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PLM平臺支撐風電產品多BOM結構應用

【導讀】
隨著先進風電技術的推廣應用,將會逐漸形成風電產品的規?;瘧?,國內相關風電產品研發制造企業一方面在鞏固引進技術的基礎上 ,需要掌握大型風電產品的先進技術,實現自主創

隨著先進風電技術的推廣應用,將會逐漸形成風電產品的規?;瘧?,國內相關風電產品研發制造企業一方面在鞏固引進技術的基礎上,需要掌握大型風電產品的先進技術,實現自主創新,另一方面,需要跟進風電設備后期維護管理。這些都需要借助信息化技術手段提升企業研發水平。

 

 
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國內風電產品行業特點

 

近十年來,我國大型風機制造業基本從零起步,到目前已經掌握1.5MW及以下機組整機和零部件的設計制造技術,并實現了批量生產,1.5MW以上變速恒頻機組正在研制并有部分機組投入運行,MW級葉片、齒輪箱和發電機也完成了研制并投入小批量生產,但電控系統有待于進一步研發。從國內風電產品整個行業來看,主要表現在以下方面:

 

1)風電產品整機制造商間競爭程度較低,起點幾乎相同;

2)競爭對手威脅力不大,研發方式和實力相當;

3)風電成本逐漸降低,趨于接近常規能源成本,作為綠色能源,市場前景非常好;

4)風電產品關鍵零部件技術和制造瓶頸嚴重制約產業發展,核心部件依賴進口。

從上述行業表現來看我國風電設備制造業剛剛興起,產業鏈發展并不是很完善,風電整機制造受關鍵零部件瓶頸制約較為嚴重,但是另一方面,市場需求旺盛,企業希望在發展過程中獲得這種機會。從整個行業發展來看,未來風電產品研發需要在單機容量、關鍵技術上得到突破。風電產品研發技術發展趨勢主要體現在以下方面:

1)風力發電機大型化,單機容量越來越大。風機大型化后可以減少占地,降低并網成本和單位功率造價,有利于提高風能利用效率,現單機容量已達5MW;

2)采用變槳距和變速恒頻技術。變槳距和變速恒頻技術為大型風力發電機的控制提供了技術保障,其應用可減小風力發電機的體積重量和成本,增加發電量,提高效率和電能質量;

3)風力發電機直接驅動。直接驅動可省去齒輪箱,減少能量損失、發電成本和噪聲,提高效率和可靠性。

隨著先進風電技術的推廣應用,將會逐漸形成風電產品的規?;瘧?,國內相關風電產品研發制造企業一方面在鞏固引進技術的基礎上,需要掌握大型風電產品的先進技術,實現自主創新,另一方面,需要跟進風電設備后期維護管理。這些都需要借助信息化技術手段提升企業研發水平。

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產品研發概況

 

某公司引進了德國REpower 公司具有世界先進技術水平的MD70/77型1.5MW風力發電機組成套技術,經過幾年的艱苦努力,公司走過了引進樣機試驗、小批量試制、國產化試制、大批量國產化投產的歷程和消化、吸收、再創新的技術路線,現已具備了從風場設計到最終售后服務的全套技術能力,發電機、齒輪箱、葉片、塔架、機架、輪轂、罩殼、減速箱、聯接螺栓等均實現國產化,整機國產化率已超過75%。

 

 

目前某公司已經具備2MW、2.5MW、3MW、5MW等系列功率等級的風力發電機組研發和生產實力,同時還進行風電設備的關鍵零部件,如:葉片、電控系統的研發,現在已生產了各型風機幾千臺,通過走引進、消化吸收、再創造的路線,憑借強大的研發制造能力和具有自主知識產權的核心競爭力,已經成為國內發電設備制造業領先的風電品牌。

在進行風電產品研發過程中,公司針對風電產品的特點,重點解決BOM管理內容,主要涉及到產品設計計劃BOM管理、基本型產品設計BOM管理、工程BOM管理等三種形態的BOM管理,如何在TiPLM統一平臺中實現多BOM結構的管理及如何提供有效的解決方案成為本系統應用的重點。

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多BOM管理應用方案

 

