CWPD现场丨风电可靠性设计生产和管理之运维管理

Posted 2021-04-19 东方风力发电网

远景能源张轩：风机大规模并网稳定性问题分析及解决方案

12月21日-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会主办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。

远景能源智能风机解决方案负责人张轩出席会议并发表了题“风机大规模并网稳定性问题分析及解决方案”的主旨演讲。

远景能源智能风机解决方案负责人张轩

以下为发言内容：

张轩：各位领导、各位专家、各位朋友大家上午好。今天的主题就是我们的风机，或者新能源行业，尤其是电力电子设备接入容量越来越多的情况下，会对电网造成什么冲击，以及我们的认识还有他的解决方案是什么，所以我这儿主要是针对风电行业，关于我们最近在学术界比较人们的问题，我们是怎么分析的，怎么解决的。

分成三个部分来讲我的专题报告，一个先给大家有一个感性的认识，加入风电，光伏之后危害是什么，第二跟大家讨论一下机理是什么，第三个我们远景能源方案都有哪些。首先我先讲第一部分，大家可以看到，在最开始的时候，还没有到风机，最开始的时候电力系统对次同步振荡有一个定义的，我们都知道，频率就是50赫兹电网的频率，美国60赫兹，引发振荡的时候有50核子、20赫兹。这是当时1970年的时候，美国火电厂发生了问题所以那个时候他们就开始研究，到了21世纪的时候，新能源大规模介入。本来在美国搞的差不多了，结果在21世纪新能源介入之后，又出现了一些问题。

咱们看一下他的几次事故，1970年的时候和新能源没什么关系，在美国有一个电场，产生了次同步振荡问题。搞火电的大家应该知道，里面有很长的轴，轴除了发电机带动的之外，还有高速轴、中速轴、低速轴。除了50赫兹之外会有其他的频率，会产生扭振，轴会产生损害，这就是非常大的事故了，发电机就必须停机了。结果到2009年的时候，这个时候跟风厂有关了。从电路分析来看，振荡导致大规模风机的脱网。接下来我国有两个安全生产事故，一个2012年，一个2015年，我们平时也往现场跑，实际上小的振荡没有引起重视，如果说我们真的研究这行的话，会发现很多时候是振荡引起的。

现在风电的光伏，有了振荡之后，就会产生大规模的脱网，而且还会导致本身原有的发电设备产生故障，最终导致电网的安全事故。这就是一个案例，风电厂原来在这个地方，因为我之前因为咱们都是电力设备的专家，所以我有些东西讲的比较具体，这儿我就比较浅的说一说，大家有什么问题可以问。本来这儿接了风电厂之后，有一个串联器，电感刚好跟电容形成一个电路，正电阻的话抑制就会衰落，如果这个地方，在纯电阻方向如果是负的话，就会有一个振荡。当时产生了这样一个机理，振荡起来了，所有的风机全部脱网。

这是2015年新疆哈密地区，是非常重大的一个事故，当时也有很多国家的各个方面，当时都在做这方面事故的调查和分析。从电力电子角度，或者从风机的角度，这个风厂会产生什么呢，他的负阻抗特性由变频器产生的，产生的频率不光是有次同步振荡的频率，而且同时他和当时几百千米之外的火力发电厂，他们的共振频率是相同的，而且频率这个东西和电压幅度不一样，电压幅度比如我这儿有一个一百千伏的，过了多远之后会衰减。这个就传播了电压，和他们的中速轴产生了共振，产生了共振之后，直接导致了当时电厂全部都停机了，还好他旁边是有一个高压输电，带有了保护系统。刚好带了之后，仅是进行了停机，全部停机，但是对当时的火力发电机组没有什么损害，他这儿有三个频率，其中一个频率是30赫兹，和中速轴是一样的。

接下来，刚才给了大家一些例子，在这儿可以看出来，电网现在有一个新的运行环境，这个环境和以前不一样了。上世纪70年代的时候，根本没有什么新能源发电，那时候大家定义很简单，就是50赫兹以下，他是转轴，火力发电在某些情况下会产生负阻抗，负阻抗和电网进行分析的时候，就会发现总体来说会有一个不稳定。但是如果说我把这个去掉，用很多抑制装置或者算法，现在都已经解决得很好了。

但是到了新能源发电越来越多的时候，我们可以看到，大家还把那个东西叫次同步，实际上内涵已经发生变化了，我们就叫做50赫兹到100赫兹周围的频率范围振荡，如果细的分析，下面可以再讨论。那个时候就和50赫兹没有任何关系了，就是由变频器里面的阻抗和电网的阻抗不匹配，所产生的振荡问题。和他发电机本身是不是50赫兹完全没有关系，可以从5赫兹到100赫兹随意有飘移。

然后我们讲一下次同步振荡问题的机理，刚才已经对他的概念，还有他一些实例有一些认识。接下来我们看机理，我们这儿可以看到，这儿实际上是我们引用清华还有国外教授，包括我当时在美国的时候，一直在做这方面的研究，我们对这个方面的分析，大体的分析已经是比较清晰的，振荡模式有三类，一个电力电子装置之间，会有一个负阻抗的不匹配，当然也不一定真的说是负阻抗，提到负阻抗只能说是一种分析方法所产生的，你在这个分析方法下，你说这个词大家就理解。但是从大的概念上来讲的话，他就是电力电子装置互相干扰所产生的。还有发电机和电网之间，有LC谐振。第三就是发电机的轴心扭振。

我给大家简要的讲一下，现在中国主流的就是双倍风机和持续风机，我们分析的结论，他们的振荡机理分别是什么，这是一个持续风厂，持续风机如果给他建模的时候，可以看到他在建模的过程中，在某些情况下可以实现负阻抗加电容的模式，在这样的情况下，因为传输线本来是有感性的。负阻抗和电网，传输线肯定有负阻抗的，这两个加起来之后然后来LC的滤波电路，这样的电路，如果说风机本身负阻抗和传输线上的电阻之和如果还是负的话，这样就会产生振荡。这个时候就是两个原因，一个和风厂规模有关，规模越大的话，负电阻效应越大，也和他的控制有关。这是一个振荡模式，这个振荡模式下，如果大家做分析的话，是在某一个焦点出就有一个振荡频率。

如果我分析电网和风机，风厂之间振荡匹配的话，你会发现他有好几个点的交叠，他就会产生多个振荡频率。因为他这种振荡频率，如果大家看就会知道，假如说出现20赫兹振荡的话，又把振荡频率进行了翻倍，因为他振荡频率比较多的，某一个振荡频率下，和火力发电机产生共振的话，就会有问题。但是他的振荡是比较单一的，他就是电容器主导的，风机叶轮也好，发电机也好，都是通过变频器进行的。

然后双会风机，一方面他和直驱的产生机理是一样的。虽然他那种情况下机理是一样的，但是他产生的可能性比较小，因为同样的风厂，一个满功率，一个只占了20%的功率。这是刚才我说的和直驱一样，但是可能性比较小。还有一种比较特殊的，双会从定子，电网接到定子之后，定子是感应发电机，中间的转子接了机侧变频器，这个东西是直驱没有的。这样的话就形成了一个新的东西，这个新的东西就是传统的感应电机，再加上转子。这个装置我们分析下来，他会在功率比较低的情况下，会出现这样一个振荡，这个实际上是整条电路，整条电路在某些情况下，也会形成一个负的，形成负的东西之后，整体的电阻会变成负值，变成了负值之后，这样的情况下，后面又有电感，又有电容，这样的情况下，他振荡的模式，马上也会产生。但是这样的情况下，刚才我说的直驱，整条电路里面自带一个电容，但是双会里面，他里面的整条电路，虚线左边这部分是没有自带电容的，所以他这儿的意思是什么呢？如果有振荡的话，必须是在电路里面有串联补偿器，在线路里面自己加一个电容。如果没有串联补偿器的话，肯定是振荡不起来的。

他振荡的频率是比较固定的，外边的电感和电容，传输线路已经定好了之后，这两个值是定好了，最后我们得出的结论基本上在5到10赫兹左右，在这样的情况下，你在人眼睛看到的振荡他是50+-8赫兹，会产生两个振荡频率。这是刚才说的，直驱和双会，我们国家非常常见的两种形式他的振荡机理。

在这儿提一下我们次同步振荡的解决方案，刚才说了机理，我尽量的用简单的方式给大家解释，不知道大家有没有听明白，下面可以交流。次同步振荡实际上分成三个部分，一个最主要的还是要看电网配制，如果电网的配制很到位的话，或者说他电网做起来比较坚强，所谓的坚强就是我知道风电厂到底能设计多大，什么样子，模型是什么。在这样的情况下，那就是非常好的配置了。但是现在来说，我们国家行业里面，因为我知道有很多人在做这个研究，但是真正形成一种标准，或者说有一些设计人员，他真的在设计的时候考虑这些，现在来看的话，起码我见到的几乎没有。

刚才我一直谈到电阻的问题，如果完全变成正阻尼的话，肯定还在某一些频段上有负阻尼，第二对能量的损失，或者动态响应的结果是比较差的，对风机来说。因为风机要的就是动态响应非常高，电压很快。但是我刚才说的，在全频带加阻尼。如果在某些，我认清了振荡频率可能在哪里，或者让风机自己感受，他可能发生振荡的频率在哪里，这样的情况下，风机就会在那个频带里面加阻尼控制，加正的阻尼进去，正的电阻进去，这样整个电路，就可以非常明显，有效的抑制他的振荡。

