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电气行业TiPLM产品多BOM结构应用案例

近十年来，我国大型风机制造业基本从零起步，到目前已经掌握1.5MW及以下机组整机和零部件的设计制造技术，并实现了批量生产，1.5MW以上变速恒频机组正在研制并有部分机组投入运行

产品应用

BOM管理

TiPLM
一、国内风电产品行业特点
   近十年来，我国大型风机制造业基本从零起步，到目前已经掌握1.5MW及以下机组整机和零部件的设计制造技术，并实现了批量生产，1.5MW以上变速恒频机组正在研制并有部分机组投入运行，MW级叶片、齿轮箱和发电机也完成了研制并投入小批量生产，但电控系统有待于进一步研发。

   从国内风电产品整个行业来看，主要表现在以下方面：
 
   1)风电产品整机制造商间竞争程度较低，起点几乎相同；
 
   2)竞争对手威胁力不大，研发方式和实力相当；
 
   3)风电成本逐渐降低，趋于接近常规能源成本，作为绿色能源，市场前景非常好；
 
   4)风电产品关键零部件技术和制造瓶颈严重制约产业发展，核心部件依赖进口。
 
   从上述行业表现来看我国风电设备制造业刚刚兴起，产业链发展并不是很完善，风电整机制造受关键零部件瓶颈制约较为严重，但是另一方面，市场需求旺盛，企业希望在发展过程中获得这种机会。从整个行业发展来看，未来风电产品研发需要在单机容量、关键技术上得到突破。风电产品研发技术发展趋势主要体现在以下方面：
 
   1)风力发电机大型化，单机容量越来越大。风机大型化后可以减少占地，降低并网成本和单位功率造价，有利于提高风能利用效率，现单机容量已达5MW；
 
   2)采用变桨距和变速恒频技术。变桨距和变速恒频技术为大型风力发电机的控制提供了技术保障，其应用可减小风力发电机的体积重量和成本，增加发电量，提高效率和电能质量；
 
   3)风力发电机直接驱动。直接驱动可省去齿轮箱，减少能量损失、发电成本和噪声，提高效率和可靠性。
 
   随着先进风电技术的推广应用，将会逐渐形成风电产品的规模化应用，国内相关风电产品研发制造企业一方面在巩固引进技术的基础上，需要掌握大型风电产品的先进技术，实现自主创新，另一方面，需要跟进风电设备后期维护管理。这些都需要借助信息化技术手段提升企业研发水平。
 

二、东汽风电产品研发概况
   2004年11月，东方汽轮机有限公司(以下简称“东汽”)引进了德国REpower 公司具有世界先进技术水平的MD70/77型1.5MW风力发电机组成套技术，经过几年的艰苦努力，公司走过了引进样机试验、小批量试制、国产化试制、大批量国产化投产的历程和消化、吸收、再创新的技术路线，现已具备了从风场设计到最终售后服务的全套技术能力，发电机、齿轮箱、叶片、塔架、机架、轮毂、罩壳、减速箱、联接螺栓等均实现国产化，整机国产化率已超过75%。
 
   目前东汽已经具备2MW、2.5MW、3MW、5MW等系列功率等级的风力发电机组研发和生产实力，同时还进行风电设备的关键零部件，如：叶片、电控系统的研发，现在已生产了各型风机几千台，通过走引进、消化吸收、再创造的路线，东汽凭借强大的研发制造能力和具有自主知识产权的核心竞争力，已经成为国内发电设备制造业领先的风电品牌。
 
   东汽在进行风电产品研发过程中，针对风电产品的特点，重点解决BOM管理内容，主要涉及到产品设计计划BOM管理、基本型产品设计BOM管理、工程BOM管理等三种形态的BOM管理，如何在TiPLM统一平台中实现多BOM结构的管理及如何提供有效的解决方案成为本系统应用的重点。
 

