12月21日-22日，由中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)主辦的第二屆風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量與可靠性論壇在北京裕龍國(guó)際酒店隆重召開。
維斯塔斯技術(shù)部經(jīng)理孫樹偉出席會(huì)議并發(fā)表了題為“風(fēng)電設(shè)備可靠性的三重境界”的主旨演講。
以下為發(fā)言內(nèi)容：
孫樹偉：大家早上好，我是孫樹偉，來(lái)自于維斯塔斯中國(guó)技術(shù)部。很遺憾昨天因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系我沒(méi)能來(lái)到這個(gè)會(huì)場(chǎng)，但是通過(guò)報(bào)道知道第一場(chǎng)是康教授做的，關(guān)于可靠性的長(zhǎng)達(dá)一小時(shí)的演講。其中提到可靠性的理論，來(lái)自于二戰(zhàn)時(shí)期，但是在我來(lái)看還可以再往前推一點(diǎn)，在我們中國(guó)秦始皇就開始有可靠性了，那會(huì)兒要修長(zhǎng)城，最看重的就是質(zhì)量和可靠性，修不好就殺頭，殺不好就死人，死人就有人哭，一哭長(zhǎng)城就倒了。到今天為止，長(zhǎng)城還在，但是秦始皇不在了，今天來(lái)看長(zhǎng)城的質(zhì)量可靠性還是非常好的。
今天我演講的題目是風(fēng)電設(shè)備可靠性的三重境界，王國(guó)維大家熟悉中國(guó)歷史的都知道，他是清末明初的國(guó)學(xué)大事，很理想主義的人。他說(shuō)做學(xué)問(wèn)，做人的過(guò)程中存在三重境界。我們理解的三重境界，第一重風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的可靠性。在風(fēng)機(jī)廠家自己的責(zé)任身上，本身的質(zhì)量如何，你對(duì)可靠性如何理解，如何把控，如何設(shè)計(jì)。第二重，風(fēng)電廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)施工的可靠性，這個(gè)時(shí)候就要牽扯到業(yè)主，相關(guān)的利益方進(jìn)來(lái)。這個(gè)時(shí)候即使我設(shè)計(jì)了一個(gè)很好的產(chǎn)品，但是應(yīng)用到不合適的，或者說(shuō)不準(zhǔn)確的風(fēng)電場(chǎng)里面，建設(shè)施工過(guò)程中本身就有質(zhì)量問(wèn)題，得到的也不會(huì)是可靠的風(fēng)電場(chǎng)，也不會(huì)有風(fēng)機(jī)的口碑。最后一個(gè)，運(yùn)維的可靠性，同樣的風(fēng)電廠有專業(yè)人來(lái)運(yùn)維，以及不太專業(yè)的人來(lái)運(yùn)維，對(duì)于利用率、故障率會(huì)造成多大的影響，作為業(yè)主都會(huì)有比較深刻的體驗(yàn)。
對(duì)維斯塔斯而言，設(shè)計(jì)生產(chǎn)高效可靠性的風(fēng)機(jī)，確保20年不給客戶帶來(lái)運(yùn)維成本。好比說(shuō)我們坐飛機(jī)一樣，大家都期待平穩(wěn)落地，沒(méi)人為了省500塊錢，坐少引擎的飛機(jī)，大家都會(huì)很看重可靠性。對(duì)維斯塔斯而言，我設(shè)計(jì)這個(gè)風(fēng)機(jī)并不是賣給你，要長(zhǎng)久的做生意，建立伙伴關(guān)系。在前期盡量的做到最好的都做到最好，怎么實(shí)現(xiàn)呢？
第一步積累，維斯塔斯在風(fēng)電行業(yè)做了35年了吧，積累了豐富知識(shí)。理論來(lái)源于實(shí)踐，但是實(shí)踐好多時(shí)候是先于理論的，好多時(shí)候大家都是自發(fā)自覺(jué)的做一些事情，同時(shí)風(fēng)電領(lǐng)域，最開始誰(shuí)也預(yù)料不到今天，但是這個(gè)過(guò)程中，我們積累的知識(shí)是可以用到今天的。
第二步，在世界各國(guó)不同環(huán)境下裝機(jī)的經(jīng)驗(yàn)。