接下来预波装置，一共三个方面。针对这几个方面，第一个必须在项目前期要抓住他的关键电网配制特征，要有风险识别能力，要知道电网或者风场怎么建立这个模型，电网怎么建立这个模型，和以前的不同在哪里，因为以前三大计算的话，以现在三大计算的潮流计算，动态计算，里面很多的模型，尤其是引起振荡的模型是没有考虑进去的。在这样的情况下，能不能把前期，没有考虑到的配制考虑进去。第二对电网进行非常好的分析，把模型的结构搭出来之后，具体的参数必须要知道，而且有很好的建模方式来解决这个问题。

接下来建模好了，可能在某些情况下产生振荡，这样的情况下，根据风机，你如果对风机很了解的话，接下来对风机的控制进行改进。给大家举一个简单的例子，这是我们公司花了很大的力气，做了一套非常精细的，专门用于电网振荡研究的一套仿真模拟系统，这个模拟系统可以非常精确的模拟出电网，什么样的风厂下，什么样的电网下会产生振荡，而且是多少频率的振荡。结果是一致的，能够一致关键在于仿真方法，建模方法。建模方法如果不考虑有些东西的话，或者不在某一个特定的坐标系下考虑东西，有的信息就漏掉了，在这种情况下看不到什么。

首先把模型建立起来，模型建立起来之后，接下来就是对整个电力系统重点的建模，重点的建模，在哪几个方面呢？实际上最主要的一个就是他的感应电机，还有风机的模型，接下来就是变频器控制模型，这个很可能会漏掉很多关键信息，最后得到的是不正确的结果。这个我们做了很多工作，这是仿真图，从不稳定到稳定，从圈外到圈里面。

既然刚才已经分析完了，就有一个振荡抑制，一个是加一个阻抗，加一个阻抗相当于是并联的模式，把虚拟阻尼加进去。接下来我们在这儿，刚才我说串联的模式，会加组策滤波器，可以把中间振荡频率上的能量滤掉，如果你认清了机理或者有方法的时候，这个东西就不是很难了，可以再到理论或者模型里面验证这个东西有没有效，只要有了方法其实就不难，这是一个。还有对于风机或者风厂，怎么让他们在前期识别可能马上产生振荡，这个东西是非常关键的，有了这个东西，再结合强大的分析，对风机的认知能力，现在可以在风机内部设计好，在风机内部就产生这样一个滤波器了。这是我们的实验基地，我们加了很长的，或者是有电容，来验证我们的算法。

接下来就是东北有风厂，实例，有好几个风厂，这样的情况下，就产生了振荡，在这个情况下，最后找到了我们，开始进行问题的解决，实际上当时几个月的时间，振荡了一百多次，业主觉得已经受不了了，但是其他的厂商，因为那个风厂里面好几家，找到别人的时候，大家好像觉得也都不太有有力的解决方案，我们当时进来了之后，在一个月的时间。因为我们当时基本上把算法刚搞完就出问题了，直接把这个算法从实验室拿到了现场，然后可以看到，这儿有一个8赫兹的振荡，在方案改进之后，就有一个明显的抑制。

我今天就讲到这里，谢谢大家。

施耐德电气赵天意：如何应用智能化电气方案提升风电系统可靠性

12月21日-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会主办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。

施耐德电气新能源行业经理赵天意出席会议并发表了题“如何应用智能化电气方案提升风电系统可靠性”的主旨演讲。

施耐德电气新能源行业经理赵天意

以下为发言内容：

主持人：谢谢大家，刚才跟大家介绍过自己，我用两句话描述一下，在能源行业里面从事工作超过20年，1997年加入中石化，不断在传统能源，现代能源，新能源的行业中涉足。介绍一下自己，在施耐德我主要负责战略规划，市场开发。新能源、可持续发展一直是施耐德一以贯之的战略重点。今天的主题紧扣着质量和可靠性，我们希望他能够通过质量和可靠性达到什么结果，我跟大家聊一聊这个话题。

大家知道二战快胜利的时候，盟军伤害最大的是哪一次事件吗？有一部很著名的电影，叫遥远的桥，当时盟军从空中到地面，从荷兰进攻德军，进攻的时候拟定的计划，用陆军去巩固战果，这是非常具有创意的计划，而且盟军当时无论在物流方面还是军事方面是有非常大的优势，但是最后伤亡惨重。其实跟风电，跟我们的可靠性有相似之处。

我们可以看到三点，这是非常复杂的系统，第二个，这是非常复杂的环境，第三个，整合运行管理在里面起到核心的作用。盟军总结教训失败的时候他也知道这三点，第一个没有预测到当地德军积累了足够的兵力，第二投送兵力的时候过高的估计了天气，过低的估计了整个环境的复杂性。第三在管理运营方面，没有高效的运营管理推动支持预防和维修计划，没有做预防性的管理。因此我们可以看到同样对一个大系统来说，遥远的桥可以代表我们的可靠性，因为我们永远知道可靠性不是目标，最终的目的是为了达到发电收益最大化，效能最大化，运营成本最低化，这才是我们可靠性目标，怎么达到可靠性，其实就是我们怎么拿到复杂系统里遥远的桥的战略目标。我们下面一起看一下。

我们知道对风电来说偏远，复杂，运营人员缺乏，我们现场运营人员并不是非常多，而且专业性也不是很完善。由于环境恶劣，相对来说，我们所遇到的资源挑战性非常大，同时因为偏远，第一时间我们很难有明确的，或者有效的巡检，或者制止故障方式造成可靠性的提升。在整个复杂系统之中，我们知道最复杂的是电气系统。电气系统单次停电的损失并不像叶片那样大，但是频次非常高，对整个运营成本影响非常大。这个桥怎么达到这个桥呢？其实是如何有效的提升，在风电系统中故障最高的关键点，如果能提升他的话，对我们整个系统将非常具有价值。

我们从国内国外，因为施耐德做了全球的很多业务，我们也做了统计，一般生命周期之内，运营成本，维修成本，占全生命周期成本的大约23.5%，与电气系统相关的整个成本，占整个维修成本的大约60%，而且是逐年递增的状态，中间平滑，但是每年的趋势都是向上增长。图象的右侧是不同电力系统中故障的概率，故障的特点是发生频率高，故障的定位处理相对来说比较复杂，同时大家也知道，故障系统发生之后，尤其电力系统，发生自故障以后重复投运的时候，大部分一次很难投运成功，这是影响整个维修成本，发电收益的核心所在。

我们知道在未来得时候，我们会面临越来越多的，我们会关注发电收益，关注运营成本，这是电气发展到新阶段，怎么用更低的成本跟火电竞争，跟光伏竞争的核心所在，如何提升他们的发电收益，我们需要从监控、传输、判断、处理等各个环节，对电力系统进行改造，只有这样新一代的，或者我们说比较强健，智能的电力系统，才能提升可靠性。

最后我们要达到什么效果？我们通过刚才说的四个环节，形成透明化的管理。我们回忆一下，如果当时知道德军的位置，就不会投入错误的兵力，我们需要错误的检测，需要预防性方案，事前做好预防性的方案，这是我们智能化电力系统可靠性的解决方案。

施耐德把整个的风电系统分成三个架构，最下一层是互联互通的产品，我们运营人员接触的第一级永远是可视可控电力设备，第二级是监控系统，最上层，总部级别的，需要对大数据，多电厂发电协调控制，降低运营成本，在英国施耐德提供了解决方案，合成一个子系统，这也是我们在未来能源的方向，通过互联互通的产品，达到厂站级的控制，最终对中长期系统优化，这是我们的方向，所以上下结合，聚焦支撑我们可靠性和效率提升。我们可以从这三个角度看一下，如何实现我们的解决方案。

对我们系统来说，尤其对风电电力系统，一旦核心元件出现故障的话，会直接影响到整个风电系统发电，针对这些关键系统，尤其我们现在风电运行了十年左右之后，如何准确判断他的可靠性，稳定性。所有的回路里面，电气系统，核心的电气设备一定是风力发电的核心环节，而且是决定风力发电出力与否的核心环节。就和我们刚才所说的一样，智能化互联互通的产品核心在于什么？首先是全面诊断，当我们无论是由于小动物还是风机复杂环境出现故障的时候，第一时间需要有事件记录，现状的预诊断，当我们出现情况的话，这个情况出于哪几个方面，来为我们提供最高等级的参考，这是我们智能化元件的核心。在事前的时候比较要诊断，昨天的时候，我们也说过运维检查，我们能够通过自检告诉我们当地的运维人员，告诉现场维护人员，我们当前的警报情况、保护设置是什么样子，而且通过智能化的运维来体现参数，这些都是由施耐德智能化的设备所提供的这些解决方案，可以跟我们现场的手机或者现场的屏幕连接起来。