三、多BOM管理应用方案
   东汽风电产品研发工作在研发中心，研发中心的计划部门、设计部门和工程部门分别承担新产品研发任务管理、开展设计工作和针对具体项目工程的设计管理工作，风电产品按照功能等级进行基本型号管理，确定基本型号后，由专职部门负责机型总体设计，构建产品设计计划BOM，确定该机型各构成模块可能存在的选择，将构成产品中重点监控的部件设计任务作为任务列表，在任务清单中体现出新设计任务的责任部门、责任人、开始时间、要求完成时间等信息，以此作为产品设计任务来源，同时也作为设计任务的考核依据；产品设计计划BOM发布后，相关责任部门的责任人可以收到设计任务，开展基本型设计BOM的设计工作，进行图纸及技术资料的设计工作，在设计任务要求完成时间内完成，生产部门按照模块组织生产；市场部门与客户签订订单时，合同中可能牵涉到多种机型，每种机型所用的数量不一样，工程部门按照工程情况构建工程BOM结构。下图1为三种形态BOM间的转换关系。
图1 三种形态BOM之转换关系
 
   1.产品设计计划BOM管理
   研发中心计划管理部门根据公司新产品开发计划按照机型构建产品设计计划BOM，计划BOM的根节点编号以型号+0T表示（如：FD70BM-0T），计划BOM中体现的内容包括该机型所涉及到的所有可能模块的不同方案，分别以不同的任务号表示（如：转子制动器罩壳可能存在多种方案、齿轮箱可能存在多种方案），全部体现在根节点的下一层中，对于那些需要重点监控的子部件层的内容也需要进行提层作为根节点的下一层任务进行分配，计划BOM的每个节点中需要描述任务名称、责任部门、责任人、计划开始时间、要求完成时间、时间完成时间等信息，便于进行项目任务跟踪和考核。如下图2为产品设计计划BOM。
 
图2 产品设计计划BOM
 
   2.基本型产品设计BOM管理
   设计计划BOM编制完成后进行发布，根据任务中所指定的责任部门和责任人自动将任务发布到相应人员的任务箱中，研发中心各专业的产品设计人员根据发布后的设计计划BOM开展产品设计工作，过程中可以借用已有机型成熟的部件，按照风电基本型产品构成的各模块开展设计工作，形成按产品结构的实际装配关系的设计BOM结构，如：整机由轮毂、叶片、机舱、塔架、基础等模块构成，每个模块下由相应的部件或者零件构成，每个零部件有对应的技术资料，如图3所示产品设计BOM构成。
图3 产品设计BOM构成
 
 
   机型产品设计BOM纳入PLM系统管理时，需要为每个节点给定代号、名称、类型、技术要求等属性，在TiPLM系统中以产品结构树显示出来。如下图4所示产品设计BOM结构树。
图4 产品设计BOM
 
   3.工程BOM管理
   由于东汽风电产品的制造是面向模块总装配的模式，最后在现场进行风机的装配，研发中心工程部门根据市场部签订的合同订单针对每个工程项目构建工程BOM，该工程中可能包含多种机型型号，需要确定每种机型的数量，为了跟踪每个工程所涉及到的模块所包括的物料状态及在公司内部发货数量，需要对机型进行实例化，在需要特别标识的物料上通过工程号(或合同号)做编号处理进行区分。
图5 工程BOM构成
 
   机型产品设计BOM纳入PLM系统管理时，需要为每个节点给定代号、名称、类型、技术要求等属性，在TiPLM系统中以产品结构树显示出来。如下图4所示产品设计BOM结构树。
图6 工程BOM
 

四、结束语
   根据风电产品的特点，东汽按照产品设计计划BOM、基本型产品设计BOM和具体工程的工程BOM的管理模式，从产品设计计划、产品设计及具体工程BOM构建的整个过程出发，理顺了风电产品BOM形态的演变过程，对于具体工程的工程BOM的构建，为公司风电产品的生产和售后服务的跟踪提供了准确的数据，提高了风电产品生产效率和售后服务管理水平。
 
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