По пути инноваций

Стремительно меняющийся ландшафт электроэнергетики требует от корпораций новых подходов к сервису
23.09.2018
Тим Хольт

Я уже четверть века работаю в электроэнергетике. То в Штатах, то в других странах. И сегодня моя главная задача на посту руководителя сервисного подразделения концерна Siemens - поддержание в рабочем состоянии энергооборудования, включая примерно сто тысяч разнообразных турбин. Некоторые установки, которые мы обслуживаем, построены сто лет назад.

Эволюция корпораций - это постоянный процесс выбора и внедрения технологий. Предложений на этот счёт много, все они разные - случайный выбор не годится. Как мы выбираем технологии для того, чтобы обеспечить себе конкурентоспособность на четыре, шесть и иногда даже на десять лет вперёд?

С моей точки зрения, технологическое развитие похоже на американские горки: здесь часты неожиданные развороты, взлёты и резкие падения. Очень сложно принимать решения, например, о перспективных технологиях электрогенерации, когда речь идёт о миллиардах долларов и важно не упустить только зарождающиеся тенденции. Тем более что устанавливаемое сегодня оборудование будет работать 40, 50 и даже 60 лет.

Сегодня много говорят о цифровизации, которая преобразует электроэнергетическую отрасль. В отличие от потребительского сектора, где у каждого лица имеется смартфон с разнообразными приложениями, производственный сектор находится в самом начале этого процесса.

Вы знаете, что метеорологи сегодня могут с высокой точностью предсказывать погоду и предупреждать о возможных стихийных бедствиях, таких, как наводнения. В августе 2017 г. синоптики сообщили, что к шт. Техас приближается ураган Харви. Готовясь к непогоде, энергокомпании Техаса и соседних штатов начали оценивать состояние всевозможного оборудования, включая турбину Siemens столетней давности, приводящую в действие насос в Новом Орлеане. Турбина запустилась и тут же встала - вышел из строя подшипник. К счастью, наши специалисты успели её отремонтировать и испытать до наступления бури.

Если бы у нас были система удалённой диагностики, средства связи и планирования ремонтов по состоянию, мы могли бы за полгода предсказать выход подшипника из строя. Подобные системы есть на новых турбинах, состояние которых мы постоянно контролируем.

Немного об умных турбинах. Что будет, если агрегат сломается? Энергетики знают, что системы управления оборудованием постоянно совершенствуются, но большого экономического выигрыша на этом пути не получить. Теперь надежда на искусственный интеллект и средства машинного обучения.

Приведу пример. В Южной Калифорнии мы построили крупный ветропарк. В горах на площади 120 акров расположено сто ветровых турбин. Эти турбины уже сегодня показывают высокий КИУМ. И мы обнаружили, что каждая установка имеет свою нагрузочную характеристику, немного не такую, как у других. И это позволяет оптимизировать всю систему: взять наилучшую (в данный момент) турбину из сотни и посмотреть, в каком режиме она работает, после чего подстроить режимы на других турбинах. Технические средства уже сегодня позволяют в реальном времени оптимизировать режимы работы каждой ВЭУ в рамках ветропарка. При этом получается общий прирост выработки на 4-7%. Посчитайте мощность установленных по всему миру ветровых турбин, и вы получите 35 ГВт дополнительной мощности - огромный потенциал, который можно реализовать безо всякого нового строительства!

Пойдём дальше. Если электроника в турбине собирает диагностическую информацию, из неё с помощью искусственного интеллекта можно заключить, что и когда выйдет из строя. Заодно можно организовать бизнес-процессы закупки и доставки комплектующих, планирования ремонтов. Сейчас у нас в концерне реализуется ряд исследовательских проектов, где объединяются системы технологической оптимизации, машинного обучения и техобслуживания.

Я с большим энтузиазмом отношусь к технологиям 3D-печати, или, как их ещё называют, аддитивного производства. Для нас это прорывная технология, которая изменит сам подход к бизнесу. Каким образом? Я уже отметил, что мы должны поддерживать в рабочем состоянии порядка ста тысяч турбин, среди которых имеются модели 50-, 60-, 70-летнего возраста. Где и как хранить запчасти для них? Традиционный подход - организация складов, построенных с учётом вероятностей тех или иных поломок. В нашем случае нужно иметь на складах детали стоимостью более миллиарда долларов, отягощая бухгалтерский баланс компании. Поэтому ещё десять лет назад мы поняли, что 3D-печать - это прорывная технология, которая изменит сам подход к энергетическому сервису.

