在中車株洲所，做不好產品甚至被視同為一種恥辱。這樣的集體意識，來自于中車株洲所鐫刻在文化DNA 里最深刻、穩(wěn)定、耀眼的基因片段。
15年來，中車株洲所風電產業(yè)孕育于創(chuàng)新，脫胎于創(chuàng)新，浸潤于創(chuàng)新，成就于創(chuàng)新。借助中車株洲所多元化、全產業(yè)鏈發(fā)展模式，貫通了一個個風電基礎技術關鍵節(jié)點，實現整機技術創(chuàng)新與驗證閉環(huán)，將豐富的創(chuàng)新成果充分轉化，實現產品競爭力與市場占有率穩(wěn)步提升。
“風電行業(yè)始終處于一個充分、激烈的競爭環(huán)境中，企業(yè)只有不斷創(chuàng)新，才能永葆發(fā)展活力，創(chuàng)新成了企業(yè)成長的動力源泉?！敝熊囍曛匏偨浝韯⒖砂矊Ρ究浾哒劦?，“中車株洲所由科研院所轉制，其技術開拓創(chuàng)新意識和研發(fā)支撐體系，無論在中車集團內部，還是在風電行業(yè)中，都具備超前優(yōu)勢。”
若非技術創(chuàng)新持續(xù)推動，中車株洲所或許很難在充分競爭的風電行業(yè)擁有拼搏、拓展與成長的底氣。正是緊扣技術創(chuàng)新驅動發(fā)展的罩門，中車株洲所已成為我國最具成長潛力的風電整機制造企業(yè)，通過研發(fā)生產度電成本領先的綠色電力裝備，助推“30·60”雙碳目標的實現。

積累成功
“借助于科研底蘊和高端裝備制造基因，中車株洲所通過早期技術引進、消化、吸收，快速掌握了雙饋型風電機組整機設計、制造技術，并成功打造風電產品的領先性和金品質?！敝熊囍曛匏偨浝碇?、風電事業(yè)部總經理朱建成談道。
2006年，初涉風電整機領域的中車株洲所風電事業(yè)部，與奧地利Windtec公司合作，引進首套風電整機技術，并成功研制出單機容量為1.65MW、風輪直徑77米的WT1.65型風電機組，首臺樣機豎立在湖南省永州市江華瑤族自治縣的群山中。一年后，中車株洲所憑借該產品成功獲得首個批量訂單。隨后，通過對這套整機技術進行消化、吸收，設計推出風輪直徑分別為82米和88米兩款機型，并結合我國國情在這些產品的基礎上，首次嘗試自主技術創(chuàng)新，探索開發(fā)適用于高海拔區(qū)域的風電機組。
當時引進整機技術的國內整機商不在少數，中車株洲所之所以能夠扮演先行者角色，主動承擔并解決高海拔風電技術這一世界級應用難題，源于其在軌道交通領域幾十年的技術積淀。
“海拔高度超過4000米就沒有相關標準了，因此，有很多課題需要研究攻關并最終解決，比如高原地區(qū)電氣系統(tǒng)的冷卻、絕緣間隙、溫差適應、爬電距離等問題。”朱建成談道，“機車要在高海拔地區(qū)運行，需要具備特殊的環(huán)境適應性，中車株洲所的技術大量運用于青藏鐵路中，先行完成了全面的高海拔電氣技術儲備?！?br />在研制高海拔產品WT1500D82型風電機組的同時，中車株洲所成為唯一參與《高海拔風力發(fā)電機組技術導則》行業(yè)標準制定的整機廠商，主持完成《高海拔型風力發(fā)電機組》國家標準制定。如果將1.65MW系列機型的引進、消化、吸收看作是中車株洲所“十一五”期間的主要技術創(chuàng)新成果，那么2MW系列機型的引進、吸收與創(chuàng)新，則可錨定為其“十二五”全面夯實整機技術，打造自主研發(fā)能力的里程碑。
2011年前后，我國“三北”地區(qū)逐漸出現棄風限電，中東南部低風速區(qū)域隨即成為風電開發(fā)的重點方向。中車株洲所預判市場發(fā)展趨勢，迅速展開行動，與德國設計公司GH合作，開展面向低風速區(qū)域的WT2000D110機型開發(fā)工作，率先實現低風速型風電機組批量化供應。