第三步，基于成熟的基礎(chǔ)創(chuàng)新和漸進(jìn)式的技術(shù)研發(fā)。關(guān)心維斯塔斯的人都知道，維斯塔斯生產(chǎn)產(chǎn)品的速度比較慢的，相對(duì)于我們國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)說(shuō)，確實(shí)非常慢，就像烏龜一樣的速度。為什么研發(fā)這么慢，并不是說(shuō)沒(méi)有人，沒(méi)有團(tuán)隊(duì)。是因?yàn)樗臏y(cè)試和認(rèn)證流程，有一個(gè)固定的期限。無(wú)論是五千年前還是今天，人懷孕都得10月生孩子，沒(méi)有人說(shuō)今天大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)，5個(gè)月就能當(dāng)?shù)?br />
維斯塔斯做產(chǎn)品，大部分的核心部件和核心系統(tǒng)都由自己測(cè)試，這是整體研發(fā)，這樣的好處就是我們了解各個(gè)部件，了解自己的產(chǎn)品，更了解這個(gè)產(chǎn)品未來(lái)可以用在什么地方，哪些地方有問(wèn)題。
這是我接下來(lái)要詳細(xì)講的測(cè)試和產(chǎn)品驗(yàn)證，最后關(guān)于生產(chǎn)過(guò)程保障質(zhì)量，維斯塔斯合作供應(yīng)商，維斯塔斯有自己獨(dú)特的認(rèn)證體系等等。簡(jiǎn)單給大家看一下維斯塔斯裝機(jī)，分布在全球76個(gè)國(guó)家和區(qū)域，維斯塔斯的風(fēng)機(jī)是裝在世界上許多不同的國(guó)家，不同的區(qū)域。在這其中37個(gè)國(guó)家和區(qū)域，都是由維斯塔斯首先開發(fā)，幫助國(guó)家開啟了風(fēng)電事業(yè)的開端，包括中國(guó)。在這過(guò)程中，我問(wèn)了一下，裝在最北邊的風(fēng)機(jī)是在哪里，在挪威。基本上有人的地方都有我們風(fēng)機(jī)的足跡，我又問(wèn)了另外一個(gè)問(wèn)題，我們裝過(guò)的風(fēng)機(jī)最熱最冷的地方有多少，最熱45度，最冷的47度的風(fēng)機(jī)。通過(guò)這些圖和數(shù)字想告訴大家，風(fēng)機(jī)本身應(yīng)用環(huán)境是非常復(fù)雜的，既有那么高的海拔，還有那么冷酷的環(huán)境。怎么確保風(fēng)機(jī)的可靠性，面對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)，介紹一下維斯塔斯關(guān)于可靠性的策略。
所有的維斯塔斯風(fēng)機(jī)在研發(fā)之初都要經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試，維斯塔斯關(guān)注的價(jià)值鏈和行業(yè)內(nèi)大部分廠家都是一樣的，從開始的產(chǎn)品設(shè)計(jì)到測(cè)試驗(yàn)證，參與客戶項(xiàng)目選址，零部件采購(gòu)，生產(chǎn)，運(yùn)輸，施工，一直到最后的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。一個(gè)合格靠譜的可靠性戰(zhàn)略才能帶來(lái)一個(gè)可靠性的產(chǎn)品。
全球化的測(cè)試中心，像圖中看到的這樣，我們有世界上最大的團(tuán)隊(duì)，差不多150名工程師，有70個(gè)獨(dú)立的測(cè)試單元和超過(guò)3萬(wàn)平測(cè)試場(chǎng)地的面積，面積指的是室內(nèi)的面積，丹麥和美國(guó)加起來(lái)有20個(gè)測(cè)試場(chǎng)地，場(chǎng)地都是專門選過(guò)的，符合標(biāo)準(zhǔn)的，可以和GL、GH、TOA相互合作，直接到場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)試和認(rèn)證的。也就是說(shuō)，只要你設(shè)計(jì)好的風(fēng)機(jī)把他加工出來(lái)，相關(guān)國(guó)際團(tuán)隊(duì)就可以直接開展測(cè)試和認(rèn)證，這是我們積累了比較多的場(chǎng)地。
