风电装备供应链系统

风电装备供应链系统（精选7篇）

风电装备供应链系统 篇1

引言

推动分散发展向产业聚集转变是促进装备制造业发展的新途径。在生态学中,生物种群是指占据一定空间的,通过个体扩散相互联系,相互作用的一群个体。就系统本身而言,产业生态系统和社会经济系统在其系统演进上都要遵循系统生态演化的规律,因此,可以将具有一定内在联系的个体企业的聚集视为企业种群。企业种群生态理论主要研究有同行业或产品具有替代功能的企业组成的群体。丹尼尔.C.艾思提和波特(1997)认为产业生态的系统观可以帮助企业在内部以及在上下游供应链之间寻找增加值或降低成本的途径,而产业生态思想通常会有助于企业优化其资源(有助于提升资源生产率),进而会提升企业的竞争力。实践证明,企业是具有一定生命特征的。企业的生命周期与生物的生命周期有很多相似之处,都要经历诞生、成长、繁殖裂变、衰老的生命历程,生物生态系统比其他任何系统更适合描述企业在经营过程中的振荡变化。集群内上下游供应链的多个企业种群由于相同或相关行业的企业和机构在特定的地理位置上聚集而形成一个集成的生态系统,该系统在一定的时间或空间里,共同消耗各种环境要素包括原材料、劳动力、资本、客户等,同时,该系统内部上下游企业种群之间也存在资源的消耗与转化,并呈现出周期性的振荡。目前,运用生态学的理论与方法解决此类问题的研究处于起步阶段。

以汽车产业集群供应链为例对装备制造业产业集群的发展进行分析与研究具有一定的现实意义。通过有效的密度制约等途径,实现汽车产业集群供应链上各企业种群规模的良性发展,增强其竞争力,从而有效地带动汽车产业集群的发展。

一、文献综述

目前关于装备制造业产业集群供应链的研究分为以下几类:

(一)产业集群供应链的基础理论研究

崔沛然、张予川在供应链及产业集群的理论研究基础上,对产业集群供应链形成机理进行了系统的研究。认为产业集群供应链主要表现为提升企业的经济效益,进一步加强专业化分工,形成多种形式的竞合关系,提高区域营销竞争能力的四个方面;王叶峰以浙江服装产业为例对产业集群供应链风险管理进行了透彻的分析;陈永祥在基于产业集群的供应链网络系统研究中探讨了基于产业集群的供应链网络系统的设计与优化的可靠性问题,将多目标供应链网络运作平台移植到区域产业集群中,使其同时具有范围辐射效应与规模经济效益[1~3]。

(二)应用种群生态理论对汽车产业集群或其他集群供应链进行定性研究

Hannan和Freeman认为,由于资源的有限性和固定性,环境所能容纳的组织种群的密度是有限的,承载能力剩余空间越大,组织种群的成长速度越快,但是对于不同的组织形态,其进入环境承载能力剩余空间的速率不同。孙东升在产业集群与区域经济发展的核心竞争力———以安徽芜湖奇瑞汽车及零部件产业群为例一文中以芜湖汽车产业集群的形成过程为背景,说明了产业集群存在的好处,分析了芜湖汽车产业链的特点[4~5]。

目前对汽车产业集群供应链上企业种群竞争生态系统的研究主要停留在基础理论与定性分析阶段,运用生态学的建模方法进行模拟与仿真的研究很少,本文将构建汽车产业集群供应链上三个典型企业种群的概念模型,建立非线性规划模型来模拟三企业种群的竞争生态系统,实现双赢,达到系统的良性循环。

二、建模与仿真

(一)概念模型

本文利用数值方法,建立如下三种群捕食系统,假设某个装备制造业产业集群供应链上有上游企业种群一个,下游企业种群两个:

假设1:设产出规模函数分别为:x3(t)———上游某企业种群;x1(t)———下游企业种群1;x2(t)———下游企业种群2。

假设2:上下游三个企业种群同属于某产业集群,该产业集群内自然资源充足,但受到外部经济边界的制约,所以集群内可容纳企业数量为有限区间。

假设3:在密度制约存在的情况下,种群竞争无限制。

假设4:它们是连续可微函数。

(二)模型的平衡点稳定性分析

该模型中,三种群之间存在捕食—被捕食(寄主—寄生)关系。以汽车产业集群为例,上游整车生产企业种群独立生存能力较强,若下游汽车服务企业种群、下游零部件生产企业种群独立生存,则其存在死亡率,同时,食饵种群的存在使得捕食者种群的死亡率有所降低,反应为捕食者种群对食饵种群的消化系数,结合捕食者的掠夺能力系数,以上两系数的乘积将反映食饵种群对捕食者种群的供养能力。

建立以上三种群的数学模型:

将f1,f2,f3在点p0(x1′,x2′,x3′)展开为Taylor级数,则得到系统(1`)

根据微分方程定性理论可知,非线性系统1与线性系统1`的平衡点类型相同,于是,引进

计算可得平衡解。

(三)数值解图及相图模拟与分析

选取参数如下:

初值为(20,15,10),用四—五阶龙格库塔法计算结果,得到相应的数值解图及相图。

根据Volterra模型的特点,多数捕食者—食饵系统观察不到周期振荡,而是趋向某个平衡的状态,即存在稳定平衡点。图2 数值解图选定的区间是五年,假设该区域倾向于扶持上游企业种群,并限制下游外资企业种群。从图中可以看出,随着时间的推移,上游企业种群呈现为先下降后上升的趋势,下游企业种群1 呈现下降趋势,下游企业种群2 呈现出先下降后上升的趋势。两个下游企业种群在期初均出现产出规模递减的趋势,根据生物学中的竞争排斥理论,类似的两种群在同一小生境中不能共存,若共同相处,则竞争的结果必然导致其中一种群灭绝,即容纳量较大的那个种群获胜,容纳量较小的那个种群灭绝。也就是说,在两竞争种群的内禀增长率相同的情况下,当种内竞争的影响小于种间竞争的影响时,竞争的结果将导致一种群灭绝。所以,当相似的本地企业种群与外资企业种群由于竞争排斥导致双方产出规模减少的时候,上游企业种群的产出规模也受到了影响,即在期初呈现下降趋势,此时,下游外资企业在期初集群机能不完善的情况下凭借其自身的先进性而起到主导作用,表现为产出规模明显高于上游企业种群与下游本地企业种群。随着竞争的继续进行,外资企业种群的产出规模由于受到限制而持续的递减呈现出灭绝趋势,与此同时,本地企业种群的产出规模开始明显增加,并对上游企业种群起到了主导作用。

相轨线是封闭曲线,结构不稳定,一旦离开某一条闭轨线,就进入另一条闭轨线,不恢复原状,自然界存在的周期性平衡生态系统是结构稳定的,即偏离周期轨道后,内部制约使系统恢复原状。由图3 所显示的三维相图所表现的情况来看,该曲线在模拟周期五年内尚未进入了闭轨线,说明此三企业种群竞争生态系统的结构是不稳定的,即在五年内,三种群的周期振荡与平衡状态是无法观察到的。

若将模拟周期延长至六十年,会观察到图3(a)中仍未出现闭环,将终点放大数倍后,见图3(b),可以观察到,轨线的末端出现小幅不轨则振荡,并持续。说明三企业种群构成的产业集群在演进过程中是结构不稳定的,如果系统受到干扰,其内部制约机制无法使系统自动恢复原有的状态。有研究表明,链接越简单,系统越脆弱;链接越复杂,系统越强壮。本文所选取的集群正处于发展阶段,构成简单,所以,任何外力或是环境的改变都可能引起集群的剧烈波动。如果区域经济的发展支持该集群稳健发展,那么随着机制的健全,政策的导入,该集群的构成会更加复杂,稳定性也会加强。

