關(guān)于海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)過程管理方法的研究

李晶，楊立

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

關(guān)于海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)過程管理方法的研究

李晶，楊立

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

文章對海洋能源產(chǎn)業(yè)管理現(xiàn)狀及必要性進(jìn)行了闡述，分析了海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程，提出了管理框架及管理方法，旨在規(guī)范海洋能發(fā)電裝置設(shè)計(jì)、制造、采購、驗(yàn)證、評價(jià)過程，推進(jìn)我國海洋能源產(chǎn)品的應(yīng)用和轉(zhuǎn)化。

海洋能源；發(fā)電裝置；研發(fā)過程；管理方法

近些年，海洋能源開發(fā)利用技術(shù)一直在飛快地發(fā)展，制造方法、試驗(yàn)與測試環(huán)境都在不斷地改進(jìn)與完善，世界各發(fā)達(dá)國家也在紛紛設(shè)立海洋能源方面的專門服務(wù)機(jī)構(gòu)，建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、政策、文件以增強(qiáng)研發(fā)過程的管理，促進(jìn)海洋能發(fā)電裝置的研發(fā)技術(shù)鞏固發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

1 海洋能源產(chǎn)業(yè)管理現(xiàn)狀及必要性

1.1 海洋能源產(chǎn)業(yè)管理現(xiàn)狀

美國搭建了全方位的支撐與服務(wù)體系，以促進(jìn)海洋能源項(xiàng)目的快速發(fā)展，目前在建的海洋能項(xiàng)目已有20多個(gè)。

歐洲海洋能源中心(EMEC)是國際知名的權(quán)威性海洋能轉(zhuǎn)換裝置測試及認(rèn)證中心，共發(fā)布了12項(xiàng)海洋能開發(fā)利用技術(shù)文件，其中有6項(xiàng)技術(shù)文件正在申請成為國際標(biāo)準(zhǔn)的過程之中。

日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)研究院于1974年制訂了“陽光計(jì)劃”，該計(jì)劃是日本政府為發(fā)展新能源和可再生能源而制定的能源戰(zhàn)略，其支持的新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)在2011年啟動的項(xiàng)目，主要是推動海洋能實(shí)際應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，特別是波浪能、潮流能和海洋溫差能，及海洋能利用系統(tǒng)的基本研究。

我國也通過出臺法律法規(guī)、頒布發(fā)展規(guī)劃、設(shè)立專項(xiàng)資金等方式支持海洋能利用技術(shù)的發(fā)展。在國家的大力支持下，一批海洋能開發(fā)利用的新方法、新裝置取得突破進(jìn)展。2015年底，國家海洋局編制出臺了《海洋能發(fā)電裝置海試前關(guān)鍵過程質(zhì)量控制管理文件(試行)》《潮流能發(fā)電裝置海試前關(guān)鍵過程質(zhì)量控制技術(shù)要求(試行)》和《波浪能發(fā)電裝置海試前關(guān)鍵過程質(zhì)量控制技術(shù)要求(試行)》3個(gè)試行文件，以加強(qiáng)海洋能發(fā)電裝置海試前的質(zhì)量控制，降低海試風(fēng)險(xiǎn)，健全質(zhì)量控制體系，統(tǒng)一質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。面對海洋能發(fā)電裝置快速發(fā)展的需求，我國亟須制定配套海洋能源標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范，以引導(dǎo)和規(guī)范海洋能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1.2 研發(fā)過程管理的必要性

海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)過程管理方法研究是實(shí)施科學(xué)管理的需要，將海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)過程分階段進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)，可以規(guī)范海洋能發(fā)電裝置設(shè)計(jì)、制造、采購、驗(yàn)證、評價(jià)過程，促進(jìn)產(chǎn)品應(yīng)用和轉(zhuǎn)化。

(1)海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)過程管理方法研究是海洋能發(fā)電裝置技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律的反映。海洋能裝置組成要素多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高，研制生產(chǎn)周期較長，開展研發(fā)過程管理是基于對海洋能發(fā)電裝置科研管理和科研工作的認(rèn)識，對海洋能發(fā)電裝置技術(shù)發(fā)展過程做出的科學(xué)總結(jié)。

