GE礦業(yè)驅動系統(tǒng)帶領礦用卡車用戶進入工業(yè)互聯(lián)網時代
發(fā)表時間 :2014-12-12 來源:中國礦業(yè)網
2014年10月中旬,GE董事長兼首席執(zhí)行官杰夫·伊梅爾特宣布:GE的工業(yè)互聯(lián)網軟件平臺Predix將于2015年向所有公司開放,為它們大規(guī)??焖匍_發(fā)自定義行業(yè)應用,提升資產管理績效提供支持。早在2012年2月,就在美國總統(tǒng)奧巴馬宣布實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略8個月后,GE率先提出了“工業(yè)互聯(lián)網”概念,并在惠及航空、石油天然氣、運輸、醫(yī)療與能源行業(yè)等領域迅速推出9個工業(yè)互聯(lián)網項目。2013年10月,GE推出14項新型工業(yè)互聯(lián)網前瞻性(Predictivity)技術,并攜手AT&T、思科及英特爾公司,拓展工業(yè)互聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)。如今,工業(yè)互聯(lián)網成為全產業(yè)鏈的盛事,GE與軟銀、威瑞森和沃達豐等更多企業(yè)建立合作伙伴關系,形成從政府到產業(yè)界的聯(lián)動格局。
“也許你昨晚入睡前還是一個工業(yè)企業(yè),今天一覺醒來卻成了軟件和數(shù)據(jù)分析公司?!币撩窢柼赜眠@樣的表述形容GE在工業(yè)互聯(lián)網變革中的進展。機器的連接、海量的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的分析,人與智能機器的完美結合,蘊含著巨大的財富。按照GE宏偉的愿景,到2025年,受益于工業(yè)互聯(lián)網的工業(yè)部門將達到82萬億美元規(guī)模,這或許占全球經濟的一半。而在今年10月,隨著被視為企業(yè)核心技術機密和利潤源泉的一系列自動化控制Predix軟件平臺被GE宣布于2015年對全世界開放。一個將全球工業(yè)系統(tǒng)與高級計算、分析、傳感技術以及互聯(lián)網高度融合的工業(yè)互聯(lián)網,正在成為GE期盼已久的一場產業(yè)變革。
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三一重裝裝配GE驅動系統(tǒng)的240噸級交流傳動卡車
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借助這一契機,GE所屬GE礦業(yè)作為礦用卡車驅動系統(tǒng)的領導者,自然也會把這場工業(yè)革命的盛宴帶給廣大礦業(yè)用戶。
說到大型電動輪礦用卡車,讓我們首先來了解一下它的歷史。早在1963年,配置GE電動輪驅動系統(tǒng)的礦用卡車首次在美國投入運行。之后,由于電傳動礦用卡車在大載重噸位應用上相較于傳統(tǒng)機械傳動卡車具有部件更少、維護工作強度低、可用率更高、爬坡度和運行速度更高、能夠大幅度減少循環(huán)時間提高運量,更寬泛的電制動能力減少機械制動磨損等優(yōu)勢,而被廣大礦山用戶所接受。 70年代末期,本溪南芬鐵礦成為國內第一家引入電傳動礦用卡車的用戶,其配置的是當時最先進的GE直流靜態(tài)勵磁驅動系統(tǒng)。之后,1985年中煤平朔能源有限公司(當時最早的中美合資企業(yè))采購了超過了100臺帶有GE電傳動系統(tǒng)的礦用卡車作為露天煤礦開采使用。 這批車的出色表現(xiàn)和超長使用年限給國內廣大礦業(yè)用戶樹立了標桿。隨著2008年首批GE交流傳動載重300噸的小松930E卡車在中煤平朔投入運行,標志著國內露天礦進入交流驅動時代。GE礦業(yè)是在1996年全球首先推出交流驅動系統(tǒng)技術的,可以看出,國內引進交流系統(tǒng)的卡車較晚,但是國內交流系統(tǒng)卡車的增長速度則是全球最快的。從2008年至今,國內采購的交流驅動系統(tǒng)電傳動卡車已經達到456臺,其中399臺采用的是GE交流驅動系統(tǒng)。而在全球范圍,在運行的擁有GE驅動系統(tǒng)的電傳動卡車接近8000臺,其中交流系統(tǒng)的卡車接近3000臺。這個龐大的保有量基礎,給GE礦業(yè)和礦山用戶提供了一個很好的實現(xiàn)互聯(lián)互通,工業(yè)互聯(lián)網應用的機會。
