風(fēng)電機(jī)組制造工藝管理研究

文 | 周意普 譚楊 李龍

風(fēng)電機(jī)組制造工藝管理研究

文 | 周意普 譚楊 李龍

攝影：張瑩

近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，風(fēng)電機(jī)組技術(shù)日趨成熟。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的形勢(shì)下，風(fēng)電企業(yè)要取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，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(guò)程,是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(jī)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(fēng)電行業(yè)的重要作用，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，必須從工藝準(zhǔn)備、工藝過(guò)程控制、工藝能力持續(xù)提升等多個(gè)方面提升工藝管理水平。

工藝準(zhǔn)備

工藝準(zhǔn)備是連接設(shè)計(jì)與制造的重要環(huán)節(jié)。合理安排各項(xiàng)工藝準(zhǔn)備工作,對(duì)于縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、降低成本有重要的作用。工藝準(zhǔn)備可從以下幾方面進(jìn)行：

(1) 設(shè)計(jì)工藝。在風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)前期提出工藝要求。工藝人員參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，在設(shè)計(jì)完成后對(duì)工藝可行性和材料的適用性等要素進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(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(dòng)量，降低產(chǎn)品的制造成本和風(fēng)險(xiǎn)。一般采用三維計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)機(jī)組生產(chǎn)的關(guān)鍵工序進(jìn)行模擬。圖1是用三維軟件模擬輪轂柜裝配過(guò)程的示意圖。通過(guò)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(wèn)題。在產(chǎn)品制造之前，將輪轂裝配可能發(fā)生的各種風(fēng)險(xiǎn)最大限度地消除。圖2是柜內(nèi)預(yù)布線模擬圖，該圖是利用預(yù)布線軟件，對(duì)柜體進(jìn)行模擬布線生成的。布線軟件可生成布線路徑，計(jì)算出導(dǎo)線長(zhǎng)度，可預(yù)先對(duì)布線工藝進(jìn)行評(píng)判。通過(guò)預(yù)布線工藝，使布線設(shè)計(jì)更為合理，有效避免因路徑不合理或?qū)Ь€長(zhǎng)度錯(cuò)誤等問(wèn)題引起的返工、物料浪費(fèi)。

圖1 輪轂柜裝配模擬圖

圖2 柜內(nèi)預(yù)布線模擬圖

(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(diǎn)等要素進(jìn)行詳細(xì)交底。交底對(duì)象應(yīng)包含生產(chǎn)管理人員、一線操作人員、檢驗(yàn)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(shí)要充分考慮交底對(duì)象的接受能力。技術(shù)交底可采用多種形式，有書(shū)面交底，也可采用口頭交底。為將交底內(nèi)容落實(shí)到位，交底時(shí)必須做好交底記錄。

安全交底也是一個(gè)不容忽視的環(huán)節(jié)。風(fēng)電機(jī)組大部件多，外形不規(guī)則，在準(zhǔn)備階段和裝配過(guò)程中都存在安全風(fēng)險(xiǎn)。因此技術(shù)交底必須包含安全交底，要有針對(duì)性地識(shí)別危險(xiǎn)源，并制定合理的預(yù)防措施。在作業(yè)過(guò)程中要有安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，時(shí)刻提醒員工安全注意事項(xiàng)，強(qiáng)化員工的安全意識(shí)。

工藝過(guò)程控制

風(fēng)電機(jī)組裝配過(guò)程控制能力直接影響機(jī)組裝配質(zhì)量和效率。工藝過(guò)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(guò)程控制應(yīng)合理有序，能切實(shí)解決機(jī)組生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，并為后續(xù)工藝工作提供參考。可從以下幾方面進(jìn)行：

(1) 工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖。工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖主要對(duì)機(jī)組裝配的工藝流程和各工序之間的關(guān)系進(jìn)行分析。以機(jī)組圖紙、技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品部件說(shuō)明書(shū)為依據(jù)，充分識(shí)別現(xiàn)有生產(chǎn)條件、國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型機(jī)組的工藝技術(shù)資料以及安全性等方面的要求，識(shí)別需要開(kāi)發(fā)的新工藝、新技術(shù)、新材料，制定機(jī)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(zhǔn)備情況。重點(diǎn)識(shí)別需要開(kāi)發(fā)的新工裝或改造的工裝，進(jìn)行工裝開(kāi)發(fā)的需求分析活動(dòng)。工裝需求分析活動(dòng)完成后，可根據(jù)情況確定自制工裝或進(jìn)行整體外購(gòu)。

