2020年10月14日-16日，2020北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2020）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，本屆大會以“引領綠色復蘇，構筑更好未來”為主題，聚焦中國能源革命的未來。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在15日下午召開的風資源精細化評估分論壇上，北京艾法斯特科技發展有限公司技術總監杜青陽發表《風電主機螺栓狀態監測》主題演講。

　　以下為發言實錄：杜青陽：今天演講的題目是螺栓狀態監測。我認為螺栓沒什么狀態，螺栓的預警，就是螺栓連接的唯一的設計和使用指標，這個可能講了半天大家印象不深，舉一個例子，我媳婦現在就看我能掙多少錢，這就是唯一的設計和使用指標，大家可能能夠了解到螺栓是什么意思了？關于螺栓的重要性簡單說一下，在螺栓小行業里面，有人說螺栓是工業之米，肯定是從日本過來的，歐洲人和美國人他們不會主食是大米，肯定日本過來的，反映了日本人很無趣的那種感覺，一點表達力都沒有，一點張力都沒有，我看到過一個英文的文獻，寫的非常好，關于螺栓語言的張力寫的非常好，他說整個的工業文明是用螺栓團結起來的，每次路過天安門廣場，世界人民大團結，應該講的也是螺栓，螺栓的確的確非常重要，整個工業文明連接的一個東西。

　　

　　很多客戶跟我們說，現在葉根部分的螺栓的監測變成了鋼需，那么這個問題就是螺栓到底需不需要去監測，我覺得我不用回答，我覺得讓王校長回答就可以，王校長有一輛920萬的勞斯萊斯，我可以肯定的告訴大家，920萬里邊沒有螺栓軸的監測，有一顆螺栓掉了，王校長那一天正好拉著他爸去找馬云吃飯，都是身家加起來過億人民幣的人，車很不值錢，我找王校長說，要不然我給你螺栓，開玩笑的例子，但是這個玩笑它像預言，螺栓明明不需要監測為什么咱們現在風電主機廠變成了一個鋼需，這原因是在哪？唯有螺栓特別的不可控，如果我和兩個人去擰螺栓，一天只掙三百，少干活，只要沒有考核指標就沒有問題，這個螺栓連接有多么的可靠，需求我覺得深層次的需求，是由這個原因所導致的。

　　

　　螺栓到底需不需要監測，對于有一些行業，比如說咱們風電的行業，是需要監測的，對于什么行業不需要監測，對于汽車行業不需要監測，不管你買了一個什么樣的汽車，上至920萬，下至7手的奧拓，您都不會考慮螺栓，您開著開著車輪子飛了一個，發動機鋼蓋崩了一個，為什么您的親戚朋友，您在網上的新聞都沒有碰到這些東西，因為螺栓連接特別特別的可靠，可靠到什么程度，在工業設計上可以認為是一個具有無限壽命的，換成技術語言，螺栓連接的壽命，螺栓質量沒有問題，工藝沒有問題，設計沒有問題，您這個螺栓永遠不會松動，所以關于日本人說的，藝術成分應該大于技術成分，對于咱們風電的螺栓，甚至一些其他行業的螺栓，需不需要監測。需要，也需要，為什么呢？不是因為技術原因，而是因為人的原因，譬如說99%的螺栓根本就沒有測過扭矩系數就被扭上去，關于扭多大扭距這個關我啥事，見過昌平線，為了搶工期什么都是次要的工程質量，大量的螺栓被濫用是被胡用，作為一個件捆上去，今天我擰不動，大量的螺栓處在這種狀態。還有一個我覺得更像咱們風電行業，年齡還是比較短，汽車行業有百年的經驗，車毀人亡的人數多了都是血淋淋的教訓，必須規范螺栓，但是咱們風電行業，因為比較年輕沒有這些數據的積累，沒有這些數據的傳承，以及經驗教訓都相對來講少，所以我覺得它需要監測。然后底下技術我盡量少講一點，其實您需要的螺栓是需要讓它產生壓力，如果沒有加緊螺栓是沒有任何意義，扳手只有10%轉化成了螺栓的緊力比例非常非常小，您拿一顆生銹的螺栓，不要說10%，連1%的轉化率都沒有，風到電的轉化率是一樣的，這個就是說扭矩做的工多少轉化成為螺栓。

　　

　　我畫一個冰山，冰山測量都是測量過扭矩系數，端面摩擦系數，風電行業基本上都測量過扭矩系數，都實測過，海面以下的，美國的數據我是知道的，一年100億顆螺栓，什么都沒有被測過，包括在美國在歐洲也一樣，卻在這么小的東西上有什么糾纏。

　　