第三个当我们在故障前，故障中，故障发生的时候怎么处理，这里就是危机管理，当我们出现一些例外情况，在电力系统中会经常发现，针对这些例外情况我们如何来提升整个的危机处理效率和准确性？现场大部分操作人员，这些人员往往是进行巡检，一旦处理的话，他既是第一责任人，同时他的专业经验未必是非常完善的，我们一定要不断提升操作知识，但是能不能用元件不用设备来提升我们操作的稳定性和可靠性呢？我们在产品级别就已经提供了相应事件，原因，这是新一代产品所实现的这一系列工程。故障中的时候，如何快速准确的定位，提供解决方案，这也是在元件级别我们希望提供的解决之道。

在我们运维全生命周期之内，怎样提高稳定性，可靠性呢？既包含我们最高精度的测量，这也是很核心的，没有准确的测量，没有准确感应，传感器的话，我们一方面没法实现万物互联，最核心的是对能源级别的互联，同时诊断维护，如何快速的在故障之后提供诊断和分析回复，也是一个核心。所以说全寿命周期之内能够实现可升级，而且无需断开电源以后的产品，和我们手机一样，能够智能化的，根据我们的需要升级相关的高端功能，硬件方面的改变不多，以后不断的迭代，使他变得更加聪明。在以后风电投资上面会有非常好的服务，未来有需要的时候，叠加高端保护，高端测量功能。

整个互联互通产品上，无论智能化，连接性我们都有一些卖点，或者帮客户解决的痛点。到厂站级，发现能源系统跟我们手机，互联网系统有特殊之处。在厂站级别这个层次，我们非常强调的是我们在互联互通设备之外，如何报找新能源能够实现可靠安全的管理，这个非常关键。同整个系统来说，如果无法实现安全性的话，就意味这你的敏感性，会导致整个能源系统出现波动，振荡。这对我们压力非常大，在软件层面上如何提升整个可靠性稳定性。无论是从现场风机，中控，还是在网络连接，我们必须要有一个非常坚强的防火墙，保证安全。施耐德在这里有全面的解决之道，在大数据运营方面，需要把我们的权限进行进一步的控制，我们来指定现场人员的操作权限，总部的监控权限，这些不同的权限关系，将是新能源智能化的核心所在。通过不同的权限管理，加上防火墙，我们能实现既享受智能和可靠的优势，同时避免随着智能化提升，我们系统的敏感性提升。同时又能避免他的安全性出现问题，在我们国计民生上也是非常关键的。未来会越来越多的使用智能化的解决方案，在中间这层的边缘控制，或者我们厂站级别的管理层次上，他将是整个的安全控制的核心，为什么这么说呢？因为厂站级的控制，他既是现场级的控制，我们会第一时间采取最直接的方式，同时又能够连接整个上层数据应用的核心环节，我们可以把很多的上层数据应用，通过这一级有效的上传，所以施耐德比较强调我们既提升了整个互联互通效果，同时我们也非常关注整个系统管理方面的可靠性和安全性。

因此在厂站级别，我们可以看到权限控制和保护安全是施耐德的解决方案之道。一旦到系统应用，这个非常有意思，我们有很多的云端，大数据，无论在预防性维修或者条件性的维修，还是基于事件的管理，核心最终一定基于有效的采集标准化的数据，将数据进行智能化的应用。我们知道，了解和掌握知识，是完全两个概念，很多的风电数据，如何有效的分析、处理、采购、应用，施耐德有全系列的，从功率预测到运行整个的系统，支持整个风电效率的不断提升。就跟昨天于总提到的一样，施耐德三层架构之中，现在还是以互联互通产品作为核心，所以说如果我们风厂自身有比较强大的系统，我们可以做无缝连接，做很好的对接，既能够满足任何一个层次上的设计，同时一个风电需要整体控制系统的话，施耐德也能够提供全面的解决方案。在系统应用级别上，大家可能不知道，施耐德是全球最大的风功率供应商，从天气预测到整个的风功率，在美国有很多的成功案例，国内应用不多。但是施耐德在全球范围之内，如果有海外的项目，我们可以把全部的解决方案打包，做一个最高效的风电运维的管理系统。

我们知道能源对我们来说，他是既时发生，即使能够储存，但是成本比较高。所以未来的系统一定是智能化的，通过有效的形成新能源或者能源发生，传输和使用，来提升整个社会的效益。这才是整个社会效益最大化的核心，风能一定是其中最关键一环，在发电之后我们一定要知道清洁可持续类来自新能源，不能局限于风能的可靠性，只有能达到整个电网系统的发、输、用，包括新能源汽车，如何来协调这里的预测，形成顺滑的电网系统，这才是我们未来发展方向，所以从发电预测，到能源复合协调，他其实包含了低压、中压、高压、超高压和各种各样的能源，加上我们在电动汽车、民用、公用的各种用电负荷，这才是未来得解决方案之道。所以说完备的解决方案，我们不仅能够优化电力生产，用可靠性优化，同时能够有效的管理设备运行，同时确保新能源收益投资率最高。在2017年，可能市场整个大环境并没有我们想象中的理想，但是我们能够坚持的其实是不断的优化自己的系统，来提升发电效率。

因为在中长期看来，以现在最集中的风电，光伏能源一定是关键。智能化的风电电力系统，我们不仅能够节省设备运行成本，而且我们能够通过智能化的纠错方式，施耐德的完善维护体系来提升安全性，而且通过无人值守，智能操作尽可能减少触碰带电和一些故障的设备，通过简单直观防错的工具，提升系统整个的管理，无论是上层还是边缘控制这层次，通过我们很多的解决方案，可以有效的提升综合能力。这也是我们为什么把可靠性作为一个目标，由智能化系统和高品质的设备解决方案，来一起支持可靠性的提升。

这里就回到施耐德的核心观点，其实我们能够提供一个全系列解决方案，这里既包括施耐德最经典的，全球战略第一的低压配电系统，施耐德母线系统也是非常具有优势的，而且是智能化的母线系统。同时包含中压配电系统，中国第一个海上风电，迄今为止稳定运行超过了7年，我们全球的业绩不说，但是中国的业绩，施耐德在中压上是最强而且是最长的。很多的时候，我们风电里面，尤其对系统之中，我们当做主控的备份时候有两种解决方案，一种工业电源，装的一次性电池。一种就是UPS，两种方案各有优势，还有电容，这些方案各有优势。

自动化控制系统，这些施耐德的解决方案，施耐德大数据管理，可以提供全面的运行管理解决方案，无论在国内还是国际上都有很多的应用，如何准确测量，这里涉及到监控管理系统。当我们能够有效的，透明化看到整个的风厂运行，当我们能够制定预防性的维修管理方案，当我们能够利用当地数字化的资源，不断优化整个系统效率，其实我们发现可靠性是触手可及的，而且当可靠性和质量触手可及的时候，可以保证收益率最大化。再回到刚才说的，我们有很多的系统很相似，既有地面的，又有空中的，整个风机就可以理解为非常大的综合系统，针对复杂综合系统，只靠梦想，理想够不够？不够。一定要落地，一定要构筑起可靠性的大厦，这样才能使新能源的发展越来越顺，成为主力能源的未来。因此我们说，通过智能化，通过品牌能让我们的桥不再遥远，使我们最快，最高效的达到收益率，委员对业主，对设备制造商，我们的合作伙伴来说都是一样。

因此我们叫做智领新能，品铸长赢。我们以后可以由很多交流机会，我们也希望和伙伴一起推动整个行业的长期健康和可持续的发展。这是我演讲的全部，稍微提前一点，谢谢大家。

维斯塔斯孙树伟：维斯塔斯生产产品的速度就像乌龟一样 但是可靠性很高

12月21日-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会主办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。

维斯塔斯技术部经理孙树伟出席会议并发表了题为“风电设备可靠性的三重境界”的主旨演讲。

维斯塔斯技术部经理孙树伟

以下为发言内容：

孙树伟：大家早上好，我是孙树伟，来自于维斯塔斯中国技术部。很遗憾昨天因为时间关系我没能来到这个会场，但是通过报道知道第一场是康教授做的，关于可靠性的长达一小时的演讲。其中提到可靠性的理论，来自于二战时期，但是在我来看还可以再往前推一点，在我们中国秦始皇就开始有可靠性了，那会儿要修长城，最看重的就是质量和可靠性，修不好就杀头，杀不好就死人，死人就有人哭，一哭长城就倒了。到今天为止，长城还在，但是秦始皇不在了，今天来看长城的质量可靠性还是非常好的。

今天我演讲的题目是风电设备可靠性的三重境界，王国维大家熟悉中国历史的都知道，他是清末明初的国学大事，很理想主义的人。他说做学问，做人的过程中存在三重境界。我们理解的三重境界，第一重风机设计的可靠性。在风机厂家自己的责任身上，本身的质量如何，你对可靠性如何理解，如何把控，如何设计。第二重，风电厂的设计和建设施工的可靠性，这个时候就要牵扯到业主，相关的利益方进来。这个时候即使我设计了一个很好的产品，但是应用到不合适的，或者说不准确的风电场里面，建设施工过程中本身就有质量问题，得到的也不会是可靠的风电场，也不会有风机的口碑。最后一个，运维的可靠性，同样的风电厂有专业人来运维，以及不太专业的人来运维，对于利用率、故障率会造成多大的影响，作为业主都会有比较深刻的体验。

