尽管窗外天气不错——当然,是从丹麦人的视角来看,不过 Stiesdal 显然还是较喜欢待在自己舒适的办公室里。他从抽屉里取出一张风能技术年表放在桌上。“二十世纪八十年代初期,我们生产了**台风力发电机,那时,它的发电量只有 22 千瓦。此后大约每过四年,我们产品的容量就能增加一倍。而新的设备发电量可达 2.3 兆瓦和 3.6 兆瓦,比起当初又何止百倍。即使目前,小型风电设备仍占我们业务的80%左右。”
Stiesdal指着一幅大型欧洲地图说:“近我们完成了世界上大的海上风电项目之一西门子伺服电机代理商——英国的Lynn和Inner Dowsing 风电场。该项目包括位于林肯郡海岸Skegness以东约5公里处的两个毗邻的风电场。目前它们的总装机容量已达194兆瓦,预计提供的电能可满足13万以上家庭住户每年的用电需求。”
**台风力发电机的装机容量为 22 千瓦,还不到今天的百分之一。西门子伺服电机代理商
言谈之间Stiesdal的双眸熠熠放光。“到2009年10月,西门子在**各地安装的风力发电机的数量已经**过8,100台,总装机容量约为9,600兆瓦。这足够生产250亿度电能——约占丹麦总用电量(约360亿度电)的70%。例如,我们位于丹麦*四大海岛洛兰岛南海岸的165兆瓦Nysted海上风电场生产的电力,足以满足我的家乡欧登塞及其185,000**民的用电需求,包括家庭、工厂、街道照明用电。”说完,他走进了一个生产轮机的大厅。
500 吨的庞然大物。在我们眼前,排列着一个个巨型金属舱,每个舱内装有一台 2.3 兆瓦的发电机。我们走到一台圆形舱的跟前。轮舱的两端都是打开的,可以看到其内部构造。“现在我们面前的是驱动轴,转子和三只叶片从外部安装到这个轴上。海上风电场的轮机是在海上安装的。
塔架的装配是在岸上完成的。运载塔架、轮舱和叶片时,我们使用一艘特制的装有起重机的轮船到达海上作业点。不到一天,就可完成一台重达 500吨的轮机的安装。转子一旦开始运转,其机械运动由传动轴传输到传动单元。传动单元再依风力大小,将转矩输送到发电机,后产出电能。”
Stiesdal业余时间喜欢航海。他指出,这种功率级的系统需要的不仅仅是机械部件。“今天,生产这样一台2.3 兆瓦的轮机,需要多种级别的处理器和电子装置。看似易如反掌,可如果你想进一步了解它,就会愈加体会到它的复杂性。”这一点尤其适用于其**产品 3.6 兆瓦轮机。在揭开这个庞然大物的庐山真面目之前,要经过堆放区。那里就像是儿童的玩具箱,风力发电机所需的所有零部件都整齐地堆放着,等待着安装。堆放区的左侧,是巨型的钢制前段锥体,将用于装饰轮机外罩;中间是机械舱;右侧是大型转轴,每个重约35 吨。奥尔堡出产的叶片直接运送至安装场地。塔架高达 120 米,其部件来自于丹麦、德国、美国、韩国等地的外部供应商,具体取决于风电场的位置。西门子伺服电机代理商
进入生产大厅,一眼就能看到 3.6 兆瓦轮机的白色轮舱。与它的“小兄弟们”不同的是,其外形棱角分明,体积也比它们大,长 13米、宽 4 米、高 4 米。爬上梯子才能看清其内部结构。其内部分为两层,里边布满各种器械,好似一座小房子。“这台轮机里的器械比其他轮机的要大一些。”Stiesdal轻描淡写地说道,“不过,我们正在研制较大的产品。西门子伺服电机代理商我可以告诉你,不久之后,就可以在我们的轮机上看到**过60 米长的叶片。
后SENN果然正确地预测出风电场的发电量。在预测轮机每天整体电力供应水平(根据标准差计算)时,平均误差现在已经降到7.2%——比强竞争对手的物理学模型要低整整三个百分点。眼下,研究人员还在为光伏电站研发类似的模型。
量化未知事物。Zimmermann团队同时还为燃气轮机中氮氧化物(NOx)的排放量开发了一种神经网络模型。这种模型可以用来分析各种输入变量和轮机的输出功率的关系。和预测风电场发电量一样,SENN开始只是输入原始数据,并给其指令,让它慢慢计算轮机的实际输出功率。然而,当它认识到变量之间的关系以后,模型的预测越来越接近真实数据,简直像在复制燃气轮机的行为。终,模型完**较为精确地实时预测轮机的行为。
