FMEA在S风电公司研发工程项目风险管理中的应用研究

第1章 引言1.1 选题的背景进入 20 世纪以来，人类越来越意识到常规能源的有限性以及其对环境的破坏，可再生能源得到越来越多的关注，其中以风能和太阳能得到了较大的开发利用。风电产业也在这样的大背景下发展壮大。我国在风力发电项目上的研究利用相比国外起步较晚，但我国可开发的风能潜力巨大，沿海风资源优于内陆，风电会成为未来能源结构的发展重点。风力发电机的发电原理十分简易，风能带动叶片旋转，叶片转动风轮，风轮再带动传动系统转动，传动系统带动发电机旋转发电，这是一个动能转换为机械能，机械能转换为电能的过程。风力发电机的结构一般有叶片，轮毂，驱动链，发电机，塔架等主要零部件组成[1]。风力发电机的研发项目在客户需求，开发设计，生产制造，测试验收等各方面存在诸多风险。从技术风险考虑，1)复杂性：风力发电机从出现到应用仅有二十几年，从技术上来说，国内风电设备企业还是参照国外风力发电机的结构为主，但由于我国地貌多样，风机运行工况相对国外要复杂的多。因此在技术上，风力发电机应适应国内的风机运行工况。比如在收集客户需求时，需要客户提供风力发电机的具体工况，如风场的海拔，风速范围，特殊气候情况等。2)可靠性：由于风力发电机的维护相对困难，维护的费用昂贵，尤其是海上风力发电机的维护，一直是业内的难题，这就对风力发电机的可靠性提出了十分高的要求。因此在风力发电机研发项目中，技术上保证零部件的可靠稳定十分重要。比如 2021年 S公司的 1.5MW风力机组塔架着火，火势严重最终导致机组坍塌，在分析事故原因的时候发现，着火的原因有下列几点，（1）液压管路扣管不紧密，造成液压油泄漏；（2）液压管路旁边安装着主控柜，主控柜的电缆阻燃不到位；（3）电缆压接不完全，导致局部过热，产生了高温，这 3 个因素的叠加造成了这场大火。以沟通风险考虑，风力发电设备公司不负责风力发电机在风场的安装，安装设备一般由业主外包给安装公司。其中就存在着三方沟通风险，一方是风电设备企业派到风场协助设备安装的工程师，一方是业主安排的监督人员，最后是具体实施安装的外包公司。以市场风险考虑，目前风电市场竞争激烈，同时政府对风电项目的立项日持谨慎态度，而且风电研发项目的研发周期普遍较长，即使是按时完成了项目，到产品上市的时候，其市场情况也有可能出现意外。比如 S 公司 2 年前曾成功得到一个海上风电项目，当技术部完成该项目的设计方案后，却被告知由于业主资金问题而取消了该项目，使得公司近 3 个月的努力完全浪费。以预算风险考虑，风力发电机研发项目，不管是整机试验，还是零部件的试验都需要在风场进行。零部件试验需要安装到风场运行的风机上，这需要风机暂时停机，将旧零部件和新零部件更换，这必然造成业主巨大的经济损失，研发项目预算的压力较大。..........1.2 选题的内容与意义本文以 S 公司风力发电机研发项目中的风险管理为研究对象，详细分析了 S 公司风险管理现状，剖析其风险管理过程中普遍存在的问题，运用项目管理、风险管理等管理思想，着重引入 FMEA 概念，构建风险管理流程，并应用于 S 公司的研发项目中。完善的风险管控，对风力发电机全生命周期的各阶段有着重要意义：（1）新产品研发阶段，可以大大提高研发项目的成功率，及时调整、安排相关资源；（2）对于成熟稳重产品，可以增加产品的可靠性，加强产品质量的稳定性；（3）对于产品的售后维护，可以减少由于产品质量引起的事故，预先的风险识别能够提高对故障的原因判断，加快服务响应速度。........第2章 文献综述2.1 项目管理研究综述(一)项目管理发展概况现代项目管理的含义来自于美国，是第二次世界大战后期在美国进行曼哈顿计划时提出来的。在二十世纪五十年代初期到 70 年代末期，美国的管理人员为了管理项目而寻求有效的计划和控制技术，其中关键路径法和计划评审技术的提出，使项目的研发和管理变得比以往简易便利[4]。20 世纪 70 年代以后，项目管理的范围得到了进一步扩展，涵盖了很多别的领域，项目管理也不仅仅是一种规划，同时可以对项目进度、成本、质量和风险进行深入的分析。项目管理的普及，衍生出了专门的项目管理组织，比较权威的项目管理组织一个是以欧洲为主的国际项目管理协会（IPMA）;，另一个是美国主导的美国项目管理协会（PMI）;。就知识框架而言，相比 IPMA，PMI 深入扩展了项目的管理标准，并形成当前项目管理的知识框架，出版为 PMBo(Project Management Body of nowledge )[5-7]的项目管理教材。当前我国，对于项目管理的研究来自于 20 世纪 60 年代初，由我国著名数学家华罗庚提出的统筹法而得来的[8]。