风力发电机设计
MW级直驱永磁同步风力发电机设计
未来，需要进一步开展直驱永磁同步风力发电机的优化设计和应用研究。例如， 通过提高发电机的额定功率和降低制造成本，可以进一步提高其经济性；还需 要加强该技术在不同环境和气候条件下的适应性和稳定性研究，为直驱永磁同 步风力发电机的广泛应用提供更加坚实的基础。
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展望未来，风力发电技术将在全球范围内得到更广泛的应用和发展。随着技术 的不断进步和市场需求的变化，MW级直驱永磁同步风力发电机的研究也将不断 深入。未来的研究将更多地如何提高发电机的效率和可靠性，降低制造成本和 维护成本，
以及如何更好地与电网进行连接和控制等方面的问题。随着数字化和智能化技 术的发展，将这些技术应用于风力发电机设计中也将成为未来的一个研究方向。
2、结构简单：该技术不需要增速齿轮箱，减少了机械损耗和故障率。
3、维护方便：由于结构简单，直驱永磁同步风力发电机的维护工作量较小， 降低了维护成本。
4、适应性强：该技术适用于不同规模的风电场，能够满足不同需求。
三、直驱永磁同步风力发电机的 应用场景
1、大型风电场：直驱永磁同步风力发电机适用于大型风电场，能够满足大规 模电力输出的需求。
MW级直驱永磁同步风力发电机设计
01 一、确定主题
目录
02 二、编写大纲
03 三、详细设计
04 四、结果分析05 五来自总结与展望06 参考内容
一、确定主题
随着环保意识的不断提高和可再生能源的广泛应用，风力发电技术得到了持续 发展。其中，MW级直驱永磁同步风力发电机由于其高效、可靠、维护成本低等 特点，成为了风力发电领域的研究热点。本次演示将详细介绍MW级直驱永磁同 步风力发电机的设计过
2、效率评估：通过对比不同设计方案和不同制造工艺下的发电机效率，选择 最优方案和工艺。
风力发电机组总体设计
1．总体设计一、气动布局方案包括对各类构形、型式和气动布局方案的比较和选择、模型吹风，性能及其他气动特性的初步计算，确定整机和各部件（系统）主要参数，各部件相对位置等。
最后，绘制整机三面图，并提交有关的分析计算报告。
二、整机总体布置方案包括整机各部件、各系统、附件和设备等布置。
此时要求考虑布置得合理、协调、紧凑，保证正常工作和便于维护等要求，并考虑有效合理的重心位置。
最后绘制整机总体布置图，并编写有关报告和说明书。
三、整机总体结构方案包括对整机结构承力件的布置，传力路线的分析，主要承力构件的承力型式分析，设计分离面和对接型式的选择，和各种结构材料的选择等。
整机总体结构方案可结合总体布置一起进行，并在整机总体布置图上加以反映，也可绘制一些附加的图纸。
需要有相应的报告和技术说明。
四、各部件和系统的方案应包括对各部件和系统的要求、组成、原理分析、结构型式、参数及附件的选择等工作。
最后，应绘制有关部件的理论图和有关系统的原理图，并编写有关的报告和技术说明。
五、整机重量计算、重量分配和重心定位包括整机总重量的确定、各部分重量的确定、重心和惯量计算等工作。
最后应提交有关重量和重心等计算报告，并绘制重心定位图。
六、配套附件整机配套附件和备件等设备的选择和确定，新材料和新工艺的选择，对新研制的部件要确定技术要求和协作关系。
最后提交协作及采购清单等有关文件。
总体设计阶段将解决全局性的重大问题，必须精心和慎重地进行，要尽可能充分利用已有的经验，以求总体设计阶段中的重大决策建立在可靠的理论分析和试验基础上，避免以后出现不应有重大反复。
阶段的结果是应给出风力发电机组整机三面图，整机总体布置图，重心定位图，整机重量和重心计算报告，性能计算报告，初步的外负载计算报告，整机结构承力初步分析报告，各部件和系统的初步技术要求，部件理论图，系统原理图，新工艺、新材料等协作要求和采购清单等，以及其他有关经济性和使用性能等应有明确文件。
小型家用风力发电机毕业设计
小型家用风力发电机毕业设计1000字一、设计内容本次设计的目的是设计一台小型家用风力发电机，能够在一个家庭中使用。
此发电机可产生电流，将电力储存到电池中，通过逆变器将直流电转为交流电供应家庭用电。
设计将包括以下内容：1. 选择合适的风轮尺寸和型号。
2. 选出合适的发电机和电路。
3. 逆变器的设计与制作。
4. 发电机和逆变器的控制系统。
5. 外壳的设计和制造。
