人工智能迎來(lái)落地時(shí)代，風(fēng)力發(fā)電運(yùn)維巡檢場(chǎng)景上演無(wú)人機(jī)硬核劇情

——全球葉片智能巡檢行業(yè)領(lǐng)航者是怎樣煉成的？

從去年8月在風(fēng)電行業(yè)嶄露頭角，到當(dāng)前全球葉片巡檢領(lǐng)域打出響當(dāng)當(dāng)?shù)钠放啤６潭滩坏揭荒甑臅r(shí)間，擴(kuò)博智能Clobotics這個(gè)以“人工智能”起家的計(jì)算機(jī)技術(shù)公司，已經(jīng)先后和上海電氣、雙瑞風(fēng)電，以及歐洲最大風(fēng)電運(yùn)維商GEV等風(fēng)電龍頭企業(yè)達(dá)成合作，成為風(fēng)電后市場(chǎng)領(lǐng)域橫空出世的一匹黑馬，直接“殺”過(guò)國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)者，將整個(gè)國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手打了個(gè)措手不及。如此想來(lái)，其近期獲得的Pre-B輪2200萬(wàn)美元的融資便顯得更加順理成章。

當(dāng)然，“C位”出道憑的可不是運(yùn)氣。“公司成立后涉足的第一個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景就是風(fēng)機(jī)葉片巡檢。期間我們進(jìn)行了大量的調(diào)研和技術(shù)驗(yàn)證，包括到風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。總要有一個(gè)成熟的產(chǎn)品和方案，我們才好拿到市場(chǎng)上宣傳嘛。” 擴(kuò)博智能聯(lián)合創(chuàng)始人、首席運(yùn)營(yíng)官陳麗蘋女士爽朗的話語(yǔ)很有感染力，也從另一個(gè)角度展示了人工智能公司切入傳統(tǒng)電力行業(yè)時(shí)應(yīng)有的“務(wù)實(shí)”態(tài)度。

人工智能讓數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)

擴(kuò)博智能的核心技術(shù)是“計(jì)算機(jī)視覺(jué)”。這是一種領(lǐng)先的用攝影機(jī)和電腦對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、測(cè)量，并進(jìn)一步做圖形處理的科學(xué)。

“借助計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，擴(kuò)博的特種飛行機(jī)器人在巡檢時(shí)可以鎖定葉片上1~3毫米的裂縫，并拍攝出清晰圖像，甚至連停留在葉片上蒼蠅的翅膀紋路都能看得十分清楚。” 陳麗蘋是這樣解釋的。


特種飛行機(jī)器人作業(yè)拍攝照片上，蒼蠅翅膀紋路清晰可見(jiàn)

談到葉片裂縫，我們不妨先看一下如果葉片受損，會(huì)給業(yè)主造成哪些損失。

風(fēng)電機(jī)組捕風(fēng)的關(guān)鍵就是葉片，肉眼看上去旋轉(zhuǎn)緩慢的風(fēng)機(jī)葉片，實(shí)際上葉尖的運(yùn)動(dòng)速度能達(dá)到300公里/小時(shí)，甚至超過(guò)了高鐵的平均速度。但由于長(zhǎng)時(shí)間暴露于風(fēng)吹、雨淋等惡劣環(huán)境中，葉片前緣材料、涂層的腐蝕、裂縫或退化，會(huì)極大地影響其空氣動(dòng)力學(xué)性能，對(duì)發(fā)電量產(chǎn)生影響。有數(shù)字顯示，葉片受損可造成海上風(fēng)場(chǎng)1.5%--8%的發(fā)電量損失。

因此葉片巡檢一直是風(fēng)電后市場(chǎng)服務(wù)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。當(dāng)前2.1億千瓦的裝機(jī)量，以及每年25~30%的增速，無(wú)不催生著巨大的后運(yùn)維需求。

