文 | 陳長(zhǎng)春

2017年，隨著各級(jí)政府環(huán)評(píng)、審批工作的收緊，再加上市場(chǎng)緊縮，風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展再次放緩。具體來(lái)講， 2017年1月－9月，全國(guó)累計(jì)新增吊裝容量?jī)H為17.6GW，同比下滑23%；新增并網(wǎng)容量9.7GW，同比下滑12%；國(guó)內(nèi)招標(biāo)總量約16GW，同比下滑15%左右；全國(guó)風(fēng)電完成投資397億元，同比下降14.1%。

裝機(jī)量在下降，但風(fēng)電發(fā)電量、平均利用小時(shí)數(shù)等卻在提升，2017年1月－9月，全國(guó)風(fēng)電發(fā)電量累計(jì)2128億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)26%；全國(guó)風(fēng)電場(chǎng)平均利用小時(shí)數(shù)1386h，同比增長(zhǎng)135h，這一方面體現(xiàn)了棄風(fēng)限電的情況在好轉(zhuǎn)（同比下降6.7%），另一方面也說(shuō)明風(fēng)電機(jī)組本身發(fā)電性能在提升。

不過(guò)，即使風(fēng)電機(jī)組本身發(fā)電性能在提升，國(guó)內(nèi)對(duì)于風(fēng)電的其他負(fù)面評(píng)價(jià)還依舊存在，如噪聲、視覺(jué)污染，占用大片土地，不穩(wěn)定、不可控，成本高，影響鳥(niǎo)類(lèi)等。針對(duì)這些負(fù)面評(píng)價(jià)，作為風(fēng)電整機(jī)裝備企業(yè)，中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司風(fēng)電事業(yè)部（下稱“中車(chē)株洲所風(fēng)電”）除了基于產(chǎn)品功能不斷提升產(chǎn)品發(fā)電能力、產(chǎn)品可靠性外，還從環(huán)境、居民等各相關(guān)方的角度去重新定義質(zhì)量，并與風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)單位、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)單位一起提升整體風(fēng)電工程質(zhì)量，打造可靠環(huán)保風(fēng)電工程。

可靠環(huán)保風(fēng)電工程的定義及特征

可靠環(huán)保風(fēng)電工程是從兩個(gè)維度定義的：一是從設(shè)備及工程的維度，要做到可靠，也就是在設(shè)備及工程20年的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，通過(guò)規(guī)范有效的運(yùn)行維護(hù)，設(shè)備及工程可以按照既定設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)等運(yùn)行，達(dá)成設(shè)備及工程的各項(xiàng)運(yùn)行目標(biāo)。二是從環(huán)境和社會(huì)的維度，要做到環(huán)保，確保不造成水土流失、不產(chǎn)生噪聲污染、不影響居民及動(dòng)物等、不對(duì)環(huán)境（土壤、空氣等）產(chǎn)生有害物質(zhì)及廢棄物質(zhì)污染、不給社會(huì)帶來(lái)過(guò)多的資源重復(fù)投入及浪費(fèi)。

也就是說(shuō)，可靠性環(huán)保風(fēng)電工程的特征有如下兩點(diǎn)：

（1）設(shè)備及工程可靠，能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（20年）、在規(guī)定的條件（對(duì)應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)自然環(huán)境及客戶運(yùn)行要求）下實(shí)現(xiàn)既定設(shè)計(jì)功能，達(dá)成風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行目標(biāo)。

（2）環(huán)境親和性強(qiáng)，不給環(huán)境帶來(lái)環(huán)保方面的負(fù)面影響，甚至還能美化環(huán)境，真正達(dá)到清潔能源的效果。

可靠環(huán)保風(fēng)電工程的實(shí)現(xiàn)路徑

為了打造可靠環(huán)保的風(fēng)電工程，中車(chē)株洲所風(fēng)電自2016年以來(lái)，以質(zhì)量為本，開(kāi)展了大量工作，也取得一定效果。

