9月19日，“2019第三届中国风电设备质量与可靠性论坛”在株洲召开。
刘兴莉：各位领导，各位专家下午好，很荣幸今天有机会在这里和大家共同分享一下，我们风电基础的可靠性应用工程技术，今天我的报告分为四个方面，可靠性概述，全生命周期的可靠性布局，以及最优可靠性技术，还有可靠性指标体系，和可靠性工作规范。首先我们来回顾一下可靠性和可靠性工程的概念，相信大家对这块，应该都是比较熟悉的，我们的可靠性指的是我们产品在规定的条件下和规定的时间内，完成我们赋予它的一个固定功能的这样一个能力，在我们风电基础、风电设备这块，我们经常用到平均，无故障工作时间，MTBF，MTTR等这些来衡量我们风电基础可靠性水平的情况，可靠性工程为了达到产品可靠性要求，所进行一系列的技术活动和管理活动，我们平常提到的可靠性管理，可靠性设计分析，试验评价这些，都是属于我们可靠性活动的范畴。说到底，我们可靠性工程它其实是一项与我们基础故障做斗争的一门科学，它的实质主要是研究我们基础故障的发生、发展，在故障发生后，我们如何能够快速的诊断，快速的修理，还有我们给它提供怎么样的一个保障措施，能够预防我们故障的发生，直到我们能够根本性的消除我们故障的这样一个规律，用通俗的话来讲，我们可靠性其实就是一个防病和治病的一个过程，和医学上面与疾病做斗争颇有一些相似之处。
国均标体系上，把可靠性工作项目，整个生命周期可靠性工作项目，做了划分，分成五个系列，其中有可靠性工作项目的确定，可靠性管理，可靠性设计与分析，可靠性事业评价，以及可靠性现场评价和改进，这样五个方面，把它归纳起来，一共有32个工作项目。风电机组对于这么多可靠性的工作项目，我们应该怎样来着手开展呢？首先我们要明确可靠性工作目标，针对风电设备来说，我们住是以低度电成本和基础高可靠性为目标，要围绕着高利用率以及低风险，来开展机组功性能的设计。我们风电机组的高可靠性目标，要求成本低，然后维护时间短，利用率高，然后我们还要有相应的保障措施，还有安全方面的一些要求。我们主要是通过与知名厂家的合作，以及完善的企业管理模式，还包括我们一个完整的产业链等这些方面的一个举措，首先是要保证到我们零部件的可靠性，还有我们在企业经营管理上面的可靠性，以及整个产业链条上零部件的高可靠性，通过这样的举措，以此来实现整机高可靠性的目标。
另外我们可靠性要搭建的工作流程，主要是以机组可靠性信息为基础，来搭建可靠性工作流程，首先以需求为输入，首先要抓上游，我们将需求转化为可靠性要求，并以此要提出我们风电机组可靠性的设计目标，然后再在可靠性管理的这样一个综合下面，围绕着我们的可靠性设计与分析，可靠性试验与评价，以及我们风场现场的一个运位平布与改进，这样来做可靠性的工作。
我们风电机组可靠性流程，主要是以一个时间轴来进行搭建，并且要在每一个阶段设置相应的可靠性工作，把它纳入到我们日常基础设计、生产以及维护过程中来，协同开展。比如我们在设计环节，主要就是采用DFMEA、FTA、有限原分析等等这些工具，对我们现有的设计进行优化，在测试验证的环节，主要在前面可靠性设计与分析基础上，我们优化现有测试的验证技术，开展环境试验，EMC试验、强化试验，以及可靠性指标试验等等，来确保测试验证的可靠性。在生产制造环节，主要是开展Pfmea，过程能力控制，测量系统维护和分析以及环境应力筛选，通过这些举措，来识别我们在过程当中的高风险项，实现我们生产的一致性，来剔除我们在生产过程当中的一些早期故障，保障我们在设计中，能够在生产阶段完美的实现。到了我们安装运行环节，主要就是利用我们现场大量的可靠性数据信息，采用一些数据挖掘的手段，来分析我们机组的维修数据，以及寿命数据，通过这些数据分析的结果，来实现我们定维策略的优化，以及我们备品备件的优化。
接下来和大家分享一下我们在实际应用中的一些经验和体会，首先就是开展FRACAS工作，我们通过搭建发现故障到根本原因分析，选择纠正措施，实施纠正措施，以及到预防再发生，搭建这样一个闭环的流程，在这个FRACAS闭环流程体系下，我们采用PFMEA，FTA等这些工具，来进行故障的分析，追本穷源，发现故障机理，然后进行改进，做到技术归零，管理归零和更改到位。其中在技术归零方面，主要是要做到故障定位要准确，故障机理分析要清楚，然后能够实现故障复现，然后提出的措施要有效，然后要能够针对我们分析的情况进行举一反三。管理方面，要保证分析的过程清楚，责任明确，措施落实，然后还要有相应的规章制度。更改到位主要是要做到，我们的故障件、装机件、库存件，还有配套工艺资料以及配套设施、更改措施这些都要落实到位。