对维斯塔斯而言，设计生产高效可靠性的风机，确保20年不给客户带来运维成本。好比说我们坐飞机一样，大家都期待平稳落地，没人为了省500块钱，坐少引擎的飞机，大家都会很看重可靠性。对维斯塔斯而言，我设计这个风机并不是卖给你，要长久的做生意，建立伙伴关系。在前期尽量的做到最好的都做到最好，怎么实现呢？

第一步积累，维斯塔斯在风电行业做了35年了吧，积累了丰富知识。理论来源于实践，但是实践好多时候是先于理论的，好多时候大家都是自发自觉的做一些事情，同时风电领域，最开始谁也预料不到今天，但是这个过程中，我们积累的知识是可以用到今天的。

第二步，在世界各国不同环境下装机的经验。

第三步，基于成熟的基础创新和渐进式的技术研发。关心维斯塔斯的人都知道，维斯塔斯生产产品的速度比较慢的，相对于我们国内企业来说，确实非常慢，就像乌龟一样的速度。为什么研发这么慢，并不是说没有人，没有团队。是因为他的测试和认证流程，有一个固定的期限。无论是五千年前还是今天，人怀孕都得10月生孩子，没有人说今天大数据，物联网，5个月就能当爹。

维斯塔斯做产品，大部分的核心部件和核心系统都由自己测试，这是整体研发，这样的好处就是我们了解各个部件，了解自己的产品，更了解这个产品未来可以用在什么地方，哪些地方有问题。

这是我接下来要详细讲的测试和产品验证，最后关于生产过程保障质量，维斯塔斯合作供应商，维斯塔斯有自己独特的认证体系等等。简单给大家看一下维斯塔斯装机，分布在全球76个国家和区域，维斯塔斯的风机是装在世界上许多不同的国家，不同的区域。在这其中37个国家和区域，都是由维斯塔斯首先开发，帮助国家开启了风电事业的开端，包括中国。在这过程中，我问了一下，装在最北边的风机是在哪里，在挪威。基本上有人的地方都有我们风机的足迹，我又问了另外一个问题，我们装过的风机最热最冷的地方有多少，最热45度，最冷的47度的风机。通过这些图和数字想告诉大家，风机本身应用环境是非常复杂的，既有那么高的海拔，还有那么冷酷的环境。怎么确保风机的可靠性，面对这个挑战，介绍一下维斯塔斯关于可靠性的策略。

所有的维斯塔斯风机在研发之初都要经过一系列的测试，维斯塔斯关注的价值链和行业内大部分厂家都是一样的，从开始的产品设计到测试验证，参与客户项目选址，零部件采购，生产，运输，施工，一直到最后的运营和维护。一个合格靠谱的可靠性战略才能带来一个可靠性的产品。

全球化的测试中心，像图中看到的这样，我们有世界上最大的团队，差不多150名工程师，有70个独立的测试单元和超过3万平测试场地的面积，面积指的是室内的面积，丹麦和美国加起来有20个测试场地，场地都是专门选过的，符合标准的，可以和GL、GH、TOA相互合作，直接到场地进行测试和认证的。也就是说，只要你设计好的风机把他加工出来，相关国际团队就可以直接开展测试和认证，这是我们积累了比较多的场地。

第二个在丹麦，在我们看来是小城市，但在当地的第二大城市。维斯塔斯的家乡，在这个地方我们有一个非常大的测试中心，就在维斯塔斯总部大楼地下一层，如果大家可以去维斯塔斯参观的话，可以看到。在这里我们会做许多核心部件的测试，包括发电机，变频器，电器性能，原部件材料，软件系统，这是比较大的测试中心，在这里可以得到非常多的关键信息，尤其在设计之初，早期，产品的升级迭代，都要先去这个地方进行测试。另外比较重要的关于叶片的测试，我们在英国有一个叶片测试中心，这是全尺寸的叶片测试，最长的时候，现在测过的是维斯塔斯80米长的叶片，可以做全尺寸的测试。除此之外也可以做分段测试，其实真正做测试大家知道，不可能真的每一次都拿着80米，或者70米的叶片就测，测坏了不行再重新生产这个，这个成本是非常高的，也不是科学高效的办事方法。所以有的时候我们会把叶片分段，分截，把其中的一截做小部分的测试。

在印度有一个比较小的测试，主要是测的零部件，包括偏航系统的测试，还有软件系统。这是我们在全球的测试中心大概的分布和相关的内容，我们关注五个方面，第一个功能性，有没有达到预期的功能。第二性能，跟功能是一样的，第三个健壮性，第四可靠性，第五适应性。整个测试流程来说从一开始原件到关键部件，到大部件，再到系统测试，再到整个系统的集成，最后到原型机以及到最后的量产，整个过程是这样的。比较重点讲一下的就是下面四个，第一个部件测试，我们会测超过20种测试，测发电机，叶片，变频器，控制系统，软件系统，所有这些都要一一的测，这主要是在丹麦。前面提到了，测试厂址主要就是丹麦，所以这块儿是最方便的，第二部分系统测试，我如果说保证每一个零部件都是好的，我把零部件组合到一起是不是还是好的，每一个零部件都能达到自己这一小部分的功能，组成一个整体，看能不能达到一个整体的功能，不是我认为可以就可以的，这个需要做系统测试。

做系统测试的时候，包括整个风场的控制系统，叶轮，轮毂，冷却系统，温度控制系统，对这些测试是为了进一步确保核心的系统，能够完美的发挥他的性能。最后有系统之后，整个做集成，从全面主轴承到齿轮箱到发电机，都要放进去，包括变频器，用发电机和变频器做控制的测试，包括电网合规性的测试，这些都要去做，除了没有装叶片之外，其他的能做的都做了。这个时候，因为你已经把整个机舱都做了测试，这个时候装上叶片就可以做相应的实验场地。好多东西你不把风机竖起来是没法测的，你只有把他真正立在那儿去做了才能知道。所以做一些运营措施都是原型机去做，我们有很多丰富，可以选择的场地。

测试能力的话，每天可以做超过1500小时的测试，这是因为我们有比较多的测试中心，所以现在有比较大的测试能力，开展很多工作。可以看到2017年，我们测试的小时数已经非常高了，在整个测试过程中，基本上可以分为四个阶段，第一阶段关于样品测试，比如说我用了什么样的新材料，或者说复合的材料，或者新的供应商的材料，以前从来没有跟他接触过，需要对他测试。这个时候测试就是说白了把他搞废了，想知道这个材料最终寿命在哪里，极限在哪里，这是第一步，样片零部件全寿命测试，第二加速疲劳测试，现在我们有很多丰富的理论，可以帮助我们进行转化，其中一种途径，做等效的变化，比如说我在测试中用更高的机械数据，或者用更极限的，跟超过他设计情况的测试条件测试他的寿命，然后我再去反推他在正常的压力下，正常设计范围内他的寿命是多少。这个时候想知道他的可靠性以及模式，在什么样的情况下会发生断裂，发生破坏。

第三个，做多环境下加速的寿命测试，这是因为什么呢？我们前面提到了，有很多风机，装在不同的环境和区域，在不同环境和区域下，现场情况是非常不一样的，我们要把现场的信息带到测试中来，把参数和环境加进去，再加上疲劳寿命测试，最后一个，测试一些极端的情况，在极端变化的情况下，包括温度振动，看看零部件会发生那些四退化或者疲劳，以及不可预见的故障等等。所有这些都是为了确保在风机早期，通过测试手段找清问题，以及摸清楚这个材料部件，这个系统，以及这个风机的极限和设计的标准到底在哪里。

维斯塔斯的测试环境，不是仿真的，模拟的现场数据，而是所有数据就是现场的数据，比如说我们在瑞典装的风厂，气温是多少，风速是多少，我们在测试的时候，都会把这些相应的信息，直接输入进去，考察系统，主轴承能否接受住测试。维斯塔斯有77%的风机，都在我们运营监控范围之内，尤其在国外。20年或者25年的运维合同是非常常见的，做全生命周期的运维服务对维斯塔斯也是受益匪浅。

关于测试的话，基本上就是介绍这些。第二重境界，风电厂的设计和建设，前面举了一小部分，维斯塔斯通过自己的努力，建立自己的测试中心，测试系统，不断检验自己的风机。到第二步，就开始和设计院业主相互合作，我们相互合作进行设计和建设，设计的话，在评估方面，维斯塔斯有自己的超级计算机，这是第二代，上一代的产品也是非常领先的，已经升级了，速度和运行的能力更强，这块我们可以开展很多工作，比如说维斯塔斯从2008年自己做的VSU，这是一个平台软件，但是这个软件只在维斯塔斯内部用，到目前为止没有和别的业主共享过，因为他后面集成了做评估东西，他是经过认证的，维斯塔斯自己的风机做玩乐评估报告，是直接认可的。这就是维斯塔斯为什么在载荷方面做的比较好，第一由量变转变成质变，第二个通过合作，认可了流程和方法，在这种情况下，维斯塔斯可以很充分的做评估和判断，而且这个评估和判断是非常有权威性的。下面这个图，这个也是很好的开展了，维斯塔斯是分级的，不同的地形，海上的，或者极端，森林都是不一样的。

