風電機組裝配工藝驗證的應用

文 | 任文毅，譚凱，周意普

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風電機組裝配工藝驗證的應用

文 | 任文毅，譚凱，周意普

我國的風電事業起步較晚，技術積累薄弱。但是近30年，從早期的千瓦級至目前的兆瓦級別，甚至將來的10兆瓦級別，風電產品更新換代的速度令人震驚。即便是同一兆瓦級別的機型，葉片長度也是不斷更新換代。其中凡需批量生產的新產品、新機型都應通過樣機、小批或中批試制時，或者當風電機組產品結構、生產裝配工藝重大改進時，工藝方案、工藝路線或生產工藝條件（場地、設備、工裝、生產人員等）發生重大變化時，都應該進行工藝驗證，確保每次風電機組產品升級換代，或者技術革新時都能保證產品的順利生產和交貨。

驗證目的與目標

在進行風電機組整機的裝配生產時，一般先通過樣機或小批試制驗證工藝文件、工裝設備、工藝布局等生產條件和工藝技術要求的正確性、合理性和適應性，從而達到降低整機裝配的成本、保證整機批量裝配時產品的質量穩定、確定整個生產過程和生產場地符合職業健康安全和環境保護的要求。市場化風電機組項目在機組進入大批量生產前，應通過中批試制進一步驗證生產工藝，主要驗證車間生產的工藝布局、生產節拍、工序均衡性、操作人員安排、物料定置、物流配送等的正確性、合理性和適應性，優化風電機組的質量和生產的效率。

主要內容

一、工藝驗證主要內容：

風電機組整機在生產過程中需要驗證的主要內容包括以下幾個方面：

（一）驗證風電機組裝配的工藝方案、機艙、輪轂、屏柜的工藝路線和工藝規程是否合理可行。

（二）驗證風電機組生產設備和工裝設備是否能滿足工藝要求，驗證工裝的可靠性、合理性和安全性，以保證被制造產品的零部件符合設計質量要求，從而使產品生產順利進行。風電機組在生產制造過程中所需設計制造的工裝及經重大修改設計的工裝都需要進行驗證，確保符合生產的工藝要求。

（三）驗證制造中心質控部門質控的檢驗手段是否滿足質量項點的檢測要求。

（四）驗證設計部門設計的風電機組產品的裝配精度、使用性能是否能夠達到規定的技術要求，是否有充分的工序生產能力保證產品質量。

（五）驗證物流中心物流配送是否合理，人員配置、配送叉車、庫存倉儲能力是否達到產出需求。

（六）驗證生產過程和生產場地是否符合職業健康安全和環境保護的要求。

二、工藝驗證具體分類

在風電機組整個生產過程中，由于每次產品升級不一定是所有部件都進行了更新，大部分是個別或者若干零部件發生改變。所以整個工藝驗證大多數時候是對風電機組零部件的驗證，按照零部件重要度分級、工藝的復雜和重要程度劃分工藝驗證。工藝驗證分類由工藝技術主管部門確定，主要分為兩個類型：

（一）一般工藝驗證是指用于風電機組一般零部件制造和裝配的工藝驗證。且一般工藝驗證項目的驗證結論由工藝技術主管部門審核通過。

（二）重要工藝驗證是指用于關鍵零部件制造或整機裝配工藝的工藝驗證。重要工藝驗證項目的驗證結論應經過鑒定或者評審會討論通過，并由事業部工藝技術負責人批準。

三、工藝驗證一般方法

風電機組的工藝驗證通常采取生產現場實地跟蹤驗證的方法。重要工藝驗證由工藝部門組織，一般工藝驗證由工藝實施單位組織“驗證組”實施。按工藝驗證種類和驗證工作的復雜程度，“驗證組”可以由部門領導、工藝人員、設備人員、生產管理人員、質檢人員和生產操作人員，以及其他有關人員組成，共同對有關工序進行跟蹤驗證。

例如工裝設備驗證：首先工藝技術部門根據產品零、部件圖樣、技術要求、工藝規程、工裝設計任務書或工裝圖樣、工裝制造工藝等，負責提出驗證意見，設備部人員負責工裝驗證的準備與實施，生產計劃部門負責安排驗證操作人員，質檢部門負責驗證工裝的檢驗。生產部門負責工裝驗證過程的組織、協調和落實以及組織技術部、質控部等有關人員參加工裝設備驗證的全過程。

對驗證合格的工裝設備，由生產部人員負責填寫“工裝裝備驗證書”，經參與驗證的人員會簽后，由車間負責保管和使用。對驗證不合格但可以整改的工裝，由生產部負責組織參與驗證的人員進行原因分析，制定相應的糾正措施，措施可包括：返工、返修等。其質檢人員按“工裝裝備驗證書”提出的措施進行實施，對于返工、返修后的工裝應進行重新驗證，驗證合格后方可入庫使用。對驗證不合格且不能用于整改返修的工裝設備需驗證報廢，由工藝技術部門根據“工裝裝備驗證書”提到的項點和不足進行重新設計制造。重新制造的工裝設備需重新進行驗證。

