編者按：
健康、自主、可靠的產(chǎn)業(yè)鏈對于風電發(fā)展至關重要，其中自研是核心基礎，制造是重中之重，最終都指向高效可靠的交付。
對核心部件的理解程度，直接決定整個風機系統(tǒng)效率和安全性的提升。作為風機國產(chǎn)化的引領者，遠景自2009年起，從基礎研究入手，堅持做難而正確的事，一路打開變頻器、變槳系統(tǒng)、葉片、發(fā)電機、齒輪箱、主軸承等核心部件設計和制造的黑匣子，持續(xù)推動風機性能、可靠性、成本良性平衡。
經(jīng)過三十余年的發(fā)展，中國風電闊步蹚入“無人區(qū)”，在技術創(chuàng)新、產(chǎn)品形態(tài)等方面已無太多經(jīng)驗可借鑒。遠景用民族情懷開拓風電技術“深水區(qū)”，在多個領域代表中國風電最高水平躋身全球一流。
能源低碳轉(zhuǎn)型的大變局下，新能源產(chǎn)業(yè)的“爆火”順理成章。面對賽道成長性與確定性的雙重誘惑，跨界者蜂擁而至。
然而，盡管企業(yè)跨界的腳步在風、光、儲領域“全面開花”，但進一步細分就會察覺，風電產(chǎn)業(yè)鏈跨界“涼熱不均”——下游風場運營“人滿為患”，規(guī)模倍增、前景光明的產(chǎn)業(yè)鏈上游核心環(huán)節(jié)——風電整機制造賽道卻“無人問津”。
究其原因，一句話足以概括：非不愿，實不能。
目前，全面邁入3.0時代的中國風電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)駛?cè)?ldquo;無人區(qū)”。遠景集團高級副總裁田慶軍認為，3.0時代是風電行業(yè)的頂峰。不僅技術創(chuàng)新已突破邊界，在產(chǎn)品形態(tài)、商業(yè)模式等方面也已無太多經(jīng)驗可借鑒，行業(yè)開始在更高層面“摸著石頭過河”。
更重要的是，與1.0系統(tǒng)集成和2.0關鍵部件自研完全不同，風電3.0階段，行業(yè)比拼的是對全流程設計、技術、部件耦合、效率提升等環(huán)節(jié)的全面掌控。在此背景下，3.0時代的技術特征已更迭為風機核心部件的自制。
“風機是大型的、復雜的、系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)機械工業(yè)產(chǎn)品，要想全面認知機組設計的性能、成本、質(zhì)量邊界，我們不僅要打開關鍵部件的黑匣子，還要把黑匣子真正造出來，實現(xiàn)部件和系統(tǒng)的深度融合才是極致產(chǎn)品的核心。這是遠景能源從始至終的追求，也是遠景深耕易耨出的優(yōu)勢。”田慶軍稱。
▲遠景江陰碳中和技術產(chǎn)業(yè)園
破局：破解“不可能三角”
目前，風電行業(yè)正在經(jīng)歷消耗戰(zhàn)與攻堅戰(zhàn)的雙重洗禮。
一方面，持續(xù)了3年多的“價格戰(zhàn)”不僅未見熄火，反而不斷刷新低價記錄。2023年12月初，伴隨著阿魯科爾沁100萬千瓦風儲基地項目設備采購的開標，國內(nèi)陸上風電正式進入“單機容量10MW”“單位千瓦低于1000元”的新紀元。
另一方面，在整機制造業(yè)邁入“薄利時代”的同時，以大型化為主要趨勢的機型迭代邁入“高速時代”。
2022年，國內(nèi)整機企業(yè)推出了超過220款新機型;2023年，僅在國際風能展期間，10家整機企業(yè)發(fā)布的新機型就達30款。在快節(jié)奏的市場更迭下，國內(nèi)陸上風電機組最大單機容量已升至15MW，海上風電更已進入20MW時代。