结论与展望

第一,在装备制造业产业集群供应链上,上下游企业种群以雇佣为基础的合作关系对上游核心企业会形成不良的影响。短期内,集群供应链上的各种群可能会先后达到各自的稳定状态,但该种状态并不能推进集群供应链的最终稳定。当某两个种群具有类似的竞争属性时,按照生态位理论,可能会对有限的资源展开掠夺竞争,这种竞争将促进集群的进化或退化。所以,应在集群供应链的演进过程中强化政府引导作用,对有限资源与空间进行合理的调节,避免恶性竞争的发生导致集群整体的退化[6]。

第二,为装备制造业产业集群培育出以核心企业为首的完整地供应链才是长远发展之举。可以学习丰田对供应链上的伙伴构建一体化企业网络的做法,在增强核心企业影响力辐射的同时,推动中下游企业的技术创新,进而推动装备制造产业集群供应链的整体发展[7]。

风电装备供应链系统 篇2

目前, 只有个别单位在局部范围内采用了信息化管理手段外, 气象物资装备供应保障工作仍然以人工管理为主, 装备管理文件多且杂, 占用空间大, 查找不方便。 在实际工作中, 各类消耗性器材和备件分别由不同科室人工管理, 分散性地进行入库、 发货, 造成气象装备供应管理职责不清晰、 流程不连续、 装备信息不完整, 使得气象设备生命周期中的采购、 检定、 故障、 维修、 报废各个环节互不联系, 不利于拟定备件采购计划和设备选型, 难以考核供应时效。

随着气象现代化进程加快, 国家级自动气象观测站、GPS/MET水汽观测站、 雷电观测站、 区域自动气象站、 新一代天气雷达、 自动土壤水分站、 雨滴谱仪等新型气象观测设备投入气象业务运行, 气象装备的高效合理管理以及及时供应保障更是举足轻重。 能够将各种气象装备的采购、 供应、仓储、 报废情况进行全寿命跟踪, 成为满足气象装备供应现代化发展的迫切需求。

将J2EE分布式结构特点和B/S结构引入到气象装备供应管理信息系统中, 将省气象装备管理纳入装备供应信息系统中, 加强气象供应保障人员对气象装备各阶段流转情况的了解, 提高气象装备供应的及时性并为更新备件储备库存提供依据, 为提高气象现代化奠定基础。

2 J2EE标准和B/S结构

2.1 J2EE标准[1]

J2EE以Java平台为基础, 增强了对EJB、 SERVLET/JSP等技术的全面支持, 其主要用于构建企业级的应用, 具有安全、 稳定以及跨平台特性。 J2EE具有多层体系结构, 适合应用中间层组件开发, 如图1 所示。 为开发者提供了统一的开发平台和标准, 降低了应用开发的复杂性。 J2EE通过提供中间层集成框架来实现可扩展性、 高可靠性以及高可用性的需求。 J2EE通过统一的开发平台, 降低了多层应用程序开发的复杂程度, 而且提供能够支持并兼容现有的应用程序。 J2EE平台的中心是EJB, 主要用于部署开发商业应用程序的分布式组件模型, 作为一种实现业务逻辑的组件技术, EJB具有可扩展性、 开放性安全保密性。

2.2 B/S结构[2]

B/S模式作为一种新型的处理模式, 是以WWW技术为基础, 通过对C/S这种传统模式进行改进而形成的。 B/S模式以Web为中心, 采用的传输协议是TCP/IP、 HTTP, 前端将通用浏览器 (如Navigator和IE等) 作为Web的客户软件, 客户端采用Browser (浏览器) 来实现访问Web的目的。 通过采用Web Server对数据库进行访问, 后端能够将结果迅速返回给浏览器, 同时通过浏览器可实现多级用户操作。 HTTP协议将前后端进行连接, 其所有开发均在Server上进行。

B/S结构下, 通过WWW浏览器可以实现用户工作界面, 其中服务器端 (Server) 集中实现主要事务逻辑, 而前端 (Browser) 实现极少部分的事务逻辑。 在C/S这种传统模式[3]中, 客户端集中了太多的应用逻辑, 通过专有协议来实现与服务器端进行通信, 不利于对应用程序进行后续维护及移植。而B/S结构中, 系统在客户端的浏览器上运行, 不再需要安装客户端软件, 故当系统需要进行升级或维护时, 只需对服务器端软件进行更新即可, 大大地减少了客户端电脑的荷载量, 同时降低了系统维护与升级的成本并减少了工作量。 J2EE企业级应用模型可以进行多层划分, 从而将界面逻辑和业务逻辑进行分离, 大大提高了其重用性和扩展性。

3 系统设计

3.1 业务流程

气象装备在相关科室之间的业务流转程序复杂, 装备的业务流转状态包括采购、 入库、 出库、 检定、 维修、 报废等, 其流程图如2 图所示。

(1) 用户查看当前需处理的待办事项, 查看当前用户管辖范围内设备库存量或到检日期是否已达到告警阈值的提示。

(2) 当有新设备入库时, 采用条码技术对设备进行识别入库。 当有设备出库时, 通过无线条码扫描, 记录设备的去向。

(3) 当设备需检定时, 对需检定的设备进行扫描后将其状态更改为待检, 检定设备合格后将其状态更改为待用, 检定不合格设备将其状态更改为待修。

(4) 当设备维修时, 分为返厂维修和自行维修两大类。保障人员对设备进行维修, 若维修好则将设备状态更改为待用, 若维修不好则将设备返厂维修, 其状态更改为返厂维修。

(5) 当设备有更换时, 将设备状态更改为待修, 将更换后的设备进行扫描后更改其状态为在用。

(6) 当设备返厂维修时, 分为维修好的设备和未维修好但厂家重新发的新设备两类。 若为维修好的设备将其状态更改为待用; 若为新设备, 则将原来未修好的设备状态更改为报废, 将新设备以零价格入库。

3.2 系统架构

基于J2EE的气象装备供应管理信息系统部署在某省大气探测技术保障中心, 负责监控我省气象技术装备的运行情况。本系统采用J2EE构架, 通过B/S模式进行开发设计, 系统以SQL Server 2008 作为数据库, 服务器由2 部分构成, 包括数据库服务器和Web服务器各1 台, 客户端选择支持IE等主流浏览器, 系统设备编码依据全国统一的气象装备编码规范。系统分为业务应用子系统、 系统服务平台、 数据库系统及基础支撑系统4 部分, 系统结构如图3 所示。

用户通过气象局域网使用浏览器访问Web服务器, 通过身份验证登录系统来访问系统为用户所分配的权限功能。 其中, 业务应用子系统主要用来处理个人事务管理、 设备状态和设备信息管理、 县局和市局保障部门对设备的申请管理、库存预警管理、 设备维护维修管理、 综合分析评估和系统管理等; 系统服务平台主要进行流程控制、 管理服务、 数据访问、 消息服务、 目录服务、 信息表示、 事务处理和其他服务等模块; 数据库系统用来处理数据库系统中的设备信息、 业务信息、 监测信息、 基础配置信息和用户信息等; 基础支撑系统包括计算机操作系统、 计算机网络系统和应用系统支撑平台。

3.3 网络构架

基于J2EE的气象装备供应管理信息系统采用集中式部署组网, 省级、 市级、 县级各类用户终端分配不同的系统权限, 各类用户可以通过气象局内部局域网来访问安装在服务器中的系统应用程序, 实现在线进行业务处理, 也可同时完成在线业务监控和审批, 实现气象装备供应工作的统一化、 高效化、 制度化。

如图4 所示, 系统中数据库服务器和Web服务器分别由不同的物理主机进行搭载完成。 系统的核心数据存放在数据库服务器中, 并定时进行备份, 由于数据库服务器只对Web服务器开放相关端口, 所以其他的主机和工作站都没有访问数据库服务器的权利[4]。 但是Web服务器可以对外开放, 而且用户可以通过浏览器访问Web服务器中允许开放的页面, 来实现访问应用程序, Web服务器只对8080 端口进行开放以保证系统的安全。 同时Tomcat服务在Web服务器中运行, 通过访问数据库服务器获取相关数据。

4 结语

通过对J2EE架构的深入剖析和理解, 将B/S结构引入到气象装备供应管理信息系统中, 实现了基于J2EE的气象装备供应管理信息系统。 系统包括业务应用子系统、 系统服务平台、 数据库系统和基础支撑系统4 部分, 依据中国气象局气象装备编码规范, 实现了将气象设备从采购、 列装台站、 维修维护、 检定到报废的全寿命周期的编码信息化动态管理, 从而提高了气象装备管理的信息化水平。

参考文献

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[2]赵慧勤.网络数据库应用技术[M].机械工业出版社, 2005.