很多第三方公司都有这个功能，大家都有，只是介绍一下，当时还领先，现在大家都有这个功能了。最后一个关于电气设计，这块儿比较领先的，维斯塔斯在新加坡有一个专门研究电网的团队，这个团队参加了欧洲和美国标准制定，以及帮助标准的修改和制定都参与了，国内的话，关于电网规定和标准升级，相对来说是比较保守，或者是比较缓慢的，需要综合考虑各方的利益，最后才能制定出来大家都满意的电网规定，这个进展不大。我不是这方面的专家，也不可能像张博士介绍的那么详细。

第三重境界，我们作为业主，作为各方等的是摘果子，未来七八年以后，项目回收期过了以后，剩下的十二年应该是有利可图的，但是这个时候是否有利可图，这把钥匙，你的生命交给了整个的运维团队，这个团队如果是负责任，懂知识能力的团队，他可以确保你。假如是不负责任，漫不经心的态度方法，我估计再好的风电厂也可能会搞出事情来。维斯塔斯我们差不多20年前，就帮业主做运维，有一个AOM的管理，通过我们运维达到的指标，可以量化，可以给出来，不同的等级，不同的效果，不同的成本。关于维修、成本优化、数据挖掘等等也是基于这些年经验积累，不断的摸爬滚打过来的，也有很多经验教训，也有很多失败情况。大家都经历过这个过程，只不过有的人早一步，晚一步，先走的人摔跤，后面人知道有坑，绕过去，这对整个行业也是比较好的事情。

最后给大家看一下维斯塔斯比较精彩的片断，中间这个是3D打印的，也是现在比较潮流的技术，目的就是为了节约成本，降低造价，快速批量的生产，做加法。传统是做切割，做减法，所以会浪费很多东西。肯定是想办法做成本的降低，但是成本降低，不能牺牲自己的可靠性和质量，砸了自己的牌子，毕竟做这么多年就是靠牌子吃饭的，所以要想怎么靠技术降低成本。后面关于测试系统，前面已经讲到了，第一个图是天津的泰达工厂，有时间大家可以参观一下，基本上主要一些大部件都可以在天津工厂生产，除了供中国，中国只是很小一部分，大部分还是运到了澳大利亚，美国，欧洲那边。相对来说中国的成本低一些，但是这个质量，其实是一样的，因为整个管控体系，维斯塔斯在全国都是同一个体系。

最后一页，维斯塔斯应该有快一两年了，当时我还在另外一家单位的时候就看到这个，多叶轮的风机，这是概念风机，现在在测试中。因为叶轮越来越大，但是你知道你的叶轮不可能无限大，大到一定程度，叶片本身的重量就开始引起了不平衡性或者控制困难，这种情况下怎么进一步在下一代中提升风机的性能，怎么样让新一代的风机来帮助风电行业可持续发展。

西门子Guido Rumpel：西门子在海上风电的可靠性设计

12月21日-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会主办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。

西门子电机风能业务总经理Guido Rumpel出席会议并发表了题“质量对海上风电传动链的意义”的主旨演讲。

西门子电机风能业务总经理Guido Rumpel

以下为发言内容：

Guido Rumpel：女士们、先生们大家好，非常高兴我们有这个机会。我们刚刚听到了维斯塔斯的介绍，现在介绍一下风电的质量，在我们风电系统元器件上的重要性。我叫王真，是西门子负责风电技术研发经理。

我们先介绍一下组织结构，经常大伙说到西门子，从我们角度出发，先介绍一下我们组织架构吧。我们属于另外一个集团公司，是过程驱动的组织架构，我们是发电机产品元器件的供应商。然后我们这边可以提供的产品是中到高速的发电机解决方案。对于低速的话，我们是提供独一无二的分段式技术，功率段3兆瓦到12兆瓦。我们西门子的话可以提供整个全动链，路上和海上都可以提供。介绍完之后的话，我们再来看一看为什么质量对我们来说这么重要，我们再详细的看一下，尤其是海上风电。

在这里的话，显示的就是陆上和海上的维护，或者是维修的成本对比。在这里的话对于陆上和海上，即使是同一种，但是对业主是五倍的维修和运营成本。这个图标代表的是整个风机成本数量级。包括有停机的时间，一般大概一周七天，包括替换的成本，人工成本。对于海上的话，损失的成本是更多的，经常有天气的问题，延期的问题，人工成本，都是五倍的状况。大家知道，陆上风机的话，质量已经是非常重要，但是在海上的话，是尤其尤其重要。刚才提到海上质量环境最重要，现在我们质量的环节，包括整个运营的周期。如果只是关注供应量，发电机刚开始的成本的话，可以会看到，会稍微增加一点质量的成本。就像维斯塔斯一样，他们会花很多成本和精力进行验证，实验测试。

然后我们会更加的要求工差，测试，这些都会轻微的增加成本。这些增加的成本的话，其实很容易就可以得到回报，在以后的全生命周期里面。即使是陆上的风机的话，如果有一些故障，他停机所付出的成本已经很容易去补偿在产品中付出努力所造成的成本增加。其实我们这边想增加前面的投资，给最终用户带来的就是效率增加，可靠性的提高。质量对西门子来讲不是最基本的要求，而是我们业务的核心。

我们想通过产品质量，给最终用户在全生命周期中带来益处，好处，下面再来看一些更具体的例子。我现在想跟大伙介绍一下，我们最新的技术，分段式技术。在左下角可以看到图片，有一个大概直观的感受，我们怎么样分段的形式。这样的话，我们把定子段切成几段，我们可以把分段式再整合成一个定子圈。可以想象一下，直径六米的定字圈，如果是一个直驱的发电机，也可以通过组合的方式达到直径，但是我们的公差，精度能比整段更加有提高。更具体看一下，可以看这张图，下面绿色的话就是分段式的定子，外圈就是转子。

这样的话我们可以综合评价，我们同样的材质，同样重要的材料，可以得到更高功率的输出，或者保持更高功率的输出，更少的材料降低成本。刚才提到，他会有1%或者2%的效率提高，但是这个在整个产品生命周期里面的话，可以给最终用户至少几千万收入的回报。

我们通过生产的过程中，我们可以毫无疑问的把这些分段的定子段，可以完美的组装到一起，可以保证公差，很高的精度，很小的信息。关于绝缘系统，我们做了很多很多研究，都可以保证产品绝缘的设计是足够强壮健壮，足够满足设计要求。这样的话相比整圈的定子圈，我们打散成分段，这样生产过程中可以保证他的产品，不管多少兆瓦，分段都是差不多的，其实可以达到批量化，系列化的产品。从2009年开始我们用这个技术，也保证了我们西门子在全球的海上风电行业一直处于领先定位，并且不断的增长。所以这里显示出我们可以给用户提供的信息，我们可以提供最高的可靠性，最高的效率，这样的话可以满足最终的投资回报，期望。谢谢。

北京桑兰特韩俊仙：如何提高风电产品固有质量可靠性

12月21日-22日，由中国可再生能源学会风能专业委员会主办的第二届风电设备质量与可靠性论坛在北京裕龙国际酒店隆重召开。

北京桑兰特科技有限公司韩俊仙出席会议并发表了题“健壮设计——提高风电产品固有质量可靠性的有效办法”的主旨演讲。

北京桑兰特科技有限公司韩俊仙

以下为发言内容：

韩俊仙：各位好，很高兴和大家一起分享，昨天康老师已经剧透了，给我的压力很大，健壮设计也是一本书，要短时间之内给大家讲清楚要好好提炼一下。第二个，昨天康老师的科普我觉得非常好，今天我们语言讲起来也相对容易，所以很高兴。

我分享的题目是健壮设计——提高风电产品固有质量可靠性的有效方法，健壮设计这本书有70多万字，这个词刚才也提到了，当今还是比较热的，他用于研发设计领域。这是我们公司的创始人写了这本书，设计手册，设计质量等等。围绕我们研发设计的团队来讲的方法。过去我们有很多方法，但是研发设计方法比较少。还有一个词，跨界。其实我就是跨界，我在企业上干了20年，又在社会上服务了20年。这些年来我们给很多通讯、电子、家电、轨道交通都做过服务。给我印象最深得就是通讯，家电，相当一部分产品，四五个月推不出新产品就要下市了。昨天王总也说到他喜欢借鉴汽车行业，因为汽车行业竞争的更激烈，汽车行业翻新更快。

今天我讲的案例基本上是别的，也不一定讲风电的。我希望通过他山之石对我们有所启发。这是今天我的定位，最大限度的把有价值的东西分享。第二个是跨界的东西，开阔我们的视野。我讲三个专题，一个质量可靠性决定企业的生死，第二质量可靠性的再认识，第三设计和方法。

