以下為演講實錄：

 

　　今天我和大家分享的題目是《葉片無人機智能巡檢技術(shù)推廣與應(yīng)用》。

 

　　在這之前，首先我想給我們公司做一個簡單的介紹，前面的張博張總對于龍源電力有總體的介紹，龍源電力從2015天開始就以世界第一裝機容量的身份領(lǐng)跑世界風(fēng)電的運營發(fā)展，截止到2018年底，裝機容量1900萬千瓦，機組13000多臺，將近4萬支葉片的規(guī)模，所以葉片運營的空間還是很廣闊的。中能公司其實是龍源電力的全資子公司，是科技型的支撐服務(wù)單位。從2004年開始就一直致力于整個龍源風(fēng)電廠的運營保障技術(shù)的研究和推廣，中能電力很早建立了兩千座測風(fēng)塔，并且對這些測風(fēng)塔進行運營管理。我們有EPC的團隊，到目前將近也有10個項目投運的發(fā)電。第三個就是我們風(fēng)電廠的信息化的業(yè)務(wù)，我?guī)ьI(lǐng)的這個業(yè)務(wù)分支一直致力于從行業(yè)、社會和高校、機構(gòu)以及企事業(yè)單位和公司把一些成熟的手段引進過來，用在我們風(fēng)電場，為整個風(fēng)電場的精細(xì)化管理、提質(zhì)增效做支撐。

 

　　今年主要在三個方面做匯報分享：首先是背景的介紹；第二個是目前葉片無人機的智能巡檢的解決方案；第三個是下一步工作展望。

 

　　其實昨天一天還有今天上午幾個專家的介紹都有提到葉片的運維的必要性，我這里就不再逐一做詳細(xì)的解說，簡單來說我覺得葉片從生產(chǎn)、設(shè)計、制造、加工、運輸、吊裝以及長時間的運行階段，任何一個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)不盡心盡力或者是有一些檢查不到位都會有故障的發(fā)生，同時還有一個客觀的因素，就是自然環(huán)境以及惡劣的風(fēng)況的情況下，有一些鹽霧腐蝕還有風(fēng)沙的情況，機組現(xiàn)在也更加大型化，葉片出現(xiàn)多種類的損傷，對我們整個風(fēng)電場的影響也是越來越大。

 

　　這是我們在葉片巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的典型的缺陷，其實昨天也有很多專家在介紹。剛才說到我們的葉片長度已經(jīng)是越來越大型化。這個就是我剛才說到的典型的缺陷，昨天也有專家提到葉片前緣的損傷對于發(fā)電量的影響，現(xiàn)在我們通過查閱國際和國內(nèi)的文獻，昨天我記得一個專家提到前緣的影響應(yīng)該有25%左右，現(xiàn)在我們針對這個事情在開展的一個工作就是單獨選擇了幾個風(fēng)電場的試點，專門進行葉片前緣的修復(fù)，我們現(xiàn)在聯(lián)合一些專業(yè)機構(gòu)做修復(fù)前后的發(fā)電量的提升工作，這個工作預(yù)計到10月份會出一個結(jié)果，也愿意在將來出了結(jié)果之后，和在座的各位專家進行交流。

 

　　總結(jié)來說，我覺得葉片運維現(xiàn)在實現(xiàn)狀態(tài)檢修的運維是一個必然趨勢，從我們業(yè)主來說，安全管理的要求，從設(shè)備管理的要求都使得我們越來越關(guān)注葉片的安全運行。而且現(xiàn)在隨著數(shù)字化運維的趨勢，葉片的數(shù)字化、精細(xì)化、智能化的運維也是必然的要求。我們在四年前有一個課題就是研究葉片監(jiān)測的技術(shù)路線，總結(jié)來說，我覺得葉片的監(jiān)測主要是兩個維度：一個是從內(nèi)向外的監(jiān)測也就是片子提到，其實昨天也有廠家在介紹，這個主要是通過監(jiān)測葉片的載荷來進行，從小萌芽發(fā)生到不斷惡化的長期的監(jiān)測，其實這是一個很好的技術(shù)手段，只不過在三四年前這種手段進行調(diào)研之后，它的應(yīng)用成本還是很高，所以當(dāng)時沒有規(guī)模推廣；另外還有一個是從外到內(nèi)的檢測手段，那就是純粹的外觀的檢測，通過云眼、望遠(yuǎn)鏡、攝像頭等等從外部觀察看葉片發(fā)生了什么問題。其實這些手段大家都有提過，望遠(yuǎn)鏡、高清攝像頭以及人工的攀爬的檢查，但是其實多多少少都有一些局限性，像望遠(yuǎn)鏡會有一些盲區(qū)，人工的檢查強度又大，所以我覺得一直想實現(xiàn)葉片的靈活的高頻繁的檢測，一直達不到這個目的。我個人的觀點，現(xiàn)在無論是自提式的維修，我覺得他們最擅長的還是維修，在檢測手段還是要選擇更靈活的手段，所以接下來分享的是葉片的無人機的訊進的解決方案。

