上专股份：“把脉”工业“芯肺” 精确诊断风机系统运行故障

风机作为通用设备，随着中国工业发展的崛起，近年来风机装备需求发展较为迅速。其主要应用在环保、化工、冶金、电力等行业，随着国家节能环保政策的逐步完善与落地实施以及行业技术水平的不断进步，对其能耗水平以及智慧化运营水平提出了更高要求。在2024年第25届中国环博会上，盈峰环境全资子公司浙江上风高科专风实业股份有限公司（以下简称“上专股份”）展示的环保风机展品，引来众多参会者的驻足，北极星环保网在与上专股份首席科学家嘉法理博士、初宁博士交流中进一步了解到，曾荣获多项殊荣的工业“芯肺”系统在风机运行智能诊断方面的“过人之处”。

浙江上风高科专风实业股份有限公司首席科学家嘉法理博士（左一）、初宁博士（左二）

深耕风机领域 打破国外技术垄断

上专股份作为盈峰环境控股子公司，专门从事通风系统设备的研发、设计、生产和销售，主要产品包括风机设备、通风系统配套设备、空调设备等，目前在核电、轨道交通、工民建等领域市场占有率均保持优先。在核电领域，先后应用在福清核电站、万家山核电站等50余项核电工程；在轨道交通方面，上专股份的风机装备陆续应用在北京、广州、杭州、宁波等100余条中外地铁项目，此外，在办公楼、体育馆、机场等工民建领域均能看到上专股份的身影。

近年来，随着环保行业驶入快车道，环保领域成为风机的新兴增量市场。根据中国通用机械工业协会的公开数据，目前罗茨鼓风机与离心鼓风机的应用领域中，环保行业占主导地位。尤其在我国“双碳”目标提出后，在大力提倡节能减排的前提下，具有效率高、能耗低、噪音小等优势的磁悬浮风机产品更具备广阔的应用前景。

对此，初宁博士却无奈表示，“前景虽好，但从前高性能磁悬浮风机的生产从零部件制造到管理系统等多项关键技术被国外长期技术垄断，尤其近年来受国际诸多因素的影响，‘卡脖子’技术亟待突破。”

也正是以此为契机，上专股份做了一个大胆的决定，自主研发生产可替代国外高性能风机的产品。上专股份技术研发团队，历时3年，先后攻克噪声控制技术与温度监控技术，新一代高性能风机产品于2022年正式落地，并得到业内专家的高度评价和认可：

第一，发明了低比转速离心鼓风机三元流叶轮设计方法，开发了前缘掠倾长流道叶型结构，通过控制涡流强度，提高了鼓风机效率，降低了鼓风机噪声；

第二，提出了叶顶间隙自适应技术，有效控制叶轮顶部间隙，防剐蹭，提高了鼓风机气动性能和叶轮可靠性；

第三，研制了高速永磁电机三轴承直驱式转子系统，轴向承载能力强，提高了使用寿命；

第四，开发了红外与可见光层次贝叶斯融合方法的故障诊断系统，实现了实时动态检测全域温度，预防潜在故障，确保设备稳定运行。

“把脉”工业“芯肺”，精准诊断风机系统故障

风机是工业生产中把控空气质量的一个重要装备，被喻为“工业生产的肺”，初宁博士用生动形象的比喻解释到，人体通过感知空气质量，调整呼吸的频率及呼吸深度，风机也是一样，通过感知运行状态，及时调整风量、风速、风温等关键因素。在工业生产中，风机要时刻保持稳定均匀运行，细微的因素变化，则会造成“牵一发而动全身”的影响。

为了更好的感知风机运行状态，初宁博士与首席科学家嘉法理博士联合在国际上率先提出工业“芯肺”系统，该系统模拟肺脏和神经系统控制通风消杀、健康诊断和故障预警。工业“芯肺”系统基于贝叶斯推断的智能感知方法，利用风机运行中的大数据来分析不同应用领域的需求信号，通过5G互联网远程、实时传输运行数据进行整合分析，以便达到智能控制及智能诊断的功能。

初宁博士进一步解释道，“简单来说，工业‘芯肺’系统就像是一位医生，通过‘把脉’风机运行情况，对未来可能出现的系统故障进行诊断，并出具‘诊疗方案’，通过风机运行状态的及时调整，避免故障发生。该系统可以实现全生命周期健康运维，有效提高风机使用寿命、减少通风系统能源消耗、降低人工维护成本。”

看似简单便捷的控制系统，殊不知需要对大量的数据进行分析。要根据不同应用场景的数据建立起应用模型，首先就要解决数据采集问题。嘉法理和初宁博士对此深有研究，数据采集需要搭建大型传感网络，对风压、风温、风速、风量、湿度、噪音频谱等关键因素全部纳入传感网络，同时还要针对不同点位、不同材料的变量因素进行分布式传感。

其次，大量的数据获取后如何进行有效处理也是难点之一。仅仅知其然还不够，还要知其所以然。而传统的信息技术人员无法突破行业壁垒，对多种应用领域的运行工况不甚了解，想要根据运行数据分析其需求的来源以便及时调整运行工况这一诉求，看似简单，实则很难。

“确实如此”，初宁博士肯定道，“所以上专股份科研团借助贝叶斯智能优化算法，利用大量的数据样本在优化目标函数中逐步找到应用模型的最佳条件值。应用模型建立后，可以根据数据变化，与历史数据做对比，去冗存精，针对主要因素的变化差值溯源分析上一时刻数据变化的原因，从而预判风机下一阶段的运行工况。就像医生把脉一样，通过对人体脉搏、心跳、血氧等综合信息的获取，来判断身体的健康情况，工业“芯肺”系统也是如此。”

历久弥新 致力于成为高端通风装备引领者

国家“十四五”规划中指出，要保持制造业比重基本稳定，推动全产业链优化升级，推动传统产业高端化、智能化、绿色化。在此背景下，鼓风机行业将在强化核心技术的同时，加速发展更高效、更环保的技术和产品。

上专股份不仅研发出了磁悬浮离心式鼓风机的产品，还配套研发了获得国际先进的工业“芯肺”系统，突破通风环控系统核心卡脖子技术，荣获工信部等国家四部委优秀智能制造场景案例、浙江省国际科学合作奖、于中央二套经济半小时首个专题报道；入选浙江省工业互联网平台建设名单、浙江省生态环境科技发展蓝皮书-工业企业噪声振动污染防治主流技术典型应用案例；作为一家从事风机研发、生产、制造的老牌企业，上专股份致力于成为高端通风装备的引领者，由嘉法理博士、初宁博士带领的技术团队，无疑给上专股份增加了这份历久弥新的底气和动力。

高精尖的科研团队，是企业在高质量发展背景下的“永动机”。向“质”求“新”的过程中，离不开企业技术团队引领，优秀的科研团队犹如一盏明灯，指引企业在发展的浪潮中稳稳前行，期待上专股份会更好！