一、將環(huán)境、居民等各相關(guān)方需求及期望定義為產(chǎn)品質(zhì)量的一部分

2017年，中車(chē)株洲所風(fēng)電通過(guò)ISO9001－2015版體系換版認(rèn)證。在2015版質(zhì)量管理體系中，關(guān)系管理是七大質(zhì)量管理基本原則之一；在標(biāo)準(zhǔn)條款中，也特別明確提出“4.2 理解相關(guān)方的需求和期望”的要求。

作為風(fēng)電整機(jī)裝備提供商，中車(chē)株洲所風(fēng)電的相關(guān)方主要包括：產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)相關(guān)方（技術(shù)提供商、物料供應(yīng)商、運(yùn)輸業(yè)務(wù)提供商等），風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)相關(guān)方（地方政府、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)單位、風(fēng)電場(chǎng)吊安裝單位等）、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行相關(guān)方（風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)單位、地方政府、電網(wǎng)/電力公司、附近居民、生態(tài)環(huán)境等）。針對(duì)這些相關(guān)方的需求和期望，在質(zhì)量管理過(guò)程中需要進(jìn)行識(shí)別、定義，并提前制定標(biāo)準(zhǔn)要求，將相關(guān)要求嵌入到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程，確保相應(yīng)需求及期望能夠得到滿足。

例如風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行噪聲問(wèn)題，因?yàn)闀?huì)影響附近居民生活，在湖南山區(qū)一些風(fēng)電場(chǎng)會(huì)遇到居民投訴。對(duì)于此種情況，中車(chē)株洲所風(fēng)電組織設(shè)計(jì)人員進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)電機(jī)組噪聲，結(jié)合自身感受，對(duì)標(biāo)環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化內(nèi)部產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將噪聲削減設(shè)計(jì)、噪聲檢測(cè)等納入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，確保最終出廠的產(chǎn)品能夠滿足居民等相關(guān)方的需求。此外，還將風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)及風(fēng)電機(jī)組機(jī)位設(shè)置作為一個(gè)整體考慮，結(jié)合機(jī)位設(shè)置的特殊情況優(yōu)化對(duì)應(yīng)風(fēng)電機(jī)組噪聲設(shè)計(jì)，若無(wú)法通過(guò)合理的風(fēng)電機(jī)組噪聲設(shè)計(jì)滿足對(duì)應(yīng)機(jī)位點(diǎn)的需求，則優(yōu)化機(jī)位設(shè)置，避免風(fēng)電機(jī)組機(jī)位離居民住宅太近。

又比如風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)對(duì)植被的影響問(wèn)題，為了做到讓路能夠修窄一點(diǎn)，吊裝平臺(tái)能夠修小一點(diǎn)，中車(chē)株洲所風(fēng)電2017年在進(jìn)行2MW系列產(chǎn)品以及3MW平臺(tái)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特別組織對(duì)運(yùn)輸工藝及吊安裝工藝等進(jìn)行評(píng)審，其中3MW平臺(tái)產(chǎn)品就考慮了分體運(yùn)輸、吊裝的方案。

2018年及以后，中車(chē)株洲所風(fēng)電將持續(xù)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)方需求的識(shí)別，系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，明確對(duì)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的特定需求，確保能夠滿足環(huán)境、居民等相關(guān)方的需求和期望。

二、將產(chǎn)品質(zhì)量管理從t＝0時(shí)往t＜0及t＞0扎實(shí)拓展

對(duì)于風(fēng)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，t＝0時(shí)的質(zhì)量是指風(fēng)電機(jī)組交付給業(yè)主時(shí)的質(zhì)量，即240考核驗(yàn)收時(shí)的質(zhì)量；而t＜0及t＞0時(shí)的質(zhì)量分別是風(fēng)電機(jī)組240考核驗(yàn)收以前及以后的生命周期質(zhì)量。中國(guó)風(fēng)電行業(yè)目前幾乎所有的風(fēng)電機(jī)組均還未達(dá)到20年壽命期，前期采取t=0時(shí)的質(zhì)量來(lái)評(píng)價(jià)各整機(jī)廠交付的產(chǎn)品，很多都是合格的；但隨著時(shí)間的推移，陸續(xù)爆發(fā)出一些影響產(chǎn)品正常運(yùn)行的質(zhì)量問(wèn)題。少數(shù)整機(jī)廠/部件提供商因?yàn)閠＞0時(shí)爆發(fā)的批量質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致公司經(jīng)營(yíng)走入困境，同時(shí)也因?yàn)閱?wèn)題無(wú)法有效、快速修復(fù)影響了風(fēng)電場(chǎng)投資方的收益。因此，整機(jī)企業(yè)不僅僅需要管理好t＝0時(shí)的質(zhì)量，還要通過(guò)加強(qiáng)t＜0及t＞0時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量管理來(lái)最終保障好產(chǎn)品交付后的生命周期質(zhì)量。