更重要的是，伴隨著機型迭代的加速，機組銷售周期不斷被壓縮。業(yè)內(nèi)資深從業(yè)人員指出，1.5MW機型風機的銷售周期超過10年，2MW—3MW機型機組的周期約為7—8年，4MW—5MW機型機組的周期縮短至3—4年。
一邊“卷”技術、一邊“卷”市場，激烈的競爭態(tài)勢中，盈利友好性、機組性能可靠性、產(chǎn)品升級迫切性，似乎正在成為新的“風電不可能三角”。
如何破局?自古華山一條路，想要贏下這場消耗戰(zhàn)與攻堅戰(zhàn)，核心部件自研自制是唯一的選擇。
業(yè)內(nèi)人士認為，通過“自研”，整機商一定程度上可以匹配滿足機型快速迭代背景下，大兆瓦機組核心部件的精細化定制要求。但若要打通風機失效管理的最后一公里，非“自制”不可。“不清楚關鍵部件在風機系統(tǒng)中協(xié)同的運行機理，不能深入管理到設計和工藝的細節(jié)，只是孤立地對部件提出可靠性要求，是行業(yè)出現(xiàn)大量失效的關鍵原因。”
早在公司創(chuàng)立之初，遠景就已經(jīng)有了這樣的“覺悟”。破解關鍵部件的黑匣子，遠景勢在必行。
自2009年起，遠景一步步穿透了產(chǎn)業(yè)鏈大部件技術。遠景能源副總裁、風機產(chǎn)品平臺負責人婁益民表示，根據(jù)大部件在整機系統(tǒng)中的重要程度和技術難度，遠景已經(jīng)從變頻器、變槳系統(tǒng)、葉片、發(fā)電機貫通至傳動鏈層面，實現(xiàn)了齒輪箱以及主軸承的自制和自研。
目前，遠景自研葉片、發(fā)電機和變頻器交付量均突破10000套。自研主軸承交付超4600套，自制齒輪箱下線超5000臺。一直以來，主軸承都是風機國產(chǎn)化的“最大難題”，風電齒輪箱更是有“機械傳動鏈皇冠上的珍珠”之稱，成功攻克主軸承與齒輪箱的自研、自制，意味著遠景已經(jīng)通過技術徹底擊穿供應鏈卡脖子難題，真正實現(xiàn)了核心部件的“融會貫通”。
入局：認知決定高度
業(yè)內(nèi)某分析師指出，“卡脖子”一詞在風電業(yè)界的泛化使用，模糊了產(chǎn)業(yè)鏈背后的復雜性。具體而言，“卡脖子”往往是供應鏈系統(tǒng)能力缺失導致的，而這種系統(tǒng)能力不僅需要“造得出來”，更要“嵌得進去”、“用得起來”。
這與遠景對于大部件貫通的認知不謀而合。
婁益民在介紹遠景自研傳動鏈產(chǎn)品優(yōu)勢時強調(diào)，遠景的傳動鏈產(chǎn)品是“站在巨人的肩膀上”，含著金鑰匙出生的。所謂“巨人的肩膀”，既指遠景建立起的110人國際化研發(fā)“智囊團”，又指遠景基于上萬臺在役風機匯集起的超強“數(shù)據(jù)庫”。
“遠景的傳動鏈研發(fā)團隊都是國際頂級專業(yè)品牌的頂尖技術專家，有著超過20年的專業(yè)和經(jīng)驗積累。專家之所以‘頂尖’，不僅在于其累積的成功經(jīng)驗，更在于其見識過足夠多的失效案例。”婁益民認為，“知道‘如何做對’很重要，但懂得‘從哪避坑’更難得。”
同時，基于伽利略智能風機系統(tǒng)及風機數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，遠景積累了超2萬臺在役風機運行數(shù)據(jù)。在設計傳動鏈產(chǎn)品時，遠景可充分考慮到風機實際運行工況、設計邊界，并給予充足的數(shù)據(jù)輸入，在制造、測試驗證和運行等環(huán)節(jié)打通信息流，反饋到整機和齒輪箱、主軸承等核心部件的設計，形成閉環(huán)。