四、工藝驗證一般步驟

（一）驗證準備

風電機組在整個制造工藝驗證過程中，負責單位應組織和做好以下各項準備工作：

（1）編制風電機組整機裝配工藝驗證實施計劃，主要包括驗證項目和內容、驗證參與部門和相關人員、工藝驗證數量、時間安排等。

（2）提供風電機組整機裝配工藝驗證所需的工藝文件、工裝設備、檢測工具明細等有關資料。

（3）準備好所需的生產設備、工裝設備和檢測工具。

（4）做好物料的協調和準備工作，在試制前確保所需裝配物料都準備齊全。

（5）確保來料的質量符合圖紙尺寸要求和物料規格書要求。

（6）規劃車間生產場地，進行必要的生產場地調整，滿足現有的或者近期的所有生產需求。

（7）對生產操作人員的進行教育、培訓以及技術交底等生產準備。

（二）實施驗證

在所有的驗證準備工作都完成后，即可根據具體的生產排產計劃實施工藝驗證工作，整個過程包含以下內容：

（1）進行工藝驗證時應嚴格按照工藝文件進行試生產。

（2）相關部件工藝和工裝設計人員應深入生產現場進行跟蹤考察，發現問題及時解決，并詳細記錄問題發生的原因和解決措施。當問題不能及時解決時，應立即停止驗證，組織評審會議研究和制定相應處理措施之后再重新進行驗證。

（3）工藝人員應認真聽取操作員工的意見，采納有助于改進工藝、工裝的建議和提高效率的意見和措施。

（4）質控檢驗人員應嚴格按工藝要求和質控要求進行檢查，并做好相關的記錄和存檔。

（5）工藝驗證完成后，驗證人員應匯總、整理驗證記錄；討論驗證結論和編寫驗證總結、填寫《工藝驗證書》并由制造中心工藝技術主管審閱簽署意見。

（三）驗證總結

在驗證工作結束后，工藝驗證組人員應編寫工藝驗證總結，內容應包含：

（1）風電機組項目產品的型號、整機或零部件名稱及圖號等內容。

（2）與風電機組產品和工藝相關的技術標準、規定和操作規程。

（3）整個風電機組裝配過程的工藝方案和工藝文件。

（4）驗證前生產工藝準備工作情況匯總，包括設備、工裝設備和檢測工具清單及驗證記錄。

（5）樣機或者首臺裝配的工藝驗證時間、檢查記錄。

（6）工藝驗證情況分析，包括發生的質量問題和工藝裝配瓶頸工序。

（7）驗證結論，對批量生產的改進意見和建議。

通過對工藝驗證進行總結，對下次待驗證的機型和重要的升級零部件進行驗證工作積累經驗，少走彎路，避免出現重復故障和問題。

（四）驗證審定

驗證總結完成之后需要對風電機組整機裝配驗證進行一個審定，確認驗證結果是否符合批量生產要求。

一般工藝驗證項目由工藝驗證有關部門和人員對工藝驗證總結和驗證結論進行審核，確定該產品工藝驗證是否合格，能否進行批量生產。參加審核的各有關方面人員應在《工藝驗證書》會簽欄內簽字。并由工藝技術主管部門負責人在《工藝驗證書》的審核欄內簽字。

重要工藝驗證項目由工藝技術主管部門組織各有關部門和制造單位，對工藝驗證總 結和驗證結論進行會議審查，確定該產品工藝驗證是否合格，能否進行批量生產。參會人員應在《工藝驗證書》會簽欄內簽字。并由事業部工藝負責人簽字批準。

（五）驗證結論

整個工藝驗證工作結束后需要對驗證下一個定論：驗證合格，整機裝配工藝滿足設計要求，裝配零部件質量穩定、車間生產能力能夠達到市場化項目生產需求，工藝裝配流程可以定型，并投入生產使用；驗證不合格，整機裝配工藝不能滿足設計要求、不能保證裝配零部件質量穩定、或者生產能力明顯不足，工藝人員需要改進工藝并重新組織驗證。

工藝驗證的總結和審核鑒定資料都應歸檔保存。當最后的資料歸檔保存后，整個工藝驗證過程算是一個階段性的結束。每一次工藝驗證都是為下一下驗證積累經驗。

結語

在風電機組生產裝配過程中，特別是開發新機型新技術時，工藝驗證是一個規定的程序。它與日常的生產方法和質量控制技術相結合，提供了文件化的保證，確保某系統能按照預期要求運行，所得風電機組產品符合其預定的質量標準。作為國家戰略性新興產業之一，我國風電發展十分迅速，更需要工藝驗證來規范和把控產品整個生命周期，以保障機組質量、降低其維護成本。

（作者單位：中國中車株洲電力機車研究所有限公司）