大道理都知道，具体来讲，一个是提高客户满意度，业主的期望，提高满意度，可靠性好了，不仅是他运维成本下降，而且省心，省事，对客户而言，对业主而言很重要。另外对设备制造业而言，你的质量可靠性好，可以带来更多的订单，成本下降等等。这是多赢的，从产品的可靠性，从业主的角度和公司的角度都是一件好的事情，需要好的方法来支撑，一个企业的价格由不得你，市场竞争不降就不买你的了，价格由市场来定，我们的企业利润在哪里？利润是在这块儿，如果我们里面包括了总制造成本，销售成本。刚才西门子也提到成本，我们一般来说，在整个制造成本里面有一个劣质成本，包括两面，一个是你的内部损失，质量损失，一个外部损失。我们可以在这块儿做文章，大量的现场改进，都是在讲劣质成本内部损失那部分。我们进行可靠性设计，健壮设计，我们希望能够降低我们的劣质成本，把这块儿压缩，利润就增加了，这不是口号，而是带来真金白银。如果我们内部损失下降了，市场价格降低的时候，还能维持合理利润。如果我们能够健壮设计，不仅讲劣质成本还讲理论成本。汽车行业，家电行业，东西越来越好，价格越来越低，你的利润是从这儿来的。这是对供应商，对客户，对大家都是受益，要用科学的方法干这个事。

这里面再展开一下，现在我们这个板块就很多方法，多少年来推广质量管理，一路走过来，质量管理发展多个阶段，内部损失这个环节比较普及。外部损失可能带来机会的丧失。可靠性就要干这个事情，这是对刚才的补充。对企业而言，我们刚才讲了，你从这儿可以提高你的利润，对客户，对业主省事，成本低，也可以提高你的利润。第二大的方面，你追求质量可靠性，可以把他作为竞争的杀手锏，这是家电行业，他们经常每年的订货会上就有同行挑战。这是冰箱压缩机，我们中国有家企业是世界老二，这个行业质保期是二年，他突然说十年，跟还是不跟，还好他们在十年之内积累了不少的数据，分析挖掘之后发现我们在十年之内，市场累计故障率不过0.81%，这个冰箱没有感觉比那家公司差，但是他突然说质保期十年，我们也是，我们累计这些数据可以帮助你决策，有多大的风险，这不就杀手锏嘛，提高质量可靠性，而且像昨天所说的，我们有大量市场上的数据，足以证明你有没有这样的两刷子。这是竞争的利器，可惜很多企业目前还不知道，他们还不知道究竟能活几年，这是我们跟他们算的，他的风险并不大，这是提高企业质量可靠性，对企业的好处多多。

还有一方面，提高质量可靠性，锻炼队伍，培养人才，协同作战。我们的健壮设计，现场改善，可靠性改善，一定是跨部门，协同作战的团队。在这个团队里面，逼着大家要干什么，协同作战，练你的高强武力，才能把这个事情搞定，所以我举了这样一个例子，还有一个培养人的，企业要走这样一个路，提高质量可靠性，要用科学的方法来走，如果不提高一夜之间品牌全毁了，我就不展开说了，现在很多家电企业进展的狠，洗衣机坏了，小孩跑到洗衣机里面去全世界都知道。风电出了那么多事好像知道的人并不多，因为他是面向消费者。好多企业把质量可可性定位定的很高，风电后果严重，遥不可及，环境复杂了。所以是非抓不可，质量可靠性到今天不抓可能就失去机会，这是第一个，质量可靠性决定企业的生死，要有这个本事，就厉害了，就有持续的竞争力，我加了一个持续，有持续的竞争力，保险在你掌握了这个方法，人才培养，如果不抓那风险很大。

另外我想对质量可靠性再认识，把这个再和大家回顾一下，质量可靠性，质量有质量的定义，满足客户要求，满足业主要求，客户说达到联合国的标准都没用，我给你买单的，不满足我没用。对我们而言，要站在这样的高度，所有的这些质量，都是要满足需求，客户也不知道，你这个客户还好，是一个制造业，是一个风厂，更多的产品，客户并不知道你叫什么东西，但是我感觉好用那才是好用，这是大的质量的定义，就很广，他应该是包含了可靠性。我们再来看看可靠性也有他的定义，三规，规定时间，规定条件下完成规定功能的能力。你卖给我说20年，那你要完成使命。你卖了我不能说不能用，卖到海边不能老出故障，卖给我这样满足这样的条件，就有一个概率的问题了。可靠性，我们认为是时间轴上的质量，环境上的质量，从定义出发是这样的含义。过去我们习惯质量，其实大质量都包含了，我们过去有一个质量合不合格，出厂的合格率是多少，直通率是多少。那个已经有基准，有规格线，用他来评判，唯有可靠性，卖出去之后客户的感受，卖出去之后产品和人一样，生老病死要衰退，最后都是一死，这个过程中衰退你要把握好，你的依据是什么，研发设计的时候，你得有这样的判断，你要保证，不判断怎么能保证你的可靠性呢？各种环境的质量，想到没想到的质量，所以可靠性经常成为单列，因为他有概率问题，捉摸不定，所以可靠性经常被单独提出来，他是大质量底下的一小块。我们看得到，在整个产品质量特性里面他是专用的特性，独立的板块，因为他本身的属性决定了。这是我们要说的可靠性，在我们眼里是把可靠性和质量同时设立进行，同时进行管理，不能光管前不管后，为什么那么多的合格还有召回呢，我们经常听到汽车出去了，被召回。难道他是不合格被放出去吗？这就是对可靠性的考虑认知不够，在他的生命周期退化考虑不够，导致了这样的结果。

这个图，我们企业往往会忽视产品的生老病死，我们搞了一个线，经常说60分合格，59分不合格，60分比59分好多少？这就是经不起时间考验，人和产品一样，经得起磨难的考验，产品也是一样。唯有在90几分，100分，再折腾的考试都能考好。产品也是如此，A产品勉强合格，B产品不合格，他们两个挨着，真正好的产品考了100分，我们当前的机制是把他们两个，把59分和60分区别开，60分和100分混在一起了，这条虚线是退化，产品在生命周期退化，放出去没多久就退化不合格了，自己给自己找麻烦，现在我们很多不合格，其中有一部分就是性能在退化，你用了不合理的机制考核他，用了合格率达到就放出去了，就会带来那样的后果，最后麻烦还是你自己要擦的。所以我们通过这些方方面面来看，我们认为把质量可靠性作为同一个目标，同一个靶来打，否则你可能就付出更大的代价。这是我们的第一个质量可靠性再回顾，和大家思想对齐。

第二个，在质量可靠性过程中，我们特别强调一条链子要打通，要穿透，大概十年前，有一些材料，变形了，故障了，裂了，用什么东西表达他，一定有内在的规律，把故障现象，故障模式映射到环境改变，映射到供应商的来料。我们建议把这个打通，当年在那个企业里面建了29个模型，好多很复杂的东西，当你有这样的思想遗漏给他打通的时候，很多复杂问题简单化了，这个时候你要往下找，立马下手改进，这是我们的指导思想，所有东西来自于需求，客户应用场景，要把这个想全，想透，作为你的技术要求，让设计人员来实现他，制造人员实现他，运输安装都要这样才能保证。最后把他打通以后形成系列模型，这是你的核心技术。你的模型里面，谁能和你长的一模一样？不一定，你的价值是模型里面的系数，那是你的核心技术。这是关于质量可靠性，唯有把他当成一个东西，一条链打通，对问题的认识站在更高的层次，把他串起来，否则老师看一小片，今天做，明天又反弹了，所以这是我们倡导的，也是这样做的。

第三个观点，昨天李主任也提到，在贯彻质量可靠性的过程中，要实践创新，跨界融合，十年一个标准，美国的2008标准，我们是2005年成立，我们就是照着这个路子走，各种方法都为我所用。2008年看到美国的标准，我们特别高兴，他也想到这些，美国把质量可靠性，健壮设计的方法放进来，作为重要的模块，和我们想到一起来了。我们中国现在是生产力最活跃的地方，没有标杆可对比的话要自己创新。那些都是人定的，当你遇到这些问题，你思考，有自信，也可以形成你自己的东西，我们要成立自己适合的方法，国外已经更新过了，不要死守在那点。这是质量可靠性再回顾，我们强调了三点。

后面说一下健壮设计，其实可靠性不成立，不简单，不容易，这是我们15年来为企业服务，我给大家提炼几个，神秘吗？人是一模一样的，认不是也有自己的可靠性，寿命两个概念，人这辈子不也是这样的吗，小时候不说了，早期故障，娘胎里面带来的有一部分，还有一部分不会养的，养育不好的孩子生命的，过去那个年代还有好多夭折的，这是早期的。当你大学毕业工作了开始了，咱们产品上市了，在这段工作，要考察你的可靠性，我不是考察寿命的，考察你的可靠性，在为革命工作的50年，有没有完成你的工作，这就是对你性能的考核，什么东西胜任不了，每次做得不好，不也是性能表现不好吗。

在这里面有没有生病，故障，人也有这样的可靠性，当我们现在退休了，到这儿来了，有的人还可以再干，延长你的职业生涯，最终是自然的衰老了，自然的死亡，我们讲其实可靠性和人一样，在你工作期间，能不能发挥你的使命，把你的工作做得更好。第二你在这里面少生病，一个工作完成的好，工作完成的不好是你性能不好。最后保养的好，知识更新的快，还可以延长你的职业生涯，维修之后还可以再用几年，是一个道理。设计寿命，可靠性都在这个期间，一个是活了多久，后面预防性的维护，他也可以让你再利用，活的更久。说起来不神秘，但是也不容易，也有他的科学道理。

