作为可再生能源的主力,风电将迎来新的“机遇”之战,也将面临着自身变革的挑战。风机行业端到端数字化转型方案包括数字化管理,设计与创新,仿真与优化,数字化工艺及虚拟验证,风机智能供应链与物流管理,风机智能制造与数字化管理,风机数字化运维与服务等方面,旨在实现全方位的数字化转型升级,打造自身核心竞争力,通过风电数字化转型给企业带来收益。本篇推文将继续探讨有关3D体验平台助力风电行业数字转型的解决方案,赋能风电行业可持续发展。
闻风“索”动,天赋必“达”
3D体验平台助力风电行业数字转型(上)
为加快风机的研制进程、提高研制质量,风机工艺研发必须向数字化、并行化、智能化、集成化、快速化、可继承化的方向发展。基于模型的风机数字化工艺系统对实现工艺关键风险点的控制、提高生产工艺规划质量和降低生产消耗等都有重要的现实意义。
基于3D工艺规划,构建风机可视化工艺流程,基于模型的工艺BOM管理,支持基于三维模型实现物料、资源的分配。
实现基于模型的风机数字化工艺规划编制和规划,在用户定义完顺序和工时后,可直接进行工艺流程和产品可制造性仿真,同时提供甘特图、柱状图等多种工具,帮助用户进行线平衡分析和资源利用率分析。
在工厂安装及吊装前,进行数字化仿真,包括风机装配及吊装仿真验证等,并根据仿真结果建立工艺规范,提供各类标准化工艺手册,并可以指导工艺创新;以及海上风电吊装作业、维护维修等过程。
单个风机由8,000多个组件组装而成。由于风电产品的复杂性,库存短缺会导致装配线出现严重延误。其他挑战包括同步装配线和子装配线、物料流、车间可见度低和最后一分钟的调度,所有这些都会影响最终交付。
风机供应链系、统详细计划和调度能够快速主动地识别潜在的制造挑战,包括:
装配线上的瓶颈和延迟,以及如何影响客户需求,帮助制造商确保物料流同步以及车间及其调度的可见性;
通过分析不同的制造场景,做出更好的供应决策并按时交付;
可以通过与企业资源计划系统的无缝集成,与其他工厂同步生产;
可以与整个组织、合作伙伴、客户、分包商和供应商共享计划和数据KPI。
图6 风机智能供应链管理
MOM为所有风机工厂实现标准化和集成的运营方法,以更好地控制、跟踪和记录包括与生产相关的人员、流程、材料和机器在内的端到端活动流。
同时,通过搭建数字化平台分享关于智能制造经验以及专业相关数据,MOM以数据为驱动实现柔性化生产,带动行业上下游以及中小企业进行产业升级,推动整个产业智能升级步伐。
MOM的应用包括:
智能生产管理:实现跨多个站点的全球可见性和生产控制,帮助企业自动指导和跟踪生产任务,减少在制品库存和制造提前期,同时提高质量和准时交货;
智慧仓储与物流:同步物料流并提高运营绩效,实现产品交付、生产和运输瓶颈和物流的优化;
全面质量管控:质量执行的全球解决方案,提供实时监控质量性能并快速遏制不合格产品;
智慧运维管理:在车间整合机器维护活动,提高对预防性和反应性维护活动的可见性和控制。
图7 风机智能制造管理
智能制造在风电企业的建设,将有利于优化生产流程,加快生产速度,缩短生产周期;通过智能物资管理,可以加快存货、资产等运转速度。
风电运维对于提升发电系统效率、减少非计划停机时间、持续保持盈利以及降低检修成本能够起到至关重要的作用。风电企业可以通过数字化运维技术,风电运维将实现从被动型运维向主动型运维方式的转变。
根据维修对象与方式,提前提取产品和维修有关的数据、维修过程与电子作业指导,为维修执行提供科学指导,降低成本;
采取事前预防方式,提前制定维修决策、做好维修准备、科学维修执行,通过精确定位故障,提高维修效率、减少维修损失;
采用维修数据智能、边缘计算与云端数据分析相结合,基于传感器端、边缘计算以及云端大数据的统计与分析,为故障模式判定与管理过程优化提供量化决策依据,实现真正意义上的智慧机组。
图8 风机数字化维修与服务
风机的研制、运行过程复杂、成本较高。数字化技术为企业提供了降低总体研制、安装维修和服务成本的方法。
风电企业通过研发、制造、维护数字化执行,以基于统一数据模型的集中解决方案来实现转型,以既定质量更快地开发和交付性能更好的风机,降低风机开发和运营成本。
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