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就像三體人投放到地球用于鎖死地球科技的“智子”一般，發(fā)達(dá)國家對(duì)中國的科技封鎖也同樣不遺余力。
據(jù)路透社5月31日（當(dāng)?shù)貢r(shí)間）報(bào)道，美商務(wù)部正在考慮將更多的中企納入經(jīng)濟(jì)制裁名單，這些被列入“實(shí)體清單”的中企將遭到美方的出口管制。
有媒體統(tǒng)計(jì)，2018年至今納入美商務(wù)部“實(shí)體清單”的中國企業(yè)達(dá)到130多個(gè)。被納入名單的多數(shù)是科技企業(yè)、電子公司、通信企業(yè)、大學(xué)的國家實(shí)驗(yàn)室，以及包含風(fēng)電在內(nèi)的少數(shù)中國電力企業(yè)和制造企業(yè)。
2020年知名軟件MATLAB被禁事件仍然歷歷在目，該軟件被禁止在“實(shí)體清單”中升級(jí)和應(yīng)用掀起軒然大波，在現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)軟件日益依賴的當(dāng)下，這個(gè)操作無異于釜底抽薪，讓整個(gè)國內(nèi)工程圈都扼腕嘆息。
實(shí)事求是地說，作為我國高端工業(yè)領(lǐng)域的風(fēng)電制造業(yè)，同樣也面臨著專用軟件自主化程度不高的困境。尤其是風(fēng)電專用核心設(shè)計(jì)軟件上，當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)使用的軟件如風(fēng)機(jī)載荷仿真分析、風(fēng)資源數(shù)據(jù)分析、翼型氣動(dòng)設(shè)計(jì)軟件等基本都來自美、德以及丹麥等幾個(gè)國家。為了擺脫被“卡脖子”的被動(dòng)和隱憂，我國風(fēng)電專用軟件的自主研發(fā)之路已迫在眉睫。
造不如買，買不如租？
我們在工業(yè)領(lǐng)域聽到過一句話：在中國制造業(yè)突飛猛進(jìn)的四十年，也是國產(chǎn)工業(yè)軟件日益凋零的四十年。一方面在于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期我國對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、軟件付費(fèi)等相關(guān)法律的不完善，另一方面也在于早期“造不如買，買不如租”的論調(diào)滯后了國產(chǎn)軟件自主化的進(jìn)程。
風(fēng)電行業(yè)也是如此，早期我國風(fēng)電發(fā)展過程中對(duì)于設(shè)計(jì)研發(fā)的忽視，是造成了專業(yè)軟件國產(chǎn)化緩慢原因之一；另一方面，風(fēng)電制造業(yè)屬于工業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，受制于有限的市場規(guī)模，專業(yè)軟件的商用性不是很廣泛，甚至可以用較小來形容。
也正是因?yàn)轱L(fēng)電的小眾屬性，專業(yè)軟件具有固有的市場局限性。當(dāng)前，挪威DNV GL公司的Bladed幾乎是壟斷全球的風(fēng)機(jī)整機(jī)載荷仿真軟件，也是國內(nèi)整機(jī)商使用最為廣泛的載荷仿真軟件，丹麥HAWC2軟件位居其次，由美國國家能源實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的FAST，也是當(dāng)前三種主流風(fēng)機(jī)載荷仿真軟件中唯一個(gè)開源的軟件設(shè)計(jì)工具。
但其弊端就如上文我們所說的MATLAB一樣，一旦軟件使用和升級(jí)受限，輕則無法更新導(dǎo)致國內(nèi)研發(fā)人員無法對(duì)理論模型進(jìn)行修正，重則無法使用，對(duì)我國整機(jī)企業(yè)將產(chǎn)生極大影響。
而且，由于國內(nèi)外自然環(huán)境差異，風(fēng)資源、地形地勢、運(yùn)行場景不盡相同，進(jìn)口軟件無法滿足中國的全部地理環(huán)境、設(shè)備制造等需求。而當(dāng)理論模型與實(shí)際參數(shù)不一致時(shí)，就需要對(duì)軟件進(jìn)行邊界條件的定制，以及對(duì)理論模型進(jìn)行修訂或優(yōu)化，這些不可忽視的條件，往小了說是本土化需求，往大了說，對(duì)項(xiàng)目最終運(yùn)行水平影響深遠(yuǎn)。