傳統(tǒng)模式下對(duì)葉片健康狀態(tài)的檢測(cè)比較困難：能使用的方式不過(guò)是借助高倍望遠(yuǎn)鏡、無(wú)人機(jī)進(jìn)行；或加裝傳感器監(jiān)測(cè)葉片震動(dòng)情況。但無(wú)論以上哪種方式，要想發(fā)現(xiàn)葉片的具體故障點(diǎn)，后期仍需要借助精確設(shè)備進(jìn)行檢查驗(yàn)證。就目前的需求而言，需要設(shè)備+技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)近距離捕捉毫米級(jí)缺陷，才能達(dá)到最佳的檢測(cè)效果。

但遺憾的是，目前業(yè)內(nèi)能夠提供此服務(wù)的，除了“蜘蛛人”這種專業(yè)工種以外，不依靠人工的解決方案幾乎為零，安全性和監(jiān)測(cè)精度都是現(xiàn)在的重大難題。而擴(kuò)博智能研發(fā)的搭載了“計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和核心控制策略”的特種飛行機(jī)器人全自動(dòng)巡檢方案，則正好戳中了行業(yè)的痛點(diǎn)。

“我們的解決方案是‘三維自動(dòng)駕駛’+‘傳感器’，機(jī)器人的飛行路線不依靠建模，而是采用多傳感器反饋信號(hào)與視覺(jué)識(shí)別相融合，實(shí)時(shí)規(guī)劃路徑。”陳麗蘋說(shuō)。

有了機(jī)器視覺(jué)還不夠，還有來(lái)自于擴(kuò)博智能的“核心控制策略”，它能讓特種機(jī)器人100%全自動(dòng)飛行并鎖定故障點(diǎn)。打個(gè)比方，如果將特種飛行機(jī)器人的硬件比作人類的身體，那么“核心控制策略”是發(fā)出指令的大腦，“計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)”則是控制行為的中樞神經(jīng)，這一套來(lái)自擴(kuò)博自主研發(fā)的技術(shù)，能夠獨(dú)立完成葉片巡檢動(dòng)作。

基于這樣的領(lǐng)先技術(shù)和策略，全自動(dòng)葉片巡檢方案可以不限風(fēng)機(jī)的品牌、朝向、高度，在25分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)3個(gè)葉片12條路徑的全自動(dòng)飛行，相比傳統(tǒng)方式效率提升近10倍，這也是業(yè)內(nèi)類似解決方案鮮有能達(dá)到的高度。


特種飛行機(jī)器人空中作業(yè)以及照片拍攝

值得一提的是，機(jī)器人的硬件平臺(tái)來(lái)自于無(wú)人機(jī)行業(yè)龍頭大疆公司，相機(jī)采用SONY工業(yè)級(jí)別相機(jī)，高標(biāo)準(zhǔn)的硬件配置也是特種機(jī)器人完成高難度飛行和拍攝的前提條件。

打造風(fēng)電葉片運(yùn)維數(shù)據(jù)閉環(huán)

當(dāng)前，風(fēng)機(jī)葉片的健康維護(hù)是行業(yè)面臨的一個(gè)重要難題，其背后還有一個(gè)深層次的問(wèn)題所在——在風(fēng)電智能化發(fā)展的今天，作為風(fēng)電三大部件之一的葉片，自身的歷史數(shù)據(jù)體系卻一直處于缺失狀態(tài)，這也是風(fēng)電葉片運(yùn)維的另一個(gè)痛點(diǎn)所在。

“我們?cè)谏钊胄袠I(yè)調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，幾乎所有國(guó)內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)都沒(méi)有相應(yīng)的葉片維護(hù)歷史數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集體系。”陳麗蘋女士說(shuō)。這也意味著，在我國(guó)風(fēng)電發(fā)展近三十年的生命周期中，關(guān)于葉片的歷史數(shù)據(jù)幾乎為零。即便是葉片廠家，所掌握的數(shù)據(jù)也僅僅為產(chǎn)能數(shù)據(jù)，當(dāng)風(fēng)機(jī)投產(chǎn)后，以運(yùn)維為主體的數(shù)據(jù)就發(fā)生了斷層。

