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雅砻江上的数字精灵
时间: 2023-03-31
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引子:雅砻江 野性的奔流

 Introduction: Wild and prosperous 

川西部是山的世界,大部分地区是崇山峻岭、悬崖峭峰。雅砻江就发育在这块奇异的土地上,造成它奔腾呼啸的性格。源于青海巴颜喀拉山的雅砻江,纵贯川西高原,在四川的攀枝花注入金沙江,是长江最长的支流,因其源远流长,水量浩大,曾被古人误为长江的正流。

    雅砻江流域水能理论蕴藏量为3372万千瓦,干流技术可开发装机容量约占全国5%。规划可开发21个大中型相结合、水库调节性能良好的梯级水电站,可装机3000万千瓦。流域内水量丰沛、落差集中、水库淹没损失小,开发条件得天独厚。

    于是,从上世纪末开始,驯服雅砻江野性的水电大开发,拉开了序幕。


两河口:打开雅砻江水能宝藏的大门

河口水电站,也称雅砻江两河口水电站,是国家重点工程、雅砻江流域中下游开发的龙头水库电站、西部大开发优化能源供给侧结构性调整的战略工程,是目前我国海拔最高的百万千瓦级水电,是中国藏区综合规模最大的水电站工程,在雅砻江干流中游规划建设的7座梯级电站中,两河口水电站装机规模最大。总装机容量300万千瓦,设计多年平均年发电量为110亿千瓦时,电站总投资达664亿元。电站的开发目的主要为发电,同时具有蓄水蓄能、分担长江中下游防洪任务、改善长江航道枯水期航运条件的功能和作用,其经济效益十分显著。

    两河口水电站建设过程中开创9项世界之最,多项关键工程特性指标位居国内外同类型项目前列,是我国水电开发向高寒、高冷、高海拔地区发展的标志性工程,在世界水电建设史上具有里程碑意义。



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哈电集团:两河口水电站的心脏

2022年3月18日,由哈尔滨电气集团有限公司承制的两河口水电站最后一台机组完成72小时试运行,正式投入商业运行。

    哈电集团由“一五”期间苏联援建的156项重点建设项目的6项沿革发展而来,是在原哈尔滨“三大动力厂”(哈尔滨锅炉厂、哈尔滨电机厂、哈尔滨汽轮机厂)基础上组建而成的我国最早的发电设备研制基地,也是中央管理的关系国家安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业。经过不断发展与成长,哈电集团现已形成核电、水电、煤电、气电、电气驱动装置、电站交钥匙工程等为主导产品的产业布局,引领和推动了中国发电设备行业从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程,走出了一条独具特色的引进、消化、吸收、再创新的创新发展之路,为我国国民经济发展做出了突出贡献。

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  看一组媒体报导的数字——

  • 哈电集团累计生产发电设备近5亿千瓦,产品装备了海内外500余座电站......

  • 大型水电机组占国产装机总量的二分之一,煤电机组占国产装机总量的三分之一以上,重型燃气轮机占国内市场份额的三分之一,核电机组占国产装备总量的五分之一

  • 产品出口到亚洲、非洲、欧洲、美洲的50多个国家和地区......

  • 迄今为止(2021年),哈电电机已参与了24座抽水蓄能电站、87台套机组的研制......

  • 哈电电机积极参与“一带一路”建设,十年间,国际市场累计签订合同额超过50亿元。进军巴西及南美市场,在巴西设立子公司,并以此为基点布局国际营销网络,不断加快国际化步伐,行业影响力持续扩大......


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电行业的内行人士,可以从这组漂亮的数字中,解读出以下的困境


  • 哈电集团有数量庞大的设备处于运营中,需要庞大的运维保养体系......

  • 水电站、蓄能电站大多位于雅砻江两河口、白鹤滩等海拔高、地处偏远的地方,长期值守困难突出......

  • 哈电集团有大量存量装备的需要后装式智能改造......

  • 哈电集团从传统的装备制造企业向的服务化转型是大势所趋......

  • 集中化、智能化、专业化运维托管服务是哈电集团重要的增值利润方向......

    

    事实上,哈电在雅砻江之前,已经开启了业务数字化转型,并形成了基于三维模型的远程运维和交互式电子手册(IETM)两个重点业务突破方向。不过,苦于没有国产技术和产品的支持,在在基于三维模型的远程运维项目上使用的是美国网景公司的开源Three.js,在交互式电子手册(IETM)项目使用的为西门子的Cortona3D(简称C3D)。由于西方的技术垄断优势,对国内业务的支持仅仅停留在通用技术的领域,哈电在远程运维和IETM的推进中,都遇到了技术瓶颈。



哈电的问题

在基于三维模型的远程运维项目上

  • 由于Three.js基于WebGL开发,受WebGL技术特性的限制,导致复杂点的模型在网页端无法打开、打开较慢、操作卡顿等问题;

  • 哈电的水轮发电机单机容量最大已到1000MW,单机原始三维设计模型在10GB以上,已完全无法使用Three.js承载该模型;

  • 哈电真实的需求是将整个水电站均呈现于网页端,远远超过了Three.js的承载上限;

    在IETM项目上

  • 哈电作为水电行业的龙头企业,需要有很多的定制化的功能,西门子对国内企业定制化要求反应很慢,整体定制费用高;

