近年來,我國風電行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛,風電機組技術(shù)日趨成熟。在市場競爭日益激烈的形勢下,風電企業(yè)要取得競爭優(yōu)勢,不僅依靠技術(shù)領(lǐng)先,還要依靠工藝領(lǐng)先。工藝管理是企業(yè)的基礎(chǔ)管理,貫穿于企業(yè)生產(chǎn)的全過程,是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、保證產(chǎn)品質(zhì)量、發(fā)展生產(chǎn)、降低消耗、提高生產(chǎn)效率的重要手段。機組的質(zhì)量、成本、交期很大程度取決于工藝水平。為更好發(fā)揮工藝管理在風電行業(yè)的重要作用,提高企業(yè)競爭力,必須從工藝準備、工藝過程控制、工藝能力持續(xù)提升等多個方面提升工藝管理水平。
工藝準備
工藝準備是連接設(shè)計與制造的重要環(huán)節(jié)。合理安排各項工藝準備工作,對于縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、降低成本有重要的作用。工藝準備可從以下幾方面進行:
(1)設(shè)計工藝。在風電機組設(shè)計過程中,著重考慮產(chǎn)品的工藝性、作業(yè)便利性和安全性,在設(shè)計前期提出工藝要求。工藝人員參與產(chǎn)品的設(shè)計過程,在設(shè)計完成后對工藝可行性和材料的適用性等要素進行評價。
。2)工藝模擬。工藝模擬可以縮短產(chǎn)品制造周期,最大限度地避免返工,減少員工的勞動量,降低產(chǎn)品的制造成本和風險。一般采用三維計算機軟件,對機組生產(chǎn)的關(guān)鍵工序進行模擬。圖1是用三維軟件模擬輪轂柜裝配過程的示意圖。通過模擬可以確定吊裝方法是否可行、吊具是否合適、裝配空間是否足夠等問題。在產(chǎn)品制造之前,將輪轂裝配可能發(fā)生的各種風險最大限度地消除。圖2是柜內(nèi)預布線模擬圖,該圖是利用預布線軟件,對柜體進行模擬布線生成的。布線軟件可生成布線路徑,計算出導線長度,可預先對布線工藝進行評判。通過預布線工藝,使布線設(shè)計更為合理,有效避免因路徑不合理或?qū)Ь長度錯誤等問題引起的返工、物料浪費。
(3)技術(shù)交底。技術(shù)交底工作是工藝管理重要的一環(huán)。為了確保產(chǎn)品制造可靠性,要將操作人員資質(zhì)要求、工藝流程、裝配的工藝要點等要素進行詳細交底。交底對象應(yīng)包含生產(chǎn)管理人員、一線操作人員、檢驗人員等。做好技術(shù)交底,要求工藝人員要全面了解技術(shù)要求,同時要充分考慮交底對象的接受能力。技術(shù)交底可采用多種形式,有書面交底,也可采用口頭交底。為將交底內(nèi)容落實到位,交底時必須做好交底記錄。
安全交底也是一個不容忽視的環(huán)節(jié)。風電機組大部件多,外形不規(guī)則,在準備階段和裝配過程中都存在安全風險。因此技術(shù)交底必須包含安全交底,要有針對性地識別危險源,并制定合理的預防措施。在作業(yè)過程中要有安全員現(xiàn)場監(jiān)督,時刻提醒員工安全注意事項,強化員工的安全意識。
工藝過程控制
風電機組裝配過程控制能力直接影響機組裝配質(zhì)量和效率。工藝過程控制是工藝管理的核心,其管控成果直接體現(xiàn)在產(chǎn)品上。工藝過程控制應(yīng)合理有序,能切實解決機組生產(chǎn)過程中的問題,并為后續(xù)工藝工作提供參考?蓮囊韵聨追矫孢M行:(1)工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖。工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖主要對機組裝配的工藝流程和各工序之間的關(guān)系進行分析。以機組圖紙、技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品部件說明書為依據(jù),充分識別現(xiàn)有生產(chǎn)條件、國內(nèi)外同類型機組的工藝技術(shù)資料以及安全性等方面的要求,識別需要開發(fā)的新工藝、新技術(shù)、新材料,制定機組生產(chǎn)工藝流程,完成工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖的繪制。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖,在正式批量制造之前,分析工藝準備情況。重點識別需要開發(fā)的新工裝或改造的工裝,進行工裝開發(fā)的需求分析活動。工裝需求分析活動完成后,可根據(jù)情況確定自制工裝或進行整體外購。