[3]沈黛维.基于J2EE物流仓储管理信息系统的设计与实现[D].电子科技大学, 2013.

[4]Comer D.Internetworkong with TCP/IP[M].5nd Edition.Pearson Education, 2006:124-127.

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[6]郎东梅, 王连华.基于RFID电子标签的气象装备库管理[J].气象科技, 2013, 41 (3) :496-500.

[7]中国气象局.气象应急物资储备调拨和管理办法 (试行) [R].北京:中国气象局, 2010:1-8.

推动风电装备技术发展举措 篇3

a) 健全风电技术发展创新体系。政府应进一步加强风电技术创新体制机制研究, 整合技术力量, 建立以市场为导向、企业为主体、国家为基础、产学研结合的多层次技术创新体系, 在风能基础理论、资源评估、关键技术、前沿科技等方面加大资金投入和政策支持。建立风电公共技术研究、实验和测试平台, 提升风能资源评价、风能设备测试、风电并网检测等有关机构的技术力量和服务意识;基于现有风电产业基础, 形成支撑风电技术持续进步的研发机制;建立健全风电全产业技术性社会化服务体系, 完善人才培养机制;部署一批风电设备制造领域的重大、重点项目, 全面掌握整机设计关键技术, 提高风电整机开发设计能力;

b) 加大对设备制造企业技术创新的支持力度。中国风电设备制造下一步的发展方向将基于中国风电开发的需求和特点, 不断提升大型先进风电机组的研制能力, 完善风电设备供应链, 并确保风电机组设备的质量和可靠性, 逐步解决中国风机同体化问题, 减少同质化竞争。风电设备制造企业也必将成为技术创新领域的主体, 以科技推动产业进步、以科技带动风电产业化发展;

我国风电装备前景展望 篇4

我国风能资源丰富, 可开发利用的风能储量约1×106 MW (离地10 m高度资料计算) , 其中陆地上风能储量约2.53×105 MW, 近海可开发和利用的风能储量约7.5×105 MW。首先, 我国东北、华北、西北地区 (三北地区) 200 km宽的风能地带, 风功率密度在200 W/m2~300 W/m2以上, 有的可达500 W/m2以上, 可开发利用的风能储量约2×105 MW, 是我国连成一片的最大陆上风能资源区, 有利于风电场的大规模开发, 我国陆上风力资源还有很大的开发空间。其次, 我国海上风能资源丰富, 在离海岸线100千米、中心高度100米的范围内, 7 m/s以上的风力给拥有1.8万千米的海岸线、6000多个岛屿及其潮间带、地处东亚季风区的东南沿海地区, 带来的潜在风能资源为年均110×109 MW。仅近海10 m高度范围内可利用的风能资源就多达7×105 MW。海上风速高, 很少有静风期, 年平均风功率密度约400W/m2~600W/m2之间, 风功率密度线平行于海岸线, 年可利用小时数约在7000~8000小时。随着海上风电场技术的成熟发展, 凭借东部沿海地区临近电力负荷中心、电网容量比较大、结构相对合理的优势, 近海风能资源的开发利用一定会成为风电竞争的前沿阵地, 将来也必然会成为重要的可持续能源供应基地。总之, 我国已开发利用的风能资源仅4.5%, 有待开发的风能资源为风电装备制造业的未来发展提供了广阔的市场空间。

一、风电装备国内发展现状

我国自20世纪50年代中期开始研制风力发电装备, 多个省地都研制过千瓦级以下的风车, 但是没得到足够的重视与支持, 因而发展较慢。70年代后, 国民经济的较快发展出现了能源供应紧张、环境污染严重等现象。随着科学技术的进步以及环保意识的觉醒, 可再生、无污染的风能利用开始受到逐步重视, 我国风力发电得到了较好发展。在浙江、黑龙江、福建研制出了较大功率的机组, 在内蒙古研制的小型风力发电机已有批量生产, 用于解决偏远、分散的农牧民住户的生活用电和少量生产用电。80年代以来, 风力发电开始在我国得到快速发展, 产业规模逐渐形成。1982年5月我国正式成立了全国风能专业委员会, 1985年我国成立了全国风力机械标准化技术委员会。90年代, 我国从小型风力发电机组的广泛应用走向大型风力发电机组的开发、引进、创新之路。

我国风电产业自1985年起, 经过20多年的发展, 从离网型风力发电到并网型风力发电, 取得了长足的进步。我国并网型风力发电机组的开发利用可分为三个阶段:从1985年至1995年利用外国政府贷款进行小规模项目示范, 在吸收国外先进技术的基础上研制了120 kW至300 kW风力发电机组。从1995年至2003年我国政府相继出台了一些优惠政策, 促进风电产业的发展, 先后通过技术引进和技术合作研制了600 kW和750 kW风力发电机组, 并逐步使产业本地化率达到90%以上。从2003年开始国家发改委通过风电场特许权项目, 进一步扶持和鼓励风电产业的发展, 培育国内风电市场, 加快了风电场建设。我国1993年风电总装机容量仅17.l MW, 1998年增至226 MW, 2001年达到398.74 MW, 2003年底发展到563.35 MW, 2006年底跃升至2554.61 MW, 2010年我国仅新增风电装机就达到了18927.99 MW, 占到了全球新增装机容量的一半多, 风电总装机容量达到了44733.29 MW, 超越美国, 成为全球风电装机容量最大的国家。风电强劲的发展势头表明了我国风电日益增长的竞争力, 然而我国风电装备的技术和质量水平尤其是批量生产的可靠性方面与国际先进水平相比还有一定差距, 装备完好率和发电能力等还有待提高。另外, 尽管2010年我国的风电装机容量超过了美国, 但是风力发电量只有500亿千瓦时, 仍低于美国;并且并网容量与国外先进水平相比还有较大差距, 目前国外先进水平国家的未并网风电容量不会超过10%, 而我国则高达30%以上, 影响了风电效率和效益水平的提高。目前风电并网问题已得到相关部门的重视, 并在着手解决。

风力发电机组按风轮主轴方向可分为水平轴风机和垂直轴风机;按对风方向可分为上风向和下风向风机;按偏航的形式可分为被动偏航和主动偏航风机;按传动方式可分为有齿轮箱传动和直驱型风机;根据风机能否变桨和变速运行, 风机分为定桨定速型和变桨变速型两大类;按发电机的结构型式可分为笼式异步发电机、双馈异步发电机和永磁同步发电机。常见的风力发电机组结构主要由塔架、轮毂、桨叶、主轴、增速器、发电机、变频器、偏航系统、液压系统和电气控制系统等组成, 不同类型的机组在结构上有所不同, 在工作原理上也存在着一定的差异。

