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2014年西門(mén)子“年度發(fā)明家”

西門(mén)子自1995年起開(kāi)始每年頒發(fā)“年度發(fā)明家”大獎，旨在表彰通過(guò)發(fā)明創(chuàng )造為公司做出重大貢獻的杰出研發(fā)人員。2014年，共有12名西門(mén)子研發(fā)人員獲此殊榮，他們總共擁有900多項發(fā)明和842項個(gè)人。

為了保持創(chuàng )新地位及開(kāi)發(fā)新技術(shù)，西門(mén)子不斷增加其在研發(fā)領(lǐng)域的投資：本財年西門(mén)子研發(fā)投資將增加4億歐元。在截至9月30日的上一財年，西門(mén)子在研發(fā)領(lǐng)域共投入大約40億歐元。2014財年，西門(mén)子共提交了4,300項申請——同比增長(cháng)9%?？偣矒碛?00多項發(fā)明和842項個(gè)人的12位研發(fā)人員在西門(mén)子的成功發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。西門(mén)子于12月3日在慕尼黑為他們頒發(fā)了“2014年度發(fā)明家”大獎。該獎項的歷史可追溯至1995年。

獲獎的研發(fā)人員中有8名來(lái)自德國，其他獲獎人員來(lái)自美國、丹麥和中國。他們的發(fā)明包括：可監控車(chē)輛在軌道上的位置的無(wú)線(xiàn)傳感器、支持風(fēng)電機組增加發(fā)電量的全新冷卻系統、以及對組件進(jìn)行了重新組合的燃氣輪機，從而使得輪機發(fā)電相比過(guò)去更為經(jīng)濟。

智能電網(wǎng)的智能保護：阻斷連鎖反應

來(lái)自西門(mén)子中國研究院的博士開(kāi)發(fā)了一種有效管理智能電網(wǎng)斷路器的算法。電網(wǎng)的單一能源供電時(shí)代已成過(guò)去，智能電網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。這是因為風(fēng)能、太陽(yáng)能及其他許多可再生能源并網(wǎng)供電的比例越來(lái)越大。電網(wǎng)必須適應這種情況，并且要和以前一樣可靠。

帶領(lǐng)其團隊在北京和上海兩地展開(kāi)工作，推出了一款全新解決方案，用于保護多能源協(xié)同供電的電網(wǎng)。為確保短路不會(huì )造成電網(wǎng)全部或大部分自動(dòng)關(guān)閉，對將電網(wǎng)各部分彼此連接的眾多斷路器來(lái)說(shuō)，要采用選擇性方案。通過(guò)這種方案，斷路器自動(dòng)協(xié)調其運行，確定哪個(gè)斷路器較接近短路位置，并且必須關(guān)閉這部分電網(wǎng)。該技術(shù)被稱(chēng)為區域選擇性聯(lián)鎖。不過(guò)，只有在電子始終朝著(zhù)同一方向移動(dòng)時(shí)才起作用。在多能源并網(wǎng)供電的電網(wǎng)，電流可反向流動(dòng)。為確保在發(fā)生短路時(shí)關(guān)閉正確的部分，需要配備斷路器能根據實(shí)時(shí)電流方向以動(dòng)態(tài)方式聯(lián)鎖的系統。利用全新拓撲結構和電路設計解決了這個(gè)問(wèn)題。新解決方案使布線(xiàn)更加簡(jiǎn)單，大大降低了成本，并使維護更輕松。

改進(jìn)用于風(fēng)電機組的冷卻系統

Uffe Eriksen開(kāi)發(fā)的解決方案，使輪機發(fā)電機和主軸承的冷卻更加高效，并且兼顧環(huán)保。這位來(lái)自丹麥的研究人員希望風(fēng)電能真正成為礦物燃料的替代性選擇。這就是Eriksen及其團隊在丹麥Brande花費一年半時(shí)間為高性能風(fēng)電機組開(kāi)發(fā)空冷系統的原因所在。

風(fēng)電機組的主軸承需要承受重負荷。對于提升主軸承性能而言，能控制潤滑脂潤滑主軸承的溫度是邁出的成功一步。在軸承性能控制方面，原來(lái)只能對潤滑油潤滑軸承進(jìn)行冷卻，現在還可對潤滑脂潤滑軸承進(jìn)行冷卻。在這個(gè)過(guò)程中，新技術(shù)簡(jiǎn)化了系統設計，并提升了系統性能。在全新發(fā)電機冷卻系統中，環(huán)境空氣通過(guò)機艙進(jìn)入發(fā)電機。而高濕度或高鹽分可導致輪機腐蝕損壞。這就是空氣在被鼓入并接觸溫度敏感型組件之前要進(jìn)行過(guò)濾和除濕的原因。冷卻空氣通過(guò)排放通道再次送回，無(wú)需在發(fā)動(dòng)機外殼上額外開(kāi)口。

發(fā)電機以更高負荷運轉，輸出更多電力

與傳統的空氣/水熱交換器相比，直接空冷是更好的熱傳輸方式，其設計本身也簡(jiǎn)單許多。但是，利用環(huán)境空氣進(jìn)行冷卻的是由于冷卻的改善，能輸出更多電力。這是因為利用熱交換器總會(huì )有熱損失，Eriksen這樣解釋道。這意味著(zhù)發(fā)電機的低溫度也始終高于環(huán)境溫度。這就是空冷優(yōu)于傳統冷卻系統的原因所在。得益于更低的溫度，發(fā)電機可以更高的負荷運行，從而生產(chǎn)更多的電力。