第二個(gè)在丹麥，在我們看來(lái)是小城市，但在當(dāng)?shù)氐牡诙蟪鞘?。維斯塔斯的家鄉(xiāng)，在這個(gè)地方我們有一個(gè)非常大的測(cè)試中心，就在維斯塔斯總部大樓地下一層，如果大家可以去維斯塔斯參觀的話，可以看到。在這里我們會(huì)做許多核心部件的測(cè)試，包括發(fā)電機(jī)，變頻器，電器性能，原部件材料，軟件系統(tǒng)，這是比較大的測(cè)試中心，在這里可以得到非常多的關(guān)鍵信息，尤其在設(shè)計(jì)之初，早期，產(chǎn)品的升級(jí)迭代，都要先去這個(gè)地方進(jìn)行測(cè)試。另外比較重要的關(guān)于葉片的測(cè)試，我們?cè)谟?guó)有一個(gè)葉片測(cè)試中心，這是全尺寸的葉片測(cè)試，最長(zhǎng)的時(shí)候，現(xiàn)在測(cè)過(guò)的是維斯塔斯80米長(zhǎng)的葉片，可以做全尺寸的測(cè)試。除此之外也可以做分段測(cè)試，其實(shí)真正做測(cè)試大家知道，不可能真的每一次都拿著80米，或者70米的葉片就測(cè)，測(cè)壞了不行再重新生產(chǎn)這個(gè)，這個(gè)成本是非常高的，也不是科學(xué)高效的辦事方法。所以有的時(shí)候我們會(huì)把葉片分段，分截，把其中的一截做小部分的測(cè)試。
在印度有一個(gè)比較小的測(cè)試，主要是測(cè)的零部件，包括偏航系統(tǒng)的測(cè)試，還有軟件系統(tǒng)。這是我們?cè)谌虻臏y(cè)試中心大概的分布和相關(guān)的內(nèi)容，我們關(guān)注五個(gè)方面，第一個(gè)功能性，有沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的功能。第二性能，跟功能是一樣的，第三個(gè)健壯性，第四可靠性，第五適應(yīng)性。整個(gè)測(cè)試流程來(lái)說(shuō)從一開始原件到關(guān)鍵部件，到大部件，再到系統(tǒng)測(cè)試，再到整個(gè)系統(tǒng)的集成，最后到原型機(jī)以及到最后的量產(chǎn)，整個(gè)過(guò)程是這樣的。比較重點(diǎn)講一下的就是下面四個(gè)，第一個(gè)部件測(cè)試，我們會(huì)測(cè)超過(guò)20種測(cè)試，測(cè)發(fā)電機(jī)，葉片，變頻器，控制系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)，所有這些都要一一的測(cè)，這主要是在丹麥。前面提到了，測(cè)試廠址主要就是丹麥，所以這塊兒是最方便的，第二部分系統(tǒng)測(cè)試，我如果說(shuō)保證每一個(gè)零部件都是好的，我把零部件組合到一起是不是還是好的，每一個(gè)零部件都能達(dá)到自己這一小部分的功能，組成一個(gè)整體，看能不能達(dá)到一個(gè)整體的功能，不是我認(rèn)為可以就可以的，這個(gè)需要做系統(tǒng)測(cè)試。
做系統(tǒng)測(cè)試的時(shí)候，包括整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的控制系統(tǒng)，葉輪，輪轂，冷卻系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，對(duì)這些測(cè)試是為了進(jìn)一步確保核心的系統(tǒng)，能夠完美的發(fā)揮他的性能。最后有系統(tǒng)之后，整個(gè)做集成，從全面主軸承到齒輪箱到發(fā)電機(jī)，都要放進(jìn)去，包括變頻器，用發(fā)電機(jī)和變頻器做控制的測(cè)試，包括電網(wǎng)合規(guī)性的測(cè)試，這些都要去做，除了沒(méi)有裝葉片之外，其他的能做的都做了。這個(gè)時(shí)候，因?yàn)槟阋呀?jīng)把整個(gè)機(jī)艙都做了測(cè)試，這個(gè)時(shí)候裝上葉片就可以做相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。好多東西你不把風(fēng)機(jī)豎起來(lái)是沒(méi)法測(cè)的，你只有把他真正立在那兒去做了才能知道。所以做一些運(yùn)營(yíng)措施都是原型機(jī)去做，我們有很多豐富，可以選擇的場(chǎng)地。
