12月21日-22日，由中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會主辦的第二屆風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。
上海電氣風(fēng)電集團(tuán)有限公司機(jī)械室主任倪黎出席會議并發(fā)表了題“可靠性設(shè)計在產(chǎn)品全生命周期中的應(yīng)用”的主旨演講。
以下為發(fā)言內(nèi)容：
倪黎：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、可靠性行業(yè)的專家們，風(fēng)電行業(yè)的同仁們大家下午好。我今天應(yīng)該是最后一個主講，經(jīng)過一整天的會議，大家已經(jīng)疲憊了，我講的快一點，比較接地氣一點，今天我所分享的是我們在過去一年多的時間里所做的實踐和探索，我們想通過可靠性的拿來主義，可靠性技術(shù)的應(yīng)用切實提高產(chǎn)品的可靠性和提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
首先為什么提全生命周期，如果對一個單機(jī)的物料成本來講我們做可靠性分析，可靠性設(shè)計，會因為我們的設(shè)計增加物料成本，如果放眼于全生命周期來說，不但能提升全生命周期的發(fā)電量，達(dá)到LCOE的提升。我們知道做可靠性設(shè)計離不開三個方面的保證，有可靠性的技術(shù)、可靠性的資源、可靠性的流程。這三大塊內(nèi)容如果放到全生命周期的環(huán)境下，對于它本身來說這三個部分其實是一個完整的系統(tǒng)工程，而且這個系統(tǒng)工程和整機(jī)是相匹配的，對于我們來說我們要做的就是把系統(tǒng)工程給拆分或者說給細(xì)化，細(xì)化到全生命周期中去。因此對我們的全生命周期進(jìn)行大致的劃分，分為產(chǎn)品的開發(fā)階段以及產(chǎn)品的運(yùn)營階段，我們知道大家很熟悉十倍理論，如果想有效提高可靠性，在設(shè)計的初期投入要比在設(shè)計中期和后期同等的投入帶來的收益高的多。我們過去一年側(cè)重點放在產(chǎn)品的開發(fā)中去，其實在上海電氣已有的產(chǎn)品開發(fā)的成功，我們所謂的PDP流程，這個流程本身思想就是IPD，在原有的IPD的流程中，我們已經(jīng)引入很多可靠性的思想和可靠性技術(shù)，初期引入外部環(huán)境和需求分析，在我們看來可靠性就是一個質(zhì)量和時間的疊加，因此我們要做的就是把這些給串聯(lián)起來，串成一個動態(tài)的軸。
因此，可靠性設(shè)計稱為DFR，有五個步驟可以嵌入到我們的IPD里面去，為了更好嵌入，把DFR進(jìn)行分解，分成定量分析和定性分析，定量分析包含了基準(zhǔn)分析、可靠性模型、可靠性分配和可靠性指標(biāo)，定性分析有風(fēng)險分析，風(fēng)險防范措施，最后通過時間驗證防范措施的有效性，并且指標(biāo)會直接給行業(yè)試驗或者可靠性試驗作出明確的目標(biāo)，彼此一個迭代?；谶@樣的想法，首先是看定量分析，定量分析的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)分析其實剛才也提到了，基準(zhǔn)分析很重要，如果基準(zhǔn)找不對，可靠性的路就走偏了，對于基準(zhǔn)分析我們在過去一年花了很大精力，對于整個數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)分散在各個業(yè)務(wù)部門，業(yè)務(wù)單元也分散在不同的階段，我們嘗試做了很多標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)的選擇，所有數(shù)據(jù)集成到一起，把這個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到風(fēng)云系統(tǒng)中，整合在一起形成大的數(shù)據(jù)庫。風(fēng)云2.0的系統(tǒng)中把可靠性單獨(dú)作為一個模塊羅列出來，這個模塊會對于數(shù)據(jù)有一個初步的分析，便于可靠性工程師和部件工程師拿過來進(jìn)行分析。