 

　　其實原理其實很簡單，就是把常規(guī)的無人機利用計算機的機器視覺和智能飛行機器人技術(shù)為核心，這從2015年開始推薦這個技術(shù)，也是經(jīng)過不斷迭代的升級，其實針對風(fēng)機它的葉片、形狀都很復(fù)雜，所以當(dāng)時也是經(jīng)過不斷的升級，直到今天我們成功研發(fā)的這個產(chǎn)品，也實現(xiàn)了這個目的，到現(xiàn)在達到的指標(biāo)就是怎樣從高校上面，單臺機組三個葉片20-25分鐘能夠獨立完成，清晰度可以達到毫米級的清晰度，從完整的角度來說它是把葉片從360度全景全覆蓋拍攝，安全方面實現(xiàn)地面操作，不至于爬塔的安全風(fēng)險。現(xiàn)在我們攻破一個難題就是葉片在任何的角度都實現(xiàn)了拍攝，原來是必須到外形才能夠進行拍攝。

 

　　提到智能這一塊，我們把無人機的智能維度從無人機參與到無人機自動處理一些意外情況的能力分成四個自動化等級：第一個是純手工的，也就是在2017開展一些無人機的檢查，其實都是通過人工操作，當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的問題是現(xiàn)場使用的門檻比較高，必須考相關(guān)的證書，拿到這個證書才能開展作業(yè)，基于這個我們也不斷地完善我們的需求；就發(fā)展到第二個等級，我們把葉片分成多個小路徑，然后人工只要參與小路徑之間的銜接就可以把整個的葉片巡檢完成，同時在發(fā)生意外的情況下還需要人工的監(jiān)管；第三個就是我們把所有的路徑串起來，中間不再需要人工參與，直接一鍵起飛一氣呵成，自動降落到起飛地點，當(dāng)出現(xiàn)意外的情況還需要人工的監(jiān)管；第四個自動化的級別是100%自動化的情況，完全不需要人工干預(yù)，不需要人工操作，也不需要人工的依賴。現(xiàn)在我們的階段認(rèn)為達到了第三個自動化的等級，這個是針對幾個等級操作人員的數(shù)量。

 

　　無人機檢查的時候，實際上每支葉片都分成四個路徑，分別是從前緣、后緣一共12個路徑，每條路徑大概拍攝是30-40張照片，20-30分鐘的拍攝。

 

　　葉片前面的采集問題如果解決掉之后，隨之而來的問題就是大量的照片誰來編寫？如果是單個人工的話在我們自己的電腦上查閱照片，進行觀察、標(biāo)注等等，這個強度非常大，而且人工參與還容易出現(xiàn)一些披露，因此我們在研究葉片前端智能巡檢的同時也開發(fā)了一套葉片的數(shù)字化運維管理平臺，主要是實現(xiàn)這么幾個功能：第一個我們把葉片作為一個管理的單元，首先實現(xiàn)葉片的臺賬管理，每個葉片按時間維度把它所有的照片進行存儲，然后每個葉片、每條路徑它的相應(yīng)的照片都進行細(xì)化，相當(dāng)于把我們的葉片的運維數(shù)據(jù)進行數(shù)字化的模型的界面。這一塊是診斷人員依托于這個管理平臺，在平臺上進行曲線的標(biāo)注，首先我們把這個缺陷按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行分類，首先缺陷的類型、缺陷的級別、描述它的尺寸、它的相對位置都進行了細(xì)化，以便于將來做運維的時候來進行管理決策的時候有量化支撐。左邊這個圖相當(dāng)于我們把每個葉片的路徑三四十張照片拼成一個大圖，這個大圖我們發(fā)現(xiàn)的缺陷就會顯示在葉片的相對位置，就比較直觀自然。還有一個功能就是我們把葉片修復(fù)完之后再進行一些拍攝，就把它前后的情況進行對比，但是結(jié)合昨天講的目前葉片的維修情況的現(xiàn)狀，有很多不負(fù)責(zé)任的檢修情況，我覺得如果修立馬拍攝我們再聯(lián)合第三方機構(gòu)進行評審把關(guān)，有這些照片對他們來說也是行為上的約束。

 