　　對于螺栓的監測我舉一些案例，像這種建設型的超聲式的螺栓，獵鷹9重型火箭，可回收的，如果結構是沒有問題兩個結構沒有問題，那也就說這個結構很完整，再去注油，我找了一個通用的這個GE的風機，也做了這個決定就是巡檢，也是我們公司的一個主打的產品，當然用的不是我們公司的是美國公司要用美國公司的產品。但是是巡檢不是監測，這里面有一個假設，這個假設我認為是對的，就是螺栓不會出現猝死現象，就是螺栓不可能出現一下軸力就小時了，大量都是螺栓預警力不足，就跟人的衰老是一樣的是一個緩慢的過程。定期去檢查大量的疾病在這個年齡段都是可以治療的，是一樣的，檢查是病檢而不是監測。

　　

　　這個有監測的，有監測的案例，就是播音公司，那么播音公司對機翼尾翼和機體上的螺栓，只要你睡醒我就監測，就靠另外一個發動機，該飛哪兒還飛哪兒有這個備份，機翼沒有這個備份，解體尾翼沒了，再用發動機也去不到哪兒。這個專利你看發的位置，專利始終沒有提裝在什么位置，但是它的圖中很明顯，只要學航空的一看就知道這是機翼那是尾翼，這兩個地方像不像葉根螺栓，這是幾億美金。經濟性的問題。

　　

　　螺栓大量的監測就是我們現在的監測，是為了以后不監測，干干凈凈的就像汽車行業那么成熟我一年生產一千萬車輛汽車，我老板坐在家里邊，豐田公司的老板，坐在家里邊不會睡不著覺，咱們確實也沒有看到豐田公司一千多萬輛車，因為螺栓掉了車毀人亡，數百起，就是因為前期投入非常大，他對工藝的研究，他對質量的管控，比如在這里邊我可以告訴大家，對螺栓這方面，汽車做得最好的就是標致，抽樣率達到39，然后才是豐田33。大眾才十幾個這都是成本，大家對成本的看法，法國人不光很浪漫，標致的汽車很多人都反映汽車還是很皮實我們建議在螺栓的監測有大量的想法，其實不如把這個重點放到工藝的研究上面，那么改善了工藝之后，我就要看效果，所以監測的原因來了，也就是說我改善了工藝，我的目標螺栓像汽車行業一樣，一次緊固終身免維護。咱們能不能做到25年，我覺得這是一個奮斗的目標，我上監測的目的是什么？是我工藝確定了以后我要積攢數據，我五年，我發現這種機型在這種條件下的螺栓的軸力沒有衰減，這種機型在這種條件下，我連定檢都不用了，只要我手里有數據，我有數據所帶來的信心，我覺得這個是監測的目的，這個的監測是現在我的投入的產出是以后我什么也不干，我可以舒舒服服的來享受我投入帶來的回報，這是一種預防的藥而不是一種治病的藥，這個是監測的目的，我對螺栓軸力監測的理解，我非常非常相信我的理解是正確的，因為這個行業中有標桿就是汽車行業，就連播音公司也沒有把機翼螺栓全部建起來，何必強求一種心理的不安，然后我覺得要以積累數據的這種想法去提高緊固工藝，以后再出的風機手里有數據，按照這個工藝執行下去就沒有問題，我覺得這個是監測的目的，而不是為了監測而監測…把我們的價格壓的低低的，就因為自己沒想法，投資能算得到投資回報率，就對數據性真實性可靠性變得要求那么高，為了監測而監測，這是我們的一個看法。

　　

　　簡單的說一下我們公司的三個產品，我覺得也是在這種需求的引導下，我們公司做的第一超聲式的，你們一看圖片就知道了，減少價格高測量準，那么我們還有一個深度學習的，就是螺母，這種非接觸式的，然后還有一個就是我們的視覺振動分析，通過振動視覺。

　　

　　螺栓就像一個大彈簧，所有加緊來源于螺栓的拉力，螺栓是一個大彈簧，你拉它，我們利用超聲的方式，一邊緊固一邊去測這是我們做的監測，這是塔筒螺栓監測，這是水電站做的，這個是給咱們風機做的，這個做的您可以看到非常非常的麻煩，所有的螺栓上面扣了一個小帽，我為什么不喜歡超聲去做監測，如果這顆螺栓工人擰完，這個事故算誰的，肯定找我，找我不是我的錯，這項技術的弊端。您可以看到這個，懂行的人一看就看出來了，你看那個走線非常麻煩，只要接觸式的都避免不了，在有限的空間內形成巨大的盤絲洞，非常的痛苦，走線都是有規律的，施工成本調控成本非常高，但是我們用超聲錢花在刀刃上，其他風機問題也不大，在這種情況下是可以上超聲，因為成本高，數據是要準確的。

　　