二、设计原理风力发电机是利用风能产生的机械能转变为电能的装置。
当环境中的风吹在旋转的叶片上时，通过叶轮将机械能传递给发电机。
发电机会将机械能转化为电能并储存在电池中，其后逆变器会将直流电变为交流电以供应各项家庭电力需求。
三、设计细节1. 风轮：通过大气压力的力量，使叶片旋转，最终达到发电目的。
在此设计中，我们选择了一种直径为0.9米，叶片数为三的风轮。
2. 发电机：发电机是小型家用风力发电机的核心。
在此设计中，采用了一台带有稳定器的直流发电机。
发电机输出电流的功率为250W。
3. 逆变器：逆变器可以将直流电转换为交流电，以供应家庭用电。
我们选择了一台可以将12伏直流电转换为220伏交流电的逆变器。
4. 控制系统：我们需要对风力发电机进行控制。
控制系统是根据风速来控制发电机的转速，将飞轮的转速保持在一个稳定范围内。
5. 外壳：外壳是保护小型家用风力发电机内部设备的一个重要部分。
我们选择了一种轻质的、具有良好透气性的材料来制作外壳。
四、设计结果这款小型家用风力发电机的核心部件是发电机和逆变器。
通过控制系统，可以在不同风速下保持转速的稳定。
外壳可以保护内部设备，同时也起到状觉上的美观作用。
通过此设计，我们发现小型家用风力发电机是最佳可持续能源选择之一。
它可以为家庭提供一定量的电力，同时具有环保和节能的特点。
小型风力发电机总体结构的设计
小型风力发电机总体结构的设计首先，塔架结构是小型风力发电机的基础支撑结构，主要作用是稳定风轮的位置和方向。
塔架通常由金属或钢筋混凝土制成，高度一般在10米至30米之间。
在设计时，需要考虑到塔架的强度、稳定性和耐久性，以及便于安装和维护。
其次，风轮（葉片）设计是小型风力发电机的核心部分，负责接受风能并驱动发电机发电。
风轮通常由数个叶片组成，常见的材料有玻璃纤维、碳纤维等。
在设计时，需要考虑到叶片的形状、长度和材料的选择，以提高风轮的效率和稳定性。
风轮的设计应考虑到叶片的形态优化，以降低风阻和噪音，提高风能的利用率。
通常采用的形状有直接扇形、折叠扇形、三角扇形等，可以通过风洞实验和仿真计算来确定最佳形状。
此外，风轮还需要考虑叶片的长度和数量，以适应不同风速和功率要求。
第三，发电机是将风能转换为电能的关键设备。
通常采用的是永磁同步发电机，可以有效提高发电效率。
永磁同步发电机结构简单、效率高、体积小、重量轻，是小型风力发电机中较为常用的一种类型。
同时，发电机还需要配备适当的传感器和电器设备，以确保风能可以稳定地转换为电能，并兼容与电网或电池的连接。
最后，控制系统是小型风力发电机的重要组成部分，主要用于监测风速、机组运行状况、电压输出等，并根据实时情况对发电机进行调节。
控制系统通常包括风速传感器、转速传感器、电流传感器、电压传感器、电池管理系统等。
这些传感器和电器设备可以与发电机和电网进行连接，实现风力发电机的自动化控制和监测。
总之，小型风力发电机的总体结构设计需要考虑到塔架结构、风轮（葉片）设计、发电机和控制系统。
这些设计要素的合理搭配和优化可以提高风力发电机的效率、稳定性和可靠性，为户外和偏远地区提供可持续的电力供应。
论风力发电机基础设计的要点及安全控制原则
论风力发电机基础设计的要点及安全控制原则随着人们对清洁能源的需求不断增加，风力发电已成为一种广泛应用的可再生能源。
风力发电机作为风能转化的核心设备，其基础设计对于整个风力发电系统的安全和稳定运行至关重要。
本文将从基础设计的要点和安全控制原则两个方面进行探讨。
一、基础设计的要点1.选址风力发电机的选址是基础设计的第一步，选址的好坏直接影响到风力发电机的发电效率和稳定性。
一般而言，选址应考虑以下因素：（1）风能资源丰富度：选址应在风能资源丰富的地区，避免选择风能资源贫乏的地区。
（2）地形地貌：选址应在地势高、地形平坦的地区，以保证风力发电机的稳定性和安全性。
（3）环境影响：选址应避免对周边环境造成不可逆转的影响，如对野生动植物的栖息和繁殖等。
2.基础设计风力发电机的基础设计包括基础类型、基础尺寸、基础材料等方面。
基础设计的要点如下：（1）基础类型：根据地质条件和风力发电机的型号、高度等因素，选择适合的基础类型，如混凝土基础、钢筋混凝土基础、钢管桩基础等。
（2）基础尺寸：基础尺寸应根据风力发电机的型号、高度、风速等因素进行计算，以保证风力发电机的稳定性和安全性。
（3）基础材料：基础材料应选择质量好、抗风性能强的材料，如高强度混凝土、高强度钢材等。
