以下為演講實(shí)錄：

 

　　今天我和大家分享的題目是《葉片無人機(jī)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(gè)簡單的介紹，前面的張博張總對于龍?jiān)措娏τ锌傮w的介紹，龍?jiān)措娏?015天開始就以世界第一裝機(jī)容量的身份領(lǐng)跑世界風(fēng)電的運(yùn)營發(fā)展，截止到2018年底，裝機(jī)容量1900萬千瓦，機(jī)組13000多臺，將近4萬支葉片的規(guī)模，所以葉片運(yùn)營的空間還是很廣闊的。中能公司其實(shí)是龍?jiān)措娏Φ娜Y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(gè)龍?jiān)达L(fēng)電廠的運(yùn)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(jìn)行運(yùn)營管理。我們有EPC的團(tuán)隊(duì)，到目前將近也有10個(gè)項(xiàng)目投運(yùn)的發(fā)電。第三個(gè)就是我們風(fēng)電廠的信息化的業(yè)務(wù)，我?guī)ьI(lǐng)的這個(gè)業(yè)務(wù)分支一直致力于從行業(yè)、社會和高校、機(jī)構(gòu)以及企事業(yè)單位和公司把一些成熟的手段引進(jìn)過來，用在我們風(fēng)電場，為整個(gè)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(gè)方面做匯報(bào)分享：首先是背景的介紹；第二個(gè)是目前葉片無人機(jī)的智能巡檢的解決方案；第三個(gè)是下一步工作展望。

 

　　其實(shí)昨天一天還有今天上午幾個(gè)專家的介紹都有提到葉片的運(yùn)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(jì)、制造、加工、運(yùn)輸、吊裝以及長時(shí)間的運(yùn)行階段，任何一個(gè)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(shí)還有一個(gè)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(jī)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(gè)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(shí)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(gè)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(xiàn)，昨天我記得一個(gè)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(gè)事情在開展的一個(gè)工作就是單獨(dú)選擇了幾個(gè)風(fēng)電場的試點(diǎn)，專門進(jìn)行葉片前緣的修復(fù)，我們現(xiàn)在聯(lián)合一些專業(yè)機(jī)構(gòu)做修復(fù)前后的發(fā)電量的提升工作，這個(gè)工作預(yù)計(jì)到10月份會出一個(gè)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(jìn)行交流。

 

　　總結(jié)來說，我覺得葉片運(yùn)維現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的運(yùn)維是一個(gè)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(yùn)行。而且現(xiàn)在隨著數(shù)字化運(yùn)維的趨勢，葉片的數(shù)字化、精細(xì)化、智能化的運(yùn)維也是必然的要求。我們在四年前有一個(gè)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(gè)維度：一個(gè)是從內(nèi)向外的監(jiān)測也就是片子提到，其實(shí)昨天也有廠家在介紹，這個(gè)主要是通過監(jiān)測葉片的載荷來進(jìn)行，從小萌芽發(fā)生到不斷惡化的長期的監(jiān)測，其實(shí)這是一個(gè)很好的技術(shù)手段，只不過在三四年前這種手段進(jìn)行調(diào)研之后，它的應(yīng)用成本還是很高，所以當(dāng)時(shí)沒有規(guī)模推廣；另外還有一個(gè)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(shí)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(shí)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(qiáng)度又大，所以我覺得一直想實(shí)現(xiàn)葉片的靈活的高頻繁的檢測，一直達(dá)不到這個(gè)目的。我個(gè)人的觀點(diǎn)，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(jī)的訊進(jìn)的解決方案。

 

　　其實(shí)原理其實(shí)很簡單，就是把常規(guī)的無人機(jī)利用計(jì)算機(jī)的機(jī)器視覺和智能飛行機(jī)器人技術(shù)為核心，這從2015年開始推薦這個(gè)技術(shù)，也是經(jīng)過不斷迭代的升級，其實(shí)針對風(fēng)機(jī)它的葉片、形狀都很復(fù)雜，所以當(dāng)時(shí)也是經(jīng)過不斷的升級，直到今天我們成功研發(fā)的這個(gè)產(chǎn)品，也實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目的，到現(xiàn)在達(dá)到的指標(biāo)就是怎樣從高校上面，單臺機(jī)組三個(gè)葉片20-25分鐘能夠獨(dú)立完成，清晰度可以達(dá)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(shí)現(xiàn)地面操作，不至于爬塔的安全風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)在我們攻破一個(gè)難題就是葉片在任何的角度都實(shí)現(xiàn)了拍攝，原來是必須到外形才能夠進(jìn)行拍攝。

 

