记者:钟诞诞
如今,工业数字化转型已成为全球工业发展的重要趋势,它正以前所未有的速度重塑着制造业的面貌。随着大数据、云计算、人工智能等先进技术的不断融入,工业领域正经历着从传统制造向智能制造的深刻转变。
近期,备受瞩目的“2025年全国工业和信息化工作会议”在北京隆重召开。此次会议由工业和信息化部主办,是全国工业和信息化领域的一次盛会。会议全面总结了近年来我国工业和信息化工作取得的成就,并深入分析了当前面临的新形势、新任务。与会代表围绕工业数字化转型、智能制造、工业互联网等议题展开了热烈讨论。其中,跨领域实践与创新启示,和智慧技术在工业中的应用及所带来的具体生产流程优化和效率提升的话题,受到了嘉宾们的特别关注。
为了深入探究工业数字化转型中的关键问题与成功路径,我们特别邀请了新能源和工业数字化控制领域的数智化专家——王晓钰博士进行采访。王晓钰博士以其深厚的专业功底和不断创新的科研动力,带领团队长期致力于新能源、智能制造及工业数字化转型的深入探索与实践。他的职业起步于技术的源头技术研发,历经产品落地的精心打磨,直至智能制造、智慧运营的全面发展,每一步都精准发力,为工业智能化的实现奠定了坚实基础。尤为值得一提的是,在负责锂电池智能制造期间,王晓钰博士成功构建了全面而深入的数字化转型方法论,将丰富的实践抽象提炼为底层理论体系。这一体系不仅推动了生产制造等实体业务的数字化与智能化升级,还实现了对整个产业链的深度整合与重塑。在此基础上,王博士还展现出了卓越的跨领域拓展和创新的能力,成功地将这一创新的数字化模式复制到化工、风电、通讯设备等多个工业领域,展现了其深远的行业影响力与前瞻性的战略眼光。
王晓钰博士毕业于西安交通大学,获电力电子与电力传动专业博士学位,研究方向为大功率电力电子的控制理论。这段经历不仅锤炼了他的技术能力,也塑造了他严谨的思维模式与敢于探索未知领域的信心。
扎实的科研经历和学术背景,为王晓钰博士在工业数字化转型领域的创新提供了坚实的基础。他秉持着工业自动化无论是以降本增效或业务创新为目标,都应匹配最合适的技术作为手段,既要敢于创新、打破传统领域的保守与固步自封,又要避免盲目跟风追求新技术,导致高昂的投入成本,见效缓慢。务实是他工作中的第一奥义。基于这样的价值主张,王晓钰博士将电力电子与控制理论的知识跨界应用于工业领域,构筑了一座连接传统工业与数字未来的桥梁——一套全面且深入的底层系统方法论。这套方法论犹如一座照亮未来工业新纪元的灯塔,为众多行业的数字化转型指明了方向,加速了新质生产力发展的进程,使得企业在追求高效与创新的道路上更加稳健前行。
而新能源行业,作为当前中国最具代表性的行业风口,正是王晓钰博士这套方法论成功应用的典范。其数字化转型的成功经验,验证了方法论的有效性的同时,更为整个工业界提供了宝贵的借鉴和启示,具有深远的意义。
风电技术创新领航者
王晓钰博士一直以技术创新为驱动在智能化的道路上不懈探索。在涉足风电领域之前,他曾在GE全球研发中心深耕,专注于数字化前沿控制技术的研究。怀揣着将智能技术转化为实际生产力的追求,他转而进入风电领域,开启了从技术研发到产品实现的崭新篇章。
谈及风电领域,远景能源无疑占据了行业的领先地位,凭借其强大的技术实力和创新能力,始终走在行业前列。特别是在2009年至2017年间,公司正经历着从技术创新并逐步实现国际化布局的全方位飞跃的关键时刻,王晓钰博士作为公司研发中心的领航者,发挥了至关重要的作用。期间,他负责的变频器产品研发,是新能源行业风力发电的电气核心部件,技术覆盖从短期产品开发到长线技术探索的全方位领域。从设计、测试到大批量生产及运维,王晓钰博士引领的团队所创造的价值高达数十亿,为远景能源的蓬勃发展奠定了坚实的基础。