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2012年配有GE驅動系統(tǒng)的湘電重裝200噸卡車成功出口澳大利亞
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GE礦業(yè)礦用卡車驅動系統(tǒng)優(yōu)勢體現(xiàn)
GE礦業(yè)礦用卡車驅動系統(tǒng)之所以在全球和中國取得成功,是源于GE礦業(yè)致力不斷創(chuàng)新并保持行業(yè)技術領先的精神,以及客戶第一、唯客戶定成敗的理念。
在技術上,GE礦業(yè)在電驅動系統(tǒng)領域有著悠久的傳承和積淀。這項技術本身源于機車上的柴油電力牽引技術,而GE在這方面更是有百年的歷史。針對礦用卡車用戶,GE礦業(yè)了解他們最關心的是兩點:一是安全;一是全壽命周期噸成本。在近50年的技術發(fā)展和創(chuàng)新中,GE礦業(yè)始終圍繞這兩個核心為客戶提供解決方案,比如在安全方面的防打滑/空轉技術,GE直流系統(tǒng)上就已經實現(xiàn),并在交流驅動系統(tǒng)上得到了進一步提升,實現(xiàn)了兩個驅動輪的獨立自適應控制。再比如在交流系統(tǒng)中可能系統(tǒng)帶電傷人的問題,GE提供了多重保護和警示,包括系統(tǒng)自動放電,帶電警示燈等。還有,在載重300噸以上的卡車上,GE礦業(yè)與卡車廠家合作應用濕盤式制動器,從而大大減少了在制動過程中摩擦片過熱引起輪胎起火的風險。
對于全壽命周期的噸成本,更是促成GE礦業(yè)驅動系統(tǒng)不斷創(chuàng)新和處于行業(yè)領先地位的動力源泉。 GE礦業(yè)明白影響這一指標的是卡車出動率和卡車運行維護成本;在這兩方面,GE礦業(yè)可以說是下足了功夫。 卡車出動率與電氣系統(tǒng)的可靠性密切相關,而GE驅動系統(tǒng)的高可靠性是業(yè)內公認的,這源于GE礦業(yè)在系統(tǒng)和部件設計、制造方面50年的技術積累,包括借鑒于機車嚴酷環(huán)境應用的解決方案和設計余量。 GE 獨有的與發(fā)動機同軸的冷卻風扇系統(tǒng),對主發(fā)電機的設計和制造提出了更高的要求,但卻使整個系統(tǒng)減少了一套額外的風機系統(tǒng),使整個驅動系統(tǒng)更簡化,更流暢直接,更皮實,系統(tǒng)的簡化意味著效率更高,可靠性更高,相應的風機保養(yǎng)與維護成本也被省去。另外,GE 最新的InvertexII 系統(tǒng)集成技術使得控制系統(tǒng)更加智能,高速并可實現(xiàn)CAN總線通訊,無線通訊等功能。這些都更增強了系統(tǒng)的可靠性和維修快速性。影響卡車運行維護成本的因素也很多,重點是燃油消耗,輪胎消耗,備件消耗等等;燃油消耗方面,GE礦業(yè)驅動系統(tǒng)對發(fā)動機的轉速進行優(yōu)化控制使其根據(jù)實時工況工作在最佳工作狀態(tài),從而節(jié)省燃油。GE礦業(yè)于2014年最新推出的燃油節(jié)省升級包又能進一步使系統(tǒng)燃油消耗降低。對于架線助力系統(tǒng)的應用,上世紀80年代GE礦業(yè)首先在直流系統(tǒng)卡車上實現(xiàn)。當時主要是因為石油危機,南非等非洲國家又遭到石油禁運,柴油價格非常高,所以GE礦業(yè)專門為南非市場開發(fā)了帶有架線助力功能的電傳動卡車。目前,GE礦業(yè)交流驅動系統(tǒng)也實現(xiàn)了可以配置受電弓系統(tǒng),甚至對于現(xiàn)有卡車,加裝GE礦業(yè)架線助力升級包即可實現(xiàn)。需要指出的是架線助力系統(tǒng)只在某些特殊應用條件下,比如礦山爬坡較大較長, 卡車運行路線較固定時,才更有應用價值,因為與其相配套的電力系統(tǒng)投資和維護成本是十分可觀的。這也是為什么現(xiàn)在在世界上幾乎所有的架線助力卡車應用都集中在非洲,而象礦業(yè)發(fā)達的澳洲市場,南美市場卻無人使用。對于輪胎消耗成本,GE礦業(yè)也做了努力,防打滑/空轉技術不僅提高了卡車安全性,在一些潮濕泥濘條件的礦山,還可以提高牽引力,降低輪胎的磨損,延長輪胎使用壽命。驅動系統(tǒng)的高可靠性和高設計余量,使得系統(tǒng)的備件消耗很有限,特別是在第一次大修期間,GE系統(tǒng)的電動輪經常不需要更換通常需要更換的齒輪系,從而大大降低了大修成本。
