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南高齿:创新引领发展

南高齿:创新引领发展

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  对于成立近五十年、深耕风电行业十多年的南高齿来说,早已深切体会到全球化、技术进步和理念创新对于一个企业乃至行业、社会发展的重要意义。现在,这家公司期望以创新推进自身以及整个风电供应链的进步和发展。
 
  作为风电机组重要零部件之一,齿轮箱是风电供应链中的关键一环。据南高齿齿轮集团董事总经理勾建辉博士介绍,“全球风电齿轮箱领域市场集中度较高,南高齿齿轮集团(下文简称南高齿)作为全球风电传动设备领导者,截至2015 年底,已向市场交付超过5 万台风电传动设备主齿轮箱和30 万台偏航/ 变桨传动设备,累计交付超过68 吉瓦风电主齿轮箱,产品在全球各地稳定运行,占据国际市场份额29%,国内市场份额过半,稳居世界第一。”
 
  凭借着多年来一直坚持的技术创新、管理创新和人才创新,通过持续高效的技术优化和扩大自主研发投入以及在制造工艺上的精益求精,南高齿开发出了一系列具有自主知识产权和国际先进水平的产品。据悉,南高齿每年研发投入超过销售额的3%,研发及工程团队超过500 人,核心技术已获得120 多项国家专利,以及100 多项从政府到客户颁发的各类技术进步与质量奖项。目前,南高齿已拥有涵盖750 千瓦至6.5 兆瓦全系列产品族,可适应低温、高温、低风速、高海拔、海上及其他特殊工况等环境。基于这些产品高可靠性、高性价比、高承载能力、高效率的特点,广泛应用于国内外主机厂家,并表现出良好性能。
 
  取得这些成绩的背后除了南高齿的核心技术、高可靠性的产品外,还要归因于南高齿“做可持续增长的行业领导者”的战略目标、“做齿轮箱与传动技术解决方案专家”的战略定位,以及秉持“对用户和社会负责就是对自己负责”
 
  和“责任到位,一次做对”的核心理念,更关键的是南高齿对践行“创新”和“国际化”路线的准确方向和始终如一。
 
  在南高齿看来,市场不缺乏产品,但缺乏好的产品。
 
  迄今为止,风电齿轮箱主要是根据风电机组制造商提供的规范进行设计,从而导致与其配套的风电齿轮箱产品规格多、差异大。另外,新产品研发周期长,生产规模受到限制也会带来成本结构难以优化,以及新设计带来的产品可靠性风险。据南高齿一位技术人员告诉《风能》记者,“全球在运行的1.5MW 及以上风电机组大概有400 种,出于对风电机组供应链的安全考虑,每款机组会有两家以上的供应商,这就意味着会有800 种以上的主齿轮箱和1,500 种以上的偏航变桨传动设备与之配套。”与其类似的还有发电机、轴承、叶片以及润滑系统,这些种类繁多的风电机组零部件的存在无论从成本上,还是从管理上都给风电场运营带来了很大挑战。同时,为了保证风电行业的可持续性发展,不断提升风能与其他能源的核心竞争力,风电行业对更低的全生命周期度电成本、更短的新品开发周期和更高的关键部件可靠性不断提出新的期望。
 
  为应对上述挑战,南高齿基于多年经验累积、大量现场实践以及行业应用大数据分析,于2016年9 月在汉堡国际风能展上,全球首次推出了基于风电场应用大数据库、模块化、系列化理念设计的主齿轮箱和偏航变桨驱动系列化产品平台——NGC StanGear?。据了解,该系列化产品平台应用了标准化、模块化理念和可靠性技术,用户可根据NGC StanGear?平台样本和自身主机设计要求,直接选用一款最为匹配的风电齿轮传动产品,或选择最近似产品并做少量适应性修改,从而实现低成本快速上市的竞争优势。该平台的推出将使得新品开发周期长、成本结构难以优化和风电场维护复杂等问题得以解决。
 
  据南高齿研发人员介绍, 目前NGCStanGear? 系列化产品平台可提供两种产品开发流程供客户进行选择,一种是NGCStanGear? 选型流程,另一种是客户定制化产品开发流程。如果客户的产品设计规范与NGC StanGear? 匹配性较好,中间复杂的设计迭代过程会被大量简化,只要微小的调整就可以满足客户的需求,该流程即标准的NGCStanGear? 选型流程。相反,如果客户的产品设计规范与NGCStanGear? 匹配性较弱或匹配效果不理想,则可以采用定制化的产品开发流程,即从客户信息输入到概念设计再到详细设计,期间会产生一系列迭代过程,直到后期产品的验证测试,风电场的测试,最终满足客户要求。据悉,选用NGC StanGear?选型流程相对于全新的定制化产品开发流程可以节约12至20 周的产品开发周期,使得新品相对于其他传统方式可以提前上市,大幅提高了产品竞争力。此外,为了能够更好地发挥NGC StanGear? 系列化产品平台的作用,南高齿研发人员也表示,“希望风电机组主机制造商能够在新品研发项目初期就与南高齿进行技术沟通交流。”
 
