模块化设计在风力发电机开发中的应用

贾冰,张雷,吴兵

(国电联合动力技术有限公司，北京100039)

    提出了在风力发电机开发过程中如何从需求层、功能层、结构层来实现模块化设计的方法，并以2.0MW风力发电机为例介绍了如何对风机进行模块化设计，以及通过模块化设计和利用产品模块库缩短开发时间，满足客户的需求。

1模块与模块化设计

所谓模块，就是可组合成系统的、具有某种确定功能和接口结构的、典型的通用独立单元［1］。

模块化设计,即将产品的若干要素组合在一起，组成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。通过对不同模块的组合，可以用有限资源组合成为多种不同类型的产品。

2模块化设计在风力发电机开发中的应用

    风力发电机，简称风机，是将风能转化为电能的装置，主要由叶片、发电机、机械部件和电气部件组成。

    近年来风能市场的快速发展驱动了各国在风力发电机行业的投入，风力发电机的开发具有批量化、定制式的特点。传统研发方式从设计到投放市场时间较长，而变化的市场对产品研发时间提出了更高的要求。模块化设计通过预定的标准接口，将产品分解成由相互独立产品模块组成的柔性产品平台，可以根据客户的需求定制出不同特点的产品。

    在工业领域中，各行业对模块划分都有自己相应的标准，英国学者SUH［2］从功能-结构参数映射的角度定义了模块化设计的概念:模块化设计是一种分析结果的产生，这种结果以产品、过程和系统的形式表现，并满足预定的需求，其方法是选择适当的结构域设计参数，完成从功能需求域到设计参数域的映射。

    依据上述设计思想，模块化设计首先是根据客户的总需求，将总需求划分为一系列子需求；根据子需求完成从用户需求域到模块功能域的映射，在映射的过程中应考虑子需求和子模块功能之间的对应关系；然后在考虑模块性能的基础上完成从模块功能域到模块结构域的映射，在此步骤中应同样考虑其对应关系；由于结构是功能的载体，功能的聚类最终要映射为一定的结构体，即最终由子模块结构汇总为整体结构［3-5］，如图1所示。

    根据上述过程，在风机开发的实际过程中，可......

作者简介：贾冰（1982—），男，河北保定人，国电联合动力技术有限公司工程师，硕士，主要从事国电联合动力PLM项目实施、运维，文件管理，信息安全等工作。
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