工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖可以全面直觀地體現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組制造過(guò)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(kāi)展，可使機(jī)組制造過(guò)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(duì)應(yīng)的工藝文件，在條件允許情況下還可注明該工序預(yù)計(jì)作業(yè)時(shí)間和預(yù)計(jì)作業(yè)人數(shù)等信息。工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖繪制的越詳細(xì)，生產(chǎn)流程越清晰，生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)越順暢。圖3是某兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組裝配工藝網(wǎng)絡(luò)流程圖。

(2) 現(xiàn)場(chǎng)工藝支持。工藝支持的目的是收集問(wèn)題，并運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)快速響應(yīng)問(wèn)題，分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出解決方案，制定預(yù)防糾正措施，確保問(wèn)題不會(huì)重復(fù)發(fā)生。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)反饋問(wèn)題時(shí)，必須迅速響應(yīng)，快速做出判斷，避免因該問(wèn)題造成現(xiàn)場(chǎng)停工，影響生產(chǎn)進(jìn)度。在分析問(wèn)題階段，針對(duì)復(fù)雜、出現(xiàn)頻次高的問(wèn)題，可采用“三個(gè)為什么分析法”、繪制“A3報(bào)告”等方式，尋找問(wèn)題根源，解決問(wèn)題。工藝支持工作要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，對(duì)收集的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)記錄并增加照片說(shuō)明，對(duì)問(wèn)題解決進(jìn)度時(shí)時(shí)跟進(jìn)，確保問(wèn)題解決到位，同時(shí)也為后續(xù)工作積累經(jīng)驗(yàn)。

圖3 某兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組裝配工藝流程網(wǎng)絡(luò)圖

(3) 工藝驗(yàn)證。工藝驗(yàn)證的主要內(nèi)容包括產(chǎn)品的工藝方案驗(yàn)證、工藝文件驗(yàn)證、制造設(shè)備驗(yàn)證、工裝模具驗(yàn)證、檢驗(yàn)器具驗(yàn)證及原材料驗(yàn)證等幾個(gè)方面。在機(jī)組制造過(guò)程中，新機(jī)型、新項(xiàng)目的研發(fā)都會(huì)涉及新工藝的運(yùn)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(fēng)電機(jī)組的制造過(guò)程，必須通過(guò)驗(yàn)證確認(rèn)工藝方法和工藝裝備能否達(dá)到要求。工藝驗(yàn)證降低了機(jī)組制造的質(zhì)量成本，通過(guò)驗(yàn)證過(guò)程，可以?xún)?yōu)化工藝、工裝，確保產(chǎn)品品質(zhì)。工藝驗(yàn)證必須進(jìn)行記錄，保證記錄的原始性。要詳細(xì)記錄驗(yàn)證過(guò)程中存在的偏差及問(wèn)題，并分析原因、制定相應(yīng)解決對(duì)策。

(4) 變更控制。一旦開(kāi)始批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量避免變更。但風(fēng)電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，業(yè)主需求日益多樣，每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的配置均有差別，造成機(jī)組制造變更不可避免。因此，如何有效地對(duì)變更進(jìn)行管理尤其重要。變更管理是工藝管理的難點(diǎn)之一。變更往往會(huì)給機(jī)組成本、質(zhì)量、交期等各方面帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，并打擊員工的士氣。對(duì)于必須進(jìn)行的變更，則要做好在制品的處理，及時(shí)通知供應(yīng)商和質(zhì)量部門(mén)加強(qiáng)對(duì)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(fù)為主，同時(shí)積極組織對(duì)變更效果進(jìn)行驗(yàn)證。

由于風(fēng)電機(jī)組的工藝路線復(fù)雜，變更發(fā)生后，機(jī)組生產(chǎn)活動(dòng)中包括生產(chǎn)計(jì)劃組織、在制品處理、工藝文件、物料等在多項(xiàng)生產(chǎn)因素都需要進(jìn)行調(diào)整。造成機(jī)組生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的配合難度加大，信息難以及時(shí)傳遞或傳遞不到位，管理混亂。針對(duì)不同項(xiàng)目、不同配置的風(fēng)電機(jī)組，首先要對(duì)產(chǎn)品的物料清單進(jìn)行差異分析。對(duì)不同物料清單的差異項(xiàng)進(jìn)行分析、確認(rèn)。涉及物料變更，變更發(fā)起人應(yīng)填寫(xiě)《在制品狀態(tài)與處理意見(jiàn)征集表》，并跟進(jìn)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(xiàng)目，分別提供工藝文件清單，保證作業(yè)文件不混淆；對(duì)非在制品的工藝文件予以回收。再次，對(duì)工藝文件的變更點(diǎn)，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(duì)首件及次件產(chǎn)品的工藝執(zhí)行情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，現(xiàn)場(chǎng)操作人員、工藝員須填寫(xiě)《工藝文件變更執(zhí)行情況跟蹤單》。