“從此我們開始了解到，如何根據整機載荷向零部件供應商提出技術要求，如何進行整機與部件選型，如何建立自主化的整機設計開發(fā)體系……這也為中車株洲所風電事業(yè)部日后的新品開發(fā)打下底子，開始完全自主進行新機型開發(fā)與延伸工作。”中車株洲所風電事業(yè)部技術中心主任萬宇賓強調，“為確保產品設計質量，提升自主設計能力，我們還建立了知識管理平臺，在產品開發(fā)過程中提煉、總結、評審與積累，最終形成各項設計準則?！?br />也正是在2MW級機型的研發(fā)與推廣過程中，中車株洲所風電事業(yè)部的技術創(chuàng)新團隊，逐漸從對產品的細致琢磨延展至對市場需求的認知判斷，這一更高維度的視角與能力，為日后研發(fā)出廣受市場歡迎的新品打下基礎。
“多年來，中車株洲所風電事業(yè)部技術團隊對兩項事物的認知不斷加深，一個是技術設計本身，另一個是技術經濟性，也就是推出的產品會怎樣影響到項目的經濟性以及客戶方的投資收益。這使我們對技術創(chuàng)新的方向越來越有把握，產品開發(fā)的目標也更清晰、明確?！比f宇賓認為。
“十一五”“十二五”的持續(xù)積淀，成為中車株洲所在“十三五”“十四五”實現風電整機技術跨越式發(fā)展的強大推力。
到“十三五”末，中車株洲所已完全掌握風電機組整機一體化多學科設計技術，這包括風電大功率、高塔筒、長柔葉片、變流技術、主控技術、電網友好性等諸多專項技術。更值得一提的是，中車株洲所完全自主研發(fā)的WT2500D146機型，再次站到低風速整機技術發(fā)展趨勢的最前沿，成為中車株洲所風電整機產業(yè)首個百億級訂單產品。該機型帶動我國陸上風電機組風輪直徑突破146米，單位千瓦掃風面積達6.7m2，可實現在4.8米/秒風速下，年利用小時數達2060小時。隨后，中車株洲所風電事業(yè)部推出3.xMWD160系列平臺化產品，再次推動我國陸上風電機組風輪直徑突破160米。該機型已在2021年上半年獲得了多個規(guī)模級市場訂單，有望成為第二個百億級明星產品。
“經過多年積累，從技術儲備、產品研發(fā)乃至整個業(yè)務發(fā)展而言，中車株洲所風電事業(yè)部已經實現了良性循環(huán)?！敝旖ǔ烧f。

并肩共進
風電整機研發(fā)的業(yè)務內核，往往體現于領先市場的技術與產品整合能力：通過分析市場規(guī)劃產品，利用自身創(chuàng)新資源實施整機系統(tǒng)級研發(fā)，充分優(yōu)化成千上萬個零部件間原本作為獨立個體所產生的不和諧因素，實現整機有機體般的完美配合。風電機組的部件供應方則盡可能地滿足整機技術要求，通過自身對零部件領域的技術迭代，提供性能更好、成本更優(yōu)、可靠性更佳、交付更穩(wěn)定的零部件，協(xié)力實現整機更強競爭力。
上述過程往往并不如紙面表達這般輕松。若想達到親密無間的配合，往往需要多方需求與觀點的反復碰撞、充分溝通，更重要的是目標一致。
對于這一點，朱建成頗有感觸。他強調中車株洲所風電事業(yè)部發(fā)展到現在有兩個法寶，一個是開放，另一個是創(chuàng)新?！拔覀冮]門造車肯定不行，必須與內外部不斷交流，確保實現上下游產業(yè)鏈緊密配合，提升創(chuàng)新能力?！?br />事實上，關于上下游合作，中車株洲所風電事業(yè)部有著足以令全行業(yè)羨慕的優(yōu)勢。中車株洲所共有1.8萬名員工，有三分之一從事研發(fā)工作，其中包括1名中國工程院院士和226名博士，這使其能夠投入大量資源進行基礎技術研究，支持各業(yè)務領域的發(fā)展。更值得關注的是，中車株洲所是我國風電整機產業(yè)鏈條最全的企業(yè)之一，已形成器件、部件、整機三位一體的技術研發(fā)與產品制造能力。葉片、發(fā)電機、齒輪箱、變流器、彈性支撐、塔筒等與風電設備相關的器件與部件，更是處于市場占有率前列。