3.施工施工是基础设计的最后一环，施工的质量和安全直接影响到风力发电机的使用寿命和稳定性。
施工的要点如下：（1）施工团队：施工团队应具备专业的技术和经验，能够独立完成基础施工工作。
（2）施工过程：施工过程中应严格按照设计要求进行，确保基础的尺寸、质量和强度符合设计要求。
（3）安全控制：施工过程中应注意安全控制，采取有效的措施防止施工人员和周边居民的伤害和财产损失。
二、安全控制原则1.风速控制风速是影响风力发电机安全性和稳定性的重要因素，应采取以下措施进行控制：（1）风速监测：安装风速监测系统，及时掌握周围风速的变化情况。
（2）风速限制：在风速达到一定限制值时，应停止风力发电机的运行，以避免发生安全事故。
永磁同步风力发电机的设计
永磁同步风力发电机的设计
永磁同步风力发电机的设计原理是基于磁场相互作用的。
它由发电机主机和控制系统两部分组成。
发电机主机包括永磁体、定子和转子。
永磁体产生一个恒定的磁场，而转子则根据风力的作用旋转。
通过磁场相互作用，产生感应电流，从而实现电能的转换。
在永磁同步风力发电机的设计中，需要考虑以下几个方面。
首先是永磁体的选择。
永磁体应具有高磁能积和稳定的磁性能，以确保发电机的高效运行。
其次是定子的设计。
通过合理布置定子的线圈，可以增加磁通，并提高发电机的输出功率。
最后是转子的设计。
转子应具有低风阻和高转速的特点，以提高发电机的转动效率。
永磁同步风力发电机相比传统风力发电机具有许多优势。
首先，永磁同步风力发电机具有更高的转速范围。
传统风力发电机的转速受限于同步发电机的特性，而永磁同步风力发电机可以实现更高的转速，从而提高发电效率。
其次，永磁同步风力发电机具有更高的功率密度。
由于永磁同步风力发电机采用高效的永磁体，其功率密度可以达到传统发电机的几倍。
最后，永磁同步风力发电机具有更低的维护成本。
传统风力发电机由于使用了大量的齿轮传动装置，容易发生故障，而永磁同步风力发电机通过减少传动装置的使用，降低了维护成本。
综上所述，永磁同步风力发电机是一种具有很大潜力的新型发电机。
通过合理的设计和优化，可以实现更高的转速、更高的功率密度和更低的维护成本。
随着技术的不断进步，相信永磁同步风力发电机将在风力发电领域发挥重要的作用。
风力发电机设计计算
风力发电机设计计算1. 引言本文档旨在介绍风力发电机的设计计算。
风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备，广泛应用于可再生能源领域。
本文将涵盖风力发电机的设计原理、计算公式和应用实例。
2. 设计原理风力发电机的设计基于风能的转化过程。
当风流通过风轮叶片时，风轮受到风力的作用而转动，通过产生的机械能驱动发电机发电。
设计计算需要考虑风场中的风速、风轮面积、材料强度和发电效率等因素。
3. 计算公式风力发电机的设计计算涉及以下公式：3.1 风能密度计算公式风能密度（P）可以通过以下公式计算：P = 0.5 * ρ * A * V^3其中，ρ为空气密度，A为风轮面积，V为风速。
3.2 风轮转速计算公式风轮转速（ω）可以通过以下公式计算：ω = V / R其中，V为风速，R为风轮半径。
3.3 发电功率计算公式发电功率（P_G）可以通过以下公式计算：P_G = 0.5 * ρ * A * V^3 * C_P其中，ρ为空气密度，A为风轮面积，V为风速，C_P为功率系数。
4. 应用实例以下是一个风力发电机设计计算的应用实例：假设风力场中的风速为10 m/s，风轮面积为50平方米，空气密度为1.225 kg/m^3，功率系数为0.45。
根据上述公式，可以得到计算结果如下：- 风能密度：P = 0.5 * 1.225 * 50 * 10^3 = 3062.5 W/m^2- 风轮转速：ω = 10 / R- 发电功率：P_G = 0.5 * 1.225 * 50 * 10^3 * 0.45 = 153.56 kW5. 总结风力发电机的设计计算涉及风能密度、风轮转速和发电功率等参数的计算。
通过合理设计和计算，可以提高风力发电机的效率和性能，实现利用风能进行可持续发电。
以上为风力发电机设计计算的简要介绍，希望对您有所帮助。
风力发电机毕业设计
到目前为止，石油、天然气和煤炭等化石能源仍然是世界经济的能源支柱，然而化石资源的有限和对环境的危害性，已经日益地威胁着人类社会的安全和发展。
