風(fēng)電機(jī)組零部件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分類(lèi)方法研究

文 | 張睿

風(fēng)電機(jī)組零部件風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分類(lèi)方法研究

文 | 張睿

隨著風(fēng)力發(fā)電在中國(guó)的迅猛發(fā)展，中國(guó)已成為風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)大國(guó)。在風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)能位居世界前列的狀況下，機(jī)組整機(jī)質(zhì)量水平已越來(lái)越成為中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。而對(duì)于風(fēng)電機(jī)組整機(jī)來(lái)說(shuō)，零部件的質(zhì)量狀態(tài)是影響其質(zhì)量最重要的因素之一。同時(shí)，不同類(lèi)別的零部件對(duì)整機(jī)的影響也不盡相同。如何評(píng)估不同零部件對(duì)整機(jī)的影響程度是風(fēng)電機(jī)組質(zhì)量管理和零部件采購(gòu)管理的重要課題。

通過(guò)分析不同零部件對(duì)整機(jī)的影響因素和程度，對(duì)零部件進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與分析，量化零部件風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，從而確定不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的零部件。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的零部件在采購(gòu)與質(zhì)量管理環(huán)節(jié)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，而風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較低的零部件則可以節(jié)省質(zhì)量控制與采購(gòu)的管理成本，從而有效提高整機(jī)質(zhì)量水平。

零部件整體狀態(tài)分析

風(fēng)電機(jī)組零部件種類(lèi)眾多、數(shù)量龐大、涉及專業(yè)技術(shù)范圍廣闊，以某直驅(qū)型2MW風(fēng)電機(jī)組為例，其一臺(tái)整機(jī)零部件有550余種、6800余件，這些導(dǎo)致了零部件采購(gòu)和質(zhì)量控制的高風(fēng)險(xiǎn)。為有效控制風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)零部件進(jìn)行分類(lèi)，按照類(lèi)別對(duì)不同類(lèi)零部件實(shí)施差異化管理。

（一）風(fēng)電機(jī)組零部件分類(lèi)

風(fēng)電機(jī)組整機(jī)零部件可按照用途初步分為32大類(lèi)，每大類(lèi)零部件所包含的零部件種類(lèi)和數(shù)量差別較大。

（二）零部件分類(lèi)分析

該機(jī)型風(fēng)電機(jī)組零部件通過(guò)分類(lèi)，將550余種零部件簡(jiǎn)化為32大類(lèi)零部件，大大提高了零部件管理效率，降低了風(fēng)險(xiǎn)控制難度。但僅從零部件分類(lèi)來(lái)控制風(fēng)險(xiǎn)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

圖2 每大類(lèi)零部件所包含的零部件數(shù)量

從上述圖表所列零部件分類(lèi)看，鈑金件、普通緊固件、電纜、高強(qiáng)度緊固件包含的零部件種類(lèi)最多，占所有零部件種類(lèi)的85%；而高強(qiáng)度緊固件、普通緊固件和鈑金件所包含的零部件數(shù)量最多，占所有零部件數(shù)量的96%。

若僅從零部件分類(lèi)的種類(lèi)和數(shù)量分析，高強(qiáng)度緊固件、普通緊固件和鈑金件因所包含的種類(lèi)和數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他類(lèi)別零部件而成為風(fēng)險(xiǎn)最高的零部件。但事實(shí)上，上述零部件對(duì)風(fēng)電機(jī)組整體性能的影響較小，出現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的可能性也較低。

為此，有效識(shí)別不同類(lèi)別零部件的風(fēng)險(xiǎn)狀況就不能僅考慮每大類(lèi)零部件所包含的零部件種類(lèi)或數(shù)量，而應(yīng)該引入其他風(fēng)險(xiǎn)分析因素。

風(fēng)電機(jī)組零部件風(fēng)險(xiǎn)因素分析

零部件風(fēng)險(xiǎn)貫穿于風(fēng)電機(jī)組的整個(gè)生命周期，包括設(shè)計(jì)研發(fā)、零部件采購(gòu)、整機(jī)裝配測(cè)試、風(fēng)場(chǎng)安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)維修等階段，而零部件在其生命周期的不同階段也將經(jīng)歷設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、加工制造、檢驗(yàn)測(cè)試、采購(gòu)到貨、整機(jī)裝配、風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行、維護(hù)維修等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)將會(huì)產(chǎn)生不同的風(fēng)險(xiǎn)因素。本文從風(fēng)電機(jī)組整機(jī)采購(gòu)和質(zhì)量控制角度，重點(diǎn)分析各階段零部件對(duì)整機(jī)的影響和風(fēng)險(xiǎn)因素。

