基于SOP的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)設(shè)計(jì)

趙立業(yè)

摘 要：為解決目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)過程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)不規(guī)范，人才培養(yǎng)周期長、成長速度慢等問題，提出將標(biāo)準(zhǔn)操作流程 （Standard Operation Procedure，在下文中簡稱SOP）應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)設(shè)計(jì)。本文以某公司塔架設(shè)計(jì)為實(shí)例展開討論SOP在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：SOP 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)設(shè)計(jì) 塔架

一、引言

SOP（Standard Operation Procedure），即標(biāo)準(zhǔn)操作程序或流程。是在做某項(xiàng)繁瑣工作時(shí)，為了使工作流程達(dá)到高效率、低成本、安全的要求，總結(jié)出標(biāo)準(zhǔn)的操作步驟和要求，并以統(tǒng)一的格式描述出來，用來指導(dǎo)和規(guī)范日常工作。標(biāo)準(zhǔn)的操作步驟是由資深工作人員憑借豐富經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出規(guī)范的、最優(yōu)的操作流程。根據(jù)SOP要求，一定是經(jīng)過不斷實(shí)踐總結(jié)出來的、在當(dāng)前條件下可以實(shí)現(xiàn)的、最優(yōu)化的操作程序設(shè)計(jì)；在相關(guān)的操作步驟中盡可能地做到細(xì)化，將細(xì)化的單個(gè)過程量化并繼續(xù)優(yōu)化。

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)特點(diǎn)及問題

風(fēng)機(jī)研發(fā)是決定風(fēng)電行業(yè)效益的基礎(chǔ)階段，擁有高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的研發(fā)方案是決定企業(yè)在整個(gè)風(fēng)電行業(yè)中致勝的法寶。

1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一套完整的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要包括風(fēng)輪葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、軸承、塔架、機(jī)艙罩、變流器、偏航系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，其他輔助設(shè)備有液壓剎車系統(tǒng)、散熱器、聯(lián)軸器、軸承等上百個(gè)器件，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中無論哪個(gè)部件稍微出現(xiàn)一點(diǎn)問題都會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)巨大故障。因此小至一個(gè)開關(guān)，大到發(fā)電機(jī)，型號、品牌、性能、經(jīng)濟(jì)性等都要靠研發(fā)人員憑借自身豐富的經(jīng)驗(yàn)分析甄別。

2.涉及專業(yè)廣。由于風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜，橫跨機(jī)械、電控等領(lǐng)域，看似兩者互不干涉，但在研發(fā)的過程中有許多部分需要協(xié)同合作才能完成，因此容易因分工不明，導(dǎo)致出現(xiàn)問題時(shí)的相互推脫。

3.研發(fā)周期長。由于風(fēng)機(jī)參數(shù)眾多，各種控制機(jī)制錯綜復(fù)雜，在系統(tǒng)的編寫過程中，經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)人員開發(fā)出來的系統(tǒng)也需要長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化才能應(yīng)用于實(shí)踐，增大了新產(chǎn)品的開發(fā)成本和周期，且在長期的設(shè)計(jì)過程中資料繁多且易丟失。

4.人才短缺。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)人員培養(yǎng)周期長、成長速度慢與亟待解決的專業(yè)人才匱乏構(gòu)成矛盾。針對以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)特點(diǎn)及問題，建立起工作標(biāo)準(zhǔn)化流程，對人員分工、設(shè)計(jì)流程提供合理的標(biāo)準(zhǔn)變得尤為重要。

三、SOP在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)中復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，從工作內(nèi)容的細(xì)化、量化入手，通過運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程，使得各個(gè)崗位上的設(shè)計(jì)人員工作能夠更加地科學(xué)化、制度化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

1.明確崗位職責(zé)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)包括機(jī)械、電氣、測試三大設(shè)計(jì)部分。機(jī)械設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)機(jī)艙、風(fēng)輪、塔架設(shè)計(jì)，關(guān)于葉片、塔架的載荷、強(qiáng)度計(jì)算，以及后續(xù)裝配、吊裝等工藝設(shè)計(jì)；電氣設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)硬件電路和軟件編程以及廠內(nèi)調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試；測試部分負(fù)責(zé)低穿測試、高穿測試、電能質(zhì)量測試以及評估報(bào)告。明確設(shè)計(jì)中每個(gè)部分的具體步驟，理順每個(gè)過程之間的銜接，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)操作程序和方法，達(dá)到優(yōu)化流程、量化細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“一次做對，一次做好”的目標(biāo)。

2.制定SOP 。SOP的作業(yè)程序由主要負(fù)責(zé)人按照規(guī)定的格式編寫，由其他使用工程師與主管一起討論通過。標(biāo)準(zhǔn)操作程序SOP編寫完成后，由操作人員、各組工程師討論、修訂，由實(shí)施者模擬操作、修改后認(rèn)定。SOP試運(yùn)行后，根據(jù)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行修改之后再頒布實(shí)施。

3.評審SOP。在結(jié)合設(shè)計(jì)流程和規(guī)范后，還需要對制定好的SOP方案進(jìn)行評審，達(dá)成共識后可進(jìn)行試運(yùn)行，再根據(jù)設(shè)計(jì)人員的反饋信息，編寫人員對SOP進(jìn)行修改完善，然后才能發(fā)布，以后遇到各種情況的發(fā)生，還要逐漸完善修改SOP方案。