為了確保清楚知道貨運列車(chē)在大型編組站的位置，現年59歲的 Peter Faubel博士對車(chē)輪傳感器進(jìn)行了改進(jìn)，使其能在列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)以無(wú)線(xiàn)方式發(fā)射車(chē)輛位置數據。

通過(guò)提供更長(cháng)的使用壽命、更低的成本和更小的環(huán)境風(fēng)險，Uffe Eriksen（44歲）希望他的發(fā)明將使風(fēng)電機組成為礦物燃料真正的替代性選擇。

Hubert Schierling博士（57歲）在德國埃爾蘭根數字化工廠(chǎng)集團工作，他改進(jìn)了電機速度控制方法，以確保能更有效地利用電機的額定輸出。

Jörg-Uwe Dahl現年50歲，在柏林能源管理集團工作，他發(fā)明了一款能利用緊湊型轉子進(jìn)行可靠電氣接觸并具有很低電力損耗的斷路器。

S. Kevin Zhou博士：在經(jīng)歷數千張醫學(xué)影像的積累之后，全新醫學(xué)影像分析軟件可迅速在CT掃描圖中將肋腔與其他解剖組織區分開(kāi)來(lái)，對肋腔圖進(jìn)行平面化以方便放射師閱片，并對24根肋骨進(jìn)行自動(dòng)標記。

Christoph Lehmann博士（59歲）的發(fā)現，可大幅降低燃氣輪機和蒸汽輪機的制造成本。根據他的計算，在冷卻期帶動(dòng)機組轉子轉動(dòng)的盤(pán)車(chē)裝置（盤(pán)車(chē)電機）是不必要的。

剪切波彈性成像是一種檢查組織彈性的超聲技術(shù)。它可幫助及早探測出腫瘤。Liexang Fan博士（51歲）進(jìn)行的研究，使西門(mén)子醫療于2008年*向市場(chǎng)推出了這種全新檢查方法。

升級電站的控制系統非常耗費人力：包含舊控制系統所有功能信息的數以萬(wàn)計的文檔要以人工方式傳輸到新系統中。但是，現在Klaus Wendelberger博士（49歲）發(fā)明了一種能以快得多的速度自動(dòng)完成文檔傳輸的方式。

Ralf Beyer（47歲），是位于埃爾蘭根的西門(mén)子交通集團系統架構師，他發(fā)明了一種面向鐵路車(chē)輛的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。

對于CT而言，“計數探測器”的誕生就如同攝影領(lǐng)域彩色膠卷的出現一樣。截至目前，該技術(shù)還未上市，這是因為探測器尚不穩定，會(huì )導致圖像失真。位于德國紐倫堡的Christian Schröter想方設法在很大程度上解決了這一問(wèn)題。

電站控制系統輕松升級

Klaus Wendelberger 開(kāi)發(fā)了一套基于計算機的系統，該系統能簡(jiǎn)化電站控制系統的更新。對于電站而言，控制系統是其大腦和神經(jīng)。它們使控制中心的操作人員能輕點(diǎn)鼠標即可運行電廠(chǎng)，并對所有流程一覽無(wú)遺。然而，計算機的技術(shù)壽命要比電廠(chǎng)的技術(shù)壽命更短，因此每隔20年左右，必須以*技術(shù)對電廠(chǎng)控制系統進(jìn)行升級。

升級過(guò)程非常耗費時(shí)間并且代價(jià)高昂。比如說(shuō)，控制系統供應商必須耗費巨大的人力使新控制系統的參數與舊控制系統保持*。這需要查看電廠(chǎng)運營(yíng)商提供的無(wú)數技術(shù)文檔?？刂葡到y和電廠(chǎng)設備之間怎樣布線(xiàn)？來(lái)自獨立電廠(chǎng)組件的信號原來(lái)如何讀取和分析？截至目前，這個(gè)過(guò)程通常要涉及分析、轉換和傳輸數以萬(wàn)計的工程圖，而每張圖要花費大約10分鐘。

利用計算機系統識別和解釋工程圖和文檔

Wendelberger的目標是：盡可能有條理、大范圍地實(shí)現項目工程圖傳輸過(guò)程的自動(dòng)化。該團隊花了大約三年半時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)這個(gè)創(chuàng )意，并將其逐步融匯成一個(gè)解決方案。這套基于計算機的系統，正充分利用他們所獲得的知識。該系統可自動(dòng)讀取數以千計文檔中的文本和圖形，這部分借助了語(yǔ)義識別程序的幫助，部分由其自行進(jìn)行解釋。它還能將其讀取的任何內容立即轉換成西門(mén)子控制系統能識別的語(yǔ)言。

這種順序功能圖的自動(dòng)化轉換，至今已使用了大約1年時(shí)間，應用于10個(gè)項目中?，F在，專(zhuān)家僅僅需要在計算機中輸入電廠(chǎng)的邊界條件。輸入的數據包括電廠(chǎng)類(lèi)型和規格，比如輸出功率（兆瓦）?，F在，只需輕按按鈕，就可針對新的儀表和控制系統生成完整的項目工程圖。這種自動(dòng)化轉換，現在僅需兩、三天時(shí)間。這使得控制系統的工程成本降低高達30%。