（一）零部件風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

零部件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是通過(guò)對(duì)影響零部件風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)分進(jìn)行，其首要環(huán)節(jié)是識(shí)別哪些因素能夠影響到零部件的風(fēng)險(xiǎn)水平。

（1）零部件風(fēng)險(xiǎn)因素特點(diǎn)

在對(duì)零部件風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別時(shí)，應(yīng)針對(duì)風(fēng)電機(jī)組的不同階段風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)進(jìn)行辨別，影響風(fēng)電機(jī)組的零部件風(fēng)險(xiǎn)因素需具備以下特點(diǎn)

● 該因素在不同零部件上有所區(qū)別

● 該因素在絕大多數(shù)零部件上均會(huì)有所體現(xiàn)

● 該因素的不同會(huì)導(dǎo)致零部件處理過(guò)程中的不同方式

（2）零部件風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別

在風(fēng)電機(jī)組所處的不同階段中，零部件因所處環(huán)節(jié)不同會(huì)產(chǎn)生多種風(fēng)險(xiǎn)因素。只有符合上述特點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)因素才能夠用來(lái)對(duì)零部件進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

下圖是對(duì)零部件風(fēng)險(xiǎn)因素的篩選表。

上述表格中標(biāo)識(shí)為橙色的風(fēng)險(xiǎn)因素是篩選出的同時(shí)具備3項(xiàng)特點(diǎn)，用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的因素。

（二）風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)研發(fā)階段的風(fēng)險(xiǎn)因素

風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)研發(fā)復(fù)雜程度高、設(shè)計(jì)范圍廣，往往需要與一部分零部件供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)同研發(fā)，同時(shí)受到零部件制造技術(shù)和檢驗(yàn)技術(shù)的限制，不同零部件對(duì)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)質(zhì)量和性能的影響也不盡相同。

（1）零部件設(shè)計(jì)制造過(guò)程及檢驗(yàn)難易程度

不同零部件的設(shè)計(jì)往往影響到風(fēng)電機(jī)組整機(jī)的設(shè)計(jì)形式，部分同類(lèi)零部件的不同供應(yīng)商設(shè)計(jì)不同往往也會(huì)導(dǎo)致不同的整機(jī)設(shè)計(jì)。在整機(jī)設(shè)計(jì)階段，一部分零部件需要參與到整機(jī)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，而零部件本身的設(shè)計(jì)難易程度也是影響整機(jī)設(shè)計(jì)成功與否的重要因素。如直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的不同設(shè)計(jì)將導(dǎo)致機(jī)組機(jī)艙、發(fā)電機(jī)和輪轂等結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)的不同。

表1 風(fēng)電機(jī)組零部件風(fēng)險(xiǎn)因素篩選

另外，風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)程中也不得不考慮零部件的制造技術(shù)水平和檢驗(yàn)難易程度，制造難度越高，檢驗(yàn)越困難，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)越高。

（2）零部件對(duì)整機(jī)質(zhì)量或性能的影響程度

不同零部件對(duì)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)性能的影響程度不同，如可利用率、故障率等在不同零部件上的體現(xiàn)區(qū)別極大。對(duì)整機(jī)性能影響大的零部件，其自身的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)必然大于其他對(duì)整機(jī)性能影響小的零部件。在實(shí)施零部件采購(gòu)和質(zhì)量控制過(guò)程中必須重點(diǎn)關(guān)注影響大的零部件。

（三）風(fēng)電機(jī)組零部件采購(gòu)及整機(jī)裝配測(cè)試階段的風(fēng)險(xiǎn)因素

風(fēng)電機(jī)組在生產(chǎn)階段，其零部件須通過(guò)采購(gòu)、裝配、測(cè)試等環(huán)節(jié)，其間不同零部件的特點(diǎn)生成了不同的采購(gòu)、裝配、測(cè)試的方式，從而存在不同程度的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

（1）零部件本身價(jià)值

風(fēng)電機(jī)組零部件在采購(gòu)環(huán)節(jié)，其本身價(jià)值體現(xiàn)在采購(gòu)價(jià)格方面。價(jià)格越高的零部件，其采購(gòu)、更換、質(zhì)量問(wèn)題的處理等難度都將大于價(jià)格低的零部件。零部件本身價(jià)值是不得不考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素。

（2）零部件出現(xiàn)不合格的可能性高低

零部件在生產(chǎn)制造、運(yùn)行使用過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，而不同零部件出現(xiàn)不合格的可能性也不同。通常情況下，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、制造難度越大、工藝過(guò)程越長(zhǎng)的零部件，其出現(xiàn)不合格的可能性越大。而不同階段，不同零部件所出現(xiàn)的不合格可能性也有所不同。如風(fēng)電機(jī)組制造階段，機(jī)械類(lèi)零部件出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象較多；而風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行階段，電氣類(lèi)零部件出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象則更多。