在这一时期,王晓钰博士及其团队在风电技术创新方面取得了多个突破性成果,自主研发了风电机组的核心控制系统,实现了风机的一体化优化设计,降低了风力发电的成本和复杂性。他预见到大规模新能源接入电网后可能产生的问题,设计对电网友好的风电并网技术,让波动的新能源与传统的电力系统友好协同,解决了大规模风电的次同步震荡,偏远地区的弱电网接入,并在陕西定边地区的分散式风电接入项目得到验证。
具体到陕西定边分散式风电接入项目,王晓钰博士带领远景能源的技术团队,面对用电负载波动大,电网电能质量差,供电线路经常跳闸保护等多重挑战,研发并成功实施了电网适应性强的分布式风机。这一创新犹如在错综复杂的电网“迷宫”中持续寻找最优路径,不仅有效平衡了负荷,提高了电能质量和电网运行的稳定性,还显著提升了分布式风机的发电效率。值得一提的是,王晓钰团队在不增加任何电网和风机硬件投入的情况下,通过智能控制技术就成功实现了大量风机在弱电网的分散式风电场持续稳定运行,使得远景因此成为行业中首家仅通过软件技术实现这一目标的企业,从而为客户创造了显著的经济价值。
在风电机组核心控制系统方面,王晓钰博士及其团队更是取得了显著的技术突破。他们自主研发了关键部件,特别是变频器,通过不断优化和实际应用验证,大幅降低了故障率,显著提升了风电机组的稳定性和发电效率。同时,他们还构建了高精度仿真控制平台,实现了变频器与机组控制系统的协同优化设计,为风电行业向智能化转型构建了强大的技术保障,进一步巩固了远景能源在风电核心控制系统方面的技术优势。
此外,针对变频器的大功率测试复杂、成本高的问题,王晓钰博士及其团队也通过一项创新专利,成功打破了这一瓶颈。他们研发出了一种新型变频器测试平台及调试方法,解决了传统平台结构复杂、成本高昂的难题。这一创新不仅简化了测试电路,降低了电气复杂性,还节省了占地空间,为风电项目现场安装使用带来了极大的便利,再次彰显了王晓钰博士在风电技术创新方面的卓越实力。
王晓钰在新能源如何与电力系统和谐互动领域展现出了广泛而深入的研究专长,涉及智慧风场、风机智能控制、工业大数据应用的故障诊断与健康评估、风电并网消纳技术、储能系统以及微电网等多个关键领域。作为IEC(国际电工委员会)标委会的专家成员,他积极参与并推动了多项国际标准的制定工作,为风电并网标准的科学性和实用性提供了专业见解和实证支持。加速了风电及其他新能源技术的国际化、标准化进程,促进了国际交流与合作。
锂电池领域数字化创新的开拓者
锂电工艺水平之复杂,堪称人类制造史上的极限挑战之一。从原材料的精细处理到电池结构的精密组装,每一个环节都需达到极高的精度与稳定性。若非借助智能技术的力量,要实现如此高水平的生产几乎是不可能的。正是在这样的背景下,新能源产业的锂电池细分领域展现出了对智能制造的迫切需求。
而宁德新能源,凭借其强大的研发实力、先进的生产技术和广阔的市场布局,在这一领域内稳居行业领先地位。这一全球瞩目的成就,离不开王晓钰博士当时在智能制造总工程师岗位上发挥的核心技术创新与引领作用。特别是在锂电池涂布工艺精准控制、生产计划排程数学建模优化以及新能源生产设备与流程智能化管理方面,实现了三大核心技术创新。
王晓钰博士回忆当时在锂电池涂布工艺上面临一个艰巨任务:如何精确控制那微小至微米级别的涂布厚度,这堪比在发丝上雕刻的精细活。他另辟蹊径,跨越传统界限,从造纸行业中汲取灵感,巧妙地将造纸的狭缝涂布控制技术引入锂电池制造,给涂布机器的Die头(模具头)上安装精密的“小马达”(微电机),根据涂布厚度智能地控制狭缝缝隙,这样机器就能自己根据需要调整涂布的厚度了。他还建立了一个模型,就像给机器配了一个“大脑”,让它能更准确地预测和控制涂布的厚度,通过模型预测控制实现了闭环智能调控。涂布机器变得能够自己调节,更加智能。