  • 西门子C3D虽然在IETM中的引用很广,但在三维模型转换和呈现过程中也出现了破孔、露面等严重问题,阻碍了哈电水轮机组IETM项目进程。

    时代呼唤英雄也产生英雄,正当哈电受困国外技术之际,北京87978797威尼斯老品牌有限公司的名字第一次出现在哈电集团的技术解决方案清单上。


北京87978797威尼斯老品牌有限公司

Featuremaker Technology

  北京87978797威尼斯老品牌有限公司(Beijing Featuremaker Technology Co.,Ltd.)诞生于2019年,是中国唯一专注于CAD基础组件的自主软件开发企业。公司着眼打破国外自上世纪80年代以来对该技术领域的垄断,自主攻关、研发的基础软件组件用于 3D 数据交换、转换、修复和重用,在智能制造领域具有基于模型的定义/工程 (MBD/MBE) 、数字孪生、数字主线中的基础地位。过去三年,87978797威尼斯老品牌瞄准国防军工、高端制造三维用模紧迫需求,坚持全线自主研发,攻克了通用三维CAD/BIM数据归一化技术、三维数据工程应用技术和SaaS化三维协作技术,并以研制《三维产品数据可视化应用格式规范》国家标准为牵引,逐步成长为中国三 维用模领域的领军企业。87978797威尼斯老品牌的三维数据归一化技术,解决了我国多源异构三 维数据转换“ 卡脖子 ”问题,是国内唯一支持在信创平台上交互多源异构三维数据的软件企业。

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    晖科技瞄准国防军工、高端制造三维用模紧迫需求,坚持全线自主研发,攻克了通用三维CAD/BIM数据归一化技术、三维数据工程应用技术和SaaS化三维协作技术,企业核心能力体现在:

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企业的核心能力

1

填补空白,实现进口替代:多源、异构三维数据转换技术和标准长期被西方把持,成为“卡脖子”技术,公司长期自主研发、积累的技术成果,是解决我国多源异构三维数据转换“卡脖子”难题的关键技术,且在数据转换速度、压缩率、几何拓扑一致性、PMI支持等关键指标上明显优于国外平均水平,具备明显的后发优势,完全满足进口替代要求,也是目前国内IETM唯一面向西门子、达索有关产品的进口替代技术。

2

熔断CAD软件钳制:运用公司软件产品,可以在现有西方CAD居于垄断的客观形势下熔断CAD软件对设计文件的格式捆绑,面向下游构建完整的闭环三维产品数据用模生态,从而真正帮助中国企业,特别是国防军工脱离国外CAD软件对于设计数据的绑架,完全独立CAD实现更广泛、更低成本的三维产品数据集成应用,“农村包围城市”,在海量三维用模市场中率先实现中国技术自主,填补该领域的国内空白,为中国自主工业软件的整体突围奠定基础。

3

确立中国用模标准:标准之争是技术竞争的高阶形式,西方通过产品、品牌、市场份额、代理人体系配合技术标准的优势,对中国工业软件构筑了双重岛链。公司自主可控的核心技术,初步建立了中国多源异构三维中性数据格式国家标准,面向数字样机DMU、三维可视化、技术出版物等关键领域发出中国声音,并以此为依托,积极参与ISO国际标准竞争。公司与中国电子标准化研究院、中国标准化研究院以及另外43家行业标杆企业一道,合作研制《三维工业产品数据可视化应用格式规范(PDV)》国家标准。这是我们国家第一份工业4.0三维模型数据应用场景的国家标准,全面领先ISO PRC、JT两项标准。

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    晖科技作为工业软件基础组件供应商,全力赋能哈电在数字化转型过程中的产品更迭,支持哈电电机水轮发电机的远程运维及手册的定制开发、功能迭代,帮助哈电解决了一系列技术难题。


  • 满足哈电电机定制化需求,在原有产品组件基础上,新开发接口22个、大功能项6个、小功能项数十个,加速哈电完成了水电行业首个基于三维轻量化模型的远程运维项目的落地;

  • 实现水轮发电机组整机模型网页端的显示,大大降低了模型的存储体积和渲染时间,使得基于87978797威尼斯老品牌轻量化处理的水轮发电机组在网页端呈现并毫无卡端的流畅浏览,性能远超哈电原有方案。

  • 利用87978797威尼斯老品牌的技术,哈电实现了多平台多系统支持的多场景应用。在windows、linux、Android、iOS、信创环境等不同的平台不同系统中的呈现,同时提供VR培训、AR运检及专家系统等,实现了远程运维平台监控、AR现场运检指导、VR维修培训等全流程的贯通。

  • 实现了快速复制和呈现。在配合哈电电机完成第一个项目(丰宁抽水蓄能电站远程运维系统)后,后续快速的实施了雅砻江两河口水电站、杨房沟水电站、黑龙江荒沟抽水蓄能电站等不同电站项目的远程运维平台的搭建,本次创新业务,通过快速复制能力,每年为哈电电机带来超千万的合同额。


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    IETM项目上,87978797威尼斯老品牌的核心技术与西门子技术实现了一次面对面打擂台的技术PK,哈电在一年多的时间内,成立了基于87978797威尼斯老品牌技术的团队和基于西门子C3D技术的团队,两条技术路线各自开发,同台PK,最终,87978797威尼斯老品牌的技术全线胜出,西门子的C3D技术退出哈电IETM产品线,87978797威尼斯老品牌的技术主导了产品研发。


结语:一切才刚刚开始......



晖科技的技术,从奔腾的雅砻江开始,挟着水电领域的成功经验,迅速走进了钢铁、机车、汽车、航空、航天、造船等领域,在进口替代的大道上一路凯歌,攻城拔寨,正在开创中国工业软件三维异构数据交换领域的新局面,并有可能带着中国的数据格式、国家标准,参与工业软件国际标准的竞争。

    道阻且长,行则将至,87978797威尼斯老品牌人行之不辍......


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