充足的能源、洁净的环境是经济持续发展的基础条件。
1996年联合国环境署报告指出：“从现在到2020年，全球能源消耗将比现在增长50%到100%，由此造成温室效应的气体排放将会增加45%到90%，从而带来灾难性后果。
”为了制止地球的温暖化，为了人类尽快走出燃煤时代，构建一个稳定的可持续发展的未来社会，各国都在不断追求不排放CO2，不污染环境的清洁能源。
随着经济社会的进步和发展，风力发电以其资源无尽，成本低廉，便于利用，成为目前再生新能源利用中技术最成熟，最具规模开发条件，发展前景看好的发电方式。
风力发电已经开始从“补充能源”向“战略替代能源”的方向转变。
“让风能带动世界，舞动全球”，已经由梦想成为现实可能。
风力发电作为一个新型朝阳产业，目前还存在着众多制约因素，“让风能带动世界，舞动全球”的构想从理念到现实仍有巨大的差距。
虽然自《可再生能源法》颁布实施后，我国风力发电发展出现了快速发展的势头，但仍存在一些制约因素和需要解决的问题。
我国风能产业的发展，仍需以国家支持为引导、市场拉动为主体，重点支持研发，并解决制约我国风电发展的三大瓶颈，即资源评价问题、电网问题和自主创新问题，实施稳步发展的战略，为日后大规模发展打下坚实的基础。
风力发电将会“让风能带动世界，舞动全球”。
一、风力发电机原理风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。
广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。
风力发电利用的是自然能源。
相对柴油发电要好的多。
但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。
风力发电可视为备用电源，但是却可以长期利用。
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
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摘要自然风的速度和方向是随机变化的，风能具有不确定特点，如何使风力发电机的输出功率稳定，是风力发电技术的一个重要课题。
迄今为止，已提出了多种改善风力品质的方法，例如采用变转速控制技术，可以利用风轮的转动惯量平滑输出功率。
由于变转速风力发电组采用的是电力电子装置，当它将电能输出输送给电网时，会产生变化的电力协波，并使功率因素恶化。
风能利用发展中的关键技术问题风能技术是一项涉及多个学科的综合技术。
而且，风力机具有不同于通常机械系统的特性：动力源是具有很强随机性和不连续性的自然风，叶片经常运行在失速工况，传动系统的动力输入异常不规则，疲劳负载高于通常旋转机械几十倍。
本文通过对风力发电机的总体设计，叶片、轮毂机构的设计，水平回转机构的设计，齿轮箱系统的设计，以达到利用风能发电的目的，有效利用风能资源，减少对不可再生资源的消耗，降低对环境的污染。
关键词：风能；风力发电机；叶片；轮毂；齿轮箱AbstractNatural wind speed and direction of change is random, wind characteristics of uncertainty, how to make wind turbine output power stability, wind power technology is an important subject. So far, have raised a variety of ways to improve the quality of the wind, such as the use of variable speed control technology, can make use of wind round the moment of inertia smooth power output. Because variable speed wind power group using a power electronic devices, when it will transfer to the output of electric power grids, will change in the wave's power, and power