測(cè)試能力的話，每天可以做超過(guò)1500小時(shí)的測(cè)試，這是因?yàn)槲覀冇斜容^多的測(cè)試中心，所以現(xiàn)在有比較大的測(cè)試能力，開展很多工作?？梢钥吹?017年，我們測(cè)試的小時(shí)數(shù)已經(jīng)非常高了，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，基本上可以分為四個(gè)階段，第一階段關(guān)于樣品測(cè)試，比如說(shuō)我用了什么樣的新材料，或者說(shuō)復(fù)合的材料，或者新的供應(yīng)商的材料，以前從來(lái)沒(méi)有跟他接觸過(guò)，需要對(duì)他測(cè)試。這個(gè)時(shí)候測(cè)試就是說(shuō)白了把他搞廢了，想知道這個(gè)材料最終壽命在哪里，極限在哪里，這是第一步，樣片零部件全壽命測(cè)試，第二加速疲勞測(cè)試，現(xiàn)在我們有很多豐富的理論，可以幫助我們進(jìn)行轉(zhuǎn)化，其中一種途徑，做等效的變化，比如說(shuō)我在測(cè)試中用更高的機(jī)械數(shù)據(jù)，或者用更極限的，跟超過(guò)他設(shè)計(jì)情況的測(cè)試條件測(cè)試他的壽命，然后我再去反推他在正常的壓力下，正常設(shè)計(jì)范圍內(nèi)他的壽命是多少。這個(gè)時(shí)候想知道他的可靠性以及模式，在什么樣的情況下會(huì)發(fā)生斷裂，發(fā)生破壞。
第三個(gè)，做多環(huán)境下加速的壽命測(cè)試，這是因?yàn)槭裁茨?？我們前面提到了，有很多風(fēng)機(jī)，裝在不同的環(huán)境和區(qū)域，在不同環(huán)境和區(qū)域下，現(xiàn)場(chǎng)情況是非常不一樣的，我們要把現(xiàn)場(chǎng)的信息帶到測(cè)試中來(lái)，把參數(shù)和環(huán)境加進(jìn)去，再加上疲勞壽命測(cè)試，最后一個(gè)，測(cè)試一些極端的情況，在極端變化的情況下，包括溫度振動(dòng)，看看零部件會(huì)發(fā)生那些四退化或者疲勞，以及不可預(yù)見的故障等等。所有這些都是為了確保在風(fēng)機(jī)早期，通過(guò)測(cè)試手段找清問(wèn)題，以及摸清楚這個(gè)材料部件，這個(gè)系統(tǒng)，以及這個(gè)風(fēng)機(jī)的極限和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)到底在哪里。
維斯塔斯的測(cè)試環(huán)境，不是仿真的，模擬的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，而是所有數(shù)據(jù)就是現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，比如說(shuō)我們?cè)谌鸬溲b的風(fēng)廠，氣溫是多少，風(fēng)速是多少，我們?cè)跍y(cè)試的時(shí)候，都會(huì)把這些相應(yīng)的信息，直接輸入進(jìn)去，考察系統(tǒng)，主軸承能否接受住測(cè)試。維斯塔斯有77%的風(fēng)機(jī)，都在我們運(yùn)營(yíng)監(jiān)控范圍之內(nèi)，尤其在國(guó)外。20年或者25年的運(yùn)維合同是非常常見的，做全生命周期的運(yùn)維服務(wù)對(duì)維斯塔斯也是受益匪淺。
關(guān)于測(cè)試的話，基本上就是介紹這些。第二重境界，風(fēng)電廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)，前面舉了一小部分，維斯塔斯通過(guò)自己的努力，建立自己的測(cè)試中心，測(cè)試系統(tǒng)，不斷檢驗(yàn)自己的風(fēng)機(jī)。到第二步，就開始和設(shè)計(jì)院業(yè)主相互合作，我們相互合作進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，設(shè)計(jì)的話，在評(píng)估方面，維斯塔斯有自己的超級(jí)計(jì)算機(jī)，這是第二代，上一代的產(chǎn)品也是非常領(lǐng)先的，已經(jīng)升級(jí)了，速度和運(yùn)行的能力更強(qiáng)，這塊我們可以開展很多工作，比如說(shuō)維斯塔斯從2008年自己做的VSU，這是一個(gè)平臺(tái)軟件，但是這個(gè)軟件只在維斯塔斯內(nèi)部用，到目前為止沒(méi)有和別的業(yè)主共享過(guò)，因?yàn)樗竺婕闪俗鲈u(píng)估東西，他是經(jīng)過(guò)認(rèn)證的，維斯塔斯自己的風(fēng)機(jī)做玩樂(lè)評(píng)估報(bào)告，是直接認(rèn)可的。這就是維斯塔斯為什么在載荷方面做的比較好，第一由量變轉(zhuǎn)變成質(zhì)變，第二個(gè)通過(guò)合作，認(rèn)可了流程和方法，在這種情況下，維斯塔斯可以很充分的做評(píng)估和判斷，而且這個(gè)評(píng)估和判斷是非常有權(quán)威性的。下面這個(gè)圖，這個(gè)也是很好的開展了，維斯塔斯是分級(jí)的，不同的地形，海上的，或者極端，森林都是不一樣的。