目前投入运行的风力发电机组用于离网工作的多数为小功率垂直轴风机, 用于并网工作的为大功率水平轴风机。

垂直轴风力发电机组相对于水平轴风力发电机组的最大优势是在风向改变的时候无需对风, 减少了风轮对风时的陀螺力。该型机组采风效果好、切入风速低、风能利用率和发电效率高并且结构设计简单, 体积小重量轻, 桨叶结构形式多样化, 造型美观, 安装架设方便, 但是由于单机设计额定功率较低, 一般在50 k W~100 k W之间, 适合在风力资源较好, 市电保证不便的地区或场合使用, 比如农村、牧区、海岛居民、渔船、边防哨所等, 满足在其额定输出功率范围内各种电器的用电要求。在城市建设中, 还可组合成风光互补型控制的路灯供电系统, 部分或完全取代市电, 在利用绿色能源的同时更给城市增加一道亮丽的风景线, 美化了市容。

水平轴风力发电机组主要用于风电场建设, 其中定桨定速型风电机组常采用笼式异步发电机, 容量多为兆瓦级以下, 采用的是早期引进消化的技术, 结构简单, 成本较低, 坚固耐用, 但效率偏低, 虽然技术很成熟但早已非主流机型, 随着时间的推移将会逐步退出风电市场。变桨变速型风电机组容量多为兆瓦级, 可采用双馈异步发电机或永磁同步发电机, 是目前风电市场的主流机型。

(1) 双馈异步风力发电机组根据风资源、地质等环境和发电量不同, 桨叶长度、轮毂中心高度均有变化。变桨变速型风电发电机组采用双馈异步变速恒频控制方式, 某些机型采用无主轴结构, 叶轮直接耦合在增速器上。该型机组技术成熟、质量可靠, 可维护性好;通过增速器提高电机转速, 大幅提高发电机效率, 整机效率高、性价比优;并且具有功率因数可调、有功功率和无功功率控制方便, 低电压穿越性能好等特点, 可实现电网友好型接入。

(2) 永磁同步风力发电机组, 容易实现多极化, 可省去或简化增速器结构, 其叶轮主轴不经增速器而直接与发电机直接耦合, 该类发电机又称为直驱 (半直驱) 式。永磁同步发电机的转子采用稀土永磁材料制作, 不需电励磁, 没有转子绕组和集电环组件, 因此, 大大提高了机组可靠性和效率, 具有结构简单、噪音低、寿命长、机组体积小、低风速时效率高、运行维护成本低等诸多优点。

风电单机容量的增大有利于提高风能利用效率, 降低单位成本、扩大风电场的规模效应、减少风电场的占地面积。随着风电技术的不断提高, 单机容量大型化将成为风力发电的趋势。国外风电机组已普遍达到兆瓦级, 为缩小与世界先进水平的差距, 国家在政策上给予了倾斜和指导, 国家发改委早已将兆瓦级风力发电机组确定为我国以后时期风力发电的主力机型, 今年国家发展和改革委员会令第9号《产业结构调整指导目录》 (2011年本) 又将“2.5兆瓦以上风电设备整机及2.0兆瓦以上风电设备控制系统和变流器等关键零部件”作为今后风电设备鼓励发展的方向。由2000—2010年我国风电机组单机平均功率变化示意图可看出, 国内风电场运行的兆瓦级风电机组占有量逐年提高, 自2008年起风电场运行的风电机组单机平均功率已达1 MW以上, 1 MW~2.5MW机组技术上已趋成熟并成为主流机型。国内的风电装备制造企业, 正在通过自主研发或技术合作等方式, 积极开发具有自主知识产权的兆瓦级以上风力发电机组, 3 MW以上风电机组已被数家企业纳入研发计划。目前我国单机容量最大的风电机组已由华锐风电科技 (集团) 股份有限公司于2011年5月在其江苏盐城综合产业基地正式出产, 风电单机容量达到6 MW。我国风电行业在经历近年高速发展之后, 正向更成熟稳健的方向发展, 国内的风电装备制造企业正在加快提高风电装备的技术水平和制造能力, 向打造国际高端风电装备制造业的方向迈进。

二、我国风电装备前景展望

世界风力发电技术的未来发展趋势主要体现在:单机容量从小容量向大容量发展;桨叶控制由定桨矩向变桨矩、恒速向变速恒频发展;整机结构设计向紧凑、柔性、轻盈化方面发展;系统控制向更可靠更方便的方面发展;陆上风电向海上风电的纵深发展等。所以未来大型风力发电机组的发展趋势将朝着单机功率更大、直驱、变桨、变速、恒频并且控制方便可靠的技术方向发展。

据全球风能理事会 (GWEC) 的统计显示, 到2010年底, 全球风电装机总量达到194.4 GW, 较2009年增长了22.5%。欧洲风能协会预计, 在今后的十年内, 风力发电量可满足世界电力需要的10%以上, 全球风电装机容量的年均增幅在20%以上, 到2020年, 世界风电的装机容量将达到1300 GW, 总投资保守估算约需15100亿美元。因此风电产业的良好发展前景, 为全球风电装备制造业和风电场建设提供了一个前景光明的市场。

我国的风电产业经过“十一五”期间的快速发展, 取得了很大成绩, 整体技术水平不断提高, 近五年我国风电总装机容量年均增长率达到了104.84%, 2010年风电总装机容量首次超越美国, 成为全球风电装机容量最大的国家。尽管市场竞争激烈, 并且2010年的增速有所减缓, 但是经过市场的历练, 将为研发实力强大、技术优势明显的风电企业带来更加光明的发展前景。通过2000—2010年我国新增风电装机容量和2001—2010年我国风电总装机容量年增长率可以看出, 未来我国风电装备制造业仍具有保持较快增长速度的发展潜力。按照现在新增装机速度以及市场发展形势估算, 到“十二五”末, 我国风电装机总容量有望达到105 MW以上, 到2020年累计风电装机有望达到2.3×105 MW。据调查显示, 我国主要风电制造商均对2020年风电装机总量有更乐观估计:3×105 MW。由此可见, 国际风电良好的发展前景, 我国丰富的风能资源以及风电市场的良好预期, 给风电装备制造企业提供了广阔的市场空间。

然而, 国际市场一体化后, 我国的经济竞争完全趋向国际化, 国外以其先进的工艺技术和优异的产品质量正在深层次地向我国市场渗透, 对国内市场形成冲击。为了提高我国的风电制造水平, 国家在政策上给予了重点支持和引导, 鼓励企业采用新技术、新工艺, 加快企业技术创新和自主开发能力, 促使国内企业通过消化吸收国外的先进技术和技术创新来提升自己的产品竞争力, 因此国内外同行经济实力和技术力量的不断提高, 使得未来国内外市场的竞争变得越来越激烈。

我国中低端风电装备制造业的产能过剩和风电效率的逐步提高, 进一步导致风电装备制造业的竞争加剧, 目前全球和国内的风电装备价格跌至近年最低, 给风电装备制造企业造成了不小压力, 同时, 也给具备较强研发实力和技术优势明显的较大型风电装备制造企业提供了良好的发展机会。我国风电行业的竞争决不应是产能、市场的竞争, 更重要的是技术领先、自主创新以及优质服务的竞争。尽管在国际风电市场我国的份额少得可怜, 要在全球风电市场竞争中树立领导地位, 打造自身的核心竞争力, 就必须走自主研发之路, 最终的市场竞争将是技术和服务的竞争。因此, 必须注重自主研发和技术创新, 加强工艺技术的研究, 不断提高风电装备的技术水平, 以技术优势掌握市场的主动权;及时掌握国内外同行业的最新技术动态和行业发展趋势, 努力提高自身的技术储备, 着眼于满足国外客户的苛刻要求, 提升我国的风电装备制造水平和国际竞争力, 积极主动地关注国际权威机构的风电装备认证, 争取获得走向国际市场的通行证, 做好随时参与国际市场竞争的准备。

风电装备供应链系统 篇5

利用洁净能源 (可再生能源) 是人类社会文明进步的表现、环保理念的体现。随着科学技术的发展, 风力发电已成为最具商业化发展前景的成熟技术和新兴产业, 是世界未来最重要的能源。