要保障好產(chǎn)品交付后的生命周期質(zhì)量，需要重點(diǎn)從如下三個(gè)方面開(kāi)展工作：

（1）針對(duì)t＜0的質(zhì)量管理，要做到在設(shè)計(jì)前端考慮部件、系統(tǒng)的壽命，通過(guò)FMEA分析識(shí)別部件、系統(tǒng)等可能會(huì)出現(xiàn)的故障模式，形成預(yù)防措施或風(fēng)險(xiǎn)管控措施，通過(guò)仿真分析、可靠性預(yù)計(jì)、可靠性試驗(yàn)與驗(yàn)證等方法確認(rèn)并優(yōu)化部件、系統(tǒng)等的壽命。風(fēng)電機(jī)組作為復(fù)雜的機(jī)械電氣一體化系統(tǒng)，因受限于國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組市場(chǎng)需求（市場(chǎng)需求新機(jī)型推出速度快、銷(xiāo)售價(jià)格低），如果要進(jìn)行全面的可靠性試驗(yàn)，時(shí)間和成本方面都無(wú)法滿足。因此，充分的可靠性預(yù)計(jì)、分配，可靠性試驗(yàn)系統(tǒng)策劃、仿真以及風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行驗(yàn)證等方法都是保障產(chǎn)品可靠性的有效方法。

（2）針對(duì)t＞0的質(zhì)量管理，在無(wú)法有效做到設(shè)計(jì)前端預(yù)測(cè)及試驗(yàn)驗(yàn)證的情況下，充分收集公司及行業(yè)內(nèi)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的產(chǎn)品故障及產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，分析其故障機(jī)理及問(wèn)題發(fā)生原因，形成設(shè)計(jì)優(yōu)化方案及質(zhì)量管控優(yōu)化方案等，避免類(lèi)似問(wèn)題的重復(fù)發(fā)生。國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)在快速發(fā)展的過(guò)程中，出現(xiàn)了一些典型、共性質(zhì)量問(wèn)題，這些為整個(gè)行業(yè)質(zhì)量與可靠性提升提供了很好的原始資料。每個(gè)企業(yè)都可以在這些問(wèn)題的分析、解決中獲得很多經(jīng)驗(yàn)。2017年，中車(chē)株洲所風(fēng)電發(fā)動(dòng)全員，共同梳理、識(shí)別風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中典型故障及批量質(zhì)量問(wèn)題（5臺(tái)及以上風(fēng)電機(jī)組共性質(zhì)量問(wèn)題），組建專(zhuān)項(xiàng)團(tuán)隊(duì)，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)分析并形成解決與實(shí)施方案。典型問(wèn)題包括風(fēng)電機(jī)組漏油漏脂問(wèn)題、風(fēng)電機(jī)組虛報(bào)故障問(wèn)題、變槳系統(tǒng)問(wèn)題等，均從原理層面進(jìn)行分析及驗(yàn)證，形成了有效解決方案。一方面大幅改善已投運(yùn)風(fēng)電機(jī)組的可利用率、MTBF指標(biāo)，另一方面也為新產(chǎn)品優(yōu)化提供很多具體的方案，最終取得了新開(kāi)發(fā)機(jī)型調(diào)試后運(yùn)行故障次數(shù)連續(xù)數(shù)月為0的好效果（目前還在持續(xù)驗(yàn)證中）。

（3）構(gòu)建風(fēng)電整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)（t＞0時(shí)），進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及定期評(píng)估，對(duì)評(píng)估發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題予以及時(shí)處理，并將問(wèn)題解決方案轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，嵌入到正常產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程中。風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)也是風(fēng)電機(jī)組的體檢系統(tǒng)，體檢的目的同樣是為了預(yù)防，在問(wèn)題快要發(fā)生但還未發(fā)生的時(shí)候采取行動(dòng)，或者是基于指標(biāo)的趨勢(shì)去判斷風(fēng)電機(jī)組可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并提前采取措施，從而提升運(yùn)行質(zhì)量及可靠性。

