TRIZ理論在電力設備質量管理中的研究及應用

劉文權 鄧海力 王鐵柱 蔡素雄 陳曉鵬 張揚

摘? ?要：為解決人們日益增長的電力穩定性需求與舊有的電力設備質量管理模式不匹配的矛盾，本文通過將TRIZ理論應用在電力設備質量管理中，以最終理想解為目標，進化法則為發展路線，綜合應用第3、4、5級標準解實現解決策略，通過技術系統在結構上的進化，引進大數據與智能管理，構建數字化閉環管理機制，從而解決舊有的設備質量管理問題。

關鍵詞：質量管理、創新方法、電力設備、數字化管理

1 電力設備質量管理發展需求及問題

隨著我國經濟的不斷發展，作為衡量經濟發展的重要指標——電力變得越來越重要，同時人們對于電力生產與供給也提出了更高的要求[1]。中國南方電網公司在“十三五”改革發展中提出“將公司中心城區客戶平均停電時間降至1小時以內，第三方客戶滿意度不能低于80分”的目標[2]。不論是減少停電時長還是提升客戶滿意度都需要電力設備質量的有效管理與有力保障。然而，當前對于電力設備質量管理還存在諸多問題[3-4]：（1）在設備生產過程中，許多供應商為了能夠降低成本，獲得更大利潤，以次充好，弄虛作假從而導致質量出現問題;（2）在設備運輸過程中，會因環境變化、運輸不當對設備質量造成損傷，如漏油、漏氣、變形等;（3）在設備驗收過程中，主要依靠驗收人員主觀判斷，可能出現漏驗、錯驗，無法對設備質量有效把關;（4）在設備安裝調試過程中，會因調試人員在現場進行技術指導，造成潛在的設備質量問題。

2 TRIZ理論在電力設備質量管理中的資源分析

TRIZ理論是發明問題解決理論，能夠有效的引導實踐者進行創新，不局限于傳統的解決方式，打破思維慣性，并且其程式化的操作屬性，能夠清晰明了的制定出解決策略[5]。接下來本文將TRIZ理論應用在電力設備質量管理中，針對上述存在的問題，提出有效的解決策略。

2.1 最終理想解分析

TRIZ理論在解決問題之初，首先拋開各種客觀限制條件，通過理想化來定義問題的最終理想解，以明確理想解所在的方向和位置，保證在問題解決過程中沿著此目標前進并獲得最終理想解。對于最終理想解使用原則有四點[6]：①保持原系統的優點;②消除原系統的不足;③不使系統變得更復雜;④不引入新的缺陷。簡而言之，即最終理想解希望達到“自我服務”的效果，那么對于電力設備質量管理來說，其最終理想解就是在設備生產、運輸、驗收、安裝調試、運維的全過程中，實現設備質量的自我管理。

2.2 九屏法分析

通過最終理想解的分析找到了解決問題的目標，下面再通過九屏法分析，利用系統在時間與空間上的拓展，來尋找實現最終理想解所需要的資源。將電力設備定義為當前系統，在空間上的拓展分為超系統，系統和子系統;在時間上的拓展分為之前的狀態，現在的狀態和之后的狀態，然后對其進行具體分析，如圖1所示。

3 TRIZ理論在電力設備質量管理中的解決策略

通過對電力設備質量管理的資源分析，清楚了可利用的資源，接下來將結合當前資源對問題進行解決。

3.1 進化法則確定發展路線

通過對大量的專利分析發現，產品及其技術的發展總是遵循一定的客觀規律，而且同一條規律往往在不同的產品技術領域被反復應用，即任何領域的產品改進、技術變革過程都是有規律可循的，所有技術的創造與升級都是向最強大的功能發展的。在當前設備質量管理所面臨的問題中，究其根本原因不僅僅是電力設備這個系統自身的問題，如開發商偷工減料、設備所處的環境惡化、驗收人員資質不深、安裝人員技術水平參差不齊，更多涉及到人、環境、條件等超系統資源中的問題，所以只從當前系統來考慮解決策略，已經不能滿足當前系統的發展。TRIZ“進化橋”向超系統進化法則[7]指出：當一個系統自身化資源發展到極限時，系統會向著超系統的方向進化，通過這種進化，使原系統升級到一種更高的水平。

3.2 發明問題的標準解法實現解決策略

對于一個探險者來說，知道了目的地與前進的路線，那么是徒步、駕車還是乘船前往，就需要根據具體的路途來確定交通方式。對于我們所探索的問題來說，最終理想解是目標，向超系統進化是路線，那么接下來就需要確定達到目標的方式。