1 世界风电市场及其装备供应

2008年以来, 全球风电累计装机容量年均增长率为24.9%, 新增装机容量年均增长率为17.8%。风电的发展速度趋于缓慢, 但仍保持着世界增长最快能源的地位。

2012年全球新增风电装机容量44.95GW, 其中海上风电1131MW, 比2011年增加了140%, 占全球风电新增装机的2.52%。至2012年底, 全球累计装机容量约为285.7GW。

2012年全球新增前十大市场占总装机容量的84.9%, 其中美国、中国、德国、印度和英国5国占了总装机容量的73%, 美国以其最强的年度业绩成为全球风电市场新增装机容量第一名。全球十大风电装备供应商当年提供33.37GW的机组, 占总量的77.4%, GE风能取代Vestas公司成为全球前十大供应商的第一名。

至2012年底, 全球累计前十大市场占总装机容量的85.2%, 其中中国、美国、德国、西班牙和印度5国占了总容量的73%。全球十大供应商累计提供了236GW的机组, 占总量的81.5%。

2 中国风电装备发展状态

经连续数年高速增长, 2009年中国新增风电装机容量首度超越美国成为全球市场冠军, 2010年新增及累计风电装机容量均位居世界第一。2011年, 中国风电开始面临上游产能过剩、下游需求疲软、并网消纳困难、弃风限电严重、风电机组及其零部件质量存在不足, 核心技术与国外仍有差距等一系列发展瓶颈, 增速放缓。

2012年我国新增风电装机容量12.96GW, 其中海上风电新增装机容量为113MW。新增风电装机容量继续呈下行态势, 在全球风电新增装机容量排名上位列美国之后, 失去全球第一的位置。

但是, 中国风电仍在平稳向前发展。2012年, 中国风电并网总量达到60.83GW, 发电量达到1004亿千瓦时, 超过核电成为继煤电、水电之后的第三大主力电源。同时发电量达到了全国总发电量的2%, 比2011年的1.5%有所提高。从累计装机的角度来看, 中国的风电从2009年的25.8GW增长到2012年底的75.3GW, 仍保持着全球累计风电装机容量第一的地位。其中已建成的海上风电项目共计389.6MW, 是除英国、丹麦以外海上风电装机最多的国家。

3 中国风电装备的国际竞争力分析

3.1 分析方法

影响竞争力的因素多种多样, 本文从迈克尔·波特的国家竞争优势理论出发, 阐述影响我国风电产业国际竞争力的因素。

根据迈克尔·波特的国家竞争优势理论, 维持国家竞争优势的决定因素包括:生产要素状况、需求状况、相关及辅助产业的状况、企业的经营战略、组织结构和竞争。这些因素是维持国家竞争优势的主要因素, 也是维持产业竞争优势的决定性因素。

3.2 国际竞争力分析

3.2.1 生产要素状况

生产要素指生产某种产品所需要的各种投入。可分为基本要素和高级要素。基本要素指先天拥有不用花太大代价就能得到的要素, 包括自然资源、地理位置、非技能劳动力等。高级要素是指通过长期投资或培养才能创造出来的要素。包括高科技人才、科研机构、现代管理体系等。随着科技的进步, 基本要素的作用因其广泛的使用性和必要性的降低而被削弱, 高级要素对竞争优势的形成是非常重要的。

①自然资源要素。国家发展和改革委员会、财政部及国家相关部门实施了“全国风能详查和评价”项目。项目根据国际上对风能资源技术开发的评价指标, 在年平均风功率密度达到300W/m2的风能覆盖区域内, 考虑自然地理和国家基本政策对风电开发的制约因素, 并剔除装机容量小于1.5MW/km2的区域后, 得出我国陆地50m、70m、100m高度层年平均风功率密度大于300W/m2的风能资源技术开发量分别为20亿k W、26亿k W和24亿k W。

美国斯坦福大学土木和环境工程系根据国家气象数据中心和预警系统实验室1998-2002年的风速和温度数据, 对7753个地面气象站和446个空间观测点两种不同类型的数据进行比较, 对全球风能资源进行了统计和计算, 得出:全球范围内距离地面80m处的观测点中, 平均风速将达到4.59m/s, 其中3级及以上风区地带可达8.44m/s。有13%可以达到3级风以上, 即风速6.9m/s, 非常适合风能的开发利用。在80m高处, 符合风能要求的观测点海上比陆地多90%。按在80m高度处6.9m/s的风速计算, 全球可利用资源量为72万亿k W。即使只利用其中的20%, 依然相当于世界能源消费量的总和或电力需求的7倍。

我国可利用风能居世界首位, 具有很大的发展空间, 有利于风电产业及其装备制造业的发展。

②人力资源要素。风电技术涉及空气动力学、结构动力学、材料科学、声学、机械工程、动力工程、电气工程、控制技术、气象学、环境科学等多个学科和多种领域, 是一项综合的高技术。需要专业的技术培训体系才能造就行业需要的高素质人才。

我国为人口大国, 人力资源丰富, 在劳动力供给方面占有极大优势。但从风电市场快速增长过程中所呈现的人才短缺现象来看, 人才存量不足、高素质人才队伍缺乏, 已经成为制约我国风电产业发展的主要瓶颈, 不利于行业竞争力的塑造与提高。

③生产能力与企业规模。经过近年的快速发展, 我国具备兆瓦级机组生产能力的企业不断增多, 生产能力亦从2005年前的小批量转变为现在的大批量生产。

2012年我国新增风电装机容量12.96GW, 其中前4家制造商产品装机超过50%, 前10家制造商产品装机超过80%, 产业集中度较2010年有所下降。金风科技、联合动力, 华锐风电、明阳风电是我国风电装备制造业排名前4位企业, 亦是全球十大供应商, 具有较强实力。

我国十大风电装备供应商及其世界排名见表1。

④企业的战略、组织结构与竞争方式。指企业的组织结构、战略决策特点及竞争程度所赖以存在的国家环境。激烈的国内竞争不仅是创造和保持竞争优势的最有利的刺激要素, 而且会迫使企业走出国门在国际市场上去参与竞争。

目前我国的风电装备制造主要企业多是上市公司, 基本实施了现代企业制度, 但管理水平较世界先进水平仍有一定差距。企业的所有者与企业的经营者之间的委托代理机制及相应的激励机制仍不健全, 经营者的积极性不能充分调动起来, 企业的经营目标不甚明确, 造成企业的效率不高, 国际竞争力不足。

我国风电装备制造重点企业基本情况见表2。

3.2.2 需求要素状况

需求要素状况指国内外市场某种产品或服务的需求。

①市场需求。国内需求是提高一国国际竞争力的原动力。国内需求状况的不同会导致各国竞争优势的差异。我国作为世界最大的风力发电国家, 若国内生产企业不能满足用户需求, 国外厂商必然会抢占国内市场, 抑制我国风电产业的发展。

2007年我国国内企业 (含合资) 生产的风力发电机组占当年新增装机容量的57.2%, 累计装机容量的47.2%;2012年我国国内企业生产的风力发电机组已占当年新增装机容量的92.5%, 累计装机容量的86.2%。

国内制造商已经占据中国市场份额的90%以上, 并开始出口海外。2012年我国出口发运风电机组容量430MW (225台) 。

2001~2012年新增及累计风电机组安装年均增长速度达到88.8%、66.5%, 远超全球平均的20.1%、25.1%。同时, 中国新增及累计风电机组安装已占全球安装容量的20%~50%, 呈良好发展态势。见图1。

②产品技术。2005年左右, 我国风电机组制造企业主要依靠购买技术许可证的方式进入市场, 进行风电机组的制造。随着市场的发展, 国内风电机组制造企业研发能力逐步提高, 技术创新能力不断增强, 已初步实现了大功率风力发电机组技术从引进消化、联合设计到自主设计的转化。已自主开发出适用于与低温、高原、低风速区域的多型风电机组, 基本适应中国市场的需求。

