Стартовая >> Статьи >> Инновации от CLEEN

Инновации от CLEEN

Инновации от CLEEN

Сотрудничество помогает АББ проводить научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы
ЮККА ТОЛВАНЕН, ТЕРО АХОНЕН, ЮХА ВИХОЛАЙНЕН - В прошлом такие инновации как лампочка и телефон часто изобретались отдельными людьми, такими как Томас Альва Эдисон и Александр Грэм Белл. Сегодня инновации всё ещё нуждаются в появлении изобретателей, но чаще всего сотрудничество и объединение знаний в различных областях бывают более необходимы, чем отдельные яркие личности. В концерне АББ накопилось множество технических знаний, и возможности использования глобального представительства компании сочетаются со знанием потребностей заказчиков из самых разных стран мира. АББ также сотрудничает с компаниями и университетами для развития новых технологий и услуг.

Как говорится в известной поговорке, «одна голова - хорошо, а две - лучше». В области инжиниринга и технологии, развитие новых идей может потребовать разнообразия «ноу-хау» и, следовательно, сотрудничества между различными организациями. Например, инновации в области повышения эффективности использования энергии электрических систем безусловно требуют не только технической оценки, но также и экономической, и социальной экспертизы для того, чтобы получить совершенно новые решения и услуги.

Центр CLEEN Ltd. был основан с тем, чтобы стать катализатором международного и межотраслевого сотрудничества в области энергии и экологических технологий.

Соответственно, требуется технический опыт в разных областях инжиниринга, что сделает необходимым участие нескольких компаний. Поскольку одна единственная компания может быть компетентна на самом высоком уровне только в каких-либо определённых областях, сотрудничество между различными организациями может дать возможность для развития новых идей и инновациям для различных производственных отраслей.
Объединение даёт основу для исследований
Даже при том, что сотрудничество может быть вполне осуществимо, необходимо заранее установить ряд правил. Например, интеллектуальная собственность (IP) и финансовые вопросы должны быть чётко установлены, начиная с самого первого дня с тем, чтобы гарантировать жизнеспособное и взаимовыгодное сотрудничество.
Одним из решений перечисленных проблем может стать создание общего исследовательского центра или сообщества для управления исследовательскими и конструкторскими работами. В Финляндии стратегический научный центр по технологиям и инновациям в области энергии и мониторинга окружающей среды (CLEEN Ltd стал катализатором международного и межотраслевого сотрудничества в области энергии и экологических технологий. В качестве общества с ограниченной ответственностью, находящегося во владении транснациональных компаний и наиболее компетентных     национальных исследовательских институтов и университетов, CLEEN создает коллективную базу знаний и инновационных решений, технологий и услуг, превосходящую возможности НИОКР одной компании или даже отрасли [1]. Две трети из 44 акционеров программы CLEEN являются частными компаниями, включая лидеров рынка в области глобальных технологий, таких как АББ, Metso и Wartsila. Компания АББ является одним из основателей и активных участников программы CLEEN. Это предоставляет новые пути проведения совместных исследований с другими организациями и научно-исследовательскими институтами.
Такой тип совместного предприятия также увеличивает шансы на получение внешнего финансирования, что часто бывает основной проблемой для крупных исследовательских консорциумов, проводящих долгосрочные (например, от трёх до пяти лет) исследования. В Финляндии основным правительственным спонсором стало Финское Агентство финансирования технологий и инноваций (Tekes). Tekes спонсирует консорциум компаний и научно-исследовательских институтов посредством своей новой инновационной программы. Такой тип поддержки позволяет внести изменения в саму структуру инноваций, заменив её с индивидуальной на открытую, основанную на сотрудничестве многих компаний.
Современное сотрудничество между компаниями и университетами
CLEEN является частью кардинального пересмотра всей инновационной системы Финляндии. Для достижения этой цели финское правительство инициировало создание шести центров по стратегическим наукам, технологиям и инновациям, принадлежащих и управляемых исключительно промышленным и научным сообществом. Именно программа CLEEN ставит акцент на проблемах энергии и окружающей среды.
По словам Томми Джекобсона (Tommy Jacobson), исполнительного директора программы CLEEN, компания стремится усилить открытое инновационное сотрудничество между компаниями, университетами и научно-исследовательскими институтами. Программа работает в качестве сети, через которую участвующие в ней международные компании могут проводить НИОКР, приобретая при этом новые знания быстрее и глубже, чем если бы они работали в одиночку. Джекобсон объясняет, что сотрудничество является стратегически более важным для компаний-участниц, когда они распределяют свои кадровые ресурсы в области НИОКР на несколько лет и хотят поделиться полученными результатами скорее, чем просто выделять средства на патентованные НИОКР, полученные путём аутсорсинга. Такое участие промышленности также гарантирует широкое взаимопроникновение знаний, инноваций и методик.
Был найден эффективный путь развития программ: во-первых, компании определяют тему, приоритетную для будущих деловых операций, в которую они были бы готовы вложить свои средства и затем поделиться полученными результатами.
Затем университеты и научно-исследовательские институты реагируют на этот рыночный спрос своим собственными исследовательскими инициативами, создавая таким образом встречное предложение со стороны науки. Джекобсон отмечает, что такая схема также экономит ресурсы университетов, поскольку им не нужно тратить время на заполнение заявок на проведение исследований, что, как правило, редко приводит к успеху, вместо этого получая незамедлительный, интерактивный и постоянный открытый диалог.
Одно из наиболее важных направлений изучает энергетические рынки и «умные» электросети. Основной вклад в эту область вносят компании Nokia Siemens Networks и АББ. Другие темы повестки дня, включают, например, эффективное использование энергии и распределённые энергосистемы.

