风电齿轮箱如何应对成本挑战—风电机组传动系统

宣安光：下面要向大家介绍的是天津威能极锋利驱动有限公司的卢永要，应用技术部经理，给我们介绍风电齿轮箱如何应对成本的挑战。我们知道威能极公司也开发电机和电器，技术很全面，而且在风电方面，机械传动方面是国际领先的。下面我们请卢先生给大家做一个介绍，大家欢迎。

卢永要：谢谢宣安光总，尊敬的各位来宾大家晚上好，今天很高兴借2013年北京国际风能大会来跟大家对驱动系统进行简单的交流，今天的主题是风电齿轮箱如何应对日益严峻的成本挑战。今天讲的大致内容分成三部分，一个是简单介绍一下我们公司。第二个是风电齿轮箱的成本控制策略，然后是介绍一下产品。

首先给大家介绍一下威能机，这实际上是风电齿轮箱的领袖者。我们的使命是保持威能机在全球风机驱动链供应商市场领导地位，与客户之间建立长期合作伙伴关系有助于这一目标的实现。我们的市场定位是刚刚提到了我们希望做到全球风机驱动力的领导者，我们一直保持住这个领导的地位。2012年底我们在全球范围内交货超过七万台齿轮箱，全球每三台风机齿轮箱中就装有威能极的零部件。我们的客户群像GE，维斯塔斯等等。我们国内主要客户有东方电器，联合动力等等。我们的全球足迹基本上覆盖了全球四大主要的风电市场。我们的总部在德国北部，那是我们的生产研发基地。我们在美国有芝加哥的工厂和印度也有齿轮箱工厂，在天津有威能极风电有限公司。大家可以看到威能极的发展历史。大家从下往上看，威能极在1981年开始专门研发风机用齿轮箱，十年以后，1991年现在大家谈火热的海上风电，那么海上风电的元年是1991年，风场在丹麦里面装了十一台威能极的450千瓦齿轮箱。2001年随着风电市场的蓬勃发展，威能极从他的母公司中独立开来形成了有限公司，同年成立了威能极美国公司，2003年的时候我们成功研发了五兆瓦齿轮箱，大家知道我们现在谈的大功率还是停留在五兆瓦还是六兆瓦，当然十兆瓦和十二兆瓦大家目前在谈，但是目前是概念设计阶段。威能极在十年之前已经成功研发出五兆瓦的风电齿轮箱。2005年我们在印度的市场起来了，我们成立了印度的公司。中国的风电市场是2005年开始，天津有限公司成立，2007年当时全球最大的测试台在德国投入使用。2009年美国进一步蓬勃发展。我们在美国进行扩建，到了2010年，我们又新研发出了一个新的齿轮箱箱，2011年我们成功研发出新的混合驱动系统，2012年底我们全球交货超过七万台风电齿轮箱，2013年全球最大的海上风电场，在英国伦敦投入了715台齿轮箱的使用。

我们分成四小部分，此论箱的精益生产，这个概念是由美国麻省理工学院的学者在1985年提出的，他的背景是实际上当时这些学者研究了一些当时日本的丰田汽车公司的生产方式，发现日本丰田的生产效率很高。因为上世纪50年代，日本汽车工业是普遍受到小评价，多品种市场的困惑，精益生产在这种情况下产生，丰田公司的董事长对实践和理论做出主要的贡献，当经济箫条时全球其他的汽车工业公司竞争不过他们，于是精益生产引起了全世界的广泛的关注。目的是提高生产率。彻底杜绝浪费。准时化的生产是精益生产的核心，在需要的时间将需要的产品和零部件按照需要的部件送到需要的地点，准时化要求在需要的时候送到必要的时候，杜绝生产过程的浪费。当然精益生产也涉及到许多的工具，包括杜绝生产中的七种当代，等待的浪费，搬运的浪费，库存的浪费，制造过多的浪费。PPT上面是齿轮箱装配的生产线，从左往右看，左边是开始是我们零部件的仓库，我们开始从仓库中释放出零部件，进行零部件清洗，清洗完成以后开始进行各部件的分装，箱体以及平行齿轮的组装。最后把这些分装的东西进行一个组装，组装完以后这些齿轮箱要上测试台，对齿轮箱的性能进行全面的检测，然后进行喷漆和后装。直接经营生产是生产效率的提高，当然也可以降低齿轮箱的生产成本。我们威能极在这里进行了扩展，我们在齿轮箱的设计中引入了精益的概念。大家知道风电齿轮箱，要根据风机的具体要求进行量体裁衣式的设计，风电的齿轮箱往往需要很长的时间，尤其是像我们的这些外资企业，当然大家更知道时间就是金钱。所以对于咱们风电行业来说，实际上任何时间都是瞬息万变，你提高半年或者是两到三个月设计出来的齿轮箱，市场价格定位有很大的不同，因此为了迎接这种挑战，威能极创造性引入了精益设计这个理念。大家可以看到为了达到缩短设定周期这个目的，我们各个部门如销售，项目、设计、采购，装配大家互相沟通，所有的信息有条不紊的进行传递，杜绝了一切时间上的浪费。我们从销售开始，最后到装配测试。我们就可以把我们的客户要求成功的转化成产品的设计要求，然后使产品的性能要求，最后是产品的装配要求。我们进行项目经理负责制，所有的文件可以进行清晰完整的传递。项目经理负责所有的项目组成员，包括刚才提到了销售，采购，设计，装备测试，质量甚至是售后服务，定期进行开会和沟通。大家互相了解项目的进展情况，共同解决项目运行过程中的步骤和问题，这样的话我们新产品的研发周期就从原来的18-24个月缩短到目前的10-12个月。从而大大降低了我们齿轮箱的研发时间成本。

接下来第二个是零部件的特殊设计和优化。大家在PPT上可以看到这个上面实际上是一个典型的风电齿轮箱的零部件。我们做设计的同事比较清楚，我们设计的过程中，我们从行星价中找出七个最主要的尺寸。我们看看哪一个尺寸对我们载荷的热点影响是最大的。然后把这个尺寸在考虑他公差范围之内进行各种排列的，得出17种可能的使用，然后我们将这17种的组合分别全部导入了分析得出了右上角这样的分析结果。我们进一步分析发现当其中的C这个尺寸进行细微变动的时候，对整个行星架的寿命影响是最为突出的。因为我们在行星架的设定阶段就可以充分考虑到该尺寸对于承载的影响，从而设计出最为精细的行星架，因为这些大型铸件占总重量的50左右。所以这些设计的优化可以很好控制齿轮箱的材料和成本。刚刚提到了齿轮箱本身不是标准化的东西，但是威能极从1981年到现在那么多年发展过程中我们对齿轮箱也进行了力所能及的标准化。当然我们把装配也进行了简单的标准化，齿轮箱的设计方案我们也做了标准化，更多在零部件也进行了标准化，标准化的优势是什么，可以缩短研发的设计周期。第二个可以让我们采用成熟的技术，降低技术的风险，同时这种装配上的标准化可以解放我们装配流程。