我們要選什么樣的數(shù)據(jù)？剛剛提到了很多可靠性評價指標(biāo)，我覺得可靠性的評價指標(biāo)每個評價指標(biāo)都是有本質(zhì)意義的，并且他們之間相互聯(lián)系，相互互動，MTBF可以作為一個指標(biāo)來看，我們要進(jìn)行對標(biāo)，去年整機(jī)廠發(fā)布很多產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)的選擇可以不一樣，有可能完全不一樣，有可能不完全一樣，所以我們用我們的方法進(jìn)行了一個定義，我們定義為三個階段，一個是可以自己遠(yuǎn)程啟動復(fù)機(jī)，第二是本地啟動復(fù)機(jī)，第三是維修后復(fù)機(jī)，如果對整機(jī)的可靠性或者影響來說，可能第三個整機(jī)影響更大。這個對于我們提到另一個可靠性指標(biāo)，就是平均維修間隔時間，我們要開發(fā)新的產(chǎn)品，基于這個產(chǎn)品的前續(xù)產(chǎn)品作為一個參考產(chǎn)品，從數(shù)據(jù)庫中提取MTBR相關(guān)的數(shù)據(jù)，得到了按不同的階段去區(qū)分的頻次，這就是要做產(chǎn)品開發(fā)可靠性目標(biāo)最基本的基準(zhǔn)目標(biāo)，接下來就是可靠性模型的搭建，可靠性的模型無外乎就是串聯(lián)模型和并聯(lián)模型，我們剛開始做機(jī)組的時候，有很多模型，有很多塊，大的系統(tǒng)，還有并聯(lián)的設(shè)計，需要有更好的可靠性。目前大部分應(yīng)該都是不管是一級系統(tǒng)還是二級系統(tǒng)，都是相對串聯(lián)的過程，這樣就比較容易了，算起來比較容易。對于串聯(lián)的模型，可以有一個初分，通過專家系統(tǒng)對于初分的分配進(jìn)行驗證或者是修正，黃色的是可靠性專家系統(tǒng)的分析，綠色是從高到低的排序。
大家可能會比較奇怪，我們目標(biāo)怎么定出來的，我相信不同整機(jī)廠有不同的方法或者手段，我們希望IPD的理念，是從真正的客戶端，環(huán)境端包括競爭對手的數(shù)據(jù)確定最終的目標(biāo)，這個目標(biāo)是我隨便寫的，沒什么參考意義。定量設(shè)計完成之后一個定性設(shè)計，定性主要基于風(fēng)險的分析，我們之前做PDP定性的設(shè)計相對于比較散，沒有系統(tǒng)串聯(lián)，如果說對于現(xiàn)在要做的，現(xiàn)在做的其實就是把風(fēng)險的來源進(jìn)行梳理，首先一個來源就是計算風(fēng)險，平臺上原先發(fā)來的問題，另外一個就是新風(fēng)險，新產(chǎn)品變更設(shè)計帶來的風(fēng)險，把有風(fēng)險的部件進(jìn)行羅列，通過一系列的評價指標(biāo)，把風(fēng)險進(jìn)行量化，最終會得到我們認(rèn)為風(fēng)險比較高的部件，會作為重點防范的對象，重點防范的對象中，我們運(yùn)用比較熟的就是FMEA工具，最終輸出是需要的成果。
回到五步法，在嘗試的過程中我們發(fā)現(xiàn)很多時候很容易變成表格工具或者表格工作，這樣本身系統(tǒng)性相對比較差的，我們的做法是我們提出結(jié)構(gòu)化FMEA，結(jié)構(gòu)數(shù)的細(xì)分，對每個系統(tǒng)單元進(jìn)行功能網(wǎng)的展開，對功能網(wǎng)進(jìn)行失效網(wǎng)的關(guān)聯(lián)和展開，進(jìn)行相對比較立體的鏈，這個模型能很大程度上去把分析做的更有系統(tǒng)性，如果取一個截面，每一個單獨(dú)的截面拎出來的系統(tǒng)單元或者系統(tǒng)就是FMEA對應(yīng)的表格，這個表格相對比較獨(dú)立，可以放在模塊化中使用。這是一方面。另一方面就是失效網(wǎng)，失效網(wǎng)會得到故障數(shù)的問題，會指導(dǎo)我們對故障的知識庫，這個東西確實幫助非常大，在我們的實踐過程中。
