基于PDM的風力發電機組產品通用化電子庫的建立

王小建，楊文珺，王貴軍

(湘電風能有限公司，湖南 湘潭 411100)

0 引言

風力發電機組產品包含多個子系統和眾多零部件，結構非常復雜。國內風機產品從最初的2 MW系列產品發展到現在的3 MW、4 MW、5 MW、6 MW等系列，機型有近40種，涉及的產品零部件多達數萬種，無論是產品開發、采購、生產裝配還是售后維護都具有一定的難度和不可控因素，導致產品質量風險大，所需的成本相應也較高。因此，為了提高產品質量、節約成本，在風機產品開發過程中，通用化、少件化顯得尤為重要。為此，本文提出了一種基于PDM系統的通用件電子倉庫建設方法。

1 產品通用化對企業的意義

產品零部件通用化可以在產品開發、制造、質量控制、售后等多個環節產生明顯的效益，以最小的成本創造更大的價值，提高企業的核心競爭力。

(1) 降低產品開發成本，縮短產品研發周期。通用件的采用，可減少主機廠及相關供應商在產品設計、模具制造、試驗等研發費用的投入，進而降低產品開發成本及零部件采購成本。

(2) 通用件的采用可提高產品的穩定性，有利于產品質量的控制。通用件都是經過試驗或現場驗證的，增加通用件的使用可減少開發新零部件帶來的風險。

(3) 企業可對通用件列入年度采購計劃，對其進行大批量的采購，可大大減少其采購成本和倉庫的管理成本。

(4) 零部件通用化可減少工裝、吊具的設計和制造成本，并且降低生產制造的難度，減少相應工序的額定工時，降低生產成本。

(5) 降低售后維護的難度和成本。零部件的通用化提高了零部件的可互換性，也可降低售后培訓難度，提高維修速度和質量，有利于提高售后服務品質。

2 通用零部件的定義

通用零部件是在不同類型或同類型不同規格的產品中使用的具有同一結構、尺寸和性能并具有完全互換性的零部件。即對某些零件或者部件的種類、規格按照一定的標準加以精簡統一，使之能在類似產品中實現尺寸和功能互換。這些可通用于某些產品中的零件或部件成為“通用零部件”，以下簡稱“通用件”。

3 通用件的分類及設計方法

3.1 通用件的分類

根據風力發電機組的產品特點，為了便于通用件的推廣應用，按照產品的部件分為機艙、塔筒、輪轂、高強度螺栓等11種通用件。

3.2 通用件零部件設計方法

3.2.1 集中的方法

在通用化項目期間，全面分析產品的零部件及其個性和共性，從中找出有共性的零部件。

(1) 根據風電產品的特點，規定零部件在不同類型或同類型不同規格的產品中可互換的且至少在3個不同機型產品上能互換使用的借用件經批準可上升為通用件。

(2) 產品中通用性高，使用范圍較廣的零部件變為通用件。

(3) 根據已有零部件的相似特征，對其中基本形狀、結構要素出現率較高的零部件進行匯總與調整，設計成通用零部件。

3.2.2 通用件的評審及驗證

項目組組織技術部門或評審委員會對提出的通用件評審分析，評估結構尺寸、功能的通用性，同時應考慮通用后批量生產的質量風險。評審通過后正式成為通用件，如有必要必須對其中關鍵零部件驗證其通用性。

3.2.3 積累通用件

通過建立通用件的管理辦法，在日常工作中建立通用件的懲獎制度，規劃好通用件的申請及審批流程：①建立通用件的獎勵機制，鼓勵技術人員積極申報通用件，通過后進行相應獎勵來提高其積極性；②通過制定新產品及變形產品通用化指標，強制技術人員在產品開發過程中使用或開發新的通用件。

4 通用件電子倉庫的建立及建模和存檔

4.1 通用件電子倉庫的建立

風力發電機組產品按照部件分為機艙、塔筒、輪轂、高強度螺栓等11種通用件，并基于SolidWorks EPDM建立通用件電子倉庫，如圖1所示。通用件電子倉庫具有統一管理、查詢、協同共享、權限管控等特點。

圖1 風力發電機組產品通用件電子倉庫

4.2 通用件的建模及存檔

4.2.1 通用件模型的建立

通用件三維模型的建立應充分考慮其接口尺寸和功能上的通用性，并應具備前瞻性，考慮產品未來的發展趨勢，使通用件具備更廣的通用性及穩定性。

4.2.2 通用件的流程審批及存檔

通用件模型及圖紙建立以后可按照通用件的類別存入電子倉庫。SolidWorks EPDM具備圖文檔的流程

管理功能，通用件入庫后可根據定制好的審批流程完成校-審-標-批，最終完成通用件模型及圖紙的存檔。

5 通用件庫的應用

基于SolidWorks EPDM系統建立的通用件電子倉庫與SolidWorks三維建模軟件具有完美的集成效果，能夠在SolidWorks三維建模環境下進行查找、調用通用件模型。結合云桌面平臺的初始化，可以在操作系統初始化時完成通用件電子倉庫與SolidWorks集成，技術人員無需任何設置即可進行檢索、預覽、調用等操作。通用件與SolidWorks的集成應用如圖2所示。

圖2 通用件與SolidWorks的集成應用

6 結語

企業產品的通用化設計是產品開發過程中一個重要的階段，它對產品設計、制造、采購、售后維護等各個環節都會產生深刻的影響。建立基于PDM系統的通用件電子倉庫有利于通用件的系統化管理，也有利于通用件在產品三維化設計過程中的應用，有助于產品通用化在風電產品中的推廣。