TRIZ理論中對于創新問題解決提供了76種標準解法，標準解法是不同領域創新問題的通用解法，具有應用的廣泛性、一致性和有效性。76個標準解法根據所解決的問題，具體分為5級，每級中又包含若干個子級，每個子集代表著一個可選的問題解決方法，為了便于檢索和應用，人們規定級、子級、解的編號方式為“SN.M.X”，如“S3.1.5”表示為“標準解之第三級第一子級第五解”[8]。76個標準解法數量龐大，想要快速找到合適的標準解法就需要理清76個標準解法間的邏輯關系，掌握問題解決過程中標準解法的選擇程序。應用標準解法一般遵照下列四個步驟進行：第一步，確定所面臨問題類型;第二步，若面臨的問題是對系統改進，則選擇第1、2級對應的標準解;第三步，若面臨的問題是對系統有檢測或測量的需求，則選擇第4級標準解;第四步，當獲得對應的標準解法和解決方案，檢查模型是否可以應用第5級的標準解法來簡化。由應用步驟可得如圖2所示，為標準解法流程圖。

根據圖2的標準解法流程，對電力設備質量管理問題進行求解，設備質量管理的本質是需要對設備各項指標數據進行檢測與測量，判斷設備的健康程度，從而對設備質量進行有效管理。所以對于當前問題，首先應當選擇第4級標準解進行求解，找到所屬子級S4.5測量系統的進化方向確定解S4.5.1向雙系統和多系統轉化，應用解S4.5.1可以在超、子系統資源中采集更多的設備質量數據，以達到全面的記錄與監管。然后根據流程再流轉到第3級標準解進行求解，找到所屬子級S3.1向雙系統和多系統轉化確定解S3.1.2加強雙多系統間的鏈接，應用解S3.1.2可以將每個過程中設備質量數據連續記錄，以達到全過程的記錄與監管。最后應用第5級的標準解法來進行求解，找到所屬子級S5.1引入物質確定解S5.1.3物質的“自消失”，應用解S5.1.3可以引入互聯網，當設備質量數據上傳網絡之后，引入的互聯網在系統中“自消失”，避免繁雜的記錄與監管工作，簡化對應的解決方案。具體解決策略流程已在標準解法流程圖中用紅色標注，如下圖3所示。

解S4.5.1對系統資源進行空間上的拓展，解S3.1.2對系統資源進行時間上的拓展，兩者的結合全面全過程地反應了設備質量水平，能使設備質量在生產、運輸、驗收、安裝調試、運維各個過程中得到監管與把控，消除了人、環境、條件對設備質量的影響，解S5.1.3通過引入互聯網，不僅可以將大量的設備質量數據進行數字化處理，簡化記錄與監管工作，而且還可以在網上進行數據共享，使設備時刻處于“曝光”狀態，并且對這些數據進行大數據分析，預測可能出現的問題，制定相應的解決策略，從而真正實現對設備質量全過程的自我管理。本文以最終理想解為目標，進化法則為發展路線，綜合應用第3、4、5級標準解實現解決策略，對電力設備質量管理問題進行求解，從而得到最優化的解決方案。

4 結論

基于TRIZ理論對設備質量管理求解分析，搭建一個電力設備質量數字化管理平臺，包括系統資源單元、大數據分析單元以及智慧管理服務單元，其結構示意見圖4所示。數字化管理平臺可對生產、運輸、驗收、安裝調試、運維各個過程中設備的各項指標數據和狀態信息進行采集，使設備質量實現全過程透明化監控，從而有效消除人以及外界環境等因素的干擾。數字化管理平臺可對采集數據進行大數據分析，并預測設備可能出現的質量問題，通過智慧管理服務單元制定和采取相應的措施進行處理。綜上所述，本文通過搭建電力設備質量數字化管理平臺，形成一個完善的閉環管理機制，最終實現了設備質量的自我管理。

參考文獻

[1]王旭.對電力行業供給側結構性改革的理解及研究[J].大科技，2019，000（004）：226-227.

[2]時娟娟.城市“十三五”配電網發展規劃研究[D].2016.

[3]鄭喜.電力設備質量管理存在的問題及應對策略探討[J].華東科技（綜合），2019，000（011）：P.1-1.

[4]雍繼磊.電力設備質量管理的方法與策略[J].神州，2018，000（023）：245-245.

[5]劉訓濤，曹賀，陳國晶.TRIZ理論及應用[M].北京大學出版社，2011.

[6]張明勤.TRIZ入門100問[M].機械工業出版社，2012.

[7]宋保華.TRIZ理論中的技術系統進化原理[J].智能制造，2004（7）：95-95.

[8]劉訓濤，曹賀，陳國晶.TRIZ理論及應用[M].北京大學出版社，2011.

責編/馬銘陽