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论可靠性,风电离高铁有多远?

国际新能源网  来源:中车株洲所  日期:2017-12-27
  12月21-22日,中国可再生能源学会风能专业委员会主办的2017风电设备质量与可靠性论坛在北京隆重召开。本次论坛以“跨界分享”为亮点,目的在于风电行业取他山之石,融汇借鉴。中车株洲电力机车研究所有限公司(下称中车株洲所)风电质量管理部长陈长春在论坛上带来了题为“高铁的质量和可靠性管理及其对风电的启示”的精彩演讲,获得了参会嘉宾的赞誉。陈长春是中车株洲所资深质量管理专家,我们来摘录部分演讲要点进行分享。
 
  中国高铁的产品和品牌享誉全球,是我国“制造强国”、“一带一路”的靓丽名片。有一种说法,高铁与移动支付、共享单车、网购被并称为中国“新四大发明”。高铁改变了国人的生活方式。而高铁的运行稳定性和质量可靠性一直为各行业所称道,成为各行业研究学习的典范。作为全球规模最大、技术领先的轨道交通装备供应商,中国中车也跨界到新能源领域,在风电整机装备行业深耕多年。那么,论可靠性,风机离高铁到底有多远呢?
 
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  高铁何以运行那么稳定?
 
  同属高端装备制造业,中国高铁一直给用户“高端高速上档次、安全准点很舒服”的体验。那么它何以做到高速运行期间硬币八分钟不倒?何以做到运行几万公里从不出故障?
 
  陈长春部长表示,高铁可以在不同海拔、温度、湿度的地区之间高速无故障驰骋,得益于其可靠的产品设计及成熟的质量管控体系。
 
  高铁的运行生命周期是30年,设计开发的时候就需要从全生命周期去考量。中车株洲所在生产高铁产品的时候,以顾客为关注焦点,正向从流程着手,逆向从故障和问题入手,质量与可靠性管理从客户的需求开始,到技术开发、样机,再到小批、批量,最后是产品生命周期管理。实时变化的客户需求引导各个阶段的实时优化,同时各个阶段的问题、故障和异常等反馈给技术开发、产品开发前端不断优化。
 
  质量与可靠性是设计出来的
 
  可靠性设计需要标准规范的流程(IPD流程)来保障,也需要可靠性系统工程来支撑。
 
  中车株洲所推行IPD过程中特别重视产品与技术平台建设工作,以及IPD过程质量管控工作。其中产品与技术平台建设通过标准化、模块化的产品平台、设计平台以及相对应的试验验证平台来保障产品与技术可靠性,同时降低成本、提高效率;而试验验证实施、TR审查、FAI等,则在产品实现各阶段起到了把好质量关的作用,确保交付给客户的最终产品是高质量高可靠性的。
 
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  可靠性系统工程(铁路行业通称RAMS)对可靠性的贡献是很明显的。可靠性系统工程就是构建一个可靠性的平台,包括可靠性的工具和方法,可靠性的软件、硬件工作平台,同时将相应的工具方法应用要求、输入、输出要求等嵌入到IPD流程里去并构建相应的工作程序和指导文件。通过可靠性系统工程推动,中车株洲所交付的铁路产品MTBF值均达到7万小时以上,有的甚至到40万小时。所以说,质量与可靠性是设计出来的。
 
  为提升风电机组可靠性,中车株洲所目前在风电机组设计中也大量引入高铁理念。包括基于风电机组产品特点搭建相适应的IPD流程,推行风电机组标准化、模块化设计等,实现新产品开发效率提升58%,新产品样机及批量质量也大幅提升(停机故障次数大幅下降,甚至为0)。
 
  产品寿命要靠运维来保障
 
  铁路产品的修程修制是非常标准化的,不同产品有不同的修程,比如机车产品,C1修是段级检修,每三个月会做一次C1修;客车产品,每一年做一次A1修。动车产品是最近几年快速发展的,最短的修程一级检修48个小时以及4000公里。修程是以公里周期为主,不是一成不变的,比如动车现在技术越来越成熟了,现在主机厂商开始做扩大二级修,把二级修的时间延长做试点。延长试点的依据就是基于运行期间的质量数据、故障数据统计分析之后确定的方案。试点如果可行把二级修的时间进行延长,目前铁路行业还未将高铁二级修进行统一标准化,也跟产品的成熟度有非常大的关系。
 
  风电行业也是一样,应该建立跟产品的成熟度有关的修程修制。随着风机产品越发成熟,运行维护的标准也会发生变化。
 
  风机产品的寿命要靠运维来保障。中车株洲所在这方面也下了不少功夫。
 
  以西华山风电场为样板,从故障定义及SCADA软件优化、变流器/变桨系统等关键部件质量攻关方面着手落实实现2MW机组MTBF提升,并推广应用到1.5MW及1.65MW机组,风机SCADA故障记录次数平均下降60%。
 
  产品可靠性是管理出来的
 
  IPD流程的建设、IPD过程质量控制、运维标准的建立、运维过程的管理等,都需要依靠管理来实现。质量与可靠性的管理不仅仅要依靠流程管理、标准管理及过程管理,还需要依靠质量信息化管理、产品故障及问题管理等。
 
  为了实现产品故障及问题的真正有效闭环,并通过故障和问题管理促进产品及设计优化,中车株洲所在铁路产品中推行8D分析及失效分析方法并推广至风电产品。构建从质量数据管理到问题管理到预测分析到探索分析到认知分析的质量信息化平台,拉通产品全生命周期质量信息数据,并基于质量数据开展物联网、云技术和大数据技术的智能化应用。
 
  风电行业因为产品运行环境的复杂度更高(需要连续运行)、成本压力更高,质量与可靠性管理难度比高铁更难,因此需要开展更多基于数字化、运行状态评估以及质量数据与故障失效分析的质量与可靠性管理提升工作,并与相应的技术研究与应用工作深入结合。
 
  他山之石,可以攻玉。高铁和风电机组虽属于不同行业,但可靠性设计与管理工作殊途同归,高铁的质量与可靠性管理理念和方法可以大量借鉴。中国中车作为高铁的全球引领者、风电行业的后起之秀,风电机组同样得到了市场的认可。就在本月初,华润电力旗下宁夏海原西华山风电场项目在美国捧得了“全球年度最佳风电项目”奖杯,这是中国风电行业的无上荣光!该项目的机组供应商即为中车株洲所,正是携带了高铁基因的106台高品质的2MW风电机组,保障了项目的高效可靠运营。
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