我们知道可靠性不难，和我们人是一个道理，怎么把这个可靠性设计进去，产品的固有质量设计决定，娘胎里面带着呢，你要记得，这个差不多定了的，固有质量可靠性。我们来看，昨天我们陈部长也讲到这个，不是说后面不重要，后面一样重要，只是策略不同。固有可靠性基本上由设计决定，在生产、制造、运输、安装、调试，在这些环节中，你的制造、安装、调试、运输等等，让我变差。我在那段的管控是要天天讲，月月讲，不断的讲，他管理的难度很大，但是价值高的是娘胎里面的，价值高的是在上游，技术开发，需求开发。在产品全寿命周期，不同阶段，不同的武器，我们现在说的是希望赋予产品高质量，高可靠性。你们自己开发产品的也会发现，有的型号好，有的型号没那么多麻烦的事，结果有一些型号或者某一些产品事太多了，我们不停的修修补补，那就是没有把质量可靠性设计进去，或者考虑的不周全，所以我们要从源头抓起。这是我们要强调的，大家现在都在说的健壮设计，就是要娘胎里面，优生优育。

美国有一个定义，这是他们的定义，通俗来讲，刚才说了可靠性也有两个难处，一个是面对环境，要衰退，不可避免，人也是要衰退，最后死，产品也是。环境中，你在衰退的过程中，你衰退的怎么样，还有一个面对各种复杂环境，你怎么抵抗他，过去我们荣誉设计，还有备份，我们铜墙铁壁，能不能让你健壮呢？也有穷人家的孩子不见得生病，让你健壮。美国人的定义是这样说的，让我们的产品，对各种环境不太敏感，对制造过程也不太敏感，一句话，你要有健壮性，抵抗各种环境的干扰，才能让你正常工作。时至今日，我们健壮设计不断的发展，我们追求健壮性的目标不变，健壮性他有一个目标，信噪比，他有特定的值。这个目标不变，方法多样化，我们要和更新的东西来结合，实现健壮性，昨天也讲了健壮设计。经过20多年，30年的发展，方法越来越丰富。这是关于健壮设计的定义，但是也是开放的。

我们健壮设计，三次设计说的都是大道理，有没有方法论，有没有套路，总结提炼出一些套路，识别、定义、设计、优化、验证五个阶段，并行工程，每一个阶段要有每一个阶段的输入和输出，我们处处都要考虑低成本下的高可靠性，高质量。日本人的指导思想能够有三等品的元器件组成好的东西，你不要用二等品。我们在80年代买日本彩电，盖子一打开发现好多都是糊弄我们的，并不是高质量的，人家用了健壮设计思想，用了那些资源。咱们就是耗社会的资源。我们要处处想的是低成本下的高质量，高可靠性，目标不变，聚焦在这儿，但是我要用科学的方法让他组合好，昨天有一个人说，各个元器件，各个供应商世界级的都很好，但是为什么在用的过程中不好了呢？其中有一部分原因没有组合好，某一个小的东西，大量的故障，发现他对中轴的振动敏感，横轴的振动不敏感，意味着我们设计的时候没进行过优化，对你来说变一个个就没事了，避开他。但是我们从来没有研究这些，导致我们随便放，反正在线路里面，随便放。正好在某一个频率的针对下，就出现了不该开的开，不该合的合，就意味这我们没有优化，不见得东西样样好就好，也不见得样样不好就不好。这是健壮设计的思想，有这样的流程和方法。

这个方法，美国人总结出来的标准几十个，我们总结出来30几个有用的，每一个阶段有好多结点的评审，我们简一梅一个阶段都要用一些武器，没有武器使不上力。这些方法都帮着我们，而且我们提倡的是在结点的评审中，也要把要素放进去，考虑了吗？回答了什么，用了这些武器要输出的，你要告诉我行还是不行。所以在健壮设计过程中，因为我们都是企业干出来的不光是理论和方法，要把设计的评审要素加进去才能发挥作用。有流程，有方法，我们希望他能够实现我们想要发挥得作用。

这是第三节，我们说的思想，有流程，有方法了，后面因为时间原因，只能抽出来几个工具方法的应用思想，简单的和大家分享。在顶层的时候，设计输入就是那几个指标吗？不是，设计输入是开放的，全新的产品，马上要进行海上，你必须要有这些信息给你输入。客户的环境，应用场景都要考虑，企业战略定位在哪些，定位在低成本，定位在大部件，还是自己的智能化都要考虑。然后和标杆对比，还有样机，做实验暴露你的问题，技术进步，研究成果，老产品。老产品也不是横空出世的，程序的故障搞清楚没有，没有搞清楚风险谁担？总结提炼，还要映射，你想得那么好工艺做的到吗，供应商能不能达到。就像我们想登月球，制造跟不上也没有用。顶层设计的时候，必须要多管子考虑来考虑我们的设计输入，工程师不能埋头干，给了几个指标。这是我们要考虑的，包括管理团队，在我们中国企业容易疏忽，所以我特别讲一下。

另外对老产品，我们对老产品要说透，不要现在好多改进的，年年质量目标发布的还是那老三样，你的根因找到没有，没有透过现象看到本质，我们强调了很多方法，从流程上有没有流动，是个案吗，还是有共性的。家电行业好多产品坏掉了，这个东西不值钱了，我说你要见尸体，我们在别的行业，所有尸体收回来，这是宝贵的东西。前段我看到比亚迪说的，在家里面解剖不合格品，在市场上不合格品，故障解剖的价值是一百倍，市场上坏掉的故障件要解剖尸体的，有的尸体带回来损伤了，二次伤害，找哪里找根因的，所以在找根因的过程中多管齐下，取证、验证、佐证，最后实证。找根因的过程中我们要多管齐下，然后还有一个，我们是对复杂的问题，还要给他实证，我们起了个名字，故障激发。

对你新设计产品，没把这个搞清楚不让你往下走，原来的东西没说清原因的，这是在顶层输入过程中，都要考虑齐全。第二个系统设计，我们国内也是在这走的快，好多企业没有系统工程师。这个里面主要是系统工程师，全方位全局的来决策，也有方法来支撑的，质量功能展开等等，那些方法可以支撑你，帮助你，要学会用武器。我们曾经遇到的，没有系统工程是大家一开始就分工，最后组装的时候，电线都塞不进去，还有的不该放在头顶上，没位置，增资源，抢空间。大家容易忽视系统设计，所以我特别提一下，在系统设计阶段，统一思想，规范设计行为，限制随意设计，减轻协调压力，总之一句话，希望一次到位，不要到后面的时候搞不定。

核心的健壮设计里面昨天说的参数设计，容差设计，稳定性设计。考虑波动，考虑衰退，这个是你产品正常的波动，你设计的时候，规格线，工作线，统统都要考虑，另外更重要的是你要考虑留下干扰，可能让你波动。你不要把勉强合格的放出去，放出去就是考60分的，在中间没位置，勉强合格的有风险，掉到海里面去，不要给自己找麻烦。这是在健壮设计处处都在考虑的波动，波动是质量的敌人，衰退不可避免，要考虑波动，咬住波动不放。

还有干扰，明明很好的，为什么组装起来不好，三种干扰，日本当年的健壮设计，我设计这样一个系统，美国人在上面总结提炼，美国人定义健壮设计，日本人叫做质量工程学。在这个里面就要考虑到各种各样的干扰，现实中这样子，不是你想象的。在你的设计时候，你要把这个施加上去，进行参数设计和优化，通俗的讲，不要拿出去不行了，在家里就要给他这样那样的干扰，使得他在未来抵抗干扰，主要强调了三种干扰背景下优化，这里面一个巧妙的技术，有的人可能看过，有的人没看过，我是2002年元旦之前给华为讲课，我也是跨界的，给他们讲这个东西，当年他们可能对这个还没有认识，哪儿有这么好事，看这个图我们知道，世界上有一些因子，有一些参数，我们从现在开始就把性能，退化，各种影响因子是你的X，在这些过程中，有一些X对Y的影响是线性的，有一些X对Y的影响是非线性的，我们怎么巧妙的利用这种关系来让我实现低成本下的高质量，比如这是电阻，这是电感。这是要求的目标，要求在这个地方，这是我想要的目标值，我们通常电阻电感，这两条红颜色的。每一档价格差十倍，指导思想能够用差的不要用好的，不要浪费社会资源，你的成本也高，电流输出，波动很大，我们不满意了，我们要怪领导，让我用商业级的太差，我要选一个高档的，选了一个紫色的，选了一个高档，波动减少，我们觉得很高兴，但是付出了十倍的代价，用了高级的元器件。健壮设计的思想，你要把你参数的工作点，各个水平进行综合优化，这个又不是天生的非要在X1这个地方，我搭配起来，让我的电流达到十毫安就行了，参数设计的思想是换一个位置，放在X2这个地方，我还用元器件，红颜色和蓝颜色一样，这个时候他的被动就很小。波动很小，通过这样的参数位置的变更，可以使波动达到最小化，还有别的参数，另外一个参数是线性关系，利用他从0.1到0.2，由18调整到10，整个的思想，巧妙的利用若干参数，有的对我Y的贡献是线性，有的非线性，巧妙利用这个就可以让你实现低成本下的高质量，为什么他是高质量，换了高级的元器件还有这么大的波动。质量一直性好，追求质量一致性，这是最核心的思想。