　　最終我們的評判會根據(jù)前面的診斷標(biāo)注出現(xiàn)自動化的報告，這個報告主要是我們風(fēng)電場的管理人員、廠長從他的角度他不關(guān)心你怎么檢，怎么分析，最重要的是我管理這么多的機組，這么多的葉片有多少受到損傷，現(xiàn)在可以有什么措施。通過昨天的學(xué)習(xí)和了解，也發(fā)現(xiàn)無人葉片的缺陷認(rèn)知是有相當(dāng)高的專業(yè)要求，所以我們在這方面的經(jīng)驗有很大的缺陷，現(xiàn)在我們出報告除了正常、嚴(yán)重、非常嚴(yán)重之外還有一個叫待決定的狀態(tài)，因為我們發(fā)現(xiàn)有一些表面很輕微的實際上通過內(nèi)腔的查看是很嚴(yán)重的狀況，那這些漏檢沒有歸到待決定，應(yīng)該立即要求相關(guān)人員進行查看防止事件的發(fā)生。

 

　　其實每年都在以300-500臺規(guī)模在推進，到現(xiàn)在為止我們在13個省份、32個風(fēng)電場累計完成無人機巡檢1355臺，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷475處，涉及風(fēng)機285臺，比例還是很高的。缺陷主要類型包括前緣腐蝕、葉根裂紋、前后緣開裂，雷擊造成葉尖炸裂。我們通過巡檢在節(jié)省葉片運維成本方面，避免故障擴大化產(chǎn)生直接、間接經(jīng)濟效益1610萬元。這是我們當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的典型的缺陷照片，從清晰度來說是非常清晰的。

 

　　前面兩個部分是作為龍源的技術(shù)支持團隊在巡檢方面做了一些工作，我覺得通過這兩天的學(xué)習(xí)，接下來我們要做的工作還有很多，但是這里簡單說幾個方面。

 

　　首先第一目前我們啟動無人機巡檢的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我覺得葉片的運維要建立良好有序的生態(tài)環(huán)境，我覺得還是要有標(biāo)準(zhǔn)的，要有規(guī)矩可循，首先檢測要有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，你的報告應(yīng)該出什么結(jié)論？出什么維度的？你的修復(fù)報告應(yīng)該達到什么樣的要求？最終應(yīng)該輸出的內(nèi)容要有相應(yīng)的規(guī)范。

 

　　還有一個我們在8月份剛做完的這個工作就是來了海上無人機的試飛工作，其實我們發(fā)現(xiàn)海上無人機在操作的過程中和陸上比，海上的要求還是非常苛刻，首先它對于窗口期要求很嚴(yán)格，因為在陸上調(diào)整一些作業(yè)準(zhǔn)備等等都可以不限時間，但是在海上是有嚴(yán)格要求的。我覺得海上無人機將來是完全自動化執(zhí)行的，可能要定制一個能夠充電的安裝點，一旦有執(zhí)行任務(wù)直接就觸發(fā)自己就執(zhí)行任務(wù)的，再自行飛回來，同時結(jié)合現(xiàn)在5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、高速度的傳輸渠道，它實時把照片傳回到我們的葉片平臺，這樣可能滿足海上運維的條件。

 

　　還有一項工作我們在做的一千多臺的診斷的過程中，其實在做的葉片段方面，剛才說目前的經(jīng)驗還是有欠缺，大部分是人工參與包括找專業(yè)的機構(gòu)幫我們審核報告，所以我們要把工作分成兩部分：第一部分把葉片經(jīng)過海量照片的初篩工作應(yīng)該先檢測出來，目前能聯(lián)合專業(yè)研發(fā)機構(gòu)基于圖像識別、深度學(xué)習(xí)的算法自動識別出來，解放出人員能夠重點在葉片的缺陷經(jīng)驗積累上進行提升。在這里我們發(fā)現(xiàn)有這么一個問題，其實在這么多的照片當(dāng)中，如果單純靠深度學(xué)習(xí)，精度其實并不理想，我們發(fā)現(xiàn)人工干預(yù)，把一些點明的缺陷進行歸類，當(dāng)然這個前提可能是需要大量的故障的缺陷照片，我們現(xiàn)在積累了一部分，我覺得還是需要更多的積累才能保證模型的精度達到一定的水準(zhǔn)。

 

　　以上就是我們這個團隊在葉片巡檢方面做的一些工作，最后希望通過這次專題葉片的平臺，也呼吁各位專家和我們中能電力科技公司建立有效的溝通渠道，我們一起通力協(xié)作，為我們國家的風(fēng)電貢獻一份力量，謝謝大家。

 

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