2005年以前, 我国安装的多是兆瓦级以下的风力发电机组, 功率多为250-300k W、600k W、750-800k W。2005年-2007年, 兆瓦级风力发电机组成为中国市场的主流机组, 2012年达到了风电装机平均功率达到1.6MW。详见图2。

我国海上风电发展起步较晚, 直到2007年才安装了一台试验性的风电机组。2010年东海大桥海上风电项目34台3MW机组正式并网发电。2011年以来, 国内制造企业在2.5MW、3MW、5MW及以上大型海上风电机组研发上取得显著进展, 华锐风电的5MW、6MW样机均已安装并进入试验阶段, 联合动力6MW、重庆海装5MW等也分别下线。2012年, 我国新增海上风电新增装机127MW (46台) , 占当年总装机容量的0.98%。其中潮间带装机容量为113MW, 占海上风电新增装机容量的89%。截至2012年底, 我国已建成海上风电项目总计389.6MW。

从全球风电机组装机范围看, 2012年直驱型风电机组占到全球市场份额的19.5%, 传统式的双馈感应发电机组仍为主流机型。主力机型功率为1.5-3.6MW, 其中功率1.5MW以上的风电机组当年装机容量占总装机容量的96.3%, 功率2.5MW以上的风电机组当年装机容量占总装机容量的12.8%。随着海上风电的迅速发展, 单机容量为5-6MW的风电机组已经进入商业化运营。美国7MW风电机组已经研制成功, 正在研制10MW机组;英国10MW机组也正在进行设计, 挪威正在研制14MW的机组, 欧盟正在考虑研制20MW的风电机组。

尽管近几年我国风电机组平均安装功率超过1.5MW, 但与美国、欧洲主要国家安装的风电机组比较, 还有较大差距。这也反映了我国的大功率风力发电机组技术与欧美强国比较还存在差距, 先进风电装备自主设计和创新能力有待加强。

③质量状态。我国风电机组产量及产能处于世界领先地位, 但在产品的质量和可靠性方面, 与国外成熟产品比较仍存在一定的差距。

据国家电力监管委员会统计, 2010年以来, 我国风力发电机组故障频发, 且呈上升趋势。故障主要集中在风电机组的变桨系统、变频系统、电气系统、控制系统、齿轮箱、发电机、偏航系统等部位。此外, 在风电并网性能方面, 产品可靠性较差, 对电力系统的安全稳定运行造成了不利影响。

3.2.3 相关及辅助产业状况

指相关上游、下游产业的发展水平及状态。风电装备行业的上游产业主要是零部件供应和配套服务业, 下游产业为电力行业。

近10年来我国电力安装容量年均增长12.8%, 下游行业的需求及持续快速发展为我国风电装备制造企业带来良好发展机遇。2012年我国电力安装容量11.44亿k W, 其中风电机组安装容量6237万k W;风电机组安装容量已占电力总装机容量的5.5%。

其上游产业主要是零部件制造业和配套服务业。

零部件制造业主要包括叶片、轴承、齿轮箱、发电机、变流器等。其中叶片、发电机以及大规格的偏航轴承、变桨轴承和主轴轴承, 国内已实现批量生产, 具有很强的供应能力。齿轮箱轴承、发电机轴承和大尺寸主轴轴承目前全部采用进口产品, 制约了风电设备制造业的快速发展。变流器以进口和采购外资企业的产品为主, 由于市场供应充足, 尽管国产化率不高, 但仍可以满足市场需求。

配套服务业主要包括公共数据库、以及标准、检测及认证。目前我国风况数据未被很好的整合应用, 反应风电设备运行及质量状况的数据库也处于缺失状态, 影响中国风电产业的健康持续发展。我国已初步建立风电国家标准体系。但这些标准中有些直接等同采用IEC的标准, 这些标准是否完全适合中国风况及气候的具体特点尚未经过验证。同时, 我国风电产品检测、认证的能力也已经逐步培养起来, 初步形成风电设备自愿性检测认证体系。但尚无一个较为全面的大型风电机组关键零部件综合检测平台, 严重影响我国风电自主创新及制造能力的提高。

3.2.4 产业政策

在“十一”时期, 我国实施了《可再生能源法》, 制定了鼓励风电发展的分区域电价、费用分摊、优先并网等政策措施, 建立了促进风电发展的政策体系, 并组织了风能资源评价、风电特许权招标、海上风电示范项目建设等, 积极促进风电产业发展。

2010年发布《关于加快培育和发展战略性产业的决定》, 指出将“推进体制、机制创新, 深化重点领域改革”, 并提出要“实施新能源配额制, 落实新能源发电全额保障收购制度”, 并将实施配额制作为促进新能源发展的重大体制、机制创新手段。

2013年1月召开的全国能源工作会议提出了能源工作总规划, 明确提出要大力发展新能源和可再生能源, 要协调地发展风电。全年实现新增风电总装机量1800万千瓦 (18GW) 。

国家相关产业政策为我国风电及其装备产业的发展提供了良好的环境。

4 结语

在国家政策扶持和巨大市场需求的推动下, 中国风电发展迅速, 连续多年保持快速增长, 取得了令人瞩目的成绩, 新增及累计装机容量均居世界前列。同时, 涵盖风电开发建设、装备制造、技术研发、检测认证、配套服务的产业链逐步建立、逐步完善, 中国已步入世界风电大国行列, 中国风电装备制造业已经成为具有国际竞争力的优势产业之一。但是, 在风电学科建设、人才培养、以及创新能力建设、产品质量控制等方面亟待加强, 风电公共数据库、风电标准、检测和认证等公共服务体系亦有待进一步完善。

随着经济社会的发展, 社会电气化水平的提高, 电力需求的增长速度将高于能源需求的增长速度, 风电及其风电装备发展前景广阔。

摘要：本文系统的介绍了国内外风电产业及其装备发展现状及趋势, 运用迈克尔·波特的国家竞争优势理论, 阐述和分析了影响我国风电装备产业竞争力的因素, 并提出提升并保持中国风电及其装备产业国际竞争力所应加强和完善的工作。

关键词：风电,风电装备,装机容量,平均安装功率,国际竞争力

参考文献

[1]国家发展与改革委员会能源研究所.中国战略性新兴产业研究与发展[M].

[2]中国可再生能源学会风能专业委员会.中国风电装机容量统计[R].2007-2012.

风电装备供应链系统 篇6

关键词：风电装备,再投资,经济风险

1 风电装备 (铸件) 产业的市场前景和制约因素

我国是铸造大国, 同时随着我国工业技术的不断革新和发展, 铸造大国已升级为铸造强国, 大型风电铸件的技术含量、附加值及国际竞争力已得到了长足的增强。我国铸件的出口量、铸件需求量和产量均居全球第一, 作为大功率风力发电机组关键零部件 (铸件) 的生产及其加工其市场前景较为广阔。根据我国的可再生能源发展规划, 2010年、2020年风电的发展目标分别为1000万千万和3000万千瓦。可以预测, 到2010年我国实际的风电总装机容量将达到2000万千瓦, 2020年将达到8000万千瓦。同时, 国家产业政策的大力支持为我国风电装备业的发展保驾护航。尤其在全球环境恶化的前提下, 世界各地发展低能耗、低污染的清洁能源, 以求减少对环境的压力。取之不竭风能的有效利用被各国摆到重要的议事日程上, 并大力发展, 而风能的利用离不开风力发电机组, 这一机组的重要零部件即是金加工后的大型铸件, 我国是大型风电铸件的重要出口国和消费国, 虽然我国大型风电铸件的生产加工起步较晚 (大约在2004年) , 但该产品的产量已经跃居世界第一。尽管有了量的突破, 但还有部分核心零部件依靠进口。为此, 财政部出台了《关于调整大功率风力发电机组及其关键零部件, 原材料进口税收政策的通知》, 该政策规定所退税款主要用于企业自主创新以及落实到相关配套生产关键零部件的企业中, 切实推进大功率风电机组的国产化率。大型风电铸件已成为制约风能发电发展的主要关键。我国积极支持和推进利用风能发电的新型能源的发展, 在新疆和内蒙古成立了国家研发基地, 西部风力资源丰富的省份都把风力发电项目作为支柱产业大力推进。