加強(qiáng)變更管理的另外一個(gè)重要手段是采用信息化系統(tǒng)對(duì)變更進(jìn)行管理。通過(guò)信息化系統(tǒng)，可以使變更流程更規(guī)范，能夠?qū)ψ兏谋匾浴⒂绊懙冗M(jìn)行全面評(píng)估，降低風(fēng)險(xiǎn)。另外，通過(guò)信息化系統(tǒng)，可以將變更信息及時(shí)傳遞到相應(yīng)的端口，起到快速傳遞、避免遺漏的作用。風(fēng)電企業(yè)一般使用多個(gè)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(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)和信息交互。通過(guò)信息化系統(tǒng)，將變更信息傳遞到設(shè)計(jì)、工藝、采購(gòu)、生產(chǎn)、質(zhì)量，對(duì)成品、在制品和未開(kāi)工的項(xiàng)目進(jìn)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(fù)開(kāi)發(fā)，減少資源浪費(fèi)。

(5) 檔案管理。風(fēng)電機(jī)組制造工藝工作的所有資料，包括相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、文件，問(wèn)題處理記錄等，都必須進(jìn)行歸檔管理。進(jìn)行檔案管理可以對(duì)機(jī)組吊裝或運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行追溯，尋找問(wèn)題根源，還可以進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享，再次生產(chǎn)類(lèi)似項(xiàng)目是可以進(jìn)行借鑒。

持續(xù)提升

風(fēng)電在我國(guó)還是一個(gè)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(jī)組工藝管理工作，還有以下幾個(gè)方面必須持續(xù)提升。

(1) 人才培養(yǎng)。可以通過(guò)編制工作手冊(cè)、建立針對(duì)性的崗位培訓(xùn)體系等方式進(jìn)行；更重要的是，通過(guò)實(shí)踐工作，如工藝研究項(xiàng)目、實(shí)際問(wèn)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(kāi)展。

(2) 項(xiàng)目化工藝管理。將管理項(xiàng)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(shí)限、有明確目標(biāo)，預(yù)算和進(jìn)度要求的，并且這些工作牽涉到多個(gè)部門(mén)，比較復(fù)雜。可以將這些日常的工藝管理工作項(xiàng)目化，合理利用項(xiàng)目管理的理論和工具，通過(guò)項(xiàng)目化管理的模式，對(duì)各風(fēng)電場(chǎng)配置機(jī)型工藝進(jìn)行管理。其中著重對(duì)變更進(jìn)行管理，以保證工藝實(shí)施的正確性，確保批量產(chǎn)品的成本和質(zhì)量，達(dá)成工藝管理的目標(biāo)。

(3) 信息化管理。風(fēng)電機(jī)組一般配置多，批量小，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)導(dǎo)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(hù)標(biāo)準(zhǔn)的工藝路線等。這些方法都可使機(jī)組工藝管理層次清晰，能更有效地開(kāi)展工藝工作，縮短工藝設(shè)計(jì)周期和生產(chǎn)制造周期，也能充分實(shí)現(xiàn)工藝信息共享。

(4) 精益化管理。風(fēng)電機(jī)組工藝管理的目標(biāo)，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(yùn)用精益工具，進(jìn)行“一個(gè)流”工藝布局、工序節(jié)拍設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)等，不斷進(jìn)行工藝優(yōu)化，持續(xù)消除浪費(fèi)，降低成本提交效率，最終達(dá)到精益制造的目的。

結(jié)束語(yǔ)

風(fēng)電機(jī)組工藝管理涉及機(jī)組生產(chǎn)的方方面面，對(duì)質(zhì)量、安全和成本都有著非常重要的作用。強(qiáng)化工藝管理的作用，能有效發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、安全隱患，促進(jìn)機(jī)組設(shè)計(jì)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(jìn)企業(yè)管理水平的提高。實(shí)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(fēng)電機(jī)組制造工藝管理體系，將有效提高風(fēng)電企業(yè)在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

（作者單位：南車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司）