關于海洋能發電裝置產品研發過程管理方法的研究

李晶，楊立

(國家海洋技術中心 天津 300112)

關于海洋能發電裝置產品研發過程管理方法的研究

李晶，楊立

(國家海洋技術中心 天津 300112)

文章對海洋能源產業管理現狀及必要性進行了闡述，分析了海洋能發電裝置產品研發流程，提出了管理框架及管理方法，旨在規范海洋能發電裝置設計、制造、采購、驗證、評價過程，推進我國海洋能源產品的應用和轉化。

海洋能源；發電裝置；研發過程；管理方法

近些年，海洋能源開發利用技術一直在飛快地發展，制造方法、試驗與測試環境都在不斷地改進與完善，世界各發達國家也在紛紛設立海洋能源方面的專門服務機構，建立相關的標準、政策、文件以增強研發過程的管理，促進海洋能發電裝置的研發技術鞏固發展與產業化進程。

1 海洋能源產業管理現狀及必要性

1.1 海洋能源產業管理現狀

美國搭建了全方位的支撐與服務體系，以促進海洋能源項目的快速發展，目前在建的海洋能項目已有20多個。

歐洲海洋能源中心(EMEC)是國際知名的權威性海洋能轉換裝置測試及認證中心，共發布了12項海洋能開發利用技術文件，其中有6項技術文件正在申請成為國際標準的過程之中。

日本通產省工業技術研究院于1974年制訂了“陽光計劃”，該計劃是日本政府為發展新能源和可再生能源而制定的能源戰略，其支持的新能源產業技術開發機構(NEDO)在2011年啟動的項目，主要是推動海洋能實際應用及實現產業化，特別是波浪能、潮流能和海洋溫差能，及海洋能利用系統的基本研究。

我國也通過出臺法律法規、頒布發展規劃、設立專項資金等方式支持海洋能利用技術的發展。在國家的大力支持下，一批海洋能開發利用的新方法、新裝置取得突破進展。2015年底，國家海洋局編制出臺了《海洋能發電裝置海試前關鍵過程質量控制管理文件(試行)》《潮流能發電裝置海試前關鍵過程質量控制技術要求(試行)》和《波浪能發電裝置海試前關鍵過程質量控制技術要求(試行)》3個試行文件，以加強海洋能發電裝置海試前的質量控制，降低海試風險，健全質量控制體系，統一質量控制標準。面對海洋能發電裝置快速發展的需求，我國亟須制定配套海洋能源標準、管理規范，以引導和規范海洋能發電裝置的設計、制造和檢驗，促進其產業化發展。

1.2 研發過程管理的必要性

海洋能發電裝置產品研發過程管理方法研究是實施科學管理的需要，將海洋能發電裝置產品研發過程分階段進行管理和協調，可以規范海洋能發電裝置設計、制造、采購、驗證、評價過程，促進產品應用和轉化。

(1)海洋能發電裝置產品研發過程管理方法研究是海洋能發電裝置技術發展的內在規律的反映。海洋能裝置組成要素多、結構復雜、技術含量高，研制生產周期較長，開展研發過程管理是基于對海洋能發電裝置科研管理和科研工作的認識，對海洋能發電裝置技術發展過程做出的科學總結。

(2)海洋能發電裝置產品研發過程管理方法研究是科學決策降低風險的需要。海洋能發電裝置的研制生產和使用保障過程，存在著許多不確定因素和風險，這就需要增強過程管理，并進行監控，一旦發現未按計劃開展工作或者出現風險因素，就必須及時做出糾正和決策，以降低研制生產和使用保障中的風險。

2 研發流程及管理方法框架

2.1 海洋能發電裝置產品研發流程

每種形式的海洋能發電裝置都有其關鍵部件，有自己的設計、制造特點，研發流程也有其個性，但是，所有的研發流程都應包含5個階段：概念論證階段、方案設計階段、工程研制階段、海上運行階段和預商業階段。

(1)概念論證階段的主要工作是通過論證和必要的試驗，初步確定海洋能發電裝置的技術指標以及初步的研制經費，保障條件，并且編制《研制總要求》，研制的樣機為小比例樣機。