我们在专业上想办法，精雕细琢，可以用前人总结的方法，日本人就有这些方法我们为什么不用呢？这是最核心的，低成本高质量，而且在优化的过程中，把各种干扰施加下去。这是健壮设计最核心的，这样实现低成本高质量的。在参数设计里面曾经用到DOE，现在很多企业没用。当前觉得还不够，要快还要好的话，多快好省，意味着要用更多的武器，这是刚才给大家讲的参数设计是这里面其中一个板块，现在大数据的时代，对优化设计还有很多种东西，用这些方法让我们搞设计人员做得更好。这是非常核心的，系统设计之后的稳定性优化设计，所用的核心方法是参数设计，实现低成本下的高质量，另外还有更多的DOE供你选择。

再有一个可靠性实验，有的做几年了，可靠性实验这里面的时间你们自己可以查，有的做十年五年，谁做的起，现在竞争这么激烈，可靠性实验方法的革命已经有了。日本人还发表了好几篇文章，破坏是为了健壮，强化实验来找到你的工作极限，找到破坏极限，找到短板。我们起了一个名字，故障激发，我是从目的角度想，现在有样机了，暴露故障，这是权衡的结果，你必须要知道你的短板，故障激发干这个事情，找到短板，我再决策。一定要用这种方式，现在这个方法比较多了。你的目的，宗旨就是想方设法，寻找敏感，有一个东西他是对振动敏感，对轴向的振动敏感，这是关键，把你的故障暴露出来，改进就有方向了。可靠性实验方法是汽车换马车，想方设法，不让他影响研发周期。这是美国的军舰，反反复复做实验。暴露你的问题，我们可以对部件做，可以对关键部位，心脏要加强的，对这些方法进行故障激发，暴露薄弱环节，今年8月份在某一个企业做的，研发人员不干了，做了各种各样实验，短板是对温度敏感，要改进，研发的人不干。市场怎么能打的过人家，人家就是精品，你卖的就是便宜货，一个是研发设计要有验证阶段，用他激发，对你的短板，改不改令说，但是必须知道哪个绳子先断，第二改进对比，还有标杆，竞争对手PK。才能找出短板，才能找出改进策略，这块也很重要，强化实验，故障激发未改进。

这是在某一个企业做的，这些产品在十年前，这是2008年的做的健壮设计，好多方法，最后做出了很多首创，其中有一些首创，做液晶屏的，一个箱子里面六块，当时坏在中间了，一年损失很大，公路运输，性能不能实现了，电路板弄坏了。那么多坏的都坏在中间，中间有什么特点？通过力学分析，发现有可能中间有问题。我们做了不对称的设计，中间窄，两边宽，原来一个箱子装六片现在装七片，成本脚底，效益增加，而且坏的大幅度减少，我们用了很多，刚才说的DEO这些，故障击发实验，原来国家标准一五，后来两米几，也没有增加成本，我主要想健壮设计并没有增加成本，成本是把你的人培养起来。

还有一个例子特重车辆，做了刚才说的DOE，只是一个结构参数优化，过去是几个参数不动，动一个，好多企业固定几个调一个，调了又有人过来，调了有交互作用，白调了。参数优化搭配之后，他的设备做到头了，我们是拉到天津去做的，达到68兆帕，没有增加成本，用了科学的方法，再有一个例子，这是另外一个企业，测试性设计，昨天大家提到了，测试性设计，现在好多产品，好多东西换以后，故障定位颗粒度太大，我们希望把传感器怎么布，信号怎么接触，也值得好好思考。比如说我们曾经遇到某一个电器系统，他围绕某一个故障甄别出来，到现场故障维修的时间长，为什么长了，我找不到，故障定位，这么大一个部件，找到一天就过去了，这就是值得考虑的。现场定位时间长的时候，我们也提了，怎么样快速定位，一个触点还是两个触点，原来根本无法识别在哪里，新增几个触点之后，可以让他快一识别到一个触点，小雨三个触点的话，很快达到百分之百，这个里面也是一门学问，只是告诉大家现在传感器布在要命的地方，布在诊断定位，快速给他，MTT2要维修响应。

另外是围绕故障激发，当时地铁四号线，国家标准做150万次，来回开关，什么问题都没有。但是在地铁线上故障率占27%到30%，这家企业也比较高，但是他自己还是有追求的，要大幅度的下降，做那个标准是底线，你要暴露问题的话，要想办法搭建平台，找到薄弱环节。主要是当时大幅度的下降，暴露问题找原因比改进还难，我们遇到太多的企业，有的企业分析问题，找原因着急了，年底验收还没搞完，必须抠到底。

另外我们要讲数据分析挖掘，现在什么时代，大量的数据都在，我们企业没有好好利用他，我看了一个报道，好多企业利用不到1%，就给他评判合格还是不合格，我们没有好好利用。如果把各种数据挖掘出来看的话，可能会有想不到的事情，东南西北八个方向各种各样的表述，有文本数据，有研究数据，对这些东西怎么提炼，现在的方法包括很多，2014年也用了大数据方法，用了很多方法发现和我们原来想象的不一样，这个是样本量不够不足以下结论，但是我想启发大家，有时候你想的东西，不一定真的是这样，不然科学技术怎么进步，经常被颠覆，并不是我们想象中的，我们还想地球是平的，站的更高知道他是远的，我们要跳出来用数据说话，帮我们决策。

咱们行业里面，我们很多家电的产品，靠质保期，质保期基于你的数据，基于市场数据，在家里的数据，在眼皮子底下数据是可信赖的，市场上的数据才代表真实的应用场景，把这几个结合起来决策和判断，我们有一个企业，我的客户，他就遇到了，客户说质保期是多少，赔我多少，他是一个中间产品。日本人自己带来数据，带来很多液晶屏这个毛病那个毛病，几种故障，你算质保期多少给我赔多少，我们应该从这个角度利用过去的数据来算。另外退化数据，现在好多企业不太关注，过去我们都是大颗粒度，什么简单用什么，因为不好计。杭州平均工资八千一万，你觉得被平均了，有几个马云，有几个阿里，平均并不是一个好的指标，约定成俗用到这些东西，要有一系列概念统计的东西，现在不难了，现在软件点一下就出来了。不仅是可靠性数据退化数据，过去研究的很少，我们对汽车有一个是关注他的电源退化，究竟是什么样的退化规律呢，要获得更多的过程数据。汽车人家不用你的平均MPDF了，好多行业故障率都是糊涂帐，还没开始运转，分母一大故障率就降低。数据要对齐，用这些，退化数据按照退化来走，故障按照故障来走，我们研究他是为了决策。国家发布的平均工资没感觉，但是国家有精准扶贫，他在百分之十以下，工资低于多少，这是社会不安定的因素，他的决策是这样考虑的，老百姓看平均工资是一个大概，用分位数，中位数来说，咱们质量可靠性也应该这样，现在没有门槛了，现在教两天就会了，行动计划之前，越科学越好，精度越高，千万不是还是大概。

这是质量指标，可靠性指标。这些都要研究，我们大量的数据。别的企业涨的是这个，在某一个时期，五年左右还有一个槛过不了，设计改进，制造改进就是根据这个要思考，什么东西和这五年产生节拍，你要考虑从那里改进，这也是我们最近在有一些企业，早期故障也是吵得不可开交，要分离出来，哪些是固定设计，哪个是运输安装调试导致，你要把他分离出来，谁的问题谁带走，制造制造带走，设计设计带走。现在大家还是一锅粥，把这些数据利用分离出来的话，你的决策就好了。

关于数据方面好多企业误判误打，这是某一个企业给我的，质量很稳定，领导让我降40%我降不下去，没有用更远的望远镜，如果用新的方法，我们就看出来你的情况不是你想象中得那样，都不代表全部，我们用高级的方法看出来，去年12个月下半年改进，我们没有到他那儿去，现在要重新往下降，有的地方降不出来了，这是典型的，都是企业大拿，争吵起来，两个人说的都不对。排在第一位就是降下来了，第二位也降了，还要拿这个当质量目标，肯定落空了，你要降有空间的，而且要考虑将来风险，把那个问题解决了，这个问题冒出来，企业应该对这些数据，要立体的看才能够做出正确判断，不要说我用了数据，会误判，多一些手段，手上的方法武器多，将来的判断决策结论，质量就会高。多掌握武器。

未来是什么呢？各种理念方法组合，组合融合才能厉害，现在物联网大数据都来了，我们要拥抱他。要利用各种信息创新，还是围绕质量成本效益解决企业问题，使你的价值最大化。阿里云提出工业大脑，大幅度提高合格率，卖出去之后市场上的复杂，没有好的模型，我是在想象，我要把物理模型，激励模型，数学模型结合，让我们有更深刻的认识，让我们信息反馈到设计端，让设计人员有更高层的认知，做出更科学的判断。让我们一起来拥抱未来，谢谢大家。

来源：东方风力发电网

拓展性阅读

 

点击右下角“写评论”，分享你的观点！