数智赋能，打造超级工厂 ——走进风电行业首个“数字元平台”工厂

3月22日，在“数智引领——大兆瓦风机、超长叶片高质量发展论坛”间隙，记者来到位于湖南韶山的三一重能叶片工厂（以下简称“韶山工厂”），近距离感受这座风电行业的首个“数字元平台”工厂。

(相关资料图)

与传统工厂形成鲜明对比

传统的风电叶片工厂，一直被粉尘和噪音所困扰。生产条件艰苦、作业环境差、质量波动大、自动化程度低，是人们对叶片生产车间的刻板印象。

然而，记者眼前的这座工厂却与传统叶片工厂大不同。地板洁净如新，噪音实时可控，从铺层、灌注到打磨的每一道工序，感觉不到明显的粉尘。

而这一切改变，源于数字化、智能化技术的应用。

记者看到，智能机器人代替了传统人工作业，实现物料配送、生产诸多环节、成品转运的自动化。三一自主开发的“元平台”控制系统，将叶片生产全过程及工艺参数、技术指标等呈现在平台上。

三一重能副总经理、叶片公司总经理廖旭东向记者表示，灌注是叶片生产过程中的一道重要工序。韶山工厂通过规模化使用集中灌注技术，实现树脂材料进、存、用全流程高度自动化，使得灌注效率提高25%，并且有效提升了灌注质量，减轻了员工劳动强度。

一位现场工作人员告诉《中国能源报》记者，随着智能化技术的应用，他们自身的角色定位也发生变化：从传统的操作工人变成了技术人员。

车间环境的变化是肉眼可见的，而产品质量的提升则是肉眼难以察觉的。

风电叶片长期在恶劣环境中不停运转，对叶片的稳定性和可靠性提出了更高要求，这要求叶片密度轻且具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受暴风等极端条件和随机负载的考验。

在韶山工厂，数字化、智能化技术应用提升叶片质量的案例比比皆是。据介绍，采用AGV+机器人配合激光引导或者视觉相机引导实现末端执行工具完成装配、打磨或喷涂等作业,在提升自动化率的同时，也帮助产品质量提升了30%。

行业对大叶片品质提出高要求

近年来，我国风电技术的大型化趋势日益凸显，机组单机容量加速走向20兆瓦级，叶片长度已突破120米，成为风电行业持续推动成本下降、不断拓宽发展空间的关键手段。大型化，对从整机到零部件的设计、制造、安装、运维提出了更高的要求。

中国农业机械工业协会风力机械分会会长柳地在论坛上表示，叶片是风电机组中最重要的大部件之一，叶片的技术创新直接关乎风电机组的性能。叶片生产制造的数字化、智能化也是风电智能制造的重要课题，需要全行业积极研究应对。

业内人士认为，传统以手工作业和经验管理为主的风电叶片制造已无法满足高质量、低成本、敏捷交付的客户需求。需要结合精益管理和智能制造理念，从自动化与标准化、信息化与精益化、智能化与数字化三个层面积极探索叶片制造的创新升级。也正是基于这一行业发展需要，韶山工厂应运而生。

据了解，韶山工厂拥有亚洲地区最大的单体叶片生产车间，预计年产3000支叶片。从设计之初，韶山工厂就秉承智能化、自动化、精益化、低碳化的理念，将数字孪生技术、人机互联技术、自动化技术和5G通信技术相结合，促使工厂管理从“人（工人）、机（设备）、料（原料）、法（工艺）、环（环保）”方面进行革新，以打造全球风电行业首个“数字元平台”工厂。当前陆上最长的104米叶片也是在这家工厂下线的。

“数字元平台”工厂到底有何不同？三一重能副总经理、首席数字官彭旭告诉《中国能源报》记者，叶片生产是劳动密集型产业，需要大量人工完成铺层、灌注、打磨、喷漆等工序，这样不仅生产效率低，而且生产工艺存在差异。在韶山工厂，用智能机器人代替了传统人工作业，并将作业过程中全部工艺参数和数据实时上传到元平台，工厂管理者通过一台小小的平板电脑就能检测每一个生产工序的每一道技术指标，将整体的生产精细程度提高到一个前所未有的高度，也从根源上提升了叶片的质量。

打造数智化样本

据北京鉴衡认证中心风能事业部副总经理张金峰介绍，伴随风机叶片长度的快速增加，给设计、制造、运输、运维、测试各环节带来诸多挑战。他建议，应搭建全过程质量控制体系，通过对叶片设计、制造、机组适应性的充分评估，避免叶片出现批次性的质量与设计问题。

韶山工厂打造“数字元平台”工厂的初衷，也正是要用超级工艺、超级设备、超级自动化最终打造出超级质量。

在参加论坛的诸多业内人士看来，韶山工厂的建设彻底改变了风电行业叶片生产的固有模式，为全行业的高质量发展提供了数智化新样本。

柳地表示，希望韶山工厂打造成风电叶片行业示范工厂、世界级风电叶片数字化“灯塔工厂”与行业智造样板，希望风电行业持续推进数字化转型和智能制造，以技术创新引领行业进步。

中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩预计，2023—2025年我国年新增风电装机容量将不低于7000万千瓦，度电成本将会持续下降。到2025年，“三北”一二类风能资源区的度电成本有望降至0.1元/千瓦时。叶片生产制造技术的创新将推动风电不断降低度电成本，使风电从零碳便宜的“价格洼地”转变成工业企业的“价值高地”。

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