В 2008 г. мы впервые начали пробовать 3D-печать. Серийное производство деталей машин по аддитивной технологии было запущено в 2015 г. То есть на исследования и разработки ушло семь лет. Почему так много? Потому что такие элементы, как лопатки турбин, нужно было подвергнуть всесторонним тестам. Помимо выбора самих принтеров и способов управления ими мы также совершенствовали исходное сырьё - металлические порошки для спекания.

Мы сегодня печатаем головки горелок для газовых турбин. Срезаем нарушенный слой и наносим сверху новую структуру. Восстановление одной горелки таким способом занимает 24 часа. Общее время восстановления турбины сократилось с трёх недель до одной.

Немаловажный вопрос - обучение инженеров-разработчиков. Они изначально должны создавать такие конструкции, которые можно реализовать только на 3D-принтере, получая серьёзные технологические преимущества в виде, например, сокращения числа деталей и снижения их массы. В рамках традиционного инженерного подхода это не получается - мешает инерция мышления.

Следующее направление - дистанционный мониторинг. Некоторые наши установки работают в регионах, куда нам не хочется посылать сервис-инженеров. Это регионы, где идёт гражданская война, где разразились эпидемии. Но жители там нуждаются в электроэнергии. Как организовать работы по техобслуживанию и ремонту в таких регионах? Меня также беспокоит, что средний возраст сервисного персонала на некоторых направлениях превышает 55 лет. То есть приближается волна увольнений в связи с выходом на пенсию. Так что мы думаем над технологиями удалённой работы.

В нашей индустрии трудятся узкоспециализированные специалисты, которым нет замены. А мир тем временем быстро меняется, становясь всё более разнообразным. У нас не хватает людей на выполнение всех работ.

На дальнюю перспективу можно представить робот, который решает задачу на месте, а вы управляете им из технологического центра, расположенного на расстоянии в тысячи километров. Прецедент уже есть. Мы заключили большой контракт на обслуживание оборудования в Ливии. А пару лет назад там разразилась гражданская война и наши инженеры не смогли поехать в эту страну. Мы были вынуждены отработать методику, в которой все действия по демонтажу и последующему монтажу турбины выполняет персонал заказчика, а мы руководим им через систему телеконференцсвязи. Подобные технологии пока находятся на ранних этапах развития.

Что нужно для реального внедрения инноваций в больших корпорациях, таких, как Siemens? На мой взгляд, здесь главное - организация групповой работы. В последние два-три года я отмечаю сдвиг в сторону партнёрства. Там, где у нас были классические отношения «поставщик - заказчик», мы сегодня видим совместную работу над сложными проектами. Заказчики делятся с нами информацией, формулируют свои проблемы - и мы пытаемся решить их совместными усилиями.

Аналогичным образом нам нужно укреплять взаимодействие с научным сообществом. Привлекать стартапы, изучать новые технологии, перестраивать мышление сотрудников инженерных подразделений, которые входят в концерн. Нам нужно выстаивать доверительные отношения с научными учреждениями и в плотном взаимодействии с ними решать наиболее злободневные проблемы.

Сегодня очень важно быстро выводить на рынок новую продукцию. В прошлом разработка новой газовой турбины длилась 8-10 лет. В последнее время нам удаётся разрабатывать и внедрять новые модели и технологические решения за четыре года. То есть время разработки сократилось вдвое.

Следующий важный вопрос - разумный подход к рискам. Чтобы получить в корпорации финансирование на тот или иной проект, нужно представить безусловно положительный бизнес-кейс, не допускающий неудачи. Люди знают, что если они не нарисуют однозначно блестящие перспективы, то вообще не получат денег. Такой подход приводит к тому, что компания на ранних этапах игнорирует инновации. А для того, чтобы пользоваться плодами многообещающих инноваций, нужно представлять на утверждение правления компании рискованные проекты. Это касается не только внедрения уже имеющихся разработок, но и перспективных исследований.

Об авторе: Тим Хольт - генеральный директор подразделения Power Generation Services концерна Siemens

Источник: Энерговектор

Читайте другие наши материалы