燃氣輪機高溫透平葉片制造NQI體系構建方法研究

關鍵詞：燃氣輪機，透平葉片，制造，NQI體系

0 引言

重型燃氣輪機（簡稱重燃）是國家“兩機”重大工程和支撐“碳達峰、碳中和”的高端動力裝備[1]，是經濟和國防領域的國之重器。2020年我國首臺自主研發的F級50MW重型燃氣輪機機組在東方電氣集團東方汽輪機有限公司滿負荷試車成功[2]，具有劃時代的里程碑意義。目前，該重型燃氣輪機已開展了示范電站應用，標志著建立起了完整的設計、制造、試驗體系。然而，由于重燃制造NQI體系不完善、核心檢測技術缺失，工業軟件匱乏的現狀[3]，導致我國重燃制造處于非穩態的工業生產過程，技術升級迭代困難，已成為制約重燃高質量發展的“卡脖子”問題。亟需建立以NQI為根、以標準數據為基線的重燃知識共享型質量保證體系[4]。

在重燃NQI集成及標準化體系方面，西門子、GE、阿爾斯通、三菱重工、日立公司等均有系列化的計量標準、制造規范、認證方法。國內東汽、哈汽、中國重燃、624、成都和鴻科技等企業在重型燃氣輪機的設計、制造、檢測過程中形成了大量的設計、檢測規范及標準，其中東汽在我國首臺國產F級50MW重型燃氣輪機的研發過程中制定了相關設計、檢測規范及驗收標準等200多項[5]。西交大、清華、哈工大、西工大、北航等院校也在燃氣輪機制造的標準體系方面進行了大量研究。但目前在重型燃氣輪機高溫透平葉片制造NQI體系構建方面還存在結構不完備、服務模式不成熟等問題，無法滿足高溫透平葉片高速高精度的設計、制造、檢測需求以及國產重型燃氣輪機系列化研發、制造、生產要求[6]。

本文以重型燃氣輪機高溫透平葉片為研究對象，重點從葉片制造相關的標準、計量、檢驗檢測以及認證認可等4個方面要素開展葉片制造NQI體系構建方法研究。研究內容包括NQI指標體系構建流程、原則、指標初選以及指標體系確立等。研究結果為推動我國重型燃氣輪機制造的穩態高質量發展提供NQI體系建設方案支撐。

1 NQI指標體系構建流程及原則

1.1 構建流程

構建一套系統、完整、科學合理的高溫透平葉片制造NQI指標體系，需要在充分了解要構建高溫透平葉片制造NQI指標體系相關領域的背景知識的前提下，還需經過仔細篩選，認真權衡，反復推敲等眾多流程。在對指標體系構建分析時，由于高溫透平葉片制造領域相關的質量體系尚未建立，本文借鑒了行業內相關企業的質量基礎指標構建經驗，充分考慮可能的影響因素，以便建立起較完善的高溫透平葉片制造NQI指標體系。本文高溫透平葉片制造NQI指標體系的構建流程如圖1所示。

1.2 構建原則

本文在評價指標的選取時堅持目的性、系統性、科學性、可操作性、相關性、可比性等6大原則。

目的性原則：指標體系的目的是用定量和定性結合的方法，來反映和監測高溫透平葉片制造的相關企業的QI基礎現狀水平，并通過現狀分析，促使企業揚長補短，針對自身發展的薄弱環節制定出相應的提升對策。基于此，評價系統選擇的指標應該兼具評價性和指導性。

系統性原則：指標體系必須是多方面、多維度的，這樣才能系統全面地反映高溫透平葉片制造企業質量基礎的真實水平。在設計質量基礎評價指標體系時，應綜合考慮多方面的因素，使指標盡可能的系統、全面。

科學性原則：指標分為定性與定量兩類，客觀上要求指標的計算方法應合理、準確、科學。尤其是定性指標，運用語義差別隸屬度設置較為合理的定性指標題目，做到言語表達清晰明了，保障調查結果的有效性和科學性。

可操作性原則：評價模型的構建應充分考慮理論基礎和實際操作的可行性，而現實中數據的收集往往需要花費大量的人力、物力、財力。因此，在指標設計時應綜合考慮數據的可獲取性，提高實際操作的可行性。

相關性原則：一方面，指標內部往往存在相互影響、制約、依賴的關系，所選擇的指標應較為客觀地揭示這種內在邏輯，體現質量基礎的內涵特征。另一方面，在指標體系確定過程中，指標的選擇確定必須是各相關人員共同探討協商的結果，應經過專家學者一致認可，能全面地反映企業高溫透平葉片制造質量基礎能力。

可比性原則：指標應具備橫向、縱向的對比功能。所謂橫向可比就是空間上能夠實現企業之間的比較，反映企業質量基礎工作中的差異性。縱向可比則是要保證企業實現時間序列上的動態比較，現狀與過去對比，以把握重燃高溫透平葉片制造NQI質量體系改進的成效。

2 葉片制造NQI指標體系構建

2.1 指標初選

在建立高溫透平葉片制造的相關企業質量基礎指標體系時，盡可能地將影響質量基礎能力的全要素納入體系中，力爭做到全面科學。通過調研分析以及與高溫透平葉片制造領域內的專家討論，初步構建起本文的指標體系，具體包括含4個維度、20個因素指標，如表1所示。

2.2 指標體系確立

高溫透平葉片制造NQI體系由標準、計量、檢驗檢測和認證認可等四個基本要素以及具體的指標組成，在此基礎上，確定影響每個要素的指標因素，構建質量基礎指標體系模型。經專家意見，認為初選指標合理。通過文獻查閱、實地調研、專家咨詢和QFD分析的方式建立了包含91指標的QI體系，其中：一級指標4個，二級指標16個，三級指標42個，并針對部分三級指標進行了細化展開。重燃高溫透平葉片制造NQI指標體系如圖2所示。

3 結語

本文以重型燃氣輪機高溫透平葉片為研究對象，從葉片制造相關的標準、計量、檢驗檢測以及認證認可等4個方面要素開展葉片制造NQI體系構建方法研究。通過文獻查閱、實地調研、專家咨詢和QFD分析的方式確定影響每個要素的指標因素，構建葉片制造質量基礎指標體系模型。最終，建立了包含91指標的透平葉片制造NQI體系，其中：一級指標4個，二級指標16個，三級指標42個。本文研究結果為推動我國重型燃氣輪機制造的穩態高質量發展提供NQI體系建設方案支撐。