走進“數字大腦” 看GE如何實現數字化轉型
日期:2018/07/23 來源:機電商報石珊珊
摘要:配有上百個傳感器的燃氣輪機每秒鐘會向亞特蘭大發出100萬個數據點,GE的數據科學家和工程師們針對這些數據開發出了上百種專利算法,可針對小到傳感器、大到燃氣輪機壓氣機等 250 多種潛在故障提前進行預警。僅在2017年,GE電力數據監測與診斷中心就收到了6萬次預警和1萬次客戶電話。
在電力行業降本增效的大背景下,實現數字化轉型,提升發電效率、降低故障頻率、下降運維成本、實現電力資產運營全生命周期效益最大化,已經成為眾多電廠的不二選擇。
作為電力行業的領軍企業,GE在全球范圍內安裝了超過5萬臺機組,這些發電設備每天都會產生海量的運行數據。如今,位于美國喬治亞州亞特蘭大市的 GE電力數據監測與診斷中心作為GE“數字大腦”正在為全球75個國家、946家電廠、2500多臺燃氣輪機和發電機組提供智能監測預警服務。每天都有來自全球機組逾 5萬運行小時的實時數據向亞特蘭大的電力數據監測與診斷中心傳送,迄今為止,該中心已經從2 億多機組運行小時數據中收集了約 120TB 的數據量,其60位數據科學家和工程師們會對每年 6萬多次預警進行分析,并全年無休地幫助客戶不斷強化發電設備的性能與可靠性。僅 2017 年,該中心就幫助客戶節省超過 3 億美元的支出,成為眾多電廠最可靠、最值得信賴的伙伴。
不久前,本報記者在GE的邀請下,趕赴亞特蘭大電力數據監測與診斷中心和格林威爾的維修開發中心一探究竟。
數字大腦
“目前,我們主要是為大型熱電廠提供服務,主要監測燃氣輪機和蒸汽輪機,聯合循環電廠是我們主要的服務對象。此外,我們還為一些燃煤電廠提供服務。除了專注發電側,我們還有一個專為電網服務的中心,并都通過搭載了GE Predix云平臺的電力數字化解決方案來提高發電廠和電網的可靠性和效率,從而為客戶帶來更大價值。” GE電力數據監測與診斷中心服務技術總經理賈斯汀·艾格特(Justin Eggart)向機電商報記者介紹道,“突飛猛進的軟件性能和計算能力極大地提高了GE遠程支持全球客戶的效率。十年前我們要花幾個小時乃至幾天時間來完成監測任務,而現在只要幾分鐘就能完成。”
配有上百個傳感器的燃氣輪機每秒鐘會向亞特蘭大發出100萬個數據點,GE的數據科學家和工程師們針對這些數據開發出了上百種專利算法,可針對小到傳感器、大到燃氣輪機壓氣機等 250 多種潛在故障提前進行預警。僅在2017年,GE電力數據監測與診斷中心就收到了6萬次預警和1萬次客戶電話。
不僅如此,GE的數據科學家和工程師們還會結合統計模型、物理模型和專家知識將海量數據轉化為洞察,并不斷改進算法和分析工具,并由此提高故障預警成功率、減少誤報。讓電廠真正了解每臺機組的運行情況,并根據GE的建議,提高機組的可靠性,最大限度減少計劃外停機。正是有了這些深刻而獨到的專業實力,以及在數據處理、執行操作的精準,GE才得以游刃有余底為客戶帶來顯著的收獲。
“我們的目標是確保客戶可以有更多的運行小時,減少計劃外停機,由此取得更好的運營業績,獲得更多利潤。如果沒有我們正確的預警,客戶會在設備徹底損壞時才發現問題,這意味著至少1000萬美元的損失,還要花費6個月的時間去修復機組;如果有了預警,客戶只需要在2個月的時間內選擇停機3天就能夠把問題修復,不需要損失1000萬美元,也不會損失6個月的生產時間。此外,針對計劃內的停機檢修,我們也會為客戶制訂完美的停機計劃,就像你的車每10萬公里就要進行保養,但并不需要更換所有的零部件一樣,我們會提前6個月幫助客戶確認所需更換的零部件。” GE發電服務燃機監測與診斷中心資深總監克里斯·哈羅德(Chris Held)講道。
目前,GE電力數據監測與診斷中心監測可以向全球客戶提供100 多種語言、7*24小時不間斷的支持與服務。而強大的服務能力,也讓一部分購買西門子、三菱燃機的客戶選擇GE為他們服務。
一路領跑
“數字化在GE的多個領域都有應用。在燃氣輪機方面,數字化技術應用在燃機控制系統上,可以提高聯合循環效率,提升燃氣循環和底循環之間的合作效率,由此提升整體聯合循環的效率;我們也在不斷地研發控制系統的數字化分析功能和實時控制功能,從而實現燃機性能和可靠性的提升,從而可以為客戶創造更好的價值,幫助他們提高發電廠運營和資產管理的效率。” GE燃氣發電總裁兼首席執行官查克·紐金特講道。事實上,作為一個強大的涉及多領域的工業巨頭,GE最擅長的事情就是將各部門的創新技術融會貫通。
2003年,GE維修開發中心就研發出了能達到HA系列燃機性能的技術,并將其應用到其他燃機設計中,以提高燃機效率。在參觀位于格林威爾的維修開發中心的過程中,機電商報記者看到了兩種新的技術應用:一種是來自GE醫療集團的藍光技術,CT掃描成像之后,GE可以通過3D打印制造出一個非常精確的模型;一種是增材修復技術(霍夫曼激光打印技術),可以通過識別零部件的形狀結構對其進行特定部位的優化修復。這一技術的經濟效益就在于它不僅能修復HA級燃機的部件,也能修復GT13E2燃機、6B燃機和9E燃機的部件,并且與制造一個新的部件相比,大大加快了修復時間和效率。
“你也許認為我們的維修涉及的主要是材料科學、涂層技術、金屬增材制造、3D打印等等。但實際上我們已經應用了包括數字技術、人工智能、光學識別等在內的前沿技術。它會引導所有技術研發向定制化的部件維修方向發展。并且,當我們開發出了新的技術,就可以直接將數據包發給包括中國在內的所有工廠,以提高他們的維修技術和效率。” GE燃氣發電總經理蓋伊·德萊昂納多(Guy DeLeonardo)講道。
除此之外,GE還開發了一款名為“Field Vision”的移動數字應用,以幫助其現場服務工程師獲取停機檢修現場的工作流程等工具。通過“Field Vision”移動數字應用,GE現場服務工程師可以在現場做停機檢修時,很方便地查看電廠圖紙、維修事項、維修演示視頻等,現場服務工程師還可以將數據錄入系統,并向GE在全球的同行專家提問與交流,以獲取全方位的行業經驗和技術支持。
“在過去,為了解決問題,GE的現場服務工程師需要在現場來回跑動,花費大量時間查找相關文檔。而現在,他們只需要留在燃機平臺,利用‘Field Vision’移動數字應用,便可以解決問題。這些工作雖然簡單,卻能切實地提高GE團隊的服務技術和服務能力。” GE發電服務全球副總裁、首席技術官史蒂夫·哈特曼(Steve Hartman)講道。
能源行業的變化使得企業的數字化轉型不可阻擋,而百年企業GE則一路領跑。相信不久的將來,未來電廠將依托龐大的數據,成為全面聯網、效率優化、更加靈活的智能電廠,并在未來全球能源組合中發揮至關重要的作用。
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