零部件出現(xiàn)不合格必然會(huì)導(dǎo)致整機(jī)出現(xiàn)故障，而零部件不合格可能性的高低也在很大程度上影響機(jī)組的風(fēng)險(xiǎn)水平。

（3）零部件缺陷糾正的難易程度

當(dāng)零部件在制造過(guò)程中出現(xiàn)缺陷時(shí)，需要通過(guò)返修、返工、更換等方式進(jìn)行糾正，但不同零部件的缺陷后糾正方式差別極大，有的零部件一旦出現(xiàn)缺陷就只能報(bào)廢處理，而有的零部件則只需簡(jiǎn)單的返工便可消除缺陷。零部件本身的制造特點(diǎn)決定了其缺陷糾正的難易程度，而糾正難度大的零部件會(huì)因其缺陷糾正導(dǎo)致供應(yīng)商隱瞞缺陷或延遲交貨，從而增加其采購(gòu)及質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

（四）風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)安裝調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)階段的風(fēng)險(xiǎn)因素

零部件完成整機(jī)裝配后將進(jìn)入風(fēng)電場(chǎng)安裝調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)階段，該階段將直接面對(duì)客戶且零部件狀態(tài)將直接影響風(fēng)電機(jī)組的可利用率、發(fā)電率等關(guān)鍵指標(biāo)。

（1）零部件對(duì)銷(xiāo)售和客戶滿意度的影響

風(fēng)電機(jī)組零部件中部分零部件的外觀、性能、操作便利程度等會(huì)直接面對(duì)客戶，對(duì)客戶滿意度的影響遠(yuǎn)大于其他零部件。如構(gòu)成機(jī)組外觀的所有零部件會(huì)影響客戶的視覺(jué)感觀；發(fā)電機(jī)的發(fā)電量會(huì)直接影響客戶的生產(chǎn)需求；控制系統(tǒng)的操作會(huì)影響客戶的用戶體驗(yàn)等。

（2）零部件售后服務(wù)及維護(hù)的難易程度

風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中需要定期進(jìn)行維護(hù)，不同的零部件所需的維護(hù)方式和周期均不相同。有些零部件終生不需要維護(hù)；而有些零部件則必須隔幾個(gè)月進(jìn)行一次維護(hù)；還有一些零部件維護(hù)周期較長(zhǎng)，但每次維護(hù)的成本和難度都很大。

（3）零部件維修和更換的難易程度

零部件在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生故障，需要進(jìn)行維修和更換。不同零部件進(jìn)行維修和更換的難易程度差別極大。通常情況下，零部件的維修和更換跟其體積大小和內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度有關(guān)。維修和更換越難的零部件，在整機(jī)運(yùn)行維護(hù)中的風(fēng)險(xiǎn)越大。

零部件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

通過(guò)對(duì)零部件風(fēng)險(xiǎn)特征的分析，上述8項(xiàng)因素是風(fēng)電機(jī)組零部件所面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)因素。在對(duì)具體零部件進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，須從8個(gè)因素分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估更加有效、客觀，引入量化評(píng)估的方法，對(duì)每一大類(lèi)零部件在8個(gè)因素方面進(jìn)行評(píng)分。

(一)應(yīng)用量化評(píng)分進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

通過(guò)對(duì)零部件8個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素分別打分，分值1分－10分，分值越高，代表該項(xiàng)因素的風(fēng)險(xiǎn)越高。打分完成后，再取平均值，從而可以計(jì)算出不同類(lèi)別零部件的綜合評(píng)估平均分，其范圍也在1分－10分。最后按照平均分高低對(duì)零部件進(jìn)行排列，得分高于等于7分的列為關(guān)鍵級(jí)零部件；得分高于等于5分，低于7分的列為重要級(jí)零部件；得分低于5分的列為一般級(jí)零部件。

（二）零部件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表

以某直驅(qū)型2MW風(fēng)電機(jī)組部分零部件為例，經(jīng)過(guò)量化評(píng)分后可列出下述表格。

如上表，經(jīng)過(guò)量化評(píng)分，發(fā)電機(jī)、葉片、機(jī)艙鑄件、輪轂鑄件、主控系統(tǒng)、變槳軸承的平均分高于7分，其風(fēng)險(xiǎn)最高，列為關(guān)鍵級(jí)零部件；滑環(huán)、偏航剎車(chē)盤(pán)、高強(qiáng)緊固件、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、剎車(chē)系統(tǒng)的平均分在5分－7分之間，列為重要級(jí)零部件；其他零部件的平均分低于5分，列為一般零部件。