4.研發(fā)設(shè)計(jì)中SOP 體系需注意的問題。

4.1注重各組間銜接。風(fēng)機(jī)的研發(fā)設(shè)計(jì)中要全面覆蓋風(fēng)力發(fā)電機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，整項(xiàng)工作需要各個(gè)組之間的通力協(xié)作、協(xié)調(diào)配合，才能達(dá)到整體設(shè)計(jì)的最優(yōu)效果。因此，在實(shí)施SOP 體系過程中，各個(gè)組之間要定期召開會議，協(xié)商各組之間該如何合作、相互影響，以保證SOP 的正常運(yùn)行，提升整個(gè)研發(fā)設(shè)計(jì)的工作效率。

4.2建立流程持續(xù)改進(jìn)體系。風(fēng)機(jī)的研發(fā)制造本來就是創(chuàng)新型工作，科技發(fā)展日新月異，新的材料、器件層出不窮，新的控制方法、策略日漸發(fā)展，所以SOP體系也要經(jīng)常根據(jù)實(shí)際情況更新，不斷優(yōu)化方案。SOP 體系建設(shè)過程中應(yīng)定期對實(shí)施效果、系統(tǒng)改善等方面進(jìn)行稽核，查找影響設(shè)計(jì)過程和效能的問題，并適時(shí)改進(jìn)，提高SOP 運(yùn)行績效。

4.3SOP在塔架設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例。下面依據(jù)以SOP在塔架設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為實(shí)例展開說明。

4.3.1首先，明確目標(biāo)編寫實(shí)施計(jì)劃。在塔架設(shè)計(jì)中，研發(fā)部塔架組人員根據(jù)新項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)塔架草圖。

4.3.1.1塔架高度、各段鋼板板厚、法蘭及門框形式初選；

4.3.1.2各參數(shù)整合并出具塔架總圖草圖；

4.3.1.3出具塔架節(jié)位報(bào)告并提交計(jì)算組。

4.3.2然后，分析相關(guān)因素。

4.3.2.1研發(fā)部載荷計(jì)算組根據(jù)塔架節(jié)位報(bào)告出具載荷報(bào)告。包含：塔架靜強(qiáng)度載荷、疲勞載荷、馬科夫矩陣等；

4.3.2.2塔架小組對設(shè)計(jì)塔架進(jìn)行載荷計(jì)算校核。包含焊縫靜強(qiáng)度、疲勞計(jì)算，法蘭靜強(qiáng)度、疲勞計(jì)算，塔架屈曲，門框校核，穩(wěn)定性分析等。

4.3.3其次，確定設(shè)計(jì)方案。

4.3.3.1如遇載荷校核不通過情況，調(diào)整鋼板厚度或法蘭尺寸重新計(jì)算；

4.3.3.2調(diào)整各段鋼板厚度尺寸使塔架整體重量及結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)；

4.3.3.3根據(jù)設(shè)計(jì)余量進(jìn)行多次優(yōu)化，進(jìn)行塔架強(qiáng)度分析計(jì)算；

4.3.3.4確定最佳架體設(shè)計(jì)方案；

4.3.3.5塔架圖紙細(xì)化，附件設(shè)計(jì)。此階段包含塔架總圖，塔架平臺、內(nèi)爬梯、電纜夾、安全裝置、外爬梯、提升設(shè)備、防雷裝置設(shè)計(jì)等。符合國家、行業(yè)及企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并滿足用戶所提的特殊需求，細(xì)化整套圖紙并作圖紙自審。

4.3.4再次，做好意見反饋。

4.3.4.1完成附件及細(xì)部設(shè)計(jì)后對圖紙進(jìn)行校對審核。設(shè)計(jì)人員自行做圖紙審核，若有問題會將意見回饋到細(xì)部設(shè)計(jì)步驟再做修改；

4.3.4.2需提供細(xì)部設(shè)計(jì)后的3D圖等數(shù)據(jù)給校對人員做審查，若有問題會將意見回饋到細(xì)部設(shè)計(jì)步驟再做修改；

4.3.4.3項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對整體設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行校對審核，如有問題將意見回饋到細(xì)部設(shè)計(jì)并做調(diào)整。

4.3.5最后，相關(guān)資料管理。

4.3.5.1根據(jù)具體項(xiàng)目內(nèi)容及要求編寫項(xiàng)目技術(shù)協(xié)議；

4.3.5.2圖紙及技術(shù)協(xié)議審核完成并確認(rèn)后下發(fā)并打印藍(lán)圖；

4.3.5.3所有資料整理、保存歸檔。

四、結(jié)語

大唐華創(chuàng)風(fēng)能有限公司研發(fā)部門采用SOP后，各部分研發(fā)流程得到規(guī)范，各專業(yè)人員配合更加默契，人才培養(yǎng)速度迅速提高，工作效率不斷增強(qiáng)，新人迅速接管工作任務(wù)遇到困惑時(shí)，有據(jù)可依，員工素質(zhì)得到普遍提高。

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