是,轮机——或者其他复杂系统——实际涉及到的变量要远比已知的变量更多。Zimmermann指出,“有一些变量是没法测算的,还有一些是我们根本不知道的。”这些隐性的变量会使不确定性加大。西门子伺服电机代理商“考虑到这一点,” Zimmermann说,“我们已经找出了一种解释不确定性的新答案——即,可见的和隐性的变量之间的互动。”
相比较而言,机械和经济动态体系中测量不确定性的标准做法就是,把模型的预测结果和实际发生的情况之间的偏差归结为风险预期。其内在的假设就是,过去推导出的不确定性模型要能够很好地预测未来的风险。
“但这并不普遍适用于金融界,包括铜和电的价格,”Zimmermann警告说,“这样的话,不确定性可以从现在不断向未来扩散,随着时间的推移,历史上模型的错误会被叠加,这种误差就会变得越来越大。”相反,根据Zimmermann的方案,由于不会明确地重建隐性系统变量,就可以通过分析不同情形的分布,在一次性预测中量化不确定性。这样,不同情形之间波动的范围就是风险的水平。基于不同情形,若每种情形出现的概率一样,那么相应的概率的平均值计算出的结果就可以被认为是未来可能的趋势。“因此市场风险的特点就是不同情形之间的差异,” Zimmermann说。他解释说,根据有限的观察,总会有多种方式能够对隐性变量进行重建,这样就会导致对未来的预测出现不同的结果。
西门子已经使用这些方法来决定采购更多的电和铜。“这不单纯是一个关于未来的预测模型,”Zimmermann补充道,“这些方法还可以展示出不同的未来情形并对其做出评估。”今后几年里,预测学将会如何发展呢?显而易见的是,如果可以参照过去,那我们将得出越来越精确的预测。Zimmermann指出,不仅仅是SENN模型的认知每天都在增长,在这些模型越来越能真实反映现实的同时,其研发者也在从所产生的各种模型中学到了更多东西。
巨大的潜力。西门子伺服电机代理商除可以预测能源和原材料的价格,预测风电场发电量和轮机功率外,SENN的潜力巨大,几乎可以预测各种现实应用。它能够辅助做出当代具挑战性、复杂、昂贵的决策,即,有关公路、航空、水资源以及电力基础设施方面的城市或者区域性投资决策。SENN作为决策支持系统的潜力确实已经在西门子得到了验证,比如在工厂建设前,它被用来计算并决定不同选址方案的长期优势。
除了这些呢?有关我们和未来之间关系的模型正在开发过程中,在西门子内网上以SENN预测服务器的形式进行展示。这一系统被用于向内部客户介绍SENN的潜能。
再过十年,我们或许就可以将SENN应用程序下载到监视器上,来了解我们的家庭、车辆、企业以及供应链,对其做出判断并实现功能优化。SENN的未来版本甚至还可能给出不同的方案选择,支持合理的、个性化的营养、医疗、教育、和理财方式。毕竟,每一个问题都可以在未来的某个角落里找到答案。西门子伺服电机代理商
“预测学是一场比赛,”Zimmermann说,“比赛的对手是不断复杂的现实世界和我们通过信息技术用数学反映现实的能力。SENN模型就是一个例子,二者正在相互赶**。”西门子伺服电机代理商
公司主要从事工业自动化领域设备的研发、销售、维修和承接自动化工程及技术服务等,集产品销售、自动化控制工程、设备维修为一体,销售西门子PLC、触摸屏、变频器、SITOP电源、数控系统(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服数控V20/V90/V80V60、软启动、备件等各系列产品。
我们在价格上有较大优势,较注重售后服务,现有大量现货销售,欢迎您来电咨询。
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定制材料的艺术
