光伏發電系統的關鍵流程節點選擇

摘要：在全球資源緊缺的情況下，替代的新能源中光伏發電異軍突起，發展如火如荼。高速發展的同時也帶來了產品的質量問題。如何選擇重點監控的關鍵流程節點呢？本文通過對流程節點間的關聯度強弱進行計算，以關聯度強弱為關鍵節點選擇的標準，確定重點監控對象。

關鍵詞：流程節點 光伏發電系統 關聯度 關鍵節點

1 概述

由于化石能源導致全球氣候變暖，傳統能源的貯備量有限的條件下，全世界都在尋找新的替代能源方案。而從目前技術發展和應用前景，相對于其他新能源，核能、風能而言，太陽能最有機會成為全世界的主要替代能源。在經歷了2010年光伏市場的繁盛，隨著國際環境的大變化，迅速導致了供求關系的完全逆轉，光伏產業從賣方市場變為買方市場。質量成為了中國光伏企業需要關注的重點，質量不過關的產品將成為光伏行業洗牌的淘汰者。本文從光伏流程節點的特殊性出發，通過對關聯度強弱的分析，尋找到需要重點監控的關鍵流程節點，然后通過對關鍵節點的影響因子進行分析，對其進行針對性的控制，實現光伏發電系統質量的控制。

2 流程節點的概念

2.1 流程節點的定義 節點是指原子流程節點，是流程的最小的組成部分，是不可再分的，是一個具體的操作動作，例如給審批文檔蓋章，就是拿起印章向下蓋章這個動作，是不可再分的。也可以是一個不能繼續分割的思考過程，比如計算支架的截面系數Z，是通過已有的參數，帶入已知的計算公式中，得出支架的截面系數Z，為后續的計算做準備。

而基流程是指流程進程不可以再次分解為其他流程，由原子流程節點組成的，結構為單鏈，流程負責人為企業具體崗位的流程。

2.2 基流程中流程節點的關聯性

2.2.1 關聯性的定義。關聯性，故名思議是指事物之間具有聯系，則可以認為事物之間存在不同程度的影響。我們知道事物的關系與事物的結構多種多樣，其關聯性也有各種各樣不同的情況。

2.2.2 關聯結構。最簡單的或者說最理想化的莫過于兩個事物之間關系，它們之間為鏈狀結構，且具有單向關聯與雙向關聯之分。擴大到三個事物，則事物之間有兩種可能的情況，一種是事物之間以鏈狀結構連接，一種是以三個事物之間兩兩聯系，即網狀結構，相互影響，其影響方向也具有單向和雙向之分。當事物之間在同一個平面上時，可以根據以上三種關聯情況進行類推與拓展。但是當事物之間不是出于同一個平面上時，事物本身的結構出現層次性的時候，其關聯性會更加復雜。

2.2.3 節點關聯的判斷。通過對流程節點的質量特性賦值研究，從而判斷二者之間是否具有關聯性。具體步驟如下：①流程節點的質量特征賦值。節點的質量特性并不相同，一部分流程節點本身就有比較明顯的質量特征值，且可以用數字描述。另一部分流程節點的質量特征值不明顯，不能直接用數字進行描述，就需要進行賦值。②畫散點圖。散點圖是用來研究相互之間沒有確定函數關系的變量的常用工具，因此可以利用散點圖來判斷節點間是否有關聯性。③結果分析。

2.2.4 基流程的流程節點間關聯度計算。在確定流程節點之間具有相關性之后，還需要定量的描述節點關聯度的強弱大小。

根據光伏發電系統的設計、生產、施工的實踐過程中流程節點的特點，可以通過兩個步驟來確定流程節點間的關聯性的大小，首先第一步根據帕累托法則確定節點間質量關聯度的等級。我們要重點監控的流程節點也是對質量穩定性產生重要影響，使其產生波動的流程節點。聯系到節點的質量關聯性，則是節點質量關聯度等級高的，成為我們重點關注的對象。

將節點的關聯度強弱轉換成五個等級，分別用符號A、E、I、O、U來表示，其關聯度強度逐漸減小，對應著超緊密關聯度、特緊密關聯度、較緊密關聯度、一般關聯度、可忽略關聯度五種關聯強度。流程節點之間的關聯度等級應按照流程節點間關聯的數量多少來確定。

2.2.5 流程節點關聯度的修正。節點的關聯度是基于與本節點相關聯的節點數量多少而確定的，與節點關聯的節點數量越多，影響的節點數量越多，影響范圍越大。當然，也有出現與節點關聯的節點數量不多，節點傳遞的信息與物質對于其關聯節點的重要程度卻很高的情況。故只有極少數的節點與之關聯，其關聯度等級并不低。因此，在定義關聯度等級時，第二步需要考慮節點間交流的信息與物質的重要度，對關聯度等級進行修正，使其更加符合實際生產的需要。

節點間信息與物質交流的重要度與否，是由其關聯節點對其需求度決定的。如若關聯節點對于流程節點輸出的信息是必須的，即此信息是該關聯節點觸發的必要條件，需要在其基礎上繼續加工或者處理，則該信息與物質是重要的。而相對的關聯節點對節點輸出的信息與物質，并不是其觸發條件，只是該信息或物質的流轉中間站，則該信息或者物質對于關聯節點的重要度相對較弱。可如下表結果表示其交流關聯程度：