以風(fēng)電機(jī)組鑄件為例，經(jīng)評(píng)估后列為關(guān)鍵級(jí)零部件。則在控制鑄件質(zhì)量時(shí)，其控制環(huán)節(jié)包括了供應(yīng)商開(kāi)發(fā)審核、制定鑄件供貨質(zhì)量要求、樣件審核、制造過(guò)程控制、成品驗(yàn)收、供應(yīng)商定期審核等。在提高質(zhì)量要求并加大控制力度后，陸續(xù)在檢驗(yàn)過(guò)程中報(bào)廢了價(jià)值數(shù)百萬(wàn)的存在不可接受缺陷的鑄件，從而避免問(wèn)題鑄件進(jìn)入到機(jī)組制造環(huán)節(jié)。

另一方面， 以鈑金件為例，經(jīng)評(píng)估后列為一般級(jí)零部件。質(zhì)量控制方式以委托總裝廠來(lái)料檢驗(yàn)為主，既能夠有效控制質(zhì)量，又能最大程度節(jié)約控制成本。

（三）零部件風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)估應(yīng)用

零部件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分類(lèi)的結(jié)果將標(biāo)注在風(fēng)電

表2 部分零部件量化評(píng)分表

圖3 零部件風(fēng)險(xiǎn)因素雷達(dá)圖

另外，作為重要級(jí)零部件的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其在客戶滿意度方面的風(fēng)險(xiǎn)要高于關(guān)鍵級(jí)零部件機(jī)艙鑄件，即對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其用戶體驗(yàn)。

而作為一般零部件的鈑金件，其出現(xiàn)不合格的概率則要高于監(jiān)控系統(tǒng)。則鈑金件通過(guò)到廠檢驗(yàn)的方式進(jìn)行100%檢驗(yàn)，可有效控制其不合格率。

零部件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為風(fēng)電機(jī)組零部件采購(gòu)、質(zhì)量控制提供了基礎(chǔ)依據(jù)，從而提高了零部件質(zhì)量控制水平，并大幅降低了質(zhì)量成本。機(jī)組零部件BOM表中，以作為采購(gòu)和質(zhì)量控制的重要依據(jù)。其中的關(guān)鍵級(jí)和重要級(jí)零部件將獲得更好的關(guān)注，并集中更多的資源對(duì)其進(jìn)行管理，包括供應(yīng)商選擇、零部件過(guò)程質(zhì)量控制、成品質(zhì)量驗(yàn)收等。

另外，不同零部件通過(guò)評(píng)估可以得到其在上述8個(gè)方面的不同得分，從而可以針對(duì)不同零部件有的放矢，實(shí)施有區(qū)別化的風(fēng)險(xiǎn)控制方式。

由上圖，以同為關(guān)鍵級(jí)零部件的發(fā)電機(jī)和機(jī)艙鑄件為例，其風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)不同，發(fā)電機(jī)在本身價(jià)值、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量或性能的影響、制造及檢驗(yàn)難易程度、客戶滿意度方面的風(fēng)險(xiǎn)都更高。即在進(jìn)行控制時(shí)，發(fā)電機(jī)的控制強(qiáng)度、控制手段都要強(qiáng)于或多于機(jī)艙鑄件；如實(shí)際操作過(guò)程中，會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的制造過(guò)程進(jìn)行控制，質(zhì)量檢驗(yàn)會(huì)深入到供應(yīng)商的生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行抽檢，成品驗(yàn)收時(shí)增加外觀的檢查項(xiàng)目、細(xì)化檢查標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在采購(gòu)合同中增加更加嚴(yán)格的付款條件和制約因素。

總結(jié)

本文所研究的風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)方法是通過(guò)分析風(fēng)電機(jī)組零部件的風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，篩選出用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)而采取量化評(píng)分的方式對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行打分，并統(tǒng)計(jì)出不同類(lèi)別零部件的平均評(píng)估得分。最后按照得分劃分出不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的零部件標(biāo)識(shí)在零部件清單中。

該風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)方法不僅能系統(tǒng)地分析零部件風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，識(shí)別出高風(fēng)險(xiǎn)零部件；而且使用該方法所形成的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表中每項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的得分也可以用來(lái)指導(dǎo)零部件的采購(gòu)和質(zhì)量控制工作。

(作者單位: 中國(guó)航天萬(wàn)源國(guó)際（集團(tuán)）有限公司)