以上內(nèi)容可用圖1表達(dá)： t＝0時(shí)以合格率來(lái)評(píng)價(jià)；t＜0時(shí)，要通過(guò)可靠性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證保障t＞0時(shí)，產(chǎn)品在生命周期內(nèi)的合格率水平均能得到保障；而t＞0時(shí)，要通過(guò)故障數(shù)據(jù)分析、運(yùn)行數(shù)據(jù)分析來(lái)識(shí)別問(wèn)題及潛在問(wèn)題，并及時(shí)有效解決，同時(shí)將解決措施反饋回t＜0時(shí)進(jìn)行新產(chǎn)品改進(jìn)與提升，保障產(chǎn)品質(zhì)量水平的持續(xù)迭代提升。

圖1 產(chǎn)品生命周期質(zhì)量管理

總的來(lái)說(shuō)，保障好t＞0時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量，就是要做到提前預(yù)測(cè)及預(yù)防、從根本上解決、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與改進(jìn)。這也是目前中車(chē)株洲所風(fēng)電采取的風(fēng)電機(jī)組整機(jī)質(zhì)量及可靠性提升思路與方案，后續(xù)需持續(xù)扎實(shí)推進(jìn)。

三、可制造性、可維護(hù)性、簡(jiǎn)統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)促進(jìn)生命周期更“節(jié)能環(huán)保”

資源（不論是人力資源還是物資資源），對(duì)于整個(gè)社會(huì)來(lái)說(shuō)都是有限的。節(jié)能環(huán)保不僅僅體現(xiàn)在如何讓客戶通過(guò)最低的價(jià)格采購(gòu)到最高性價(jià)比的風(fēng)電機(jī)組，也體現(xiàn)在企業(yè)自身如何用最低的成本制造出高可靠性的產(chǎn)品，還體現(xiàn)在風(fēng)電機(jī)組投入運(yùn)行后，企業(yè)自身以及客戶能夠如何用最低的運(yùn)維成本保障最好的運(yùn)行效能。這就要求企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)前端考慮可制造性、可維護(hù)性以及簡(jiǎn)統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。具體表現(xiàn)為：

（1）通過(guò)可制造性設(shè)計(jì)提升風(fēng)電機(jī)組制造過(guò)程質(zhì)量及效率。如，考慮員工加工難度，合理優(yōu)化產(chǎn)品部件組合及產(chǎn)品布局；考慮試驗(yàn)電量消耗等，采取增加變頻變流電路以及非阻性負(fù)載等方式設(shè)計(jì)試驗(yàn)系統(tǒng)；結(jié)合生產(chǎn)線投入需求，合理優(yōu)化設(shè)計(jì)；推行三維設(shè)計(jì)及三維工藝，通過(guò)三維模擬驗(yàn)證可制造性等。

（2）通過(guò)可維護(hù)性設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程智能運(yùn)維等方法，降低企業(yè)自身及客戶運(yùn)維成本，提升運(yùn)維效率。這就要求企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)維需求進(jìn)行充分識(shí)別，結(jié)合運(yùn)維需求系統(tǒng)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)及運(yùn)維方案。在遠(yuǎn)程智能運(yùn)維方面，搭建機(jī)組智能自校系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離線或在線判別，通過(guò)樣機(jī)驗(yàn)證自校系統(tǒng)，提高故障預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組質(zhì)量監(jiān)控和預(yù)測(cè)，并對(duì)關(guān)鍵部件實(shí)行壽命預(yù)測(cè)；將運(yùn)維流程及方法與定檢維護(hù)需求及典型故障排查需求結(jié)合起來(lái)，指導(dǎo)運(yùn)維人員快速運(yùn)維。此外，遠(yuǎn)程智能運(yùn)維及風(fēng)電機(jī)組壽命評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)技術(shù)的推行，可以讓風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)行過(guò)程中減少人工運(yùn)維成本，提升風(fēng)電機(jī)組智能水平，讓風(fēng)電機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)與環(huán)境更進(jìn)一步融合。