這為中車株洲所風電事業(yè)部整機研發(fā)提供了難得的協(xié)同便利性與規(guī)劃整體性，從而使其產品在技術指標與推出節(jié)奏上，具備引領市場的可能。劉可安對此辯證地強調，中車株洲所內部風電業(yè)務通過相互協(xié)力實現共同成長，零部件支撐了整機業(yè)務，整機業(yè)務又對零部件新技術給予充分驗證，協(xié)同發(fā)展，相得益彰。
以WT2500D146機型為例， 其推出市場當年能夠實現2.5MW級機組的最大風輪直徑，從而具備領先同級一個代際的發(fā)電能力，這一成績的取得離不開時代新材的協(xié)力配合。中車株洲所風電事業(yè)部與時代新材雙方共同預判、反復推敲，分析認為在當時140米、141米風輪直徑的2.5MW 級機型已批量進入市場的情況下，必須推出更大風輪直徑的產品才有成功勝算。達成充分共識后，他們一起高效推動工作，最終實現風輪直徑達146米的2.5MW機組面世。
不僅僅是葉片的規(guī)格，在上述合作過程中，時代新材對新材料的應用還有效賦能中車株洲所風電整機產品，并在“搶裝”之年大大提升交付能力，增強了雙方市場競爭力。
“146米葉輪葉片與當時量產140米葉輪葉片的成本差不多，但發(fā)電量高出很多?！睍r代新材副總經理侯彬彬介紹說，“2019年，我們開始用聚氨樹脂替代環(huán)氧樹脂，使材料的耐溫性、環(huán)保性、交付穩(wěn)定性均有所提升，保障了合作伙伴的葉片供應?！?br />另一個例子是中車株洲所風電事業(yè)部充分利用中車株洲所在電氣領域的技術優(yōu)勢，與中車株洲變流技術國家工程研究中心有限公司（下稱“株洲國變”）合作推出超級雙饋與PHM 技術，將雙饋機組技術劣勢轉化為優(yōu)勢。
“中車株洲所多次與我們聯(lián)合進行技術創(chuàng)新，把共有的技術門檻跨過去。對于雙饋技術路線而言，以往3米/秒以下的超低風速可以說是垃圾風速區(qū)，機組耗電比發(fā)電多，通過超級雙饋技術對整個電氣控制進行策略優(yōu)化，可將1.5~3米/秒的風有效利用起來，提升總體發(fā)電量1.7%~2%?！敝曛迖兛偨浝砗蚁步榻B說。
中車株洲所擁有的兩大核心技術，一是變流，二是控制，PHM正是這兩項技術優(yōu)勢相互碰撞而出的先進解決方案。
與不少整機商增加大量傳感器實現故障預警的方式不同，中車株洲所風電事業(yè)部為避免傳感器本身出現故障，與株洲國變合作研發(fā)專用于風電機組的PHM解決方案。對于這項技術方案，可以簡單理解為利用變流器對軸承、發(fā)電機等的電壓、電流進行監(jiān)測，一旦部件出現輕微異常，可通過評估模型對失效位置與原因進行對比判斷，提前避免部件故障發(fā)生。
據胡家喜介紹，這項技術正處于測試與評估階段，將首先應用在中車株洲所風電事業(yè)部的機組產品中。

變與不變
2021年，我國陸上風電正式告別“補貼時代”，進入“平價時代”，市場對整機產品需求發(fā)生了顯著變化。一方面，體現在多樣性上，由于平價后項目只要能通過經濟性評審，基本就可以實現開發(fā)，這勢必造成因項目風能資源與地形差異而產生多樣化的產品需求：一些區(qū)域更傾向于高性能機組，另一些區(qū)域可能需要高性價比機組。另一方面，是整機價格連續(xù)下降，促使成本優(yōu)化愈發(fā)重要，從而造成產品迭代加速。同時，為控制投資成本，開發(fā)企業(yè)更傾向于將不同區(qū)域項目集中打捆招標，為整機企業(yè)的產品規(guī)劃帶來了諸多不確定性。
