闻风“索”动，天赋必“达”｜3D体验平台助力风电行业数字化转型

自2010年以来，世界见证了可再生能源的加速部署，其增长速度已超过全球每年新增的常规电力容量。按国家能源局的解读，到“十四五”末，可再生能源在全社会用电量增量中的比重将达到2/3左右。

作为可再生能源的主力，风电将迎来新的“机遇”之战，也将面临着自身变革的挑战。

风电企业如何形成以技术优势为导向的成本优势？

在风电技术基础研发、风机设备制造等关键领域，如何突破技术瓶颈，突破“卡脖子”问题？

如何在企业研发、生产、销售等各个环节向数字化、智能化进行变革，借助大数据技术实现全产业链升级？

新一代数字化技术发展方兴未艾，面对数字化转型的大趋势，风电设备企业如何抓住机遇，专注于技术创新与产业转型，实现企业的转型升级呢？
风机行业端到端数字化转型方案

风电企业数字化转型与创新平台涉及到研发、制造、经营等领域，企业急需采用数字化的产品与运营技术，实现全方位的数字化转型升级，打造自身核心竞争力。

效的项目资料归档，满足客户个性化、高质量、高效率的需求，成为风电企业管理的首要任务。

端到端的项目管理包括：

在线的、透明的项目计划制定与执行，完成端到端的项目执行与监控；

项目资源规划及申请服务，项目资源、进度、风险及质量预测服务；

提供给PMO及管理层清晰的项目仪表盘；

支撑风机研制与风场建设全生命周期项目管理。

大部分风机新机型的研发都是基于现有机型，通过选装选配先进行一轮配置，检查配置中部分组件。

通过新建项目来对这些系统/子系统/及组件进行新型号的配置开发来满足定义好的市场需求。

风机配置管理包括：

选装选配及需求定义；

新机型项目定义；

新选配模块及验证；

订单配置通过系统自动生成EBOM。

2.风机数字化设计与创新

风机设计主要是基于模型的方式，实现风机的系统架构与数字化设计。通过R-F-L-P进行系统工程设计及产品定义。在总体架构设计基础上，通过3D-Master进行产品结构、电气及工艺设计、验证及评审等。

在风机开发中，使用系统建模语言SysML（CATIA Magic）实现风力涡轮机的功能、结构和行为描述，实现风机的正向设计与产品创新。风机系统与体系设计、端到端需求追溯与正向设计。

风机智能设计导航、管路电气多专业协同设计；并进行尺寸公差、干涉检查分析与验证；同时进行运动机构分析与验证、数字化样机评审等。

3.风机数字化仿真与优化

风电机组开发和现有机组性能提升过程中，往往会出现一些部件或系统参数由于受到多个系统或学科的耦合影响，单从某个方向来考虑无法满足需求或找到最优值，成为设计瓶颈。

数字化仿真平台的建立和应用，实现风电机组的结构、气动、热学、噪声、多体等学科的优化，可以耦合结构部件、塔架、控制参数、叶片参数、载荷的相互影响，自动迭代寻优，确定关键参数的灵敏度和最优值。

（1）风机气动、热学和噪声仿真

风机的启动、热学、噪声仿真包括：

气动仿真基于玻耳兹曼方程，描述介观尺度下的气体行为，玻耳兹曼方程能够再现流体动力学极限；

支持翼型数据和特性的输入；

基于2.5D后缘噪声功率工作流仿真；

基于2.5D对仿真性能输出，如：压力分布、边界开发、近场和远场噪声数值等，实现噪声预测与预防。 
（2）风机多体动力学仿真

Simpack多体动力学解算器以速度、准确性、鲁棒性和多功能性，风电及子系统仿真，用于动态分析和载荷生成,为风机提供多体动力学仿真与优化解决方案，实现最佳的测试活动，验证风机的真实运行环境。

基于Simpack的多自由度海上、陆上风电机组动力学仿真平台，支持实现风机变桨、偏航、塔筒，发电机等部件的仿真与优化。
（3）风机多学科优化

通过搭建结构优化流程、控制参数优化流程、叶片结构/气动参数优化流程及部件载荷优化流程等，实现从模型输入、求解计算、后处理及载荷强度校核，到自动输出最优参数，避免了重复的手工/界面操作工作，提升机组开发迭代效率，成功应用于各个机型设计开发中。

风机的研制、运行过程复杂、成本较高，数字化技术为企业提供了降低总体研制、安装维修和服务成本的方法，我们将在下篇为您带来风机数字化工艺及虚拟验证、智能供应链与物流管理、智能制造与数字化管理、数字化运维与服务等相关内容，敬请期待。 

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