得新品相對于其他傳統方式可以提前上市,大幅提高了產品競爭力。此外,為了能夠更好地發揮NGC StanGear? 系列化產品平臺的作用,南高齒研發人員也表示,“希望風電機組主機制造商能夠在新品研發項目初期就與南高齒進行技術溝通交流。”
 
  可以說, 南高齒此次推出的NGCStanGear? 系列化產品平臺是將其多年的研發、制造、應用、運維經驗轉化為創新成果,也可以說,完全是一個設計理念的創新。通過使用NGC StanGear?,在產品設計開發層面,用戶可基于該平臺直接選型或優化,省卻了設計和計算反復迭代的過程,縮短了產品開發周期,降低了產品開發成本;在制造層面,由于關鍵零部件具備成熟的工藝和工裝,采購和加工時間可大幅縮短,且制造技術也在不斷持續升級,可以滿足產品的高品質要求;在產品測試層面,該系列化產品平臺均采用經過工廠及風場驗證的模塊化設計,能夠節省測試成本,且產品平臺和關鍵零部件均已通過完整的工廠和風電場驗證,可簡化試驗流程,節約試驗時間;在產品可靠性層面,產品開發流程采用德國汽車工業協會VDA6.3 標準,產品開發廣泛應用DFMEA 工具進行產品可靠性設計,并應用先進的可靠性技術。此外,由于提高了零部件通用性,NGC StanGear? 系列化產品平臺還可大幅降低零部件種類和型號,形成整個供應鏈的規模效應,從而降低成本,提高效率。也正因為減少了備件型號,縮短了備件的響應時間,維護成本也得以降低。
 
  NGC StanGear? 風電主齒輪箱和偏航變槳驅動系列化產品平臺的問世,將幫助用戶帶來更低的新品開發成本、更短的產品開發周期、更高可靠性的產品、更高的供應鏈規模效應以及更優質的運維服務。同時,作為齒輪箱的供應商也將因此大幅受益。“南高齒不僅致力于標準化系列產品平臺的創新和推廣,我們也希望借此推動和提升整個風電供應鏈的規模效應,從而真正為風電行業整體水平的提高和可持續發展貢獻一份力量。”作為NGCStanGear? 系列化產品平臺的啟動者和推動者,勾建輝博士如是說。
 
  在南高齒看來,不斷秉承產品與技術創新固然是一個企業得以成為行業領導者的主要核心競爭力,但是除去產品與技術方面的創新,打破常規,拓展新的業務模式也十分重要。
 
  根據彭博新能源財經發布的研究報告預計,2015 至2022 年間,中國風電場運維支出總計或達1,110 億元,到2022 年,中國風電場運維費用將增至每年208 億元。按照質保期五年計算,近幾年將有大批風電機組相繼出質保期。業內專家算了一筆經濟賬:單臺風電機組年滿發收入約160 多萬元左右,但若發生一次重大事故,比如齒輪箱重大故障,其更換費用總和可能突破百萬元。
 
  由于瞄準了龐大的客戶需求以及潛力巨大的風電運維后市場,2016 年,南高齒專門成立了風電后市場業務發展部門,以提升客戶價值為目標,本著“及時服務、本地服務、預防服務”的戰略思路,致力于為客戶提供更加優質的全產品生命周期服務,同時也旨在不斷拓展新業務和尋求新的業務增長點,支持配套市場的可持續發展。“很多情況下所謂的服務貌似就是售后,但南高齒主要從兩方面理解:從產品成本角度說,除了生產成本,還包括后期的使用成本”南高齒齒輪集團風電后市場業務發展部負責人介紹,“而從產品應用角度來看,服務可能局限于生產制造廠家,或者是來自客戶對廠家的要求,但是像風電機組這樣集成度較高的產品,服務將是一個包羅萬象,涵蓋了整個產品生命周期的任何一個環節的過程。南高齒要做的就是打造一個從設計制造到安裝、遠程診斷、備件服務、培訓、維護檢修以及產品優化升級等所有這些流程的可靠循環。”
 
  之所以要把設計制造和運行維護納入全生命周期管理,其目的是讓齒輪箱的故障率下降,讓客戶收益最大化。“目前,在役風電機組勢必會進行維修和更換,而且,基于目前制造商正在向制造服務商轉變的情況,南高齒要為用戶創造風電機組全生命周期最大價值而存在,追求和客戶雙贏的終極目標。”上述負責人向《風能》說道。
 