(2)海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)過程管理方法研究是科學(xué)決策降低風(fēng)險(xiǎn)的需要。海洋能發(fā)電裝置的研制生產(chǎn)和使用保障過程，存在著許多不確定因素和風(fēng)險(xiǎn)，這就需要增強(qiáng)過程管理，并進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)未按計(jì)劃開展工作或者出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素，就必須及時(shí)做出糾正和決策，以降低研制生產(chǎn)和使用保障中的風(fēng)險(xiǎn)。

2 研發(fā)流程及管理方法框架

2.1 海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程

每種形式的海洋能發(fā)電裝置都有其關(guān)鍵部件，有自己的設(shè)計(jì)、制造特點(diǎn)，研發(fā)流程也有其個(gè)性，但是，所有的研發(fā)流程都應(yīng)包含5個(gè)階段：概念論證階段、方案設(shè)計(jì)階段、工程研制階段、海上運(yùn)行階段和預(yù)商業(yè)階段。

(1)概念論證階段的主要工作是通過論證和必要的試驗(yàn)，初步確定海洋能發(fā)電裝置的技術(shù)指標(biāo)以及初步的研制經(jīng)費(fèi)，保障條件，并且編制《研制總要求》，研制的樣機(jī)為小比例樣機(jī)。

(2)方案設(shè)計(jì)階段的主要工作是研制單位在系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)和新部件、子系統(tǒng)、分系統(tǒng)的試制與試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)海洋能發(fā)電裝置的特點(diǎn)和需要進(jìn)行模型制造和試驗(yàn)工作，研制的樣機(jī)為比例樣機(jī)。

(3)工程研制階段的主要任務(wù)是根據(jù)《研制任務(wù)書》進(jìn)行裝置的設(shè)計(jì)、試制和試驗(yàn)。簽訂工程研制和設(shè)計(jì)定型合同，將有關(guān)研制規(guī)范納入合同作為研制的技術(shù)依據(jù)，研制的樣機(jī)為較大比例、全比例樣機(jī)。

(4)海上運(yùn)行階段的主要任務(wù)是對裝置性能和使用要求進(jìn)行的全面考核，以確認(rèn)其是否達(dá)到《研制任務(wù)書》和研制合同的要求，制造的樣機(jī)為全比例樣機(jī)。

(5)預(yù)商業(yè)化階段的主要工作是研制單位完成裝置的海上部署，并完成裝置的小批量生產(chǎn)。

2.2 研發(fā)流程管理方法框架

海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程都要經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)證和評價(jià)。因此，海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程管理方法框架中需要包含設(shè)計(jì)過程、制造過程、驗(yàn)證過程、評價(jià)過程的管理細(xì)則。各個(gè)階段有相應(yīng)的管理辦法，按照管理辦法在各階段完成相應(yīng)的任務(wù)。未完成本階段任務(wù)的不應(yīng)轉(zhuǎn)入下一階段；在本階段已通過評價(jià)和確定的技術(shù)文件、設(shè)計(jì)圖樣、試驗(yàn)大綱、接口參數(shù)不得任意變動。海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程中涉及的文件眾多，所以在海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程管理方法框架中有必要加入采購和文件管理細(xì)則。

海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程管理方法框架中應(yīng)包括設(shè)計(jì)過程、制造過程、驗(yàn)證過程、評價(jià)過程、采購過程及文件管理細(xì)則。

2.3 海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)流程相關(guān)方

海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目執(zhí)行的相關(guān)方應(yīng)包括管理方、研發(fā)機(jī)構(gòu)、制造單位、室內(nèi)測試機(jī)構(gòu)、海上試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和技術(shù)專家組。其中：①管理方是定型工作的辦事機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)裝置定型整個(gè)過程的組織和管理。②研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)具備研究和設(shè)計(jì)的能力，負(fù)責(zé)對產(chǎn)品的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。③制造單位應(yīng)具備相應(yīng)的資質(zhì)，負(fù)責(zé)裝置樣機(jī)的制造生產(chǎn)。④室內(nèi)測試機(jī)構(gòu)和海上試驗(yàn)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)驗(yàn)證樣機(jī)是否達(dá)到規(guī)定的功能及性能。⑤技術(shù)專家組負(fù)責(zé)對裝置整個(gè)定型過程進(jìn)行把控，并對文件進(jìn)行審查。