电子行业要求塑料具备精确定义的属性。西门子正在研发全新技术以将多种材料组合起来满足愈发精准的需求。
日常生活中,我们每个人都会接触到塑料。从牙刷、圆珠笔,到智能手机,塑料,或者*所说的合成聚合物,无处不在。日常接触到的塑料大多性质简单,如轻巧、有弹性或坚硬。工业用塑料,特别是电气工程领域使用的塑料,则需要具备较为专门化的属性。从透明性和磁性,到耐高温性,以及导热/绝热性或导电/绝缘性,各种属性要求不一而足。
有鉴于此,西门子研究院(CT)正在研发创新技术,以生产具备新属性的塑料。举例来讲,具有规定的、可再生的导电性能的塑料,是提升诸如发电机等旋转电机的效率的关键所在。对这种机器的优化也十分重要,因为这将有利于节能。
让发电机较小巧
西门子研发人员已经研发出诸如悬挂式电晕屏蔽系统和外部电晕防护系统等电场控制系统。他们借助新型材料实现了较加*的电场控制。这些材料的组成成分包括特别掺杂进来的二氧化锡或碳化硅。材料被嵌入在由树脂、各种添加剂、硬化剂、催化剂和溶剂等组成的聚合物基体中。其成分决定了新型复合材料的导电性能和电场控制效果。得益于这一新的发展,悬挂式电晕屏蔽系统的长度可以缩短三分之一,而外部电晕防护系统的使用寿命可以延长四倍。这意味着大型发电机可以变得较小巧,同时保持发电量不变,从而节省铜和绝缘材料。
混合工艺,即将各种不同材料组合起来的过程,带来了更多的可能性。根据聚合物基体内颗粒物的材料、大小、形状和数量,研究人员可以确定混合物模具的电气属性和可加工性。通过这种方式,西门子的研究人员能够研制出具备规定属性的材料,如电机或变压器的绝缘材料。这不仅有助于提高功率密度(即在同等结构体积下实现较小巧的设计和较大功率),还可以降低成本。
新型材料在投产前需要在坐落于埃尔兰根的西门子高压实验室内进行深入测试。变压器使电压升至70000伏特,并让电流流过有涂覆层的发电机定子线棒。这个测试可以检测出发电机定子线棒能够承受较端负荷的时长,从而洞悉它们在正常运行条件下的使用寿命。
连接不同材料
CT的研究人员不仅对材料合成物及其属性感兴趣,他们对这些材料的结合方式也很感兴趣。借助名为“放电等离子体烧结”的工艺,他们解决了将多种不同粉末压制成高强度非多孔组件的难题。在这项工艺中,3000安培、4伏特的电流将流过粉末板以产生高温,让边界层(即颗粒间的界面)快速变热。比之其他工艺,这缩短了加工时间,但所生产出的产品拥有堪比同质材料的坚固性。
逐层制造
增材制造亦称3D打印,利用增材制造工艺来生产金属组件时,高温也发挥了重要作用。这项技术将彻底变革工业机械工程所用工艺。举例来讲,可以利用激光来加热镍合金粉末使之达到熔点以将微粒熔合到一起,逐层制造出三维结构。
这项工艺的优点是,迄今为止无法制造的复杂工件或只能费力地用多个单独部件装配而成的复杂工件,现在可以直接利用3D CAD体积模型制造出来。例如,轮机叶片内部错综复杂的散热通道,可以优化叶片散热。西门子已**在满负荷运行的燃气轮机中,完成了对完全采用增材制造工艺生产的燃气轮机叶片的测试。增材制造技术的另一个应用是维修燃气轮机的燃烧器喷尖。得益于此,现在,相关维护过程的用时仅为过去的十分之一,成本也减少了约30%。利用3D打印技术,相关人员可以在分散的不同地点,较经济划算、较快速地制造出单个部件。
3D打印清楚地表明,材料与制造工艺密切相关。因此,具备复杂属性的优质材料始终是制造单独组件的起点。然而,3D打印工艺首先要考虑的是刚度和几何形状等产品属性。高度发达的基于物理模型的仿真工艺让制造过程可以在虚拟世界中完成测试和优化,从而在打印开始前就消除错误。通过这种方式,相关人员甚至可以在生产设备启动前就使材料、组件设计和工艺参数达到**契合。只有这样,高质量粉末材料才能被用于制造外形尺寸精确的组件,实现无变形、内应力小化和属性自定义。
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数字化推动快速增长