  據這位負責人介紹,南高齒后市場業務發展通過深入分析服務數據,借助本地化的服務網絡,將為全球用戶提供專業的服務工程、備件響應、數據管理和現場服務,并利用豐富的經驗進行持續的改善。其后市場服務將包括升級服務、基礎服務、延伸服務和定制服務,可以覆蓋客戶所需要的傳動鏈評估、塔上和塔下的維修、技術支持、技術培訓和特殊的定制服務等。在提及服務時,南高齒相關負責人強調,“南高齒利用多年積累的豐富的齒輪箱檢驗、運行維護數據,建立了產品‘健康檔案’,通過對齒輪箱運行數據和檢驗數據的比對分析,能夠提供全面的齒輪箱運行、維護、檢修方案,將可能的失效消滅在‘萌芽狀態’。”這一預防性服務策略目的在于降低非計劃停機維修概率,采用計劃性檢修來保障用戶的收益。”
 
  近兩年,伴隨著國際化進程的加快,南高齒美洲運維中心、南高齒印度公司于2016 年相繼開業,南高齒在不斷加強以中國、美國、德國和新加坡為基地的全球服務網絡,向全球合作伙伴提供全套解決方案的同時,實現即時方便的服務支持。“在全球化的服務網絡的支持下,南高齒將隨時隨地為全球客戶提供最優質的、最合適的齒輪箱維護方案,幫助客戶實現傳動系統高可用性和低成本運行。”勾建輝博士向記者介紹到。
 
  縱觀風電產品全生命周期來看,前期的一次性購買成本因受各方面因素影響,優化空間有限,但關系到業主經濟效益的運營成本和維護成本卻是可以通過運維服務來實現進一步的降低。隨著物聯網技術的發展和工業4.0 的來臨,客戶對產品智能化的需求也越來越高。面對上述情況,對于產品全生命周期的數據挖掘和管理就變得尤為重要,南高齒風電齒輪箱狀態監測系統(以下簡稱CMS)基于這種趨勢應運而生。
 
  基于多年對齒輪箱研發、制造和測試領域所擁有的豐富經驗以及對齒輪箱工作狀態的深入理解和掌握,南高齒在2016 年10 月北京風能展上推出的CMS,旨在幫助客戶搭建一個基于狀態監測的大數據平臺,從出廠前的臺架試驗到齒輪箱的實際運行,所有數據將匯總至南高齒云端智慧中心進行深度處理。“借助此平臺,通過遠程服務,客戶可清楚了解齒輪箱及其他關鍵部件的損傷過程以及剩余使用壽命,極大優化運維計劃,提升資產管理能力。”負責該系統開發的技術人員向《風能》記者這樣描述CMS 的客戶價值。
 
  據介紹,在安裝CMS 系統后,客戶可以對塔上情況進行實時監控,并存儲成數據,且CMS 系統自帶運算功能,而非人為計算,這在很大程度上減少了客戶在計算設備上的硬件投資。“使用柔性數據采集機制,具有強大的塔上數據處理功能,能夠提升監測數據有效性,降低帶寬需求;另外,齒輪箱專家團隊的支持能夠讓分析出的失效機理更準確,解決方案更有效,同時還能夠給客戶提供針對性的技術服務。”上述系統開發技術人員進一步說,“該系統具有快速響應服務,可以做到診斷與修復方案一體化,齒輪箱備件零庫存。另外,CMS以齒輪箱全生命周期數據做支撐,使故障診斷準確性大大提高。”
 
  然而,CMS 的作用遠遠不止是一個監測平臺,它還能幫助客戶快速檢驗出失效零部件以及失效原理。在此基礎上,南高齒的工程師會給出相應的維修措施以及備件管理方案,再通過云平臺將數據和客戶分享,讓客戶第一時間看到產品的運行狀態,并運用“機器學習”的方法為客戶帶來更多增值服務。
 
  值得一提的是,南高齒還能夠將出廠試驗數據、現場運行數據以及維護檢修數據結合起來,由南高齒設計工程師、應用工程師、現場服務工程師、齒輪箱專家以及授權服務商組成的專業化技術支持隊伍通過云平臺,給每一個客戶提供全方位完整的運營保養檢修方案,即預防式服務,將“病癥”扼殺在搖籃中,可謂給齒輪箱配上了一位智能“健康專家”,隨時進行貼身服務。“有了CMS,將使我們的服務更加‘如虎添翼’。”南高齒一位CMS 系統研發工程師說到。
 
  2016 年在業內人士看來,無論是NGCStanGear?系列化產品平臺的全球首創,還是南高齒風電齒輪箱監測系統的研發上線,抑或是風電后市場業務的戰略深化都讓業內人刮目,彰顯出南高齒作為全球風電傳動設備領域領軍者應有的風范——不斷創新,砥礪前行。勾建輝博士坦言,“只有通過不斷創新,企業才能獲得可持續發展的動力,風電行業才能得以蓬勃發展。也只有風電行業保持蓬勃發展,風電供應鏈產業才能得以良性發展。這應該是每一位風電人為之努力的方向,也是南高齒肩負的行業使命。雖然面臨很多挑戰,但我們對未來始終充滿信心。”
 
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