  可以说, 南高齿此次推出的NGCStanGear? 系列化产品平台是将其多年的研发、制造、应用、运维经验转化为创新成果,也可以说,完全是一个设计理念的创新。通过使用NGC StanGear?,在产品设计开发层面,用户可基于该平台直接选型或优化,省却了设计和计算反复迭代的过程,缩短了产品开发周期,降低了产品开发成本;在制造层面,由于关键零部件具备成熟的工艺和工装,采购和加工时间可大幅缩短,且制造技术也在不断持续升级,可以满足产品的高品质要求;在产品测试层面,该系列化产品平台均采用经过工厂及风场验证的模块化设计,能够节省测试成本,且产品平台和关键零部件均已通过完整的工厂和风电场验证,可简化试验流程,节约试验时间;在产品可靠性层面,产品开发流程采用德国汽车工业协会VDA6.3 标准,产品开发广泛应用DFMEA 工具进行产品可靠性设计,并应用先进的可靠性技术。此外,由于提高了零部件通用性,NGC StanGear? 系列化产品平台还可大幅降低零部件种类和型号,形成整个供应链的规模效应,从而降低成本,提高效率。也正因为减少了备件型号,缩短了备件的响应时间,维护成本也得以降低。
 
  NGC StanGear? 风电主齿轮箱和偏航变桨驱动系列化产品平台的问世,将帮助用户带来更低的新品开发成本、更短的产品开发周期、更高可靠性的产品、更高的供应链规模效应以及更优质的运维服务。同时,作为齿轮箱的供应商也将因此大幅受益。“南高齿不仅致力于标准化系列产品平台的创新和推广,我们也希望借此推动和提升整个风电供应链的规模效应,从而真正为风电行业整体水平的提高和可持续发展贡献一份力量。”作为NGCStanGear? 系列化产品平台的启动者和推动者,勾建辉博士如是说。
 
  在南高齿看来,不断秉承产品与技术创新固然是一个企业得以成为行业领导者的主要核心竞争力,但是除去产品与技术方面的创新,打破常规,拓展新的业务模式也十分重要。
 
  根据彭博新能源财经发布的研究报告预计,2015 至2022 年间,中国风电场运维支出总计或达1,110 亿元,到2022 年,中国风电场运维费用将增至每年208 亿元。按照质保期五年计算,近几年将有大批风电机组相继出质保期。业内专家算了一笔经济账:单台风电机组年满发收入约160 多万元左右,但若发生一次重大事故,比如齿轮箱重大故障,其更换费用总和可能突破百万元。
 
  由于瞄准了庞大的客户需求以及潜力巨大的风电运维后市场,2016 年,南高齿专门成立了风电后市场业务发展部门,以提升客户价值为目标,本着“及时服务、本地服务、预防服务”的战略思路,致力于为客户提供更加优质的全产品生命周期服务,同时也旨在不断拓展新业务和寻求新的业务增长点,支持配套市场的可持续发展。“很多情况下所谓的服务貌似就是售后,但南高齿主要从两方面理解:从产品成本角度说,除了生产成本,还包括后期的使用成本”南高齿齿轮集团风电后市场业务发展部负责人介绍,“而从产品应用角度来看,服务可能局限于生产制造厂家,或者是来自客户对厂家的要求,但是像风电机组这样集成度较高的产品,服务将是一个包罗万象,涵盖了整个产品生命周期的任何一个环节的过程。南高齿要做的就是打造一个从设计制造到安装、远程诊断、备件服务、培训、维护检修以及产品优化升级等所有这些流程的可靠循环。”
 
  之所以要把设计制造和运行维护纳入全生命周期管理,其目的是让齿轮箱的故障率下降,让客户收益最大化。“目前,在役风电机组势必会进行维修和更换,而且,基于目前制造商正在向制造服务商转变的情况,南高齿要为用户创造风电机组全生命周期最大价值而存在,追求和客户双赢的终极目标。”上述负责人向《风能》说道。
 