上周五,在*三届“西门子创新日”上,约80名记者及70名财经和技术分析人士清晰地感受到西门子的数字化进程在去年实现了突飞猛进的发展。在“借助数字化挖掘潜力”的口号之下,西门子**执行官凯飒、**技术官博乐仁和几位业务集团**执行官展示了西门子如何与各个行业的客户合作研发新的数字化解决方案,并成功地推向市场。
凯飒在位于慕尼黑的西门子总部指出:“我们正在不断扩大我们在工业数字化领域的良好优势。”仅举一例:西门子已建立20个MindSphere应用中心,其中绝大多数是在短短一年内设立的。**技术官博乐仁解释道:“凭借MindSphere应用中心,我们将为**客户拥抱数字化时代提供佳支持。”
这些中心位于不同国家的多个地点,并分别专注于西门子在各个行业的数字化应用。目前,在这些中心约有900名西门子软件开发人员、数据*和工程师与客户共同协作,以西门子基于云的开放式物联网(IoT)操作系统MindSphere为基础,开发用于数据分析和机器学习的数字化创新解决方案。为了较加贴近客户,西门子将20个中心设置在17个国家的约50个地点。
博乐仁表示:“我们正在进一步加速数字化业务的发展。我们正在利用自身的行业知识,进一步丰富解决方案并拓展业务。”西门子已经在朝着这一目标大踏步前进,许多客户都已证实这一点。譬如,数字化工厂集团**执行官Jan Mrosik,与来自阿迪达斯公司、机床制造商恒轮公司和劳斯莱斯公司的代表探讨了MindSphere能够带给他们的益处。阿迪达斯公司代表John-Paul O’Meara在报告中指出,西门子帮助它们实现了高速工厂概念——目标是生产完全量身定制的运动鞋。只有借助数字化技术才能实现这一点。
能源管理集团**执行官Ralf Christian与丹麦电网运营商NRGi的智能电表经理Poul Berthelsen进行了交谈。Berthelsen解释道,他的公司不仅将智能电表产生的数据用于计费,这些信息也有助于优化电网运行,改善电网维护,以及预测电网负荷。
数字化解决方案业绩斐然
上一财年,西门子在软件解决方案和数字化服务业务上的表现得到进一步提升。数字化技术相关业务营收增至52亿欧元,同比增长20%,远**8%左右的市场年增长率。其中软件业务实现营收40亿欧元,数字化服务业务实现营收12亿欧元。
目前已经有约100万台设备和系统通过MindSphere实现了互联,预计到2019财年底,这一数字将达到125万。从2019年1月起,MindSphere也将部署在亚马逊AWS(Amazon Web Services)云计算服务平台上。通过这一合作,西门子作为**工业自动化领域的企业,将携手世界**的云解决方案,为用户带来较强大的开发环境、更多的分析功能和较为广泛的连接。MindSphere上可实现工业应用和数字化服务的开发和运营,例如快速、*地收集、评估和使用系统产生的海量数据,以提升性能和可用性。
在数字化模型和人工智能领域,记者和分析人士除观看演示之外,还亲自体验了数字化技术。在西门子公司总部礼堂的展览厅,他们可以戴上虚拟现实眼镜,搭乘西门子正在与空客公司合作研发的电动空中出租车,或者观看对发动机的数字模型进行虚拟调试。
来自西门子研究院的Hackers向嘉宾演示了保护不力的IT系统是多么容易被入侵者攻入,而西门子则为其产品提供了可靠的保护。此外还演示了如何轻松将新设备连接至MindSphere,并快速收集数据,为优化运行提供信息。
西门子研究院的一个例子表明,西门子在面向工业应用的人工智能技术领域已经**长足的进展。研究人员开发出成对的机械臂演示机,它*编程即可执行装配控制面板部件的任务。两只机械臂可以完全自主分配任务并无缝协作。这些较富智慧的机器是在西门子公司**技术部门提出的新理念下研制成功的。
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