　　后面我說一下我們這個深度學習的，對于其余的螺栓怎么辦？需要不需要監測，也需要監測，不光風電行業，像橋梁拿望遠鏡40萬顆螺栓，現在拿望遠鏡靠人眼看，現在的現狀，他們看什么，螺栓變成這個樣子，他們看什么，其實就是看防控邊際線有沒有偏看螺母掉沒到，我們這個產品就是靠人臉識別的技術，去測量落幕反轉的角度，你螺栓怎么擰進去的產生的軸力，反轉回來，所有的螺栓的防松形式，不讓螺母轉回來為依據。把這個螺母給它固定死，你要不放心把螺母焊絲在那上面，有的用戶有的朋友可能會問我螺栓不反轉，那不是使用因素，那么我們現在做的，這是我們現在做出來的結果，您看看螺母自動能夠識別，塔筒螺栓，螺母上的每一個點，特征點，全部都提取出來，而且做的絕對超過人類，我們標注將近十幾萬張做出來的結果就是這個結構，非常好，上面我畫的是螺母就剩兩面，當時還有錯誤，我當時加了樣本測試就變得非常非常好，就是人臉識別，大家可以想象一下，外星人就長螺母那樣，坐高鐵，我訓練他一些，一刷臉就刷成這樣，比人臉識別難難在什么地方，人臉是兩維的，看后腦勺看不出來，螺母是三維的，我預知你后面的點，這是我們的測試，都測試的非常好，拍一張照片知道螺母的方位。在橋梁風機上只要裝上攝像頭，現在攝像頭多便宜，非常非常便宜，裝上就可以監測螺母，還有沒有更便宜的技術能夠監測螺栓，還得裝攝像頭也很麻煩，我覺得還是有的，有一個叫視覺振動分析。我在旁邊畫了一個三葉蟲，韓5G之前沒有什么五中非常稀少，到了韓5G之后物質極大地豐富。視覺是非常非常好的，也是付出同樣的工獲得更高收益的技術，我們來看一下這是我的小孩，原來的視頻和放大后的視頻您可以看到我的小孩在呼吸，我們把非常微笑的運動放大，而且放的非常的大，一言驚就要可以看出來，我放大就可以提取信號。左邊的你看到沒有什么變化，右邊你看到氣管這個地方，它在動，這個是舷窗，左邊也未必振動，右邊振動被放大，放的非常大，這個是咱們風機，振動比較小，仔細看能看到右邊的晃動比較大，稍微有點晃動，我補充一句，您看這個葉片，葉片旁邊虛化，葉片攪動空氣流體的密度發生變化導致折射率出現變化，被我給放大了，我放大了之后所以用這個東西來研究流體力學非常好，做一次流體力學實驗花多少錢嗎？這個是我用手機拍的。剛才錄像我提取塔筒螺栓的頻率二階三階四階的頻率，這個頻率對螺栓軸力的影響，相對差是螺栓軸力的重要指標。

　　

　　第一階和第二階靠螺栓連接，第一個塔筒和第二個塔筒螺栓軸力下降10%，第一節塔筒和第二節塔筒偏差將近六七度，運動中也就是上邊跟不上下邊，這個是最重要的指標，反而不是頻率，我這個只顯示頻率，因為我拿不準我沒有獲得到哪個設計院落不是這個頻率，我也不知道，只是說我測出來，我們做的驗證實驗，這個是我做的這放加速度計，我在拍攝這個地方，這個是我拍攝所提取過來加速度的信號，51.76赫茲，最后我想補充一句，我對視覺的理解，我們有超聲是點監測螺旋軸力，我們攝像的方式，是別人臉的方式監測，我們還有拿手機一拍弄個三腳架一拍就能夠獲得成本一個比一個低，我們覺得這是真正的智能。能夠不停的講成本，而且以指數級的程度講成本，把輪轂里邊搞的像盤絲洞的技術，這是我們公司的理念，視覺這一塊任何象素都變成傳感器這是我們公司視覺方向上的一個理念。韓5G我剛才提到韓5G，上市了中科院一計算所的，他們為什么叫韓5G，絕大多數人都不知道，因為他們是干這行的，他們懂，所以他們叫韓5G，市值過千億，他們取這個名字是沒有任何問題的，還給大家匯報一個很有趣的知識點，大家有用過抖音的見過類似的東西，抖音有四萬標注人員，五六萬人的員工，有四萬標注人員，每天瞄眼睛，一二三四，什么是耳朵，有多少人工就有多少智能，我們生產中心九個人，各種場景，所以最后我想說的人工智能并不真智能，靠人工，你不好好教孩子，這孩子就學習成績就不好，不停讓他做訓練，這個訓練就是人工智能，所以最后講完了，非常感謝專委會給我們提供這個機會，非常感謝，謝謝大家。

　　

　　（根據速記整理，未經本人審核）