這是一個(gè)很大的問(wèn)題。在當(dāng)前風(fēng)電競(jìng)價(jià)、平價(jià)的趨勢(shì)下，資產(chǎn)的數(shù)字化管理已經(jīng)提上日程。作為重要資產(chǎn)之一，葉片運(yùn)維也處在了數(shù)字化的風(fēng)口之上。而這個(gè)“風(fēng)口”被擴(kuò)博智能敏銳得捕捉到了。

“擴(kuò)博所提供的是一整套基于人工智能的一站式風(fēng)機(jī)葉片全自動(dòng)巡檢和數(shù)字化管理平臺(tái)服務(wù)。”陳麗蘋女士介紹。“拍攝清晰完整照片”是切入點(diǎn)，數(shù)字化葉片數(shù)據(jù)處理與管理平臺(tái)才是其最終落腳點(diǎn)。

數(shù)字化葉片數(shù)據(jù)處理與管理平臺(tái)，是納入人工智能、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、云計(jì)算和數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)，而開(kāi)發(fā)的集巡檢計(jì)劃管理、巡檢數(shù)據(jù)上傳、缺陷標(biāo)注分析歸檔等功能于一體的葉片運(yùn)維管理信息系統(tǒng)。


利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)故障進(jìn)行測(cè)量與分析

我們可以理解為：特種飛行機(jī)器人將拍攝照片傳到云端，云端自動(dòng)初篩葉片受損狀況，最終生成風(fēng)機(jī)葉片損耗輔助報(bào)告反饋給用戶。

從前端的收集圖片數(shù)據(jù)，到后端提供分析服務(wù)，這種“端到端”的模式，極大的消除了人工巡檢的個(gè)體化差異，使數(shù)據(jù)更為標(biāo)準(zhǔn)，并可進(jìn)行歷史溯源。構(gòu)建了風(fēng)機(jī)巡檢行業(yè)的完整數(shù)據(jù)閉環(huán)，幫助業(yè)主達(dá)成葉片資產(chǎn)數(shù)字化管理的目標(biāo)。

全球風(fēng)電葉片智能巡檢領(lǐng)航

2019年2月，擴(kuò)博智能與歐洲最大風(fēng)電運(yùn)維商GEV Wind Power簽署深度戰(zhàn)略合作協(xié)議，以創(chuàng)新科技推動(dòng)全球風(fēng)機(jī)葉片運(yùn)維市場(chǎng)數(shù)字化升級(jí)。進(jìn)一步坐實(shí)了風(fēng)電葉片智能巡檢行業(yè)難以動(dòng)搖的地位。

由于擴(kuò)博團(tuán)隊(duì)的主要核心成員多數(shù)來(lái)自微軟、谷歌等企業(yè)，再加上前微軟全球首席運(yùn)營(yíng)官凱文·特納正式加入擴(kuò)博智能戰(zhàn)略委員會(huì)，使得其在拓展國(guó)際市場(chǎng)方面有相對(duì)雄厚的基礎(chǔ)。

2018年的歐洲風(fēng)能展為擴(kuò)博智能提供了不錯(cuò)的契機(jī)。當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)帶著方案向客戶推廣，回到上海后便接到了某丹麥客戶的實(shí)地測(cè)試要求。當(dāng)實(shí)測(cè)照片展示出來(lái)后，業(yè)主方面對(duì)照片的清晰程度以及數(shù)據(jù)平臺(tái)的分析能力表示驚訝，當(dāng)場(chǎng)表示“這就是我們想要的效果”。