3 海洋能發(fā)電裝置研制過程管理方法的研究

3.1 設(shè)計(jì)過程管理方法的研究

設(shè)計(jì)是策劃總體方案中海洋能發(fā)電裝置預(yù)定功能和性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)過程應(yīng)主要由產(chǎn)品合同中所依托的研發(fā)機(jī)構(gòu)來完成，必要時(shí)制造單位加以輔助。設(shè)計(jì)內(nèi)容依據(jù)研制任務(wù)書和產(chǎn)品合同中有關(guān)內(nèi)容而制定，以滿足顧客的要求為目的。

在設(shè)計(jì)過程管理細(xì)則中應(yīng)涉及設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)更改控制、設(shè)計(jì)評審的相關(guān)管理要求。設(shè)計(jì)過程的主要程序一般包括：概念論證階段設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)、工程研制階段設(shè)計(jì)，在細(xì)則中對各階段的主要工作任務(wù)進(jìn)行描述。另外，設(shè)計(jì)更改控制和設(shè)計(jì)評審應(yīng)有明確組織實(shí)施方、更改及評審記錄保存、評審的內(nèi)容和方式等。

3.2 制造過程管理方法的研究

制造過程管理細(xì)則中應(yīng)涉及制造要求、制造程序(制造準(zhǔn)備、制造計(jì)劃、組織生產(chǎn)、制造檢驗(yàn))、制造工藝的相關(guān)管理要求。各階段的制造工作開展之前，應(yīng)已完成了設(shè)計(jì)工作，并通過了設(shè)計(jì)評審。制造單位編制工藝文件和過程檢驗(yàn)文件，研發(fā)機(jī)構(gòu)積極配合制造單位，在工程研制階段制造單位應(yīng)嚴(yán)格按照程序開展工作。制造單位對樣機(jī)制造進(jìn)行文件、設(shè)備、物資、場地環(huán)境等方面的準(zhǔn)備。制造單位必要時(shí)應(yīng)編制制造計(jì)劃，按照制造計(jì)劃安排生產(chǎn)。制造過程中嚴(yán)格遵照方案進(jìn)行生產(chǎn)，必要時(shí)對重要特性重點(diǎn)控制；樣品應(yīng)進(jìn)行測試，并留有測試記錄。工程研制階段樣品通過檢驗(yàn)后方可出廠。

3.3 驗(yàn)證過程管理方法的研究

驗(yàn)證是通過室內(nèi)/海上試驗(yàn)來證明海洋能發(fā)電裝置研制技術(shù)應(yīng)用可行性的重要過程。驗(yàn)證過程管理細(xì)則中應(yīng)涉及驗(yàn)證要求、驗(yàn)證程序(試驗(yàn)準(zhǔn)備、組織實(shí)施試驗(yàn)、試驗(yàn)中止處理、試驗(yàn)評審)的相關(guān)管理要求。全比例樣機(jī)及耗資較大的試驗(yàn)須嚴(yán)格按照檢測大綱中要求的驗(yàn)證程序進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中如出現(xiàn)故障、數(shù)值異常，應(yīng)及時(shí)分析、查明原因，排除故障或進(jìn)行必要調(diào)整，根據(jù)影響程度和當(dāng)時(shí)的條件決定是否繼續(xù)試驗(yàn)，或采取有效的糾正措施，改進(jìn)后再次進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際試驗(yàn)情況修改大綱、步驟和檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)經(jīng)過集體討論和確認(rèn)，并出具報(bào)告。具備檢測大綱的驗(yàn)證過程，按檢測大綱要求收集、整理原始記錄和試驗(yàn)數(shù)據(jù)之后，研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)分析、評價(jià)試驗(yàn)結(jié)果，編寫“室內(nèi)/海上檢測報(bào)告”。

