风力发电厂数字孪生系统

大河报·豫视频记者 黄婷 刘瑞朝 文图

(资料图)

作为信息产业食粮的集成电路，可谓是在“芯”上做文章。成千上亿个电容、晶体管、电阻等基础器件，构建成系统集成在“方寸之间”的硅片上。信息产业想要升级发展，离不开集成电路的核心支持。

郑州中科集成电路与系统应用研究院，是郑州市重点引进的新型研发机构，面向集成电路和信息系统应用开展创新研究、人才培养和成果转化，助力区域经济高质量发展。

【应用】风电机组远程在线检测

“双碳”国家战略下，各地纷纷驶入新能源赛道，“追风逐日”，布局风电光电等新能源发电设备。

河南拥有丰富的风能资源。在山区，在平原，风力发电设备成为一道道风景线。

体型庞大，布局分散，位置偏远，这些大块头如何借助科技手段，实现智慧远程运维？

针对风电客户的需求，郑州中科集成电路与系统应用研究院进行了基于人工智能风电机组在线状态监测与数据分析平台的研发。系统主要包括叶片缺陷检测、塔筒检测、无线自组网模块、数据分析平台等四大模块。

以叶片缺陷检测为例。叶片是风电组获取风能的关键部件，由于长期运行在严酷的自然环境中，承受各种复杂作用力，极易发生砂眼、磨损、蒙皮脱落、裂纹等故障。风机叶片巡检系统，通过采集风电场现场叶片数据利用人工智能AI技术建立、分析模型，在不影响生产的情况下，实现对风机叶片的远程监测及异常预警。

大河报·豫视频记者了解到，目前陆地上风机的塔筒大多在50~120米之间，受气候、设备安装、焊接点应力变化、地基沉降等因素影响，容易造成塔筒各节连接部位松动。如果检查不及时，遭遇恶劣天气时，容易发生晃动过大、倾覆甚至倒塌等情况。

塔筒沉降监测系统，集成了传感器技术、信号处理技术、计算机软件，对运行中的风电机组进行实时连续监控，实现远程报警、历史数据提取，远程对风机端主机软件进行更新、重启。

【机构】9个高新技术领域研发中心

看见的是运行正常的叶片，看不见的是发挥关键性大脑作用的集成电路。郑州中科集成电路与系统应用研究院院长邱昕介绍说，研究院成立以来，围绕电力系统，进行信息系统的应用开发。新能源智慧运维系统、风叶无人机检测系统、测风激光雷达等，都在电力行业做了相应的试用，进行了小范围的现场服务应用，下一步还将大范围地推广。

研究院副院长冷永清说，研究院是2019年12月25日由郑州市人民政府批准成立，是郑州市重点引进的新型研发机构之一。研究院立足于院地合作平台新模式，面向集成电路和系统应用开展创新研究、人才培养和成果转化。

研究院面向高新技术领域，成立先进芯片、MEMS传感器、智能通信、智慧交通、数字赋能、网电智能技术、空天电磁感知、北斗PNT技术、泛在物联等9个研发中心。

河南在国家经济发展格局中将会起到越来越重要的作用，但在集成电路产业方面还处于洼地，下一步信息产业想要升级突破的话，就离不开集成电路的支撑。为此，经过多轮考察、多轮座谈，郑州中科集成电路与系统应用研究院落地高新区。

邱昕说，作为地方新型研发机构，他们秉承扎根郑州、服务河南的宗旨，从信息产业入手，结合本地优秀企业，通过沟通、合作、共同研发，为本地产业提供支撑，通过共同的研发、资源的扩展，打造集成电路产业新生态。

【现状】产业初级、人才稀缺

集成电路整个产业链牵涉的关键环节众多。邱昕说，从设计、制造、封测，到各种设备、材料、元器件，集成电路产业链较为复杂，从设计到市场，有上百道工序，每个工序都可以孵化出几十家甚至上百家的相关企业。

“这便是集成电路产业需要国际合作的原因所在。”邱昕说，国内目前在集成电路领域还存在不少被发达国家卡脖子的关键技术和环节。

国家正积极布局集成电路研发项目，将重心放在“北上广”。邱昕说，以这三个地方为基础，形成集聚效果、产业链条，打造产业生态，实现产业集聚，将集成电路产业做大做强。

但这并不代表其他区域不做集成电路产业。各地可以做一些配套的产品、部件，在某些环节做出自己的优势。“只要把优势做大，也能参与到国家的集成电路产业链打造中。”邱昕说。

需要了解的是，河南集成电路产业相对落后于东部发达地区，分布也较为分散。即便是较为优势的智能传感器产业，也是偏产业链中下游、偏应用端。邱昕说，本地企业各自为战，没有太多关联和交集，缺乏业务合作，不能相互支撑。为此，建议通过制造、设计这两个核心环节，将集成电路企业聚合、带动起来。

“河南的人口红利，特别是大学生资源，是研究院落户郑州的原因之一，但也是河南集成电路产业所面临的问题之一。”邱昕说。河南存在本土人才流失现象，留下的，多是从事传统行业。他们也希望通过建立研发机构，吸引高端人才回流，从事集成电路技术的研发，建立产业发展土壤，并通过引进外地优秀企业，实现产业的集聚发展。

【建议】人才培养和招商引资

业内专家指出，当下最迫切的是人才培养和招商引资问题。

邱昕告诉大河报·豫视频记者，集成电路产业面临着全国性人才紧缺的问题，每年都存在数十万的缺口，这也导致人力成本居高不下。研究院的力量有限，需要河南省政府相关部门出台更具吸引力的人才政策，重点吸引河南籍企业家和高端人才回到河南。

从全国来看，河南集成电路产业面临着前有标兵、后有追兵的现状。合肥近些年来发展较快，武汉的基础较好，而长沙的发展势头也较猛。为此，政府部门应该优化产业环境，对吸引来的外地优秀企业给予更大支持和政策倾斜，形成产业集聚效应。

针对河南集成电路产业发展现状，邱昕认为，比较可行的解决方案是，以行业应用为牵引，联合集成电路企业、政府部门补足缺失环节，进行有针对性的招商引资，将产业链上下游、前后端串联起来。

目前，通用化芯片很难有大的突破，但是定制化芯片在细分行业有较大的市场。邱昕说，这可以成为河南集成电路产业未来的发展方向。

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