factor deterioration.Use of wind energy in the development of key technical issues involved in wind energy technology is one of a number of integrated technical disciplines. Moreover, the wind turbine is usually different from the mechanical system characteristics: a strong power source is not random and continuity of the natural wind, the leaves often run in the stall condition, the power transmission system very irregular importation, fatigue load than Rotating Machinery usually several times.Based on the wind turbine design, leaves, the wheel design, level of rotating the design, gear box system design, use of wind power to achieve the objective of effective use of wind energy resources, reduce non-renewable resources Consumption, reduce the environmental pollution.Key words: wind power；wind power generators；blade；wheel；Gearbox目录前言 (1)1概述 (2)1.1风力发电机的发展简史 (2)1.2我国现阶段风电技术发展状况 (2)1.3风力的等级选择 (3)1.4风能利用发展中的关键技术问题 (4)2风轮的结构设计 (6)2.1风轮设计中的关键技术—迎风技术 (6)2.2风轮桨叶的结构设计 (7)2.2.1桨叶材料的选择 (7)2.2.2风轮扫掠半径参数计算 (7)2.2.3风轮的半径分配问题 (8)2.3理想风能的利用 (8)2.4桨叶轴的结构设计计算 (11)2.4.1桨叶轴危险截面轴颈的计算 (11)2.4.2桨叶轴各轴段轴颈的结构设计计算 (13)2.5风力发电机组的功率调节问题 (13)2.6风轮桨叶的复位弹簧参数计算 (15)2.7风轮的桨叶轴轴承座的螺栓强度校核计算 (18)2.7.1轴承座上螺栓组的布置问题 (18)2.7.2螺栓的受力分析和参数计算 (19)2.7.3轴承座上螺栓直径的计算 (20)2.7.4轴承座上螺栓疲劳强度校核 (20)3风力发电机的主轴结构设计 (22)3.1主轴的相关参数的选择和计算 (22)3.2轴段的设计与校核 (22)4风力发电机的增速器和发动机的选取 (25)4.1主轴与增速器之间的联轴器 (25)4.1.1联轴器的特点 (25)4.2.2联轴器的型号及主要参数 (25)4.2风力发电机增速器的选择 (25)4.2.1使用范围和特点 (25)4.2.2型号的选择 (26)4.3发电机的选取 (26)4.3.1选择发电机应综合考虑的问题 (26)4.3.2型号的选择 (26)5风力发电机的回转体结构设计和参数计算 (27)5.1初步估计回转体危险轴颈的大小 (27)5.2结构设计 (28)6风力发电机的其他元件的设计 (29)6.1刹车装置的设计 (29)6.2选择滑环 (29)6.3托架的基本结构 (30)7结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A译文 (34)附录B外文文献 (46)前言自然界的风是可以利用的资源，然而，我们现在还没有很好的对它进行开发。
这就向我们提出了一个课题：我们如何开发利用风能？自然风的速度和方向是随机变化的，风能具有不确定特点，如何使风力发电机的输出功率稳定，是风力发电技术的一个重要课题。
迄今为止，已提出了多种改善风力品质的方法，例如采用变转速控制技术，可以利用风轮的转动惯量平滑输出功率。