最后一個定性分析就是可靠性試驗，從部件到部件某個方面到最終子系統(tǒng)，是成V字模型的，但是值得一說的是海上機(jī)組，很多試驗沒法體驗的，對于大容量的我們放在HALT平臺，我加上載荷，能試出最薄弱的零部件，這是HALT的試驗方法。但是如果把大的試驗平臺再細(xì)分再拆分，對于每一個零部件我們可以做更為細(xì)致的試驗，我想在這個基礎(chǔ)上就是比較集成的設(shè)計試驗平臺，而且海上機(jī)組需要這么一個試驗平臺的。剛才提到的都是我們在第一階段做的一些方法或一些試驗、一些努力，第二個階段產(chǎn)品運(yùn)營中，我們也做了一些可靠性的嘗試，我們提了一個RCA流程，運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)故障，我們進(jìn)行羅列，來解決故障拿出分析的流程，由可靠性工程師牽頭，組織部件的工程師或者是專家級工程師來參與，最后形成一個范圍，從范圍里形成攻關(guān)的小組或者攻關(guān)的項目來做。
核心思想就是DMAIC模式，下面拿一個故障做一個案例進(jìn)行分解，這個案例選取比較小的案例，某一個風(fēng)速風(fēng)向儀，通過不同廠家故障的分布，道不同類型的故障的分布，首先選定對象，我們要關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)的部門哪些人做這個項目，最后就是關(guān)聯(lián)的指標(biāo)，我們提的指標(biāo)30%。第二個階段是測量階段，測量階段我們要考察母測量系統(tǒng)，母測量系統(tǒng)就是需要提前做的環(huán)形風(fēng)洞的試驗，對測試系統(tǒng)進(jìn)行了分析和判斷，首先對重復(fù)在線性的分析，通過對波動性的分析，可以看到波動性的分析，我們選取幾個比較有特征的分析點，整個測試系統(tǒng)的波動性的存在問題的。
過程能力指數(shù)Cpk是可以滿足要求的，我們主要是針對波對性的改進(jìn)。第三點就是分析階段，分析階段其實要做的工作首先是測風(fēng)儀工作流程圖及邊界圖，主要模塊功能分析，得到最大故障樹，也得到最根本影響的因素和原因，我們進(jìn)行劃分，得到最小割集的重要事件，得到最終的評分，我們要重點跟蹤的影響事件。第四個環(huán)節(jié)就是改進(jìn)階段，我們提出改進(jìn)方案，改進(jìn)方案的實施，我們選出了要重點跟蹤的一些點，一些重點將近的項目，并且在這些改進(jìn)實施的方案的執(zhí)行過程中，會做一些相應(yīng)的方案的追蹤，方案的追蹤過程中有設(shè)計端、測試端，也有從測量系統(tǒng)端。最后就是控制的階段，對于已經(jīng)實施的改進(jìn)方案，我們會從它的工業(yè)流程固化包括檢驗的固化進(jìn)行控制措施的改進(jìn)，包括SOP標(biāo)準(zhǔn)化。RCA只是我舉的一個小例子，對不同風(fēng)場我們可以拿這個工具進(jìn)行使用，進(jìn)行跟蹤，進(jìn)行處理。
最后總結(jié)，去年這個時候是我們第一屆質(zhì)量和可靠性論壇，這個論壇上最后也是發(fā)布了一個大會形成的共識或者是一個宣言，就是以共建共擔(dān)共享共贏這四個原則的發(fā)展可靠性的共識，我想對于每一個風(fēng)電行業(yè)的從業(yè)者，或者說是每個熱愛這個行業(yè)的人來說，我們所做的一切是為了讓這個產(chǎn)業(yè)能更長遠(yuǎn)的發(fā)展。去年一整年的努力，是集中在不同的領(lǐng)域，我今天分享的可能是整機(jī)的設(shè)計的階段，其實對于電網(wǎng)，我們都做了探索和嘗試，我想我們的嘗試相比于航空系統(tǒng)、華為，可能還不夠，這也是我們以后持續(xù)改進(jìn)的動力和方向。最后謝謝，我的分享基本結(jié)束了，謝謝各位。