在全球大力发展风能发电产业的推动下, 我国相关产业也审时度势地积极投入这一方兴未艾的朝阳产业, 该产业回报丰厚, 市场需求容量很大;据了解, 国内的大型风电铸件的生产和加工的生产能力, 根本满足不了国内外订单的需求。即使全球经济危机对这一产业影响也不大, 而这一产业已成为各国拉动内需的主要引擎, 我国4万亿元的促内需投资也有风电项目的一杯羹。面对这样的市场缺口, 国内相关产业都纷纷上马风电项目, 据不完全统计, 风电项目的上马, 只要后续资金有保障, 都能得到可观的产业回报。市场瞬息万变, 相对稳定的是国家产业定位, 而恒久不变的是捕捉机遇的敏锐眼光及投资定律的市场“定性”。

风电前景虽然广阔, 但也存在着内外制约因素, 如无序发展、缺乏引导, 效益低下, 增大了风电产业投资的风险;只重视扩大建设规模, 忽视内在积聚;新产品未经严格考核就上批量上工程, 造成浪费;重复引进, 同质化竞争;关键零部件发展滞后等因素成为我国风电产业发展的瓶颈, 严重阻碍了风电产业的健康发展。

然而, 自2008年5月1日起, 对新批准的内、外资投资项目进口单机额定功率不大于2.5兆瓦的风力发电机组一律停止执行进口免税政策。随后, 国家发改委等部门指出, 要贯彻《国务院批转发展改革委等部门关于一部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》的文件精神, 引导风电设备行业健康可持续发展。

2 无序发展背后存在的投资过热经济风险与产能严重过剩隐患

在第六届亚洲风能大会中国风电产业融资论坛上, 国内外投资者一方面对中国急速扩张的风电规模表示了极大兴趣, 而另一方面, 来自官方和业内的声音也在不断提示, 中国风电装备投资已经呈现过热势头, 今后10年内, 我国风电装备业将不可避免地面临激烈竞争, 风电设备市场也将迎来买方市场。

2004年以前, 我国风电产业的发展很慢。此后, 随着可再生能源法的制定、颁布和实施, 风电装机增长迅猛, 从2004年的76.4万千瓦, 增长到2008年的1215.3万千瓦。近几年我国风电装机容量每年都增加100%左右, 2008年总装机规模达到世界排名第四位, 进入发展快车道, 2009年的总规模进一部跃升。据介绍, 我国风能发电机的产能增长速度不仅高于国内其他类型发电设备的增长速度, 也远远快于国际风电的发展速度。

为适应风电快速发展的形势, 国家也调整了2020年的发展目标, 先从3000万千瓦调整到8000万千瓦, 最近又明确了2020年发展到1.5亿千瓦的目标。这意味着, 从2009年到2020年的12年间, 全国风电装机将净增1.38亿千瓦, 平均每年需新增装机约1200万千瓦。

由于目前风电的整机组装产能供过于求, 风电企业的发展战略要做出相应的调整。打造完善产业链, 面向未来市场, 研发大功率海上风机。寻求新的高利润点, 可将风电技术、制造、服务、项目开发等要素作为企业核心竞争力, 而不仅限于装备制造。

3 风电装备 (铸件) 产业的技术风险因素

风电铸件的材质欧洲标准为EN-GJS-400-18U-LT, 国家标准为QT400-18A, 在实际生产中, 转子的壳体很大, 通常重量为16500～22680千克, 轮毂等由于断面过厚、冷却速度缓慢, 因而凝固时间较长、铸件厚壁中心或热节处容易造成石墨畸变、球数减少、组织粗大、石黑飘浮、化学成本偏析开口晶间碳化物等问题, 从而影响抗拉强度、屈服点伸率、低温冲击韧性等机械性能。经过业内的几年探索, 风电铸件的生产工艺技术已经比较成熟, 但仍然存在很大不稳定因素, 易造成废品率提高。原料要求较高, 国内只有本溪和林州生铁符合要求;要选择纯净低锰的碳素 (废) 钢, 如A3钢、45钢等角钢和工字钢, 不得含有铁;要控制铁水成分, 精确配料, 选择专用的球化剂和孕育剂;要严格工艺操作规程, 方能生产质量稳定的风电铸件。虽然其金加工技术含量不是很高, 但对加工设备的依赖性较强。生产大型风电铸件的技术工艺门槛很高, 美国也只有霍奇等少数几家铸造厂能生产这样巨大的风电铸件, 风电铸件生产技术和工艺稳定性都亟待研发成熟。这样的产业技术壁垒容易造就行业“巨头”, 而不会形成鱼龙混杂的恶性竞争, “巨头”孕育就需要打造自身的核心技术工艺、铸就优良品质、切实提升项目的技术工艺比较优势, 才能在强强对弈中立于不败之地。

风机大型化趋势不改, 技术壁垒短期难以跨越。风电的价格和风机功率成反比, 风机功率越大, 单位发电成本越低。因此, 考虑到风电的发电成本依然高于火电、水电, 商业风机的制造一直保持着大型化的趋势。现在最大的风力发电机是5～6兆瓦, 叶片直径可达126 米, 塔架高度近150米, 而且要承受雷电、冰雹、风雪、盐雾、台风、骤风的袭击, 必须全天候运行。

风机制造尚未形成产业规模, 风电产业发展的前期投入不够, 风电工程建设运营维护方面缺乏现代化的管理手段, 风电产业应加强规划管理, 避免无序竞争, 同时, 电网配套建设等各方面都有待进一步加强和完善。

4 风电装备 (铸件) 产业的安全环保和耗能的风险分析

我国正在如火如荼地建设和谐社会, 安全生产是发展国民经济的关键工作之一, 而风电铸件的生产和加工涉及高温和较多特种设备, 有很大的潜在风险。同时, 我国积极引导走低能耗、低污染新型工业化道路, 由粗放型发展向集约型发展转变, 风电铸件的生产是高能耗、高污染的产业;原来可以使用冲天炉熔炼, 现在必须改为电炉, 必须上除尘设备、降噪设备和旧砂回用系统。而主要原材料生铁、废钢、砂等都是消耗国家资源的。事实上, 我国在全球经济危机之前是不鼓励铸造行业发展的, 甚至打压中小企业的低层次发展, 对铸件的出口也不鼓励, 出口退税率不断下降。从安全角度讲, 安全的不确定因素较多, 企业必须进行安全投入、做好安全防范;从环境污染角度讲, 需要企业投入很多环保设施, 治污成本会大幅提升;与上述两个角度不同的节能降耗问题是不容乐观的, 国家宏观上大力支持发展风电产业, 而风电产业的发展需要很多大型铸件, 铸件生产既高耗能又耗不可再生资源, 其实这是一对矛盾体的社会权衡, 短期也许是一个无奈之举;从长期看, 风电铸件的生产可能是国家不鼓励的或者控制的产业, 因此, 是潜在的政策风险。