工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖可以全面直觀地體現(xiàn)風電機組制造過程中各部件裝配的串、并聯(lián)關(guān)系,清楚地體現(xiàn)全部制造流程。以工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖為核心組織工藝工作的開展,可使機組制造過程管理有序可循。工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖應(yīng)區(qū)分關(guān)鍵工序和特殊工序,應(yīng)注明對應(yīng)的工藝文件,在條件允許情況下還可注明該工序預計作業(yè)時間和預計作業(yè)人數(shù)等信息。工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖繪制的越詳細,生產(chǎn)流程越清晰,生產(chǎn)過程也會越順暢。圖3是某兆瓦級風電機組裝配工藝網(wǎng)絡(luò)流程圖。
(2)現(xiàn)場工藝支持。工藝支持的目的是收集問題,并運用專業(yè)知識快速響應(yīng)問題,分析問題產(chǎn)生的原因,提出解決方案,制定預防糾正措施,確保問題不會重復發(fā)生。在生產(chǎn)現(xiàn)場反饋問題時,必須迅速響應(yīng),快速做出判斷,避免因該問題造成現(xiàn)場停工,影響生產(chǎn)進度。在分析問題階段,針對復雜、出現(xiàn)頻次高的問題,可采用“三個為什么分析法”、繪制“A3報告”等方式,尋找問題根源,解決問題。工藝支持工作要有專人負責管理,對收集的問題進行詳細記錄并增加照片說明,對問題解決進度時時跟進,確保問題解決到位,同時也為后續(xù)工作積累經(jīng)驗。
。3)工藝驗證。工藝驗證的主要內(nèi)容包括產(chǎn)品的工藝方案驗證、工藝文件驗證、制造設(shè)備驗證、工裝模具驗證、檢驗器具驗證及原材料驗證等幾個方面。在機組制造過程中,新機型、新項目的研發(fā)都會涉及新工藝的運用和新工裝的制作,為確保這些新技術(shù)、新設(shè)備適用于風電機組的制造過程,必須通過驗證確認工藝方法和工藝裝備能否達到要求。工藝驗證降低了機組制造的質(zhì)量成本,通過驗證過程,可以優(yōu)化工藝、工裝,確保產(chǎn)品品質(zhì)。工藝驗證必須進行記錄,保證記錄的原始性。要詳細記錄驗證過程中存在的偏差及問題,并分析原因、制定相應(yīng)解決對策。
。4)變更控制。一旦開始批量生產(chǎn),應(yīng)盡量避免變更。但風電行業(yè)競爭不斷加劇,業(yè)主需求日益多樣,每個風電場項目的配置均有差別,造成機組制造變更不可避免。因此,如何有效地對變更進行管理尤其重要。變更管理是工藝管理的難點之一。變更往往會給機組成本、質(zhì)量、交期等各方面帶來風險,并打擊員工的士氣。對于必須進行的變更,則要做好在制品的處理,及時通知供應(yīng)商和質(zhì)量部門加強對變更產(chǎn)品的控制。為了最大限度地降低變更成本,在制品處理以修復為主,同時積極組織對變更效果進行驗證。
由于風電機組的工藝路線復雜,變更發(fā)生后,機組生產(chǎn)活動中包括生產(chǎn)計劃組織、在制品處理、工藝文件、物料等在多項生產(chǎn)因素都需要進行調(diào)整。造成機組生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的配合難度加大,信息難以及時傳遞或傳遞不到位,管理混亂。針對不同項目、不同配置的風電機組,首先要對產(chǎn)品的物料清單進行差異分析。對不同物料清單的差異項進行分析、確認。涉及物料變更,變更發(fā)起人應(yīng)填寫《在制品狀態(tài)與處理意見征集表》,并跟進被替代物料的處理,做好相應(yīng)的記錄,保證在制品變更到位。其次,要按照不同的項目,分別提供工藝文件清單,保證作業(yè)文件不混淆;對非在制品的工藝文件予以回收。再次,對工藝文件的變更點,應(yīng)做好相應(yīng)的記錄。新版工藝文件下發(fā)后,工藝員須對首件及次件產(chǎn)品的工藝執(zhí)行情況進行現(xiàn)場跟蹤,現(xiàn)場操作人員、工藝員須填寫《工藝文件變更執(zhí)行情況跟蹤單》。