北方股份裝配GE驅動系統(tǒng)的240噸級交流傳動卡車
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GE礦業(yè)驅動系統(tǒng)在全球受到歡迎的另一個原因是它在極端環(huán)境條件下的適應能力和豐富應用實例。在攝氏零下60度的西伯利亞;在攝氏零上49度的撒哈拉沙漠地區(qū),都有GE礦業(yè)驅動系統(tǒng)的卡車在運行。特別需要指出的是高海拔應用,在智利,海拔高度在4000米以上的礦山中有超過100臺GE驅動系統(tǒng)的卡車在運行。在國內的青藏線鐵路,有78臺GE機車已經成功運行了8年,如前面所述,GE礦用卡車驅動系統(tǒng)實際上是源于機車牽引系統(tǒng),目前青藏線機車上的很多電氣元件是可以和GE卡車驅動系統(tǒng)進行互換的。可以說GE電氣牽引系統(tǒng)在青藏線海拔5000米的應用環(huán)境下,經驗證很好地解決了電氣絕緣、 宇宙射線、空氣稀薄造成的冷卻問題等技術挑戰(zhàn)。
展望未來,GE礦業(yè)礦用卡車驅動系統(tǒng)在技術創(chuàng)新上的腳步不會停止 - 卡車全電氣化系統(tǒng)、混合動力技術、下一代碳化硅電力電子晶閘管技術等等都在GE礦業(yè)的研發(fā)計劃中。
遵循“在中國、為中國”的理念,GE礦業(yè)一直注重本地化發(fā)展。GE礦業(yè)從2007年開始相繼與國內礦用卡車制造企業(yè)合作創(chuàng)造了多個中國第一:與湘電重裝合作生產了國內第一臺載重超過220噸的交流傳動卡車、第一臺300噸交流傳動卡車;與北方股份合作生產了國內第一臺150噸級交流傳動卡車、240噸級直流傳動卡車、200噸級交流傳動卡車;同時還和三一重裝、徐工集團、中冶京誠等企業(yè)合作推出了220噸級和300噸級的礦用卡車。今年11月份,湘電重裝成功與澳大利亞礦業(yè)巨頭力拓公司簽署了長期供貨協(xié)議,而力拓公司采購的也是湘電重裝生產的配置GE礦業(yè)交流驅動系統(tǒng)的礦用卡車。不僅如此,GE礦業(yè)還與國內礦用卡車最終用戶例如神華集團、中煤集團等建立了戰(zhàn)略合作伙伴關系,與它們一起解決礦業(yè)領域最棘手的應用挑戰(zhàn)。GE礦業(yè)在國內有一支強大的專業(yè)工程師團隊來支持國內合作伙伴,他們可以為用戶提供最及時的技術支持和培訓。到2014年年底,配置GE驅動系統(tǒng)的國內廠家制造的礦用卡車已經超過了100臺。
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?面臨新一代工業(yè)轉型的契機,GE礦業(yè)將充分發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網的潛力,幫助客戶改善運營和資產性能管理。
配有GE Invertex驅動系統(tǒng)的礦用卡車形成了龐大的智能機器規(guī)模,每輛卡車在運行過程中都成為數(shù)據(jù)和信息的載體。借助GE工業(yè)互聯(lián)網Predix平臺,海量數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,轉化為準確的決策??蛻臬@得更多的洞察力和可視性,可以及時、主動地確保資產安全和運行優(yōu)化。通過高效地部署服務,卡車運行消耗更少的燃料;通過對卡車運行健康狀態(tài)的監(jiān)控,大部分故障都可以得到提前診斷和預防,從而有效減少計劃外故障,提高卡車出動率, 提高礦山企業(yè)生產效率。工業(yè)互聯(lián)網離礦業(yè)用戶并不遙遠!
“唯客戶定成敗”,GE最新的企業(yè)文化理念決定了該公司始終以客戶為中心。未來的GE將依托工業(yè)互聯(lián)網的潛力不斷的進行技術創(chuàng)新,為用戶提供卓越的產品和服務,成為礦車用戶不可缺少的戰(zhàn)略合作伙伴。

