自动翻转的桁架机器人在10分钟内将“钢铁大象”进行灵活翻转，柔性生产线10秒可完成机型转换，近百米长的叶片一天就能生产一只；伴随一声清脆的启动声，液压缸开始剧烈运动，模拟着现实风场中的风力……中国证券报记者近日走进三一重能，并对其位于北京昌平的5G柔性智能制造工厂、风电整机试验台进行实地调研。
　　“风电产业的技术突破和模式创新一直是行业发展的源动力。”三一重能董事会秘书周利凯对记者表示，通过数智化驱动进行有序作业，三一重能的生产效率得到极大提升，未来公司将继续寻求风电制造的“高质量、高效率、高柔性、优成本”发展之路。
　　数智化改造提高产效
　　在昌平南口产业园区内，记者走进三一重能5G柔性智能制造工厂。在整机和轮毂生产线上，记者看到红黄两色的机械臂正在进行高强螺栓的拧紧工作。定制化的AGV全自动引导车穿梭其间，车间只有若干工人，多个制造工序已基本实现自动化生产。
　　“传统的风电主机通常是定点装配模式，而三一重能则将其升级改造为柔性生产线。”三一重能智能制造工艺所副所长邢腾飞告诉记者，定点装配模式平均需要4.5至5小时下线一台大兆瓦风机，而柔性生产线作业模式3小时即可下线一台风机。
　　“我们通过引入工业机器人、机器视觉技术等，智能工厂实现了机舱和轮毂的自动装配。”邢腾飞表示，风机智能化生产很重要的一点是对产品质量的保证。以螺栓的拧紧为例，常规液压的拧紧方式，拧紧力矩离散性大，力矩数据不易采集，后期风机使用存在较大风险。采用电动自动化工具生产，所有的数据都是预设好的，螺栓可实现自动拧紧，再基于视觉技术的质检，生产效率和产品质量均可以得到大幅提升。
　　“我们智能工厂的升级改造主要有两点，一是作业自动化，二是物料配送自动化。”邢腾飞向记者介绍，改造为柔性生产线后，一条生产线可以兼容3-15兆瓦的机型，实现混线生产，10秒即可完成机型转换。
　　在物料配送方面，通过AGV全自动引导车自动配送物料，再结合桁架机器人、工业机器人等通过数智化驱动进行有序作业，生产效率得到极大提升。“你看到的这款自动翻转的桁架机器人，它会把偏航组件进行180度的翻转，这项操作需要2个人协作才能将设备翻转，通过翻转机器人10分钟即可自动完成。”邢腾飞说。
　　长期保证产品质量
　　在5G柔性智能制造工厂内，三一重能配置了大量的工业机器人，实现了从计划订单到产品交付的全生命周期的数字化管控。
　　“一台大兆瓦的风机一旦投入使用要运行20年以上，我们的数智化改造不仅实现了降本增效，更为重要的是提高了产品质量。”周利凯对记者坦言，三一重能实现了风机的在线监测、故障预判以及远程诊断，确保风机在运行周期把故障和风险降到最低。
　　“风电产业的技术突破和模式创新一直是行业发展的源动力。”周利凯进一步表示，在风机大型化的趋势下，许多环节对精密度有着非常高的要求，三一重能在叶片制造行业做到了行业标杆。以叶片的灌注环节为例，通过采用规模化集中灌注技术，实现了树脂材料进、存、用全流程高度自动化，使得灌注更为精准，效率提高了25%。
　　“近百米长的叶片是数智化生产的痛点，但我们没有放弃，一步步突破叶片关键工序的创新，最终实现了一天生产一只叶片的‘传奇’。”周利凯表示，作为风机的核心大部件，叶片的成本占到机组总成本的20%至30%，性能将直接影响风机的发电性能和全生命周期的可靠性。三一重能在湖南韶山打造的行业首座超级叶片工厂，对传统风电叶片生产模式进行颠覆性创新，从源头保障叶片全生命周期的安全可靠。
　　创新引领风机大型化
　　在“双碳”背景下，中国风电产业迎来了前所未有的机遇，已成为全球最大的风电设备制造基地。然而，在风机大型化的进程中，能否保障可靠性存在一些质疑声。
　　在昌平南口产业园区内，记者还调研了35兆瓦级六自由度风电整机试验台，其可以对35兆瓦级以下的整机进行全生命周期的性能的测试。
　　据介绍，该试验台由三一重能完全自主研发设计，采用100%国产供应链建设，是迄今全球可承载功率最大、还原度最高、验证最全面的风电整机传动试验台，将为风电大型化创造更多可能。
　　“在现实风场中，风总是在不停地变化，机组所受到的载荷也是复杂多样的。传统风电整机试验台结构只能在单一方向上施加载荷，无法模拟真实环境中的受力情况，试验结果很难做到足够精准。为了解决这一难题，三一重能设计出了能够实现六个维度多向载荷的试验台。”三一重能相关业务负责人介绍，该试验台不仅可满足整机及发电机、齿轮箱等关键零部件的功能性测试需求，还可通过数千个传感器，对复杂工况进行在线监控和模拟。
　　在追求产品的高质量和高可靠性的背景下，我国风机具有显著的成本优势和交付效率优势，出海竞争力逐步提升。
　　如今，三一重能大力践行“走出去”战略，不断开拓海外市场。
　　三一重能方面表示，公司将以“推动人类高效使用清洁能源”为愿景，把国内智能制造标准推广到海外，将继续寻求风电制造的“高质量、高效率、高柔性、优成本”发展之道。
（文章来源：中国证券报）