(2)方案設計階段的主要工作是研制單位在系統方案的設計、關鍵技術的攻關和新部件、子系統、分系統的試制與試驗，應根據海洋能發電裝置的特點和需要進行模型制造和試驗工作，研制的樣機為比例樣機。

(3)工程研制階段的主要任務是根據《研制任務書》進行裝置的設計、試制和試驗。簽訂工程研制和設計定型合同，將有關研制規范納入合同作為研制的技術依據，研制的樣機為較大比例、全比例樣機。

(4)海上運行階段的主要任務是對裝置性能和使用要求進行的全面考核，以確認其是否達到《研制任務書》和研制合同的要求，制造的樣機為全比例樣機。

(5)預商業化階段的主要工作是研制單位完成裝置的海上部署，并完成裝置的小批量生產。

2.2 研發流程管理方法框架

海洋能發電裝置產品研發流程都要經過設計、制造、驗證和評價。因此，海洋能發電裝置產品研發流程管理方法框架中需要包含設計過程、制造過程、驗證過程、評價過程的管理細則。各個階段有相應的管理辦法，按照管理辦法在各階段完成相應的任務。未完成本階段任務的不應轉入下一階段；在本階段已通過評價和確定的技術文件、設計圖樣、試驗大綱、接口參數不得任意變動。海洋能發電裝置產品研發流程中涉及的文件眾多，所以在海洋能發電裝置產品研發流程管理方法框架中有必要加入采購和文件管理細則。

海洋能發電裝置產品研發流程管理方法框架中應包括設計過程、制造過程、驗證過程、評價過程、采購過程及文件管理細則。

2.3 海洋能發電裝置產品研發流程相關方

海洋能發電裝置產品研發項目執行的相關方應包括管理方、研發機構、制造單位、室內測試機構、海上試驗機構和技術專家組。其中：①管理方是定型工作的辦事機構，負責裝置定型整個過程的組織和管理。②研發機構應具備研究和設計的能力，負責對產品的整個系統進行分析和研究。③制造單位應具備相應的資質，負責裝置樣機的制造生產。④室內測試機構和海上試驗機構負責驗證樣機是否達到規定的功能及性能。⑤技術專家組負責對裝置整個定型過程進行把控，并對文件進行審查。

3 海洋能發電裝置研制過程管理方法的研究

3.1 設計過程管理方法的研究

設計是策劃總體方案中海洋能發電裝置預定功能和性能的關鍵環節。設計過程應主要由產品合同中所依托的研發機構來完成，必要時制造單位加以輔助。設計內容依據研制任務書和產品合同中有關內容而制定，以滿足顧客的要求為目的。

在設計過程管理細則中應涉及設計要求、設計程序、設計更改控制、設計評審的相關管理要求。設計過程的主要程序一般包括：概念論證階段設計、方案設計階段設計、工程研制階段設計，在細則中對各階段的主要工作任務進行描述。另外，設計更改控制和設計評審應有明確組織實施方、更改及評審記錄保存、評審的內容和方式等。

3.2 制造過程管理方法的研究

制造過程管理細則中應涉及制造要求、制造程序(制造準備、制造計劃、組織生產、制造檢驗)、制造工藝的相關管理要求。各階段的制造工作開展之前，應已完成了設計工作，并通過了設計評審。制造單位編制工藝文件和過程檢驗文件，研發機構積極配合制造單位，在工程研制階段制造單位應嚴格按照程序開展工作。制造單位對樣機制造進行文件、設備、物資、場地環境等方面的準備。制造單位必要時應編制制造計劃，按照制造計劃安排生產。制造過程中嚴格遵照方案進行生產，必要時對重要特性重點控制；樣品應進行測試，并留有測試記錄。工程研制階段樣品通過檢驗后方可出廠。

3.3 驗證過程管理方法的研究

驗證是通過室內/海上試驗來證明海洋能發電裝置研制技術應用可行性的重要過程。驗證過程管理細則中應涉及驗證要求、驗證程序(試驗準備、組織實施試驗、試驗中止處理、試驗評審)的相關管理要求。全比例樣機及耗資較大的試驗須嚴格按照檢測大綱中要求的驗證程序進行試驗。試驗中如出現故障、數值異常，應及時分析、查明原因，排除故障或進行必要調整，根據影響程度和當時的條件決定是否繼續試驗，或采取有效的糾正措施，改進后再次進行試驗驗證。根據現場實際試驗情況修改大綱、步驟和檢驗節點時，應經過集體討論和確認，并出具報告。具備檢測大綱的驗證過程，按檢測大綱要求收集、整理原始記錄和試驗數據之后，研發機構應分析、評價試驗結果，編寫“室內/海上檢測報告”。

