燃气轮机高温透平叶片制造NQI体系构建方法研究

关键词：燃气轮机，透平叶片，制造，NQI体系

0 引言

重型燃气轮机（简称重燃）是国家“两机”重大工程和支撑“碳达峰、碳中和”的高端动力装备[1]，是经济和国防领域的国之重器。2020年我国首台自主研发的F级50MW重型燃气轮机机组在东方电气集团东方汽轮机有限公司满负荷试车成功[2]，具有划时代的里程碑意义。目前，该重型燃气轮机已开展了示范电站应用，标志着建立起了完整的设计、制造、试验体系。然而，由于重燃制造NQI体系不完善、核心检测技术缺失，工业软件匮乏的现状[3]，导致我国重燃制造处于非稳态的工业生产过程，技术升级迭代困难，已成为制约重燃高质量发展的“卡脖子”问题。亟需建立以NQI为根、以标准数据为基线的重燃知识共享型质量保证体系[4]。

在重燃NQI集成及标准化体系方面，西门子、GE、阿尔斯通、三菱重工、日立公司等均有系列化的计量标准、制造规范、认证方法。国内东汽、哈汽、中国重燃、624、成都和鸿科技等企业在重型燃气轮机的设计、制造、检测过程中形成了大量的设计、检测规范及标准，其中东汽在我国首台国产F级50MW重型燃气轮机的研发过程中制定了相关设计、检测规范及验收标准等200多项[5]。西交大、清华、哈工大、西工大、北航等院校也在燃气轮机制造的标准体系方面进行了大量研究。但目前在重型燃气轮机高温透平叶片制造NQI体系构建方面还存在结构不完备、服务模式不成熟等问题，无法满足高温透平叶片高速高精度的设计、制造、检测需求以及国产重型燃气轮机系列化研发、制造、生产要求[6]。

本文以重型燃气轮机高温透平叶片为研究对象，重点从叶片制造相关的标准、计量、检验检测以及认证认可等4个方面要素开展叶片制造NQI体系构建方法研究。研究内容包括NQI指标体系构建流程、原则、指标初选以及指标体系确立等。研究结果为推动我国重型燃气轮机制造的稳态高质量发展提供NQI体系建设方案支撑。

1 NQI指标体系构建流程及原则

1.1 构建流程

构建一套系统、完整、科学合理的高温透平叶片制造NQI指标体系，需要在充分了解要构建高温透平叶片制造NQI指标体系相关领域的背景知识的前提下，还需经过仔细筛选，认真权衡，反复推敲等众多流程。在对指标体系构建分析时，由于高温透平叶片制造领域相关的质量体系尚未建立，本文借鉴了行业内相关企业的质量基础指标构建经验，充分考虑可能的影响因素，以便建立起较完善的高温透平叶片制造NQI指标体系。本文高温透平叶片制造NQI指标体系的构建流程如图1所示。

1.2 构建原则

本文在评价指标的选取时坚持目的性、系统性、科学性、可操作性、相关性、可比性等6大原则。

目的性原则：指标体系的目的是用定量和定性结合的方法，来反映和监测高温透平叶片制造的相关企业的QI基础现状水平，并通过现状分析，促使企业扬长补短，针对自身发展的薄弱环节制定出相应的提升对策。基于此，评价系统选择的指标应该兼具评价性和指导性。

系统性原则：指标体系必须是多方面、多维度的，这样才能系统全面地反映高温透平叶片制造企业质量基础的真实水平。在设计质量基础评价指标体系时，应综合考虑多方面的因素，使指标尽可能的系统、全面。

科学性原则：指标分为定性与定量两类，客观上要求指标的计算方法应合理、准确、科学。尤其是定性指标，运用语义差别隶属度设置较为合理的定性指标题目，做到言语表达清晰明了，保障调查结果的有效性和科学性。

可操作性原则：评价模型的构建应充分考虑理论基础和实际操作的可行性，而现实中数据的收集往往需要花费大量的人力、物力、财力。因此，在指标设计时应综合考虑数据的可获取性，提高实际操作的可行性。

相关性原则：一方面，指标内部往往存在相互影响、制约、依赖的关系，所选择的指标应较为客观地揭示这种内在逻辑，体现质量基础的内涵特征。另一方面，在指标体系确定过程中，指标的选择确定必须是各相关人员共同探讨协商的结果，应经过专家学者一致认可，能全面地反映企业高温透平叶片制造质量基础能力。

可比性原则：指标应具备横向、纵向的对比功能。所谓横向可比就是空间上能够实现企业之间的比较，反映企业质量基础工作中的差异性。纵向可比则是要保证企业实现时间序列上的动态比较，现状与过去对比，以把握重燃高温透平叶片制造NQI质量体系改进的成效。

2 叶片制造NQI指标体系构建

2.1 指标初选

在建立高温透平叶片制造的相关企业质量基础指标体系时，尽可能地将影响质量基础能力的全要素纳入体系中，力争做到全面科学。通过调研分析以及与高温透平叶片制造领域内的专家讨论，初步构建起本文的指标体系，具体包括含4个维度、20个因素指标，如表1所示。

2.2 指标体系确立

高温透平叶片制造NQI体系由标准、计量、检验检测和认证认可等四个基本要素以及具体的指标组成，在此基础上，确定影响每个要素的指标因素，构建质量基础指标体系模型。经专家意见，认为初选指标合理。通过文献查阅、实地调研、专家咨询和QFD分析的方式建立了包含91指标的QI体系，其中：一级指标4个，二级指标16个，三级指标42个，并针对部分三级指标进行了细化展开。重燃高温透平叶片制造NQI指标体系如图2所示。

3 结语

本文以重型燃气轮机高温透平叶片为研究对象，从叶片制造相关的标准、计量、检验检测以及认证认可等4个方面要素开展叶片制造NQI体系构建方法研究。通过文献查阅、实地调研、专家咨询和QFD分析的方式确定影响每个要素的指标因素，构建叶片制造质量基础指标体系模型。最终，建立了包含91指标的透平叶片制造NQI体系，其中：一级指标4个，二级指标16个，三级指标42个。本文研究结果为推动我国重型燃气轮机制造的稳态高质量发展提供NQI体系建设方案支撑。