доля АББ

Компания АББ является одним из основателей и активных участников программы CLEEN.

 «Умные» электросети и энергетические рынки
«Умная» электросеть поставляет потребителям энергию от многих поставщиков, используя двустороннюю цифровую технологию и интеллектуальную систему мониторинга, которая отслеживает поток электроэнергии в системе. «Умные» сети обеспечивают управляемые разнонаправленные потоки энергии как в местном, так и в национальном масштабе.
В сравнении с традиционными электросетями, «умные» сети способствуют более рациональному использованию и управлению распределённым производством электроэнергии, а также рациональному применению аккумуляторов электромобилей в качестве элемента распределительной электросети. Определены следующие темы исследований в области «умных» сетей и энергетических рынков (SGEM):

  1. Будущая инфраструктура энергетических систем
  2. Интеллектуальное управление и эксплуатация «умных» сетей
  3. Интерфейс для потребителя
  4. Разработка услуг поставки электроэнергии и контроля над выбросами, ставших возможными благодаря применению технологии «умных» сетей.

Целью исследовательского консорциума по SGEM является развитие межнациональных решений «умных» сетей, которые могут быть продемонстрированы в реальном секторе, используя финскую инфраструктуру НИОКР и инноваций. В то же время, благодаря преимуществам интерактивного международного исследовательского сотрудничества, можно будет накапливать «ноу-хау» передовых информационно-коммуникационных технологий (ICT) провайдеров «умных» сетей. В этой объединённой программе принимают участие представители промышленности, научно-исследовательских институтов и университетов, см. рис. 1. Участники, представляющие промышленный сектор, занимаются вопросами выработки и распределения электроэнергии, телекоммуникаций и информационных технологий. Партнёры, представляющие научное сообщество, представляют пять университетов и два научно-исследовательских института Финляндии (MIKES и VTT). Данный проект рассчитан на пять лет.

Рациональное использование энергии
Программа рационального использования энергии (EFEU) концентрирует свои усилия на развитии методов, способных рационализировать потребление энергии устройствами и системами. Целями данной программы являются в первую очередь промышленность и сектор услуг, потребляющие приблизительно 60 процентов всей произведённой электроэнергии. Основными целями исследовательской программы являются:

  1. Разработка новых методов, бизнес- процессов и систем позволяет достичь максимально рационального потребления электроэнергии
  2. Разработка новых методов, позволяющих более рационально потреблять электроэнергию при небольшом объёме инвестиций
  3. Создание национальной сети НИОКР для продвижения эффективного использования электроэнергии.

Поскольку данная тема касается многих областей науки, требуются опыт и активное участие многих сторон - обрабатывающей промышленности, производителей устройств, компаний по оказанию услуг, инжиниринговых фирм, университетов и исследовательских организаций. Временные рамки исследовательских работ составляют от трёх до десяти лет до начала массового производства или оказания услуг. Основными результатами исследований станут концепции инновационных систем, правила определения габаритов, методы замера и оценки эффективности энергопотребления системы, а также решения и услуги, связанные с рационализацией потребления электроэнергии. Найденные в ходе исследований идеи будут впервые продемонстрированы на практике, после чего они найдут своё применение в исследовательских работах с акцентом на практическое применение.