3.4 評價過程管理方法的研究

評價是合理評估海洋能發電裝置各階段的技術狀態，以及是否可以進入下一階段的重要依據。評價過程質量管理細則中應設計評價程序、評價申請、評價審查的相關管理要求。評價審查主要根據技術成熟度理論進行評審，包括技術狀態、試驗驗證環境、集成關系、制造狀態、項目管理評審等內容。技術狀態評審包括硬件和軟件兩個方面，硬件評審內容包括主要的設計功能、形態特征、組成的完備性、樣機形態特征等；軟件評審內容包括主要的設計功能、算法的實現/仿真的逼真度、模型的完備性、數據的精度等。試驗驗證環境的評審內容包括實驗室環境、地面環境、模擬使用環境、典型使用環境、使用環境等。集成關系評審包括硬件和軟件兩個方面，硬件評審內容包括：技術本身、硬件、子系統、分系統、系統等；軟件評審內容包括：算法、偽代碼、軟件模擬代碼、系統軟件等。制造狀態評審內容包括人、機、料、法、環等。項目管理評審內容包括文檔、經濟、風險、可靠性/可維性/保障性/環境適應性等。

3.5 采購過程質量管理的研究

采購過程應以盡量降低采購成本、保證采購質量、適量適時采購為原則來進行工作。采購過程包括外購、外協和外包。確定外協、外包承擔單位后，應由制造單位組織簽訂合同和技術協議書。對非晶鍍、熱處理、焊接、鍍鉑黑等會影響到產品符合性要求的外包過程應進行識別和控制。外包過程應建立驗收標準進行驗收，保存外包過程的活動記錄。同時，對外協方、外包方的生產和質量的控制。

3.6 文件管理的研究

文件管理的一般要求包括文件的編制應貫徹執行現行國家標準、地方行業標準和企業標準。技術文件、工藝文件的內容和規格應貫徹正確性、統一性和完整性原則。文字敘述應通俗易懂、準確無誤，避免產生不易理解或不同理解。術語、符號、代號、計量單位應符合有關法規和標準。文件的文字說明和內容的排列格式按GB/T 19001—2000[1]規定執行。另外，應對技術文件、工藝文件、文件更改要求做出相應規定，并列出各階段的常用技術文件和工藝文件，以供各方便于管理、保存。

4 結論

目前，國家海洋局編制出臺了海洋能發電裝置海試前的質量控制管理文件，暫未制定海洋能發電裝置研發過程管理方法相關的文件。在海洋能技術將要進入預商業的時期，我國亟須著手開展海洋能發電裝置研發過程的質量和管理工作，本研究提出以海洋能發電裝置研發過程為主線，著重開展設計過程、制造過程、驗證過程、評價過程、采購過程及文件管理辦法的研究，以加快科研效率，控制產品質量，促進產業化。

[1] 中國國家標準化管理委員會、中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 19001—2000質量管理體系要求[S].北京，2009.

The Management Method of Product Development Process of Marine Energy Current Converters

LI Jing，YANG Li

(National Ocean Technology Center，TianJin 300112，China)

This paper expounded the present situation and the necessity of the management of the marine energy industry，and analyzed the product developing process of marine energy converters.In order to regulate the design，manufacture，purchase，verification and evaluation of marine energy converters，the management framework and management methods were put forward，which could be used to promote the application and transformation of marine energy products in our country.

Marine energy，Product，Development process，The management method

2016-06-24；

2016-11-15

2014年海洋能專項基金項目“海洋能綜合支撐服務平臺建設”(GHME2014ZC01).

李晶，工程師，碩士，研究方向為海洋觀測及海洋能源標準化管理，電子信箱：4295@163.com

P743

A

1005-9857(2017)01-0071-04