傳動鏈產(chǎn)品從數(shù)據(jù)層面強化的針對性設計意味著，其產(chǎn)品精度、承載能力等指標與整機更匹配，真正實現(xiàn)了“從整機中來，回整機里去”。
“造得出來”只是萬里長征第一步，遠景堅持認為，實現(xiàn)部件和系統(tǒng)的深度融合才是極致產(chǎn)品的核心。為了驗證部件性能、部件與系統(tǒng)的耦合情況，遠景在測試驗證方面同樣不吝投入。
遠景測試驗證中心的建設規(guī)劃最早可追溯至2015年，至今累計投資3億元，遠景測試中心已經(jīng)建成8座大型復雜機電液測控一體化測試平臺，并從全球引入了100多套先進的測量設備。
位于江陰的遠景智慧能源產(chǎn)業(yè)園的測試驗證中心，設備運轉(zhuǎn)發(fā)出的“沙沙”聲和眼前不斷旋轉(zhuǎn)的“大家伙”無一不顯示出工作的繁忙。測試中心的工作人員介紹道，“不論是外購，還是自研自制，遠景風機的核心大部件在應用之前，都要經(jīng)過測試中心的檢驗。當前主軸承測試臺、變槳軸承工藝測試臺和輪轂轉(zhuǎn)子測試臺上的被測部件累計測試都已經(jīng)超過半年，半年的測試時長等效現(xiàn)實工況下的30年。”
再往前走，就是中國最早建成的五自由度整機加載測試臺、中國最大的具備動態(tài)彎矩能力的風電主軸承測試臺，以及中國唯一的26兆瓦級別彎扭耦合傳動鏈測試臺。
工作人員指出，遠景之所以不計投入地建造彎扭耦合傳動鏈測試臺，是因為在如今機型迭代速度明顯加快、產(chǎn)品推出市場節(jié)奏被迫加速的情況下，留給樣機驗證時間一再被壓縮，僅能進行靜態(tài)工況模擬的測試臺已經(jīng)不能滿足產(chǎn)品質(zhì)量管控的的實際需求。
“整機企業(yè)越真實地擬合實際運行工況，越能在緊迫的機型迭代空隙中守住設備可靠性底線。以齒輪箱測試為例，常規(guī)齒輪箱測試只有純扭矩加載模式，但遠景目前的測試臺可以實現(xiàn)傳動鏈彎矩加載、彎扭耦合、沖擊載荷、交變載荷等非常規(guī)測試，盡最大可能驗證風機在實際應用工況下的可靠性表現(xiàn)。”測試中心的工作人員表示。
在嚴格的流程管控、充分的測試驗證、高水準的團隊搭建，以及基于數(shù)字平臺的反饋閉環(huán)等流程保障下，遠景同時實現(xiàn)了產(chǎn)品高可靠、市場快響應及成本最優(yōu)化目標。
婁益民表示，遠景通過大部件自研自制暢通了測試數(shù)據(jù)與產(chǎn)品設計的反饋通道，將遠景產(chǎn)品的市場需求響應時間大大縮短。
與此同時，得益于EVA檢測技術的成功落地和遠景新材料標準的高效執(zhí)行，迄今為止，所有交付投運的遠景齒輪箱未見一例非金屬夾雜導致的失效;遠景交付的4600臺自研主軸承，投入市場五年來運行零失效，更重要的是，其采購成本和交付周期較進口品牌實現(xiàn)較大優(yōu)化。
謀局：賦能產(chǎn)業(yè)鏈
穿透從設計、制造到測試的全流程后，遠景已成為中國唯一擁有自研自制齒輪箱工廠的風電整機制造企業(yè)。
▲遠景齒輪箱工廠內(nèi)景
在制造環(huán)節(jié)，遠景延續(xù)了其一貫的高認知。在遠景看來，全球先進制造業(yè)應具備“新技術、新生態(tài)、多融合”的特征。實地來看，遠景確實已將齒輪箱工廠建成了現(xiàn)代化工廠的標準范式。
遠景齒輪箱工廠不僅實現(xiàn)了世界工業(yè)領域領先的單件流混線生產(chǎn)、清潔度分段管理、Milk run物流管理、數(shù)字化工藝到工位等運營模式，還利用大數(shù)據(jù)優(yōu)勢完成了齒輪箱配磨等工藝技術的自主創(chuàng)新，提升了制造效率。