面對種種變化，朱建成認為，整機企業(yè)在平價時代仍需做好技術創(chuàng)新，專注于產品本身，而非其他偏離主業(yè)的過度延伸。因此，中車株洲所風電事業(yè)部的技術創(chuàng)新團隊正嘗試建立起新的工作邏輯，使整機技術與產品開發(fā)工作更可控。
“通過價格去彌補產品劣勢是很難想象的，必須要在解決方案上建立優(yōu)勢，贏得技術溢價空間，比較好的方式是利用幾款代表性機型的合理搭配，或者推出平臺化、定制化產品。”萬宇賓解釋，“比如我們面向平價時代推出的5.xMWD175型機組，主推市場仍是中低風速區(qū)域。它作為5.x平臺的旗艦機型具有很強的標桿意義，能充分展現出平臺產品所具備的一系列技術特征?！?br />除了在全國陸上風電機組中首先實現175米風輪直徑外，萬宇賓所提到的5.xMWD175機型的顯著特點還包括實現了平臺零部件復用率大于80%，在充分考慮經濟性的前提下，這能更好地滿足項目差異化的需求。該機型樣機于2021年6月24日成功吊裝，在其搭載了陸上風電迄今全球最大風輪直徑的機組機艙上，黨旗迎風飄揚，中車株洲所將它作為向慶祝建黨100周年的深情獻禮。
如果說5.xMWD175的產品特點，展現了中車株洲所風電事業(yè)部應對平價時代主動求變的一面，那么，在其宣傳中對高可靠性的反復強調，則是這家高鐵基因企業(yè)以不變應萬變的堅持。
“風電產品不能保持長期不變，而在變化過程中能堅持的是準則。當我們想嘗試一些設計上的創(chuàng)新時，會在最初階段盡可能充分論證，并遵循一種可控、一致的準則去穩(wěn)妥改變，對一個工程師或者設計者而言，這是一種潔癖?！比f宇賓的底氣不僅來自于對團隊技術創(chuàng)新能力的篤定，也來自于中車株洲所驗證資源在背后的強力支撐。
據了解，中車株洲所建立了軌道交通領域的首個RAMS（可靠性、可用性、可維修性、安全性）中心，擁有上百名的技術人員專業(yè)從事基礎研究、理論研究、模型構建等工作。例如，該研究中心不僅分析被動損壞零部件的根因，還主動通過零部件加速壽命試驗，以著重研究失效機理、壽命衰減過程、故障出現前表征。中車株洲所通過上述實驗“損壞”的零部件價值可達數千萬元，換來了其在軌道交通領域實現零部件“狀態(tài)修”的能力。
“在軌道交通領域，這樣的大投入也創(chuàng)造了大產出?！眲⒖砂舱劦溃骸霸陲L電行業(yè)競爭如此激烈的情況下，依靠風電業(yè)務本身獲利進行此類研究非常困難。但對于中車株洲所而言，可以將在軌道交通領域的可靠性驗證體系平移至風電業(yè)務，有效支撐整機產品的可靠性與可利用水平。”
在產品研發(fā)過程中，中車株洲所風電事業(yè)部始終要求保證兩項工作到位，一個是質量，一個是安全，這可以說是根植在中車株洲所骨子里的文化。在談及中車株洲所對于我國風電產業(yè)發(fā)展所作出的貢獻時，朱建成表示，從第一個整機訂單項目開始，中車株洲所在不同時期推出的所有產品，能夠坦然地說沒有給客戶項目投資帶來過重大損失，這實際上也是中車株洲所為行業(yè)作出的積極貢獻，更是對“源自中車，值得信賴”的完美詮釋。
低調中，蘊藏著中車株洲所對自身整機產品足夠的自信，以及對平價時代風電技術發(fā)展更深入的理解。只有基于高可靠性的技術創(chuàng)新，才是決定產品核心價值的真實走向——這或許是支持中車株洲所贏得下一個時代的永續(xù)支點。