加強變更管理的另外一個重要手段是采用信息化系統(tǒng)對變更進行管理。通過信息化系統(tǒng),可以使變更流程更規(guī)范,能夠?qū)ψ兏谋匾、影響等進行全面評估,降低風險。另外,通過信息化系統(tǒng),可以將變更信息及時傳遞到相應(yīng)的端口,起到快速傳遞、避免遺漏的作用。風電企業(yè)一般使用多個信息化系統(tǒng),包括產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)(ERP)、質(zhì)量管理系統(tǒng)(QMS)等,應(yīng)實現(xiàn)各個系統(tǒng)的聯(lián)動和信息交互。通過信息化系統(tǒng),將變更信息傳遞到設(shè)計、工藝、采購、生產(chǎn)、質(zhì)量,對成品、在制品和未開工的項目進行全方位的處理,最大限度避免信息傳遞不到位而引起的損失。信息交互一方面可以消除管理中存在的信息孤島和信息斷層,另一方面也可以避免信息系統(tǒng)的重復開發(fā),減少資源浪費。
。5)檔案管理。風電機組制造工藝工作的所有資料,包括相關(guān)標準、文件,問題處理記錄等,都必須進行歸檔管理。進行檔案管理可以對機組吊裝或運行過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行追溯,尋找問題根源,還可以進行經(jīng)驗分享,再次生產(chǎn)類似項目是可以進行借鑒。
持續(xù)提升
風電在我國還是一個新興產(chǎn)業(yè),工藝管理工作需要不斷地積累和創(chuàng)新。要做好機組工藝管理工作,還有以下幾個方面必須持續(xù)提升。
。1)人才培養(yǎng)?梢酝ㄟ^編制工作手冊、建立針對性的崗位培訓體系等方式進行;更重要的是,通過實踐工作,如工藝研究項目、實際問題分析處理等方式提升工藝人員的水平。建立完善工藝人才培養(yǎng)體系,有助于工藝人員能力提升,有助于工藝管理工作的開展。
。2)項目化工藝管理。將管理項目的方法變成管理企業(yè)中一次性工作的方法。很多的工藝管理工作是有時限、有明確目標,預算和進度要求的,并且這些工作牽涉到多個部門,比較復雜?梢詫⑦@些日常的工藝管理工作項目化,合理利用項目管理的理論和工具,通過項目化管理的模式,對各風電場配置機型工藝進行管理。其中著重對變更進行管理,以保證工藝實施的正確性,確保批量產(chǎn)品的成本和質(zhì)量,達成工藝管理的目標。
。3)信息化管理。風電機組一般配置多,批量小,生產(chǎn)周期較長導致工藝管理困難。信息化管理可以用信息為載體,如采用成組技術(shù),快速生成物料清單;可以在ERP系統(tǒng)中維護標準的工藝路線等。這些方法都可使機組工藝管理層次清晰,能更有效地開展工藝工作,縮短工藝設(shè)計周期和生產(chǎn)制造周期,也能充分實現(xiàn)工藝信息共享。
。4)精益化管理。風電機組工藝管理的目標,是提高產(chǎn)品的可制造性,確保產(chǎn)品制造質(zhì)量,降低制造成本,縮短制造周期。工藝管理中運用精益工具,進行“一個流”工藝布局、工序節(jié)拍設(shè)計、標準化作業(yè)等,不斷進行工藝優(yōu)化,持續(xù)消除浪費,降低成本提交效率,最終達到精益制造的目的。
結(jié)束語
風電機組工藝管理涉及機組生產(chǎn)的方方面面,對質(zhì)量、安全和成本都有著非常重要的作用。強化工藝管理的作用,能有效發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、安全隱患,促進機組設(shè)計水平的提升。因此要在工藝管理方面不斷創(chuàng)新,積極探索,促進企業(yè)管理水平的提高。實踐證明,在技術(shù)、生產(chǎn)水平相同的條件下,建立一套行之有效的風電機組制造工藝管理體系,將有效提高風電企業(yè)在行業(yè)中的競爭力。