探尋遠景風電機組產能與質量交付的奧秘

文 | 張遠

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探尋遠景風電機組產能與質量交付的奧秘

文 | 張遠

在中國風電機組銷售排位前幾名的整機商中，遠景能源的制造工廠數量是最少的，有客戶對這家公司的機組產能及質量交付有疑問。帶著客戶的疑問，筆者到遠景能源江蘇江陰和河北豐寧制造基地進行調研。

《中國風電產業地圖》的數據顯示，2014、2015這兩年，遠景江陰制造基地累計投放市場的裝機產能超過448萬千瓦。必須說明的是， 2014年7月投產的江陰二廠，除了海上機型的生產，還承擔其他新機型、新工藝的驗證，這意味著448萬千瓦的產能大多是在江陰一廠完成的。

在遠景江陰一廠車間，筆者隨機查閱了生產記錄：2015年10月，21天單班生產，出產EN121—2.2機型63臺，約3.2小時1臺。快節奏的奧秘在于流水線生產模式的高效率，這是全球風電制造領域首條對標豐田汽車流水線的生產模式。按此測算，僅一廠按照250個年工作日即可實現300萬千瓦的年度產能。

與一廠不同，江陰二廠采用另一種流水線，即“人流物不流”的有節拍單元生產模式，實質上它是結合場地和產品需求對流水線模式的進一步優化。海上EN136—4.2、EN130—4.2機型出產，以及陸上低風速定制化機型性能驗證和優化都在此實現閉環，以柔性生產滿足小批量、多品種、交付時間要求嚴格的風電機組訂單生產需求。

值得強調的是，一廠能按3.2小時出產1臺機組的節拍生產，其標準化是最重要的支撐，恰恰是這個環節又為二廠提升產能做了先期驗證，而二廠柔性生產方式中經過驗證的新工藝又應用到一廠的流水線標準化生產中，通過兩種生產模式的交互作用提升產能也成為遠景制造的一個顯著特征。

2016年8月投產的豐寧制造基地，采用與江陰二廠相同的有節拍單元生產模式，其混合生產方式能更靈活、更快速地響應華北區域市場的多種需求。2016年12月11日，在遠景能源制造總監關根先生的應允下，筆者在豐寧工廠車間實地調研，出產記錄顯示，從首臺機組2016年8月31日下線，到12月10日已出產98臺機組，涉及2.2MW 、2.3MW、2.5MW等機型。

通常情況下，生產不同的機型需要適配不同的工藝和工具，隨著所產機型的變換，工具配置也將隨之發生相應的更替，但在同一個車間，較多頻次地切換生產工具和工藝設施，除了增加生產成本，也會加劇車間生產安全風險。

在豐寧工廠，智能化吊具和可升降、伸展的工裝臺成為這座車間最具“混產”氣質的標簽。吊具，是風電機組整裝車間不可或缺的工具，而在實際作業中任何吊具都要尋找并保持被吊物體的重心及其穩定，這都需要吊具操作者具備足夠的經驗和判斷，但人為判斷很難避免不失誤。豐寧工廠引入新型的先進生產吊具，與其相連的電子控制器內部有各類機型數據的輸入，從而可以讓機器自動識別不同的機型、部件并能夠準確計算、測量其重心，操作者只需通過操作按鈕就能完成不同機型不同部件間的調轉流動。正是這一先進的智能化工具的引進和使用，保障了混合生產工藝流程的準時性，以及較高的生產效率和綜合效益。

另外，豐寧工廠車間采用“人流物不流”可伸展和升降整機工裝臺，以適應機型多樣化的混合生產，使其創造更高的價值。到此，可以明確地說，遠景江陰和豐寧這兩個制造基地的整機供應網絡能夠支持年度1000 萬千瓦陸上風電機組產品、100 萬千瓦海上風電機組產品的產能交付。

產能如此，機組制造質量又如何保障？從筆者在車間的所見所聞來看，車間的質量管控流程及其技術手段決定了整機產品的質量可靠性和安全性能。

在江陰一廠車間，最直觀的是生產現場的可視化、目視化管理系統，也就是安燈（Andon）看板系統，這是精益管理的經典情景，這套系統能夠收集生產線上的質量實時信息，處理后可向車間各處傳遞相應的燈光和聲音報警系統，生產信息的透明化可將問題阻止在生發點，不讓質量瑕疵逃逸到下一道工序或流程。

這套系統背后的管理邏輯在于，質量系統支持了制造質量的過程監控，而這一過程監控又將須改進的質量問題反饋到質量體系中，正是反饋機制推進了風電機組產品質量的持續改進，凸顯了“在線制造質量目標零缺陷”的理念。

“盡管系統只是個輔助工具，但它能讓我們更用心做好制造質量，真正做到了不接受有缺陷的標準、不接受不合格的物料、不做出不符合要求的產品、不傳遞不符合要求的產品。”在車間，一位員工這樣告訴筆者。

用心就是把質量細節做到極致。這位員工舉例，變槳軸承有幾十個孔，孔內有塵銹很正常，一旦清洗不徹底，到了生產線上可能出現螺栓卡死的問題，不僅造成停線，還會埋下質量隱患。看似普通的變槳軸承孔清洗，也必須百分之百地用心來做。

實際上，遠景風電機組的制造過程就是打造質量的過程，通過先進的全面質量管理系統，實現了機組裝配過程質控點自檢、互檢和巡檢，做到了100%線上記錄追溯，尤其測試目視化看板能夠確保機組質量和可靠性萬無一失。

據筆者在車間的觀察，遠景風電機組測試通過兩方面的工作來完成，一方面是模塊化測試工裝，目的在于用質量可靠性保障機組性能；另一方面是柔性測試策略，以靈活的測試方案保障機組個性化配置的質量指標及性能。

值得一提的是，遠景風電機組在工廠的測試使用了風電場運行軟件，工廠測試部件接口模擬風電場的環境，且這種模擬測試采用了智能化測試系統，可根據程序自動執行測試，避免人為失誤的可能，保證測試數據自動判斷、記錄和存儲，并出具詳細的測試報告。

顯然，上述質量測試進一步保障了遠景風電機組出廠后迅速融入風電場環境的可靠性，做到這一點，先進的工裝工具功不可沒。由于風電機組的主要部件幾乎都要靠螺栓連接,因此螺栓擰緊指標是否符合設計要求就成為機組裝配過程中最重要的工藝環節。

通常情況下，風電機組設計中的螺栓擰緊工藝要求是用扭矩表示的，須注意的是扭矩又受預緊力以及扭矩系數等因素的影響，所以盡管螺栓擰緊工具種類較多，但鮮有能真正有效消除質量風險的擰緊工具，比如齒輪箱鎖緊盤擰緊工具就屬于這種情況。遠景豐寧工廠采用了世界上最先進的雙軸同步擰緊機作為齒輪箱鎖緊盤的緊固工具，這種工具在扭矩輸出上具有較高的準確性、一致性和穩定性，能夠記錄每一個螺栓、每一次扭矩，所有的數據都可追溯和查詢，不僅能夠最大程度地規避質量風險，也為質量上的持續改進提供數據支持。

用遠景能源制造總監關根先生的話來概括，“智慧制造支撐了遠景風電機組的產能和質量交付。”