我們再以風(fēng)電場設(shè)計(jì)所用到的仿真計(jì)算流體力學(xué)軟件（CFD）和數(shù)據(jù)處理軟件為例，CFD是用于流場模擬和風(fēng)資源評(píng)估的通用軟件，當(dāng)前達(dá)到專業(yè)水平且?guī)缀鯄艛嗍袌龅氖欠▏鳰eteodyn WT和挪威的WindSim軟件工具。
像來自丹麥國家實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)資源評(píng)估與風(fēng)場設(shè)計(jì)軟件WAsP、美國UL開發(fā)的Windographer風(fēng)資源數(shù)據(jù)分析軟件，均需要付費(fèi)使用。在我國風(fēng)電進(jìn)入平價(jià)甚至低價(jià)發(fā)展的階段，不菲的授權(quán)費(fèi)用將給整機(jī)企業(yè)帶來更高的成本壓力。
可能有人會(huì)問，用工業(yè)通用的設(shè)計(jì)軟件不能滿足風(fēng)電設(shè)計(jì)需求嗎？
還真不能。
在風(fēng)電設(shè)計(jì)領(lǐng)域，“動(dòng)力仿真”是基礎(chǔ)。而大工業(yè)領(lǐng)域通用的、達(dá)到風(fēng)機(jī)載荷分析應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力學(xué)仿真軟件，如德國INTEC Gmbh公司開發(fā)的針對(duì)機(jī)械/機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)仿真分析的多體動(dòng)力學(xué)分析軟件SIMPACK，以及美國機(jī)械動(dòng)力公司研發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件Adams，授權(quán)形式多為軟件包形式。
曾有業(yè)內(nèi)專家向筆者表示：風(fēng)機(jī)從設(shè)計(jì)到安裝的工況多達(dá)幾萬種，倘若每一種假設(shè)都依賴通用軟件去仿真的話，授權(quán)費(fèi)用將達(dá)到天文數(shù)字。所以說，對(duì)于風(fēng)電企業(yè)來說，購買通用工業(yè)軟件成本會(huì)是難以想象之高。
通用軟件這條路走不通，我們就只剩授權(quán)和自研這兩條路可以走。然而隨著我國風(fēng)電進(jìn)入高質(zhì)量、精益化發(fā)展階段，無論從成本還是適用性方面來看，進(jìn)口軟件的缺陷和弊端逐漸凸顯，使得國內(nèi)整機(jī)商對(duì)于軟件自主研發(fā)的必要性形成了共識(shí)。
有時(shí)候，沒有選擇，反而是更好的選擇。
我們應(yīng)該怎么做？
其實(shí)，伴隨著中國風(fēng)電三十余年的發(fā)展，國產(chǎn)風(fēng)電專業(yè)軟件并非原地踏步。在低成本精益化設(shè)計(jì)、數(shù)字化智能化發(fā)展等一系列市場需求推動(dòng)下，一些風(fēng)電整機(jī)企業(yè)已經(jīng)走上了專用軟件自主研發(fā)之路。
5月25日，金風(fēng)科技具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整機(jī)仿真軟件GTSim獲得國際認(rèn)證機(jī)構(gòu)TüV NROD權(quán)威認(rèn)證。這個(gè)從2016年開始著手項(xiàng)目，終于其堅(jiān)持下聽到了回響。
而在此之前的2021年10月，遠(yuǎn)景自研ENfast整機(jī)載荷仿真設(shè)計(jì)軟件也獲得中國首個(gè)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件認(rèn)證，打開了風(fēng)機(jī)自研求解器模型和算法的黑匣子。
在展開敘述之前，我們先了解什么是“求解器”。
舉個(gè)例子：幾百個(gè)物流機(jī)器人的行進(jìn)路線該如何實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)，才能效率最高又不發(fā)生碰撞？在打車系統(tǒng)中當(dāng)乘客發(fā)出要車請求，應(yīng)該以什么方式把乘客分配給司機(jī)才能做到最優(yōu)匹配？