由于变转速风力发电组采用的是电力电子装置，当它将电能输出输送给电网时，会产生变化的电力协波，并使功率因素恶化。
因此，为了满足在变速控制过程中良好的动态特性，并使发电机向电网提供高品质的电能，发电机和电网之间的电力电子接口应实现以下功能：一，在发电机和电网上产生尽可能低的协波电波；二，具有单位功率因素或可控的功率因素；三，使发电机输出电压适应电网电压的变化；四，向电网输出稳定的功率；五，发电机磁转距可控。
此外，当电网中并入的风力电量达到一定程度，会引起电压不稳定。
特别是电网发生短时故障时，电压突降，风力发电机组就无法向电网输送能量，最终由于保护动作而从电网解列。
在风能占较大比例的电网中，风力发电机组的突然解列，会导致电网的不稳定。
因此，用合理的方法使风力发电机组电功率平稳具有非常重要的意义。
本文通过对风力发电机的总体设计，叶片、轮毂机构的设计，水平回转机构的设计，齿轮箱系统的设计，以达到利用风能发电的目的，有效利用风能资源，减少对不可再生资源的消耗，降低对环境的污染。
本论文在王慧老师的悉心教导之下，通过研读各著作期刊，经过多次的修改。
由于作者水平有限，论文中难免出现点差错，恳请读者指正。
1 概述1.1风力发电机的发展史简介我国是最早使用风帆船和风车的国家之一，至少在3000年前的商代就出现了帆船，到唐代风帆船已广泛用于江河航运。
最辉煌的风帆时代是明代，14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋，庞大的风帆船队功不可没。
明代以后风车得到了广泛的应用，我国沿海沿江的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法，一直延续到20世纪50年代，仅在江苏沿海利用风力提水的设备增达20万台。
随着蒸汽机的出现，以及煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，各种曾经被广泛使用的风力机械，由于成本高、效率低、使用不方便等，无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争，渐渐被淘汰。
欧洲到中世纪才广泛利用风能，荷兰人发展了水平轴风车。
18世纪荷兰曾用近万座风车排水，在低洼的海滩上造出良田，成为著名的风车之国。
德国、丹麦、西班牙、英国、荷兰、瑞典、印度加拿大等国在风力发电技术的研究与应用上投入了相当大的人力及资金，充分综合利用空气动力学、新材料、新型电机、电力电子技术、计算机、自动控制及通信技术等方面的最新成果，开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统，发展了变浆距控制及失速控制的风力机设计理论，采用了新型风力机设计理论，采用了新型风力机叶片材料及叶片翼型，研制出了变极、变滑差、变速、恒频及低速永磁等新型发电机，开发了由微机控制的单台及多台风力发电机组成的机群的自动控制技术，从而大大提高了风力发电的效率及可靠性。
到了19世纪末，开始利用风力发电，这在解决农村电气化方面显示了重要的作用，特别是20世纪70年代以后，利用风力发电更进入了一个蓬勃发展的阶段。
1.2 我国现阶段风电技术发展状况中国现代风力发电机技术的开发利用起源于20世纪70年代初。
经过初期发展、单机分散研制、系列化和标准化几个阶段的发展，无论在科学研究、设计制造，还是试验、示范、应用推广等方面均有了长足的进步和很大的提高，并取得了明显的经济效益和社会效益。
我国对风电已有部分优惠政策，包括一下几个方面。
1)风电配额制定出常规火电污染排放量分配比例，由全国所有省区共同分摊的政策。
2)风电上网电价落实风电高于火电的价差摊到全省的平均销售电价中。
制定出按常规水电污染排放量分配比例，由全国所有省区共同分摊的政策。
按地区具体情况定出风电最高上网电价的限制，并保持10年不变，促使业主充分利用资源，降低成本。
3)售电增值税发电增加了新的税源，建议参照小水电，核定风电销售环节增值税率为6%。
4)银行贷款为降低风电电价，减轻还贷压力，建议适当延长风电还贷期限，还贷期增至15年；为风电项目提供贴息贷款。
5)鼓励采用国产化风电机为采用国产化风电机的业主提供补贴和贴息贷款，补偿开发商的风险，帮助初期国产化机组进入市场，得到批量生产和改进产品的机会，以利降低成本。