我们在做风电机组可靠性增长提升的时候，我们建议找出机组可靠性最薄弱的环节，来实施可靠性增长提升。大家可以看一下上面的这个数据示例，比如我们系统当中，目前的四个部件，它的可靠度分别为0.9、.095和0.98、0.99，目前系统的可靠度是0.83，如果我们选择对部件二实施可靠性增长提升，部件二目前的可靠度是0.99，我们采取措施以后，将它的性能提高到0.99，这样我们系统的可靠度能够达到0.86。
第二种如果选择可靠性最差的部件一，来实施我们的增长提升，把可靠度提升到0.99，那么我们这个系统就可以提升到0.91，从这个数据上面，大家可以看出，我们在做增长提升的话，如果选择的是最薄弱环节来实施的话，那么整体可靠性提升水平是最佳的。
另一方面冗余设计，比如说传感器的问题，在实施冗余之前，传感器故障经过以前的统计，占到了风电电气类故障的40%以上，实际上传感器的价值，一台风机所有传感器的价值，加起来仅仅为整机的1%不到，针对这种故障率高，可以采取冗余设计，通过冗余以后，可以非常有效降低故障率，提高整机的可靠性水平。
另外，发电系统的重构技术，发电机采用双星型、无相差结构，两套绕组独立，同时变流器也把它分为两套，如果我们其中的一套发生故障的时候，我们可以重新重购一个系统，来保障我们能够部分运行，减少整机的停机时间。
再补充一下，我们在做冗余设计的时候，我们建议从最底层做起，大家看一下左边的数据示例，假设我们一个单元里面，有两个零部件，目前我们假设部件A和B，它的可靠度目前都为0.9，那么单元的可靠度就为0.81，我们现在对它采取冗余设计，第一种方法，就是我们对这个单元整体来实施冗余，然后我们采取冗余设计以后，我们单元的可靠度，就提升到了0.9639。第二种方法，就是我们对零件A和B，分别实施冗余，然后这种方法，就是我们采取以后，我们这个单元的可靠度，是提升到了0.9801，从这个数据结果上面，大家可以明显的看出，我们采取冗余设计，是可以非常显著的提升，我们单元的可靠性。然后再进一步比较，我们在相同成本的前提下，如果我们从零部件做起，我们可靠性的提升是最优的。
还有一个方面，我们将故障的恢复，以及容忍故障的能力引入到我们风电系统的设计当中，这项设计可以维护我们几组的停修维护时间，比如说我们前面提到冗余解析，就可以在人工远程操作的情况下实现切换，还有我们刚刚前面提到的重构技术，当部分发生故障的时候，我们可以人为失效掉部分有问题的部件，重新构建一个可正常运行的系统。
另外一个举措，我们通过全产业链的一个可靠性的保障，来保障整个风电机组的可靠性，我们在这块主要采取的是技术同源，产品同线的设计理念，我们主要依托中船重工在船舶军工方面这样一个成熟的设计理念，我们将它成熟的设计理念和生产经验，引入到我们风电设计研发上面，保证风电设计研发的水平。
最后和大家分享一下，我们除了在持续开展可靠性改进优化和升级以外，我们另外可以做的工作，就是我们建立风电基础可靠性指标体系，以及建立可靠性工作规范。可靠性指标体系的建立，主要是在故障判定确立的前提下，根据综合考虑，市场的需求，市场的现状，提出一个可靠性指标体系，也明确我们验收要求。搭建可靠性指标体系以后，我们可以在明确故障判定下，我们故障机组平均维护时间，应该达到一个什么样的维护水平。也为风场验收，提供一个明确的指标参考。
企业可靠性工作规范可以从四个方面来考虑，就是可靠性的总规范，管理规范，设计分析规范，以及试验评估规范，其中可靠性总规范，是属于总纲，它规范了我们可靠性工作的一些主体工作内容，其他的几个规范，是对总规范的一个补充和细化，我们在开展具体可靠性工作的时候，我们要根据可靠性，以及我们所具备的条件，然后按照现有的产品，来设计我们的五可靠性工作流程，并且要与我们可靠性工作流程保持协调同步。俗话说，没有规矩不成方圆，我们建立可靠性规范，可以助力风电基础可靠性稳步提升。