3.4 評價(jià)過程管理方法的研究

評價(jià)是合理評估海洋能發(fā)電裝置各階段的技術(shù)狀態(tài)，以及是否可以進(jìn)入下一階段的重要依據(jù)。評價(jià)過程質(zhì)量管理細(xì)則中應(yīng)設(shè)計(jì)評價(jià)程序、評價(jià)申請、評價(jià)審查的相關(guān)管理要求。評價(jià)審查主要根據(jù)技術(shù)成熟度理論進(jìn)行評審，包括技術(shù)狀態(tài)、試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境、集成關(guān)系、制造狀態(tài)、項(xiàng)目管理評審等內(nèi)容。技術(shù)狀態(tài)評審包括硬件和軟件兩個(gè)方面，硬件評審內(nèi)容包括主要的設(shè)計(jì)功能、形態(tài)特征、組成的完備性、樣機(jī)形態(tài)特征等；軟件評審內(nèi)容包括主要的設(shè)計(jì)功能、算法的實(shí)現(xiàn)/仿真的逼真度、模型的完備性、數(shù)據(jù)的精度等。試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境的評審內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、地面環(huán)境、模擬使用環(huán)境、典型使用環(huán)境、使用環(huán)境等。集成關(guān)系評審包括硬件和軟件兩個(gè)方面，硬件評審內(nèi)容包括：技術(shù)本身、硬件、子系統(tǒng)、分系統(tǒng)、系統(tǒng)等；軟件評審內(nèi)容包括：算法、偽代碼、軟件模擬代碼、系統(tǒng)軟件等。制造狀態(tài)評審內(nèi)容包括人、機(jī)、料、法、環(huán)等。項(xiàng)目管理評審內(nèi)容包括文檔、經(jīng)濟(jì)、風(fēng)險(xiǎn)、可靠性/可維性/保障性/環(huán)境適應(yīng)性等。

3.5 采購過程質(zhì)量管理的研究

采購過程應(yīng)以盡量降低采購成本、保證采購質(zhì)量、適量適時(shí)采購為原則來進(jìn)行工作。采購過程包括外購、外協(xié)和外包。確定外協(xié)、外包承擔(dān)單位后，應(yīng)由制造單位組織簽訂合同和技術(shù)協(xié)議書。對非晶鍍、熱處理、焊接、鍍鉑黑等會影響到產(chǎn)品符合性要求的外包過程應(yīng)進(jìn)行識別和控制。外包過程應(yīng)建立驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，保存外包過程的活動記錄。同時(shí)，對外協(xié)方、外包方的生產(chǎn)和質(zhì)量的控制。

3.6 文件管理的研究

文件管理的一般要求包括文件的編制應(yīng)貫徹執(zhí)行現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)文件、工藝文件的內(nèi)容和規(guī)格應(yīng)貫徹正確性、統(tǒng)一性和完整性原則。文字?jǐn)⑹鰬?yīng)通俗易懂、準(zhǔn)確無誤，避免產(chǎn)生不易理解或不同理解。術(shù)語、符號、代號、計(jì)量單位應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。文件的文字說明和內(nèi)容的排列格式按GB/T 19001—2000[1]規(guī)定執(zhí)行。另外，應(yīng)對技術(shù)文件、工藝文件、文件更改要求做出相應(yīng)規(guī)定，并列出各階段的常用技術(shù)文件和工藝文件，以供各方便于管理、保存。

4 結(jié)論

目前，國家海洋局編制出臺了海洋能發(fā)電裝置海試前的質(zhì)量控制管理文件，暫未制定海洋能發(fā)電裝置研發(fā)過程管理方法相關(guān)的文件。在海洋能技術(shù)將要進(jìn)入預(yù)商業(yè)的時(shí)期，我國亟須著手開展海洋能發(fā)電裝置研發(fā)過程的質(zhì)量和管理工作，本研究提出以海洋能發(fā)電裝置研發(fā)過程為主線，著重開展設(shè)計(jì)過程、制造過程、驗(yàn)證過程、評價(jià)過程、采購過程及文件管理辦法的研究，以加快科研效率，控制產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。

[1] 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 19001—2000質(zhì)量管理體系要求[S].北京，2009.

The Management Method of Product Development Process of Marine Energy Current Converters

LI Jing，YANG Li

(National Ocean Technology Center，TianJin 300112，China)

This paper expounded the present situation and the necessity of the management of the marine energy industry，and analyzed the product developing process of marine energy converters.In order to regulate the design，manufacture，purchase，verification and evaluation of marine energy converters，the management framework and management methods were put forward，which could be used to promote the application and transformation of marine energy products in our country.

Marine energy，Product，Development process，The management method

2016-06-24；

2016-11-15

2014年海洋能專項(xiàng)基金項(xiàng)目“海洋能綜合支撐服務(wù)平臺建設(shè)”(GHME2014ZC01).

李晶，工程師，碩士，研究方向?yàn)楹Ｑ笥^測及海洋能源標(biāo)準(zhǔn)化管理，電子信箱：4295@163.com

P743

A

1005-9857(2017)01-0071-04