（3）簡(jiǎn)統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品質(zhì)量可靠性提升、成本下降、效率提升的基礎(chǔ)，也是生命周期“節(jié)能環(huán)?！钡幕A(chǔ)，需要持續(xù)扎實(shí)推行。具體如，2017年，中車(chē)株洲所風(fēng)電將物料質(zhì)量KPI指標(biāo)納入研發(fā)質(zhì)量保證管理辦法，實(shí)施月度管控，實(shí)現(xiàn)同一平臺(tái)機(jī)型的訂單產(chǎn)品物料復(fù)用率達(dá)88.3%。試點(diǎn)M20以下小型緊固件的簡(jiǎn)統(tǒng)化工作，綜合技術(shù)、質(zhì)量、商務(wù)等角度對(duì)緊固件進(jìn)行簡(jiǎn)統(tǒng)規(guī)約，使緊固件種類(lèi)縮減近50%。物料復(fù)用率的提升，促進(jìn)了整個(gè)供應(yīng)鏈的成本下降，同時(shí)也提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

四、以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)，打造實(shí)用可靠及環(huán)境親和性風(fēng)電工程

二十世紀(jì)初，丹麥等國(guó)在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用小型風(fēng)電機(jī)組，體現(xiàn)的就是以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)的原則。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入中國(guó)后，早期充分利用內(nèi)蒙古等地較好的風(fēng)能資源去替代煤電，減輕給環(huán)境帶來(lái)的污染，滿足國(guó)內(nèi)供電市場(chǎng)需求，這體現(xiàn)的也是以市場(chǎng)為導(dǎo)向。到現(xiàn)在，風(fēng)電進(jìn)入山區(qū)、平原，甚至城市，同樣充分考慮的還是市場(chǎng)需求。

2017年10月31日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局正式印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易試點(diǎn)的通知》，將國(guó)內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)化推上新的日程。各建設(shè)單位、整機(jī)裝備提供商、地方政府，均在積極行動(dòng)以發(fā)掘分布式風(fēng)電可以給企業(yè)、社會(huì)帶來(lái)的效益與價(jià)值。整機(jī)裝備提供商作為風(fēng)電的核心技術(shù)提供商，需要在這個(gè)新日程中積極行動(dòng)起來(lái)，聯(lián)合建設(shè)單位、地方政府，依托技術(shù)創(chuàng)新及運(yùn)維管理變革等，打造真正具備實(shí)用可靠及環(huán)境親和性的風(fēng)電工程。而在此過(guò)程中，前述技術(shù)、管理方法都需要用起來(lái)，但同時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)結(jié)合分布式風(fēng)電的不同客戶、相關(guān)方以及分布式運(yùn)維的成本、效率等各方面需求，結(jié)合分布式風(fēng)電與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城市居民以及工業(yè)用電更加貼近、系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性要求更高的特點(diǎn)，持續(xù)開(kāi)展技術(shù)及管理創(chuàng)新與變革。

總結(jié)與展望

自20世紀(jì)初到現(xiàn)在，風(fēng)電以清潔、可再生等特點(diǎn)在服務(wù)著世界各地有能源需求及環(huán)境優(yōu)化需求的國(guó)家及居民。風(fēng)電技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)階段，其性價(jià)比正在形成與煤電、水電的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，因?yàn)轱L(fēng)能資源的普遍性，相較水電，風(fēng)電更加不受自然環(huán)境的約束。除了中國(guó)以及已經(jīng)開(kāi)拓風(fēng)電市場(chǎng)的國(guó)家，世界上還有不少缺乏煤炭、水力等資源的國(guó)家。因此，只要真正以質(zhì)量為本，關(guān)注市場(chǎng)與環(huán)境需求，聚焦技術(shù)與管理，將環(huán)境親和性需求納入到風(fēng)電工程設(shè)計(jì)及管理優(yōu)化的范疇，持續(xù)開(kāi)展技術(shù)及管理創(chuàng)新與變革，風(fēng)電定將持續(xù)以清潔的姿態(tài)服務(wù)社會(huì)。