  据这位负责人介绍,南高齿后市场业务发展通过深入分析服务数据,借助本地化的服务网络,将为全球用户提供专业的服务工程、备件响应、数据管理和现场服务,并利用丰富的经验进行持续的改善。其后市场服务将包括升级服务、基础服务、延伸服务和定制服务,可以覆盖客户所需要的传动链评估、塔上和塔下的维修、技术支持、技术培训和特殊的定制服务等。在提及服务时,南高齿相关负责人强调,“南高齿利用多年积累的丰富的齿轮箱检验、运行维护数据,建立了产品‘健康档案’,通过对齿轮箱运行数据和检验数据的比对分析,能够提供全面的齿轮箱运行、维护、检修方案,将可能的失效消灭在‘萌芽状态’。”这一预防性服务策略目的在于降低非计划停机维修概率,采用计划性检修来保障用户的收益。”
 
  近两年,伴随着国际化进程的加快,南高齿美洲运维中心、南高齿印度公司于2016 年相继开业,南高齿在不断加强以中国、美国、德国和新加坡为基地的全球服务网络,向全球合作伙伴提供全套解决方案的同时,实现即时方便的服务支持。“在全球化的服务网络的支持下,南高齿将随时随地为全球客户提供最优质的、最合适的齿轮箱维护方案,帮助客户实现传动系统高可用性和低成本运行。”勾建辉博士向记者介绍到。
 
  纵观风电产品全生命周期来看,前期的一次性购买成本因受各方面因素影响,优化空间有限,但关系到业主经济效益的运营成本和维护成本却是可以通过运维服务来实现进一步的降低。随着物联网技术的发展和工业4.0 的来临,客户对产品智能化的需求也越来越高。面对上述情况,对于产品全生命周期的数据挖掘和管理就变得尤为重要,南高齿风电齿轮箱状态监测系统(以下简称CMS)基于这种趋势应运而生。
 
  基于多年对齿轮箱研发、制造和测试领域所拥有的丰富经验以及对齿轮箱工作状态的深入理解和掌握,南高齿在2016 年10 月北京风能展上推出的CMS,旨在帮助客户搭建一个基于状态监测的大数据平台,从出厂前的台架试验到齿轮箱的实际运行,所有数据将汇总至南高齿云端智慧中心进行深度处理。“借助此平台,通过远程服务,客户可清楚了解齿轮箱及其他关键部件的损伤过程以及剩余使用寿命,极大优化运维计划,提升资产管理能力。”负责该系统开发的技术人员向《风能》记者这样描述CMS 的客户价值。
 
  据介绍,在安装CMS 系统后,客户可以对塔上情况进行实时监控,并存储成数据,且CMS 系统自带运算功能,而非人为计算,这在很大程度上减少了客户在计算设备上的硬件投资。“使用柔性数据采集机制,具有强大的塔上数据处理功能,能够提升监测数据有效性,降低带宽需求;另外,齿轮箱专家团队的支持能够让分析出的失效机理更准确,解决方案更有效,同时还能够给客户提供针对性的技术服务。”上述系统开发技术人员进一步说,“该系统具有快速响应服务,可以做到诊断与修复方案一体化,齿轮箱备件零库存。另外,CMS以齿轮箱全生命周期数据做支撑,使故障诊断准确性大大提高。”
 
  然而,CMS 的作用远远不止是一个监测平台,它还能帮助客户快速检验出失效零部件以及失效原理。在此基础上,南高齿的工程师会给出相应的维修措施以及备件管理方案,再通过云平台将数据和客户分享,让客户第一时间看到产品的运行状态,并运用“机器学习”的方法为客户带来更多增值服务。
 
  值得一提的是,南高齿还能够将出厂试验数据、现场运行数据以及维护检修数据结合起来,由南高齿设计工程师、应用工程师、现场服务工程师、齿轮箱专家以及授权服务商组成的专业化技术支持队伍通过云平台,给每一个客户提供全方位完整的运营保养检修方案,即预防式服务,将“病症”扼杀在摇篮中,可谓给齿轮箱配上了一位智能“健康专家”,随时进行贴身服务。“有了CMS,将使我们的服务更加‘如虎添翼’。”南高齿一位CMS 系统研发工程师说到。
 
  2016 年在业内人士看来,无论是NGCStanGear?系列化产品平台的全球首创,还是南高齿风电齿轮箱监测系统的研发上线,抑或是风电后市场业务的战略深化都让业内人刮目,彰显出南高齿作为全球风电传动设备领域领军者应有的风范——不断创新,砥砺前行。勾建辉博士坦言,“只有通过不断创新,企业才能获得可持续发展的动力,风电行业才能得以蓬勃发展。也只有风电行业保持蓬勃发展,风电供应链产业才能得以良性发展。这应该是每一位风电人为之努力的方向,也是南高齿肩负的行业使命。虽然面临很多挑战,但我们对未来始终充满信心。”
 
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