这一创新减少了人工反复调节工艺和设备,不仅大幅提升了生产效率,更确保了锂电池涂布层的均匀性和稳定性,从而提升了产品品质。同时,这一做法在行业内产生了广泛影响,众多锂电池企业纷纷效仿,推动了整个行业的数字化转型。
在锂电池生产计划排程方面,王晓钰博士坦言,以往面对传统Excel手工排程的局限性,企业的生产计划排程就像是在没有图纸的情况下拼凑复杂的拼图,不仅耗时费力,而且容易出错,加上标准IT软件又因为适应性差而难以发挥作用。后来,王晓钰博士通过创新的业务抽象与提炼策略,将复杂的生产调度问题转化为数学问题,并利用先进的求解工具进行建模求解,就像给企业的生产流程安装了一套精准的导航系统,大幅提升了生产效率,并使企业能够更专注于业务问题的提炼与转化,而非软件应用的局限。
在新能源生产领域,有效管理设备和流程一直是个重大挑战,尤其对于锂电池的生产而言。如何实现其生产过程的数字化和自适应控制,成为业内亟待攻克的关键难题。面对这一艰巨任务,王晓钰博士凭借其深厚的专业知识和非凡的创新能力,引入了IoT平台和智能算法两项先进技术。
他巧妙地将智能IoT平台整合进生产流程之中,就像是给生产线装上了“智慧大脑”,能够实时收集并分析数据,使得生产调度变得异常精确。同时,利用智能算法对生产流程进行持续优化,让它拥有了自我调整的能力,实现了自适应控制。这一创新举措不仅大幅提升了生产效率,让生产流程变得更为高效且顺畅,还有力地保障了锂电池产品的一致性和卓越品质,降低了次品率和生产成本。
王晓钰博士的这一突破性成果,不仅提高了极限制造能力,为宁德新能源在全球市场上赢得了更多的订单和口碑,更为整个锂电池行业的数字化、智能化转型提供了有益的借鉴和启示,成为了锂电池领域数字化创新的积极开拓者。
智慧分享,引领行业齐头并进
在王晓钰博士持续推动工业数字化转型的过程中,他的创新精神和卓越成就赢得了业界的广泛赞誉与高度认可,并且频繁受邀于各大行业论坛与研讨会,成为引领智慧技术分享与交流的核心人物。
在受邀参加的2022先进制造业产业信息平台的分享中,王晓钰博士深入剖析了数字化转型的精髓与挑战,就数字化如何创造业务价值,为与会者带去了宝贵的洞见。紧接着,在2024数字赋能云课堂上,他再度携手业界同仁,慷慨分享其独到的数字化转型方法论与实战精经验。这些分享不仅促进了业界对工业数字化转型的深入理解,精准定位适合自身行业特性的高效转型路,更是极大地激发了企业界探索智能化转型新纪元的无限热情与坚定决心。
如今,这套方法论的价值已远远超越了单一企业甚至新能源产业,它已被广泛应用于多个行业。而王晓钰博士近日出版的同名新书《工业数字化转型:系统方法与敏捷实践》,更是将其精髓精心编纂,深入浅出。书中强调的敏捷迭代思维与务实选择策略,帮助企业在纷繁复杂的技术方案中精准把握转型方向,有效规避转型风险,实现数字化转型的快速突破与价值落地。
随着采访的深入,我们深刻感受到了王晓钰博士在智慧技术领域的卓越贡献和深远影响。更重要的是,王晓钰博士并未止步于此,他敏锐地洞察到数字化技术的跨领域应用潜力,将成功经验复制到多个工业行业,实现了数字化转型的广泛影响与深远意义。这不仅是对“工业数字化转型”的生动诠释,更是对“跨领域实践与创新启示”的深刻体现。
展望未来,在行业精英们的持续努力下,工业数字化转型的道路将更加宽广,智慧技术将在更多领域绽放光芒,引领我们迈向更加高效、智能的工业新时代。
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