很多第三方公司都有這個(gè)功能，大家都有，只是介紹一下，當(dāng)時(shí)還領(lǐng)先，現(xiàn)在大家都有這個(gè)功能了。最后一個(gè)關(guān)于電氣設(shè)計(jì)，這塊兒比較領(lǐng)先的，維斯塔斯在新加坡有一個(gè)專門研究電網(wǎng)的團(tuán)隊(duì)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)參加了歐洲和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定，以及幫助標(biāo)準(zhǔn)的修改和制定都參與了，國(guó)內(nèi)的話，關(guān)于電網(wǎng)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較保守，或者是比較緩慢的，需要綜合考慮各方的利益，最后才能制定出來(lái)大家都滿意的電網(wǎng)規(guī)定，這個(gè)進(jìn)展不大。我不是這方面的專家，也不可能像張博士介紹的那么詳細(xì)。
第三重境界，我們作為業(yè)主，作為各方等的是摘果子，未來(lái)七八年以后，項(xiàng)目回收期過(guò)了以后，剩下的十二年應(yīng)該是有利可圖的，但是這個(gè)時(shí)候是否有利可圖，這把鑰匙，你的生命交給了整個(gè)的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)如果是負(fù)責(zé)任，懂知識(shí)能力的團(tuán)隊(duì)，他可以確保你。假如是不負(fù)責(zé)任，漫不經(jīng)心的態(tài)度方法，我估計(jì)再好的風(fēng)電廠也可能會(huì)搞出事情來(lái)。維斯塔斯我們差不多20年前，就幫業(yè)主做運(yùn)維，有一個(gè)AOM的管理，通過(guò)我們運(yùn)維達(dá)到的指標(biāo)，可以量化，可以給出來(lái)，不同的等級(jí)，不同的效果，不同的成本。關(guān)于維修、成本優(yōu)化、數(shù)據(jù)挖掘等等也是基于這些年經(jīng)驗(yàn)積累，不斷的摸爬滾打過(guò)來(lái)的，也有很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，也有很多失敗情況。大家都經(jīng)歷過(guò)這個(gè)過(guò)程，只不過(guò)有的人早一步，晚一步，先走的人摔跤，后面人知道有坑，繞過(guò)去，這對(duì)整個(gè)行業(yè)也是比較好的事情。
最后給大家看一下維斯塔斯比較精彩的片斷，中間這個(gè)是3D打印的，也是現(xiàn)在比較潮流的技術(shù)，目的就是為了節(jié)約成本，降低造價(jià)，快速批量的生產(chǎn)，做加法。傳統(tǒng)是做切割，做減法，所以會(huì)浪費(fèi)很多東西?？隙ㄊ窍朕k法做成本的降低，但是成本降低，不能犧牲自己的可靠性和質(zhì)量，砸了自己的牌子，畢竟做這么多年就是靠牌子吃飯的，所以要想怎么靠技術(shù)降低成本。后面關(guān)于測(cè)試系統(tǒng)，前面已經(jīng)講到了，第一個(gè)圖是天津的泰達(dá)工廠，有時(shí)間大家可以參觀一下，基本上主要一些大部件都可以在天津工廠生產(chǎn)，除了供中國(guó)，中國(guó)只是很小一部分，大部分還是運(yùn)到了澳大利亞，美國(guó)，歐洲那邊。相對(duì)來(lái)說(shuō)中國(guó)的成本低一些，但是這個(gè)質(zhì)量，其實(shí)是一樣的，因?yàn)檎麄€(gè)管控體系，維斯塔斯在全國(guó)都是同一個(gè)體系。
最后一頁(yè)，維斯塔斯應(yīng)該有快一兩年了，當(dāng)時(shí)我還在另外一家單位的時(shí)候就看到這個(gè)，多葉輪的風(fēng)機(jī)，這是概念風(fēng)機(jī)，現(xiàn)在在測(cè)試中。因?yàn)槿~輪越來(lái)越大，但是你知道你的葉輪不可能無(wú)限大，大到一定程度，葉片本身的重量就開始引起了不平衡性或者控制困難，這種情況下怎么進(jìn)一步在下一代中提升風(fēng)機(jī)的性能，怎么樣讓新一代的風(fēng)機(jī)來(lái)幫助風(fēng)電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
最后這是維斯塔斯的公眾號(hào)，歡迎大家去關(guān)注維斯塔斯的公眾號(hào)互動(dòng)交流，我今天的演講就是這些，謝謝大家。