2.2.6 節點綜合關聯度計算。流程節點間綜合關聯程度的求解步驟如下：①分析與節點關聯的節點數量，根據節點關聯強度判斷表進行判斷；②確定信息與物質之間的交流影響程度，確定交流關聯性的等級；③確定節點數量影響與節點間交流影響的相對重要性。一般說來，節點數量影響與節點間交流影響的相對重要性的比值m：n的范圍為1：3~3：1。當比值小于1：3時，說明節點數量影響程度很小，綜合關聯度只需考慮節點交流重要度。當比值大于3：1時，說明節點數量影響程度超過了節點交流影響程度，綜合影響程度只需考慮節點數量影響程度。在實際工作中，根據節點數量影響與節點間交流影響的相對重要性取m：n=3：1，2：1，1：1，1：2，1：3，把m：n稱為加權值。④量化節點關聯強度等級和節點間交流重要度。對于節點關聯強度等級，一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0。對于節點間交流重要度，一般取I=3，U=1。⑤計算量化的所有流程節點之間的綜合關聯度，具體方法如下：設任意兩個流程節點分別為Ai和Aj（i≠j），其量化的節點關聯強度等級為MRij，量化的節點間交流重要度為NRij，則流程節點Ai和Aj之間綜合相互關系密切程度數量值為：TRij=m·MRij+n·NRij。⑥綜合關聯度等級劃分。TRij是一個量化值，需要經過等級劃分，才能建立出與節點關聯強度等級和節點間交流重要度相似的流程節點綜合關聯度表，綜合關聯度的等級劃分為A、E、I、O、U五個等級，各級別TRij值逐漸遞減，且各級別對應的作業單位對數應符合一定的比例，綜合關聯度等級及劃分比例見下表。

3 復合流程的關聯度計算

在基流程的關聯度描述中，根據流程節點與之聯系的節點數量多少，與流程節點輸出的信息與物質對關聯節點的重要度大小，給出了一個度量關聯度大小的參考公式，那么對于復合流程中的節點關聯性應該如何描述呢？

根據上小節的分析可知，復合流程中節點關聯性可以分為三種情況，第一種情況由于類似于基流程中的關聯度分析，因而在此不再贅述，重點關注第二種與第三種情況。

3.1 相鄰層級流程節點關聯度描述 根據上文所描述的復合流程中流程節點間的結構特殊性，相鄰層級的流程節點間關聯性由于信息或者物質的傳遞途徑變長了，相應受到的干擾更多，與目標值的偏差更大。這樣的話，更容易產生質量問題，使得流程節點之間的相互影響變大，節點間的關聯性也隨之變大。

當然，也存在另外一種情況，就是在傳遞途徑中受到的干擾因素是有利干擾，使得信息或者物質在傳遞的過程中受到限制，與目標值更接近，使得流程節點之間的相互影響變小，節點間的關聯性也隨之變小。

因此，在復合流程相鄰層級的流程節點關聯性的描述上，引入一個干擾系數γ(θ)，這個系數可能是正的，也可能是負的，它的取值范圍是（-∞，+∞），關鍵得在具體的流程中分析其干擾的方向與程度。可見，結合上文中綜合關聯度的度量公式，在復合流程節點中相鄰節點的綜合關聯度公式為：TRij=m·MRij+γ(θ)n·NRij。

3.2 跨層級節點的關聯性 為了方便計量，假設每個層級間節點關聯度的影響效果是疊加的，在數學上的關系為相乘的數量關系，那么可以根據相鄰層級間流程節點的綜合度量公式，推出跨層級節點綜合關聯度的表達公式。

假設流程節點Ai處于復合流程中，與之相關聯的節點與之相隔n層，那么其綜合關聯度的表達公式為：TRij=m·MRij+γ(θ)（n-1）n·NRij。

4 關鍵流程節點的識別

根據上文對基流程與復合流程的不同結構進行分析，得到各自對應的綜合關聯度表示公式，那么可以依據流程節點的關聯程度強弱，即綜合關聯度的大小來篩選關鍵流程節點，從而更有效率的控制光伏發電系統整體的質量。

那么綜合關聯度為1是重要呢，還是綜合關聯度為2是重要呢？需要標準來衡量關聯度是否重要到需要重點關注的程度，那么如何確定關鍵流程節點的選擇標準呢？

80%的問題是由20%的流程節點引起的，在設計、生產、施工的實踐中，針對每個公司的具體流程節點，算出需要監控范圍內的所有流程節點的綜合關聯度大小后，對其進行綜合關聯度大小按從大到小的順序排序，對關聯度占到總數的前20%的關聯度進行重點監控，稱其為關鍵流程節點。

或者根據企業相關管理人員的商討，確定一個界限值π，當綜合關聯度的值大于界限值π時，則予以重點監控，作為關鍵流程節點。

參考文獻：

[1]Xingxing Zhanga，Xudong Zhaoa，Stefan Smitha，Jihuan Xub，Xiaotong Yuc，Review of RD progress and practical application of the solar photovoltaic/thermal (PV/T) technologies[J].2011（8）：1595-1614.

[2]程全國、柴繼峰、王轉等，物流設施規劃與設計[M].中國物資出版社，2003.

基金項目：南京航空航天大學基本科研業務費專項科研項目（NR2010035）。