此次“小試牛刀”之后，擴(kuò)博智能團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步明確了公司的國(guó)際化發(fā)展路徑：風(fēng)電葉片的巡檢需求是全球性的，而且中國(guó)風(fēng)電占據(jù)了全球40%的市場(chǎng)份額，只要扎根中國(guó)市場(chǎng)的同時(shí)積極對(duì)外拓展，擴(kuò)博智能就能獲得不錯(cuò)的全球市場(chǎng)份額。

在全球化戰(zhàn)略下，從2016年擴(kuò)博智能創(chuàng)立至今，短短三年不到時(shí)間已服務(wù)了15家大型客戶，27個(gè)風(fēng)場(chǎng)和15種不同類型的風(fēng)機(jī)，特種飛行機(jī)器人單架單日最高記錄服務(wù)達(dá)13臺(tái)風(fēng)電機(jī)組。

理性務(wù)實(shí) 驅(qū)動(dòng)行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程

溝通過(guò)程中，陳麗蘋女士強(qiáng)調(diào)，擴(kuò)博智能是一家非常“務(wù)實(shí)”的公司。其實(shí)在筆者看來(lái)，“務(wù)實(shí)”從另一個(gè)角度來(lái)看，也是更為“理性”的表現(xiàn)。

擴(kuò)博智能的理性體現(xiàn)在，對(duì)風(fēng)電葉片運(yùn)維行業(yè)的現(xiàn)狀有非常清晰的認(rèn)知，兩年來(lái)不錯(cuò)的業(yè)績(jī)并沒(méi)有讓其膨脹到覺(jué)得自己可以包攬整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務(wù)。

“在當(dāng)前的多元化市場(chǎng)中，合作是最好的共贏方式。” 陳麗蘋女士說(shuō)，“我們非常愿意和各方運(yùn)維企業(yè)達(dá)成合作，建立良好的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，從而進(jìn)一步打通數(shù)據(jù)，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程。”

另一方面，與一眾互聯(lián)網(wǎng)公司動(dòng)輒百億的擴(kuò)張目標(biāo)不同，擴(kuò)博智能對(duì)于未來(lái)兩年的發(fā)展方向，簡(jiǎn)直普通到“令人發(fā)指”。

“我們開(kāi)發(fā)的是一整套適用于工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品，如果僅僅是把數(shù)據(jù)收集起來(lái)就可以了，那最終不還是成了一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)公司嗎？”

在陳麗蘋女士看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)人工智能產(chǎn)品真正落地，僅靠數(shù)據(jù)是不夠的。未來(lái)一到兩年內(nèi)，擴(kuò)博智能將更多地考慮如何提高智能巡檢機(jī)器人的工作效率，以及建立健全圍繞產(chǎn)品的保養(yǎng)、升級(jí)等售后體系。使客戶端的操作更加便捷化、人性化，“就像IPhone手機(jī)，手指一點(diǎn)，頃刻升級(jí)。”這也是AI技術(shù)帶給行業(yè)的最佳體驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)

可能每一個(gè)技術(shù)出身的人，都有一個(gè)“技術(shù)改變世界”的夢(mèng)想。在當(dāng)前我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和電力改革的浪潮中，技術(shù)的發(fā)展始終處于不可動(dòng)搖的支撐地位。也許人工智能技術(shù)確實(shí)是開(kāi)啟風(fēng)電數(shù)字化轉(zhuǎn)型下一個(gè)里程碑的鑰匙。這也正是國(guó)務(wù)院參事、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)石定寰出任擴(kuò)博智能中國(guó)戰(zhàn)略顧問(wèn)的原因之一。

我們將拭目以待，這些手持前沿技術(shù)的企業(yè)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)行業(yè)進(jìn)入智能化發(fā)展的新階段。

原標(biāo)題:人工智能迎來(lái)落地時(shí)代，風(fēng)力發(fā)電運(yùn)維巡檢場(chǎng)景上演無(wú)人機(jī)硬核劇情 ——全球葉片智能巡檢行業(yè)領(lǐng)航者是怎樣煉成的？