　　提到智能這一塊，我們把無人機(jī)的智能維度從無人機(jī)參與到無人機(jī)自動處理一些意外情況的能力分成四個(gè)自動化等級：第一個(gè)是純手工的，也就是在2017開展一些無人機(jī)的檢查，其實(shí)都是通過人工操作，當(dāng)時(shí)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(gè)證書才能開展作業(yè)，基于這個(gè)我們也不斷地完善我們的需求；就發(fā)展到第二個(gè)等級，我們把葉片分成多個(gè)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(gè)的葉片巡檢完成，同時(shí)在發(fā)生意外的情況下還需要人工的監(jiān)管；第三個(gè)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(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)意外的情況還需要人工的監(jiān)管；第四個(gè)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?，F(xiàn)在我們的階段認(rèn)為達(dá)到了第三個(gè)自動化的等級，這個(gè)是針對幾個(gè)等級操作人員的數(shù)量。

 

　　無人機(jī)檢查的時(shí)候，實(shí)際上每支葉片都分成四個(gè)路徑，分別是從前緣、后緣一共12個(gè)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(gè)人工的話在我們自己的電腦上查閱照片，進(jìn)行觀察、標(biāo)注等等，這個(gè)強(qiáng)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(shí)也開發(fā)了一套葉片的數(shù)字化運(yùn)維管理平臺，主要是實(shí)現(xiàn)這么幾個(gè)功能：第一個(gè)我們把葉片作為一個(gè)管理的單元，首先實(shí)現(xiàn)葉片的臺賬管理，每個(gè)葉片按時(shí)間維度把它所有的照片進(jìn)行存儲，然后每個(gè)葉片、每條路徑它的相應(yīng)的照片都進(jìn)行細(xì)化，相當(dāng)于把我們的葉片的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化的模型的界面。這一塊是診斷人員依托于這個(gè)管理平臺，在平臺上進(jìn)行曲線的標(biāo)注，首先我們把這個(gè)缺陷按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(jìn)行了細(xì)化，以便于將來做運(yùn)維的時(shí)候來進(jìn)行管理決策的時(shí)候有量化支撐。左邊這個(gè)圖相當(dāng)于我們把每個(gè)葉片的路徑三四十張照片拼成一個(gè)大圖，這個(gè)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(gè)功能就是我們把葉片修復(fù)完之后再進(jìn)行一些拍攝，就把它前后的情況進(jìn)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(jī)構(gòu)進(jìn)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(bào)告，這個(gè)報(bào)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(jī)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(yàn)有很大的缺陷，現(xiàn)在我們出報(bào)告除了正常、嚴(yán)重、非常嚴(yán)重之外還有一個(gè)叫待決定的狀態(tài)，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)有一些表面很輕微的實(shí)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(jìn)行查看防止事件的發(fā)生。

 

　　其實(shí)每年都在以300-500臺規(guī)模在推進(jìn)，到現(xiàn)在為止我們在13個(gè)省份、32個(gè)風(fēng)電場累計(jì)完成無人機(jī)巡檢1355臺，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷475處，涉及風(fēng)機(jī)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(yùn)維成本方面，避免故障擴(kuò)大化產(chǎn)生直接、間接經(jīng)濟(jì)效益1610萬元。這是我們當(dāng)時(shí)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(gè)部分是作為龍?jiān)吹募夹g(shù)支持團(tuán)隊(duì)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(gè)方面。

 

　　首先第一目前我們啟動無人機(jī)巡檢的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我覺得葉片的運(yùn)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(bào)告應(yīng)該出什么結(jié)論？出什么維度的？你的修復(fù)報(bào)告應(yīng)該達(dá)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(gè)我們在8月份剛做完的這個(gè)工作就是來了海上無人機(jī)的試飛工作，其實(shí)我們發(fā)現(xiàn)海上無人機(jī)在操作的過程中和陸上比，海上的要求還是非?？量?，首先它對于窗口期要求很嚴(yán)格，因?yàn)樵陉懮险{(diào)整一些作業(yè)準(zhǔn)備等等都可以不限時(shí)間，但是在海上是有嚴(yán)格要求的。我覺得海上無人機(jī)將來是完全自動化執(zhí)行的，可能要定制一個(gè)能夠充電的安裝點(diǎn)，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(shí)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(shí)時(shí)把照片傳回到我們的葉片平臺，這樣可能滿足海上運(yùn)維的條件。

 

　　還有一項(xiàng)工作我們在做的一千多臺的診斷的過程中，其實(shí)在做的葉片段方面，剛才說目前的經(jīng)驗(yàn)還是有欠缺，大部分是人工參與包括找專業(yè)的機(jī)構(gòu)幫我們審核報(bào)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(jī)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(diǎn)在葉片的缺陷經(jīng)驗(yàn)積累上進(jìn)行提升。在這里我們發(fā)現(xiàn)有這么一個(gè)問題，其實(shí)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(shí)并不理想，我們發(fā)現(xiàn)人工干預(yù)，把一些點(diǎn)明的缺陷進(jìn)行歸類，當(dāng)然這個(gè)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(dá)到一定的水準(zhǔn)。

 

　　以上就是我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)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(xiàn)一份力量，謝謝大家。

 

　　（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請聯(lián)系修改）