這里所需要的“最優(yōu)設(shè)計(jì)”就是依靠求解器就是這樣的一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，且數(shù)據(jù)越大、要求越專業(yè)，核心算法就越依賴求解器。
通用求解器一直都是我國的短板。可喜的是，遠(yuǎn)景自研國內(nèi)首個(gè)風(fēng)電求解器Enfast橫空出世，依托海量運(yùn)行數(shù)據(jù)建立了從設(shè)計(jì)到測試，最終反哺設(shè)計(jì)的路徑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)機(jī)應(yīng)用場景的快速迭代。
兩款自研風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件的落地，使我國風(fēng)電整機(jī)制造打開了風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)“黑匣子”，真正做到了“知其然更知其所以然”。
如今，我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已達(dá)3.4億千瓦，全球風(fēng)電每年增量的一半來自中國，正是如此大的體量帶來了我國風(fēng)電技術(shù)的新一輪突破。而且，如今最明顯的一個(gè)趨勢是，開發(fā)商對(duì)于風(fēng)電全生命周期的建設(shè)及數(shù)字化運(yùn)營已經(jīng)越來越依賴整機(jī)制造企業(yè)。
這也是近年來真正敦促我國主流風(fēng)電企業(yè)如金風(fēng)科技、遠(yuǎn)景能源、明陽智能以及中國中車、中國海裝開始走向自主研發(fā)、打造自身核心競爭力的強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)。
十多年前，IGBT對(duì)中國禁售，尤其是購買高端IGBT用來造新能源汽車被明令禁止。
十多年后，IGBT仍然是風(fēng)光發(fā)電裝備的核心功率器件，即便近年來風(fēng)光產(chǎn)業(yè)鏈幾乎全部國產(chǎn)化，但I(xiàn)GBT對(duì)外依存度達(dá)90％。
數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)IGBT下游市場新能源汽車占比12%，緊隨其后的就是風(fēng)光可再生能源發(fā)電，占比8%。而據(jù)BloombergNEF預(yù)測，到2025年，全球風(fēng)電光伏發(fā)電市場對(duì)應(yīng)的IGBT全球需求量級(jí)在12-15億美元。
核心技術(shù)的缺失，倒逼國內(nèi)企業(yè)走上自主研發(fā)的道路。2022年1月一則消息顯示，中國中車IGBT模塊產(chǎn)品已為部分新能源車企批量供貨，車用IGBT模塊采用自主芯片。
如今，市場格局正在改變。在疫情下全球產(chǎn)業(yè)鏈的斷裂、重建過程中，不斷升級(jí)實(shí)體名單僅是美對(duì)中科技圍剿日益收緊的一個(gè)縮影，其折射出的真相是：在科技領(lǐng)先成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展最大助力的今天，攀爬自己的科技樹已成為產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展的唯一路徑。
可以說，未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展是由科技和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，風(fēng)電作為先進(jìn)生產(chǎn)力，整體提升設(shè)計(jì)軟件、關(guān)鍵大部件生產(chǎn)以及數(shù)據(jù)分析等方面的自主化水平，擺脫進(jìn)口依賴，才不會(huì)被“卡脖子”，才不會(huì)囿于技術(shù)的缺失而限制了自身的高端發(fā)展道路。
讓我們?nèi)袠I(yè)共勉。
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