某公司產品研發工作在研發中心,研發中心的計劃部門、設計部門和工程部門分別承擔新產品研發任務管理、開展設計工作和針對具體項目工程的設計管理工作,風電產品按照功能等級進行基本型號管理,確定基本型號后,由專職部門負責機型總體設計,構建產品設計計劃BOM,確定該機型各構成模塊可能存在的選擇,將構成產品中重點監控的部件設計任務作為任務列表,在任務清單中體現出新設計任務的責任部門、責任人、開始時間、要求完成時間等信息,以此作為產品設計任務來源,同時也作為設計任務的考核依據;產品設計計劃BOM發布后,相關責任部門的責任人可以收到設計任務,開展基本型設計BOM的設計工作,進行圖紙及技術資料的設計工作,在設計任務要求完成時間內完成,生產部門按照模塊組織生產;市場部門與客戶簽訂訂單時,合同中可能牽涉到多種機型,每種機型所用的數量不一樣,工程部門按照工程情況構建工程BOM結構。下圖1為三種形態BOM間的轉換關系。

 

 

圖1 三種形態BOM之轉換關系

1.產品設計計劃BOM管理

研發中心計劃管理部門根據公司新產品開發計劃按照機型構建產品設計計劃BOM,計劃BOM的根節點編號以型號+0T表示(如:FD70BM-0T),計劃BOM中體現的內容包括該機型所涉及到的所有可能模塊的不同方案,分別以不同的任務號表示(如:轉子制動器罩殼可能存在多種方案、齒輪箱可能存在多種方案),全部體現在根節點的下一層中,對于那些需要重點監控的子部件層的內容也需要進行提層作為根節點的下一層任務進行分配,計劃BOM的每個節點中需要描述任務名稱、責任部門、責任人、計劃開始時間、要求完成時間、時間完成時間等信息,便于進行項目任務跟蹤和考核。如下圖2為產品設計計劃BOM。

 

圖2 產品設計計劃BOM

2.基本型產品設計BOM管理

設計計劃BOM編制完成后進行發布,根據任務中所指定的責任部門和責任人自動將任務發布到相應人員的任務箱中,研發中心各專業的產品設計人員根據發布后的設計計劃BOM開展產品設計工作,過程中可以借用已有機型成熟的部件,按照風電基本型產品構成的各模塊開展設計工作,形成按產品結構的實際裝配關系的設計BOM結構,如:整機由輪轂、葉片、機艙、塔架、基礎等模塊構成,每個模塊下由相應的部件或者零件構成,每個零部件有對應的技術資料,如圖3所示產品設計BOM構成。

 

圖3 產品設計BOM構成

機型產品設計BOM納入PLM系統管理時,需要為每個節點給定代號、名稱、類型、技術要求等屬性,在TiPLM系統中以產品結構樹顯示出來。如下圖4所示產品設計BOM結構樹。

圖4 產品設計BOM

3.工程BOM管理

由于某公司產品的制造是面向模塊總裝配的模式,最后在現場進行風機的裝配,研發中心工程部門根據市場部簽訂的合同訂單針對每個工程項目構建工程BOM,該工程中可能包含多種機型型號,需要確定每種機型的數量,為了跟蹤每個工程所涉及到的模塊所包括的物料狀態及在公司內部發貨數量,需要對機型進行實例化,在需要特別標識的物料上通過工程號(或合同號)做編號處理進行區分。

圖5 工程BOM構成

機型產品設計BOM納入PLM系統管理時,需要為每個節點給定代號、名稱、類型、技術要求等屬性,在TiPLM系統中以產品結構樹顯示出來。如下圖4所示產品設計BOM結構樹。

圖6 工程BOM

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結語

 

根據風電產品的特點,某公司按照產品設計計劃BOM、基本型產品設計BOM和具體工程的工程BOM的管理模式,從產品設計計劃、產品設計及具體工程BOM構建的整個過程出發,理順了風電產品BOM形態的演變過程,對于具體工程的工程BOM的構建,為公司風電產品的生產和售后服務的跟蹤提供了準確的數據,提高了風電產品生產效率和售后服務管理水平。
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  • 2019-10-22 13:30
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