5 风电装备 (铸件) 产业的资金投入和收益的经济分析

风电装备供应链系统 篇7

关键词：风力发电,信息技术,SAP,供应链

1 现状分析

在国家大力发展可再生能源和能源结构调整、提倡节能减排的大背景下，风力发电行业逐渐成为国内新兴的热门行业。风电设备类制造业承担着特有的使命，由于风电设备需要适用各类特殊环境、设备产品体积大、结构复杂、风机性能要求多样性等特点必然导致市场客户需求多变性及生产工艺的复杂性，也增加大了企业内部供应链管理与业务管理的难度。生产制造环节中部分关键件以自己生产加工为主，也有部分半成品件外协完成，所以企业的业务管理流程相对标准。但随着企业生产规模的逐年增长，在激烈的市场竞争中要保持行业领先的地位，产品品种不断增加，交货期也越来越短，产能不断扩大，采购周期难以缩短。同时，市场竞争激烈，成本压力越来越大，还面临着越来越大的节能、环保压力，现有的SAP系统运行效率没有发挥很好的作用，对企业管理运作的改进作用有限，部门间交接出现断点，造成供应链的计划体系没有正常流转，需要一种优化的方案解决目前现有的问题。

2 企业组织架构

该企业是一家大型风电制造企业。该企业通过产品创新、技术创新、管理创新和体制创新，实现了跨越式的发展，销售收入在逐年上升。目前，企业所处的市场环境发生了很大变化，该企业经过几年的发展，已扩展了多个分公司（分布在全国）。该企业业务部门设置方案为五中心多公司模式，分别为技术中心、营销中心、制造中心、物流中心、售后服务中心、分公司1、2等。职能部门分为四部门模式，分别为综合管理部、运营管理部、财务资产部、质量安全部。

3 关键问题分析

A.主数据（图纸、物料、BOM&工艺）的创建、更改流程：数据的完整与准确性是保证整条供应链运行的基础。该企业的产品结构的多样性及技术改进，尤为重要。企业往往在图纸下发，物料新增的过程中，数据更新得不及时，有些图纸所用为旧版的物料编码，而有时在还没有申请到SAP物料编码时就已经下发，导致主数据的新增流程滞后；BOM数据的变更管理不到位，当图纸发生变更时没有及时向所有相关业务部门传递信息，并且未及时更新系统中数据，常导致图纸与系统中的领料数据核对不上，造成车间领料混乱，库房账实不符。B.计划的制订和需求的传递：企业营销中心应对整个市场预测与客户订单分析，因营销与客户直接接洽，最了解市场需求情况，年初的预测应贴合市场需求；运营管理部是执行计划与预测部门，进行实时更新，并及时传递到制造中心。若没有动态调整的计划随着时间的推移和市场、客户需求的变化将是不准确的，对生产、采购活动的组织也无指导意义。计划的整合与分解，需有一个责任部门去承担此工作，对计划的整合与分解可以说是一个企业的神经中枢，决定了企业业务的方方面面。许多企业往往营销中心做了预测，但只是一个笼统的、针对某些重要部件的预测，需要有人来将计划整合与分解，才能形成对生产和采购有指导意义的具体计划。

4 方案设计

4.1 主数据是SAP系统的基石，必须强化主数据创建、更改、删除流程，严格执行基础数据的管理规范，保障各业务块基础数据正确性。技术中心在设计图纸时，应及时准确的申请物料编码，并提供BOM清单数据；当设计人员在PLM系统中完成产品设计并发布后，再将PLM系统数据自动导入到SAP系系统中；当BOM变更时，应由设计人员在PLM中进行更新后，及时通知或下达变更通知书到相关部门（如运营管理部及制造中心等）并更新数据。企业中BOM和工艺文件关键是保证其达到规定的准确度，为此要引入有效的检测手段，除了对SAP系统中的数据进行检查外，由一线生产工人协助检查也是一种行之有效的方法。对BOM表，由生产工人观察生产过程，确定真正使用了什么物料，哪些物料实际用于生产但没有出现在BOM表上，哪些物料出现在表上但没有使用，并记录观察结果，交给技术或工艺部门处理，检查改进BOM文件等等。

4.2 由于市场竞争压力不断增加，对制造型企业已逐步由以产定销转变为以销定产，企业的计划业务流程应该主要以市场为导向，正确的需求预测是制定主生产计划的重要依据。该企业主要分为经营计划、主生产计划和N个月度滚动生产计划三方面，关键是提高应变能力。因此，将需求管理用于改进主生产计划是一个重要的概念。见图1所示，企业在运营管理部组建了“需求管理小组”，负责收集各方面的市场需求信息（包括营销中心的市场需求预测及已签订的销售合同），并充分考虑可能引起主生产计划变化的因素，来产生一个尽可能准确的“需求预测”，据此制定主生产计划，并根据实际情况或营销中心的变更进行滚动调整计划。这样确定的主生产计划就具有较强的应变能力，也更符合市场需求。

其次，运营管理部下达计划，再系统运行MRP计划，经过BOM结构传递展开需求，得到自制件的生产计划和原材料的采购计划。采购部需对采购计划进行分解，并根据物料的采购周期的长短，进行N个月滚动采购计划调整。生产计划部也需对生产计划进行分解与根据生产周期或实际需求进行滚动调整。

5 SAP系统实现方案与注意事项

针对上述的方案，需要明确各部门在供应链计划体系中的责任，防止流程脱节, 需特别注意以下事项：

5.1 设计部门在设计图纸时便需及时准确的申请物料编码，并提供BOM清单数据，再由PLM系统导入SAP系统中；BOM变更时及时通知相关部门并更新数据。

5.2 运营管理部负责制定年度经营计划与年度生产计划，相关决策层领导也应参与预测计划的制订，保证计划的实施与分布。

5.3 生产部门负责转换制定月度滚动生产计划，协调产能与原料领用计划；负责自制产品生产周期数据的确定与维护。

5.4 采购部门负责依据系统MRP运算出的采购计划，进行月度滚动采购计划的提前备料；采购件采购提前期数据的确定与维护。

该企业采用的三个月滚动生产/采购计划导进方式，具体实现方案如下：（1）物料计划策略的确定：SAP系统中外购件采用70的计划策略 (按装配层次的组装计划）；成品采用的是40的计划策略（按库存生产）。在系统后台配置中设定三个月滚动计划的营销预测源版、计划确定版、计划最新版作为模拟版，每一个计划版本对应一个计划方案，对于每个月的正式计划设定正式版。（2）具体步骤：首先是将已经通过各个部门沟通和审核的三个月的滚动计划录入系统，存在N, N+1, N+2三个月的预测数据，形成营销预测源版，然后将其拷贝到最新版运行MRP，评估物料和能力，形成的一个计划确定版，然后将这个计划确定版转换为最新版运行MRP，这个月结束时（即下个月在系统中录入新的三个月滚动计划的时候），将实际实现的预测（真实发生的数据）填入源版中作为记录，同时将后两个月的预测值改为新的三个月滚动计划的预测值，进入下一轮的MRP运行和物料能力的考核，依次类推，滚动实现三个月滚动计划；在系统中实际时时运行和更新的版本为最后那个计划最新版，前面两个版本的作用体现在记录数据，作为后期的评估和考核依据；每月月度评审前对预测数据与实际订单进行差异比较，连同每次预测订单有更改时，计划员在系统中生成的计划确定版，并在每月固定的时间在系统中删除下月的预测数据。预测周期分为三个月，第一个月要求精确到天，需要销售人员对于客户或者合同要求的交货期有明确的确定，后两个月的要求精确到周，对于每一月的预测进行大致的平衡和划分；在系统中运行计划最新版预测的模拟的MRP，系统产生MRP清单和能力计划报表，通过对计划最新版预测的物料状况和能力状况进行评估，评估不可行，则修改最新版计划，再重新运行MRP；评估可行，把计划最新版预测拷贝到计划确认版预测。

6 结论

随着该行业的快速发展，信息技术应用不断得到深化，同时业务整合及基于信息系统平台的优化管理也将变成业务优化的有效手段。本文基于SAP系统，对某风电企业实施使用SAP软件后的现状与存在的问题进行分析，通过对各环节进行整合与业务流程优化，给出具体方案，最终基于信息系统平台实现业务优化的目的。目前此方案已经在实际业务运行，通过一段时间的运行表明，该方案能够满足应用的需要, 运行良好。

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