 

2 Исследовательское оборудование для насосных систем в Университете Лаппеенранта

Инновации через научные исследования

Помимо объединённых программ, прямое сотрудничество между промышленностью и университетами может быть плодотворным источником инновационных технологий. Часто сотрудничество между университетами и промышленностью предоставляет возможность взаимовыгодного сотрудничества, поскольку университеты могут предлагать интересные темы для исследований, а изготовители продукции могут извлечь выгоду в форме инновационных НИОКР и тестирования новых идей с помощью испытательного оборудования, которым располагают университеты. Этот вид сотрудничества был успешно опробован  компанией АББ и Технологическим Университетом города Лаппеенранта, Финляндия (LUT) в области электродвигателей и регулируемых приводов (VSD), которые являются важнейшим решением для рационализации потребления энергии вращающимися механизмами. Основанный в 1969 году, LUT дает образование и проводит исследования в областях инжиниринга и экономики. Университет делает акцент на рациональном потреблении энергии и энергетическом рынке, стратегическом управлении, использование IT технолог для научных расчётов и моделирования промышленных процессов, а также знания о состоянии бизнеса и промышленности в России в связи с указанными областями [2]. Поскольку университет располагает испытательным оборудованием для насосных систем и электродвигателей, а также большим опытом рационализации потребления электроэнергии этими устройствами, LUT смог провести научные исследования, которые также помогли осуществить НИОКР по созданию новой продукции компанией АББ. Прямое управление крутящим моментом (DTC) электродвигателей с вращающимся электромагнитным полем (PMSM) и оценка характеристик потока без применения датчиков для центробежных насосов изучались именно в LUT см. рис. 2. [3,4]. Итогом этих тем исследований стала подача нескольких заявок на патенты, научные публикации, а также прямое взаимодействие с отделом НИОКР компании АББ при разработке приводов.

Прямое сотрудничество между промышленностью и университетами может быть плодотворным источником инноваций и новых технологий.

В результате опыт, накопленный университетом Лаппеенранта в ходе исследований, дал отличную базу для сотрудничества с компанией АББ в создании электродвигателей и регулируемых приводов. На практике, сотрудничество осуществлялось в Карельском Центре по приводам и двигателям (CDMC), входящим в факультет электротехники LUT. Для компании АББ такой подход позволил осуществлять выработку инновационных идей совместно с научными исследователями, а также проводить испытания будущей продукции. Для CDMC такое сотрудничество явилось отличным источником тем для новых исследований и возможностью повышения компетентности в области эффективного использования энергии электродвигателей, VSD и вращающихся механизмов. Это сотрудничество позволило исследователям, работающим в CDMC, стать участниками инновационной составляющей в ходе исследований и разработок новых продуктов и услуг. В зависимости от конкретного проекта, результаты исследований могут также быть опубликованы в форме тезисов НИОКР и журнальных статей, или в виде заявок на патенты. Проекты исследований касались методов управления VSD, повышения эффективности электродвигателей, а также управления и диагностики вращающихся механизмов, таких как центробежные насосы. Сотрудничество с другими компаниями и университетами часто приносит новые и даже инновационные идеи. Пример такого сотрудничества описан в статье «Преимущества учёта». Следовательно, не следует упускать возможность сотрудничества в области НИОКР, поскольку в таком режиме становятся возможными более обширные научно-исследовательские работы, и опыт в различных областях может быть использован при проведении исследований. Вне зависимости от того, достигаются ли такие результаты с помощью объединённых исследований совместно с другими компаниями и научно-исследовательскими институтами, или же посредством прямого сотрудничества с университетами или научно-исследовательскими институтами, выгоду получают все заинтересованные стороны.

Юкка Толванен
АББ Drives
Хельсинки, Финляндия jukka.tolvanen@fi.abb.com
Теро Ахонен Юха Вихолайнен
Технологический Университет Лаппеенранта, Лаппеенранта, Финляндия tero.ahonen@lut.fi juha.viholainen@lut.fi

 
« Два примера снижения энергопотребления   Интегральные оценки эксплуатационного состояния ВЛ »
электрические сети