▲齒輪箱吊裝
更重要的是，遠景齒輪箱工廠已進一步擴展為傳動鏈工廠。
遠景傳動鏈團隊表示，遠景傳動鏈工廠從搭建之初就不只是為了“零部件制造”，而是要以傳動系統(tǒng)、整機系統(tǒng)思維打通風機產(chǎn)品的全生命周期信息流，緊密對接全產(chǎn)業(yè)鏈上研發(fā)設計、測試驗證、制造運行等各個環(huán)節(jié)，通過制造環(huán)節(jié)的工藝和管理創(chuàng)新，以及嚴格的全功能出場測試，將自研部件設計完美落地為批量產(chǎn)品，保證Build-to-Print產(chǎn)品一致性，并最終依托伽利略超感知系統(tǒng)將過程數(shù)據(jù)閉環(huán)到設計端，服務風機終生優(yōu)化。
值得一提的是，盡管遠景已經(jīng)通過技術貫通大部件，擁有核心部件的自研自制能力，但婁益民強調(diào)，遠景發(fā)力核心部件自制的目的并非取代外購，與供應商搶市場，相反，遠景希望依托自身的研發(fā)及流程創(chuàng)新，為產(chǎn)業(yè)鏈賦能，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的整體躍升。
以主軸承環(huán)節(jié)為例。遠景主軸承在制造環(huán)節(jié)與供應商的密切合作，不僅淬煉了行業(yè)在主軸承設計技術、加工工藝、質(zhì)量管理等方面的能力，同時將其對于制造環(huán)節(jié)的認知和創(chuàng)新輸入到全產(chǎn)業(yè)鏈。業(yè)內(nèi)認為，整機商與代工企業(yè)的深度合作，可使代工企業(yè)將升級后的制造和質(zhì)量管控能力復用于其生產(chǎn)制造全領域。
遠景與主軸承供應商制造合作從源頭開始，貫穿鋼材、熱處理、機加工、裝配、出廠檢驗等全過程。
在合作中，遠景集成開發(fā)團隊負責全鏈條的開發(fā)、評審、驗證和放行，保證設備、工藝、人員等生產(chǎn)要素和過程管控滿足高質(zhì)量交付的要求，同時批量生產(chǎn)的質(zhì)量監(jiān)造會將每一個生產(chǎn)節(jié)點的數(shù)據(jù)反饋回遠景質(zhì)量管理平臺進行大數(shù)據(jù)分析，保證軸承制造過程能力的穩(wěn)定受控。
2020年，行業(yè)搶裝疊加疫情導致進出口通道受阻，主軸承的供應成為卡住風機交付的主要障礙，行業(yè)曾飽受供應鏈掣肘之患。
隨著遠景自研主軸承的不斷突破，國內(nèi)供應鏈最后一個“卡脖子”難題被攻克。2023年，遠景供應的風機產(chǎn)品中，進口主軸承的應用比例已從2019年前的100%降低至30%;整個行業(yè)主軸承國產(chǎn)化比例，則由2021年前的10%提升到2023年的48%左右，2024年預計進一步提升到60—70%。
目前，中國風電市場已經(jīng)成為世界最前沿的技術陣地和練兵場，同時中國也是全球最大的制造基地與供應鏈市場?；葑u博華工商企業(yè)部副總監(jiān)唐大千曾表示，全產(chǎn)業(yè)鏈的打通及本地化是中國風電參與國際競爭的關鍵優(yōu)勢。未來，產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢也將成為整機企業(yè)決勝海外的強大武器。
來源：能見 作者：宋琪
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