90 年代初期，我国成立了首个跨学科的项目管理学术组织机构，中国项目管理研究委员会。中国项目管理知识 体 系 （ Chinese ProjectManagement-Body of nowledge ，简称为C-PMBO），C-PMBO 的研究开始于 1993 年，在 1994 年由 PMRC 常务副主任钱福培教授担任的课题组向国家自然科学 基金委员会正式提出了项目的申请，并获得批准正式开启了我国 项目管理知识 体系结构的分析与研究;。在此背景中，PMRC成立了专业的小组拟定了C-PMBO，并在2001年 5月推行了中国项目管理知识体系;[9]。.........2.2 风险管理研究综述风险管理研究，最先开始于第一次世界大战以后的德国，直到 20 世纪50 年代，美国对项目风险管理展开研究，那时美国的一些大企业出现了很多大事件，比如一场火灾给通用汽车公司带来了大约五千万的经济损失，钢铁行业半年之久的罢工对经济造成了严重的影响，这就促使工商企业的最高层意识到风险管理的必要性，而风险管理体系也在实践中得到应用和验证。在1952 年，美国的研究者格拉尔在报告《费用控制的 新时期风险管理》文中最先提出了风险管理;这个词。20 世纪 50 年代莫布雷在其《保险学》一文中详细阐述了风险管理的含义。后来，美国的保险管理委员会设置了长达12 个周的风险管理课[11-13]。1963 年由赫奇斯和梅尔一起出版了《RisManagement in Business EnterPrise》，这本书后来在该学科领域中发挥了重要的作用。在 20 世纪 70 年代到 80 年代，风险管理在我国得到较快的发展，很多研究机构以及研究协会对风险管理的深入研究和实践具有十分重要的作用，比如美国的风险和保险管理中心，欧洲的风险研究协会等。在 1983 年，美国的 IMS 年会做出了 101 条风险管理的准则，并成为项目风险管理的一般性原则，促使风险管理更加规范和科学，预示着风险管理的分析发展到了一个全新的时期。伴随着现代数学以及计算机技术的发展，促使风险管理的研究有更多的模型技术，同时科学的管理方法在风险管理中也得到了极大的推广，这就使风险管理研究上升到了一个更高的层面。具有较大影响力的国际项目管理协会 IMPA 在举行的年会上对风险管理分析中，同时也强化了项目风险管理的理论性分析。美国的项目管理协会 PMI 在项目管理系统 PMBO 第五版中，把风险管理的主要内容从原先的四点扩宽到现在的六点。另外，风险管理已经成为企业发展的关键的一项职能[14-17]。........第 3 章 S 公司研发项目风险管理现状与问题分析 ......253.1 S 公司背景介绍.........253.2 S 公司现有研发项目管理流程 .......283.3 S 公司研发项目风险管理现状和问题分析..........30第 4 章 S 公司研发项目风险管理 FMEA 流程构建 ........324.1 建立项目风险管理 FMEA 流程 .....324.2 项目风险管理 FMEA 流程实施步骤.........34第 5 章 S 公司研发项目风险管理 FMEA 流程应用案例 ........415.1 项目背景介绍 ............415.2 项目风险管理 FMEA 流程实施 .....415.3 实施效果评价 ............53第5章 S 公司研发项目风险管理 FMEA 流程应用案例按照第四章内容，将 S 公司研发项目风险管理 FMEA 流程应用在正在实施中的 4.0MW 风力发电机主轴研发项目中，以此来检验 FMEA 管理项目风险的效果。5.1 项目背景介绍项目名称：4.0MW 风力发电机主轴研发项目背景介绍：近年来国内路上风电项目的业务饱和，合适的陆上风场开发日趋减少，而我国海岸线长海上风资源丰富，海上风电项目蓬勃发展。为了顺应市场需求，S 公司专为海上风电项目开发了 4.0MW 风力发电机组。由于海上风电项目的与众不同性，对风力发电机组的技术要求比路上风力发电机组严格，如风机运行的稳定性，防腐蚀性等等。主轴作为风力发电机驱动链的关键零部件，它的受力情况复杂，受轴向力、径向力、剪切力等作用，因此对于主轴的综合机械性能要求较高。4.0MW 风力发电机组主轴研发项目除了技术难点外，同时需要满足缩短采购周期，加快售后维护的响应，兼顾价格优势等要求。

........结论全世界贸易缓慢、我国经济通货膨胀等因素，使得中国企业面临着不可预知的市场挑战。劳动力等各种成本的提升，导致企业盈利空间一再减少，优化企业管理模式，消除、控制或减少风险已经迫在眉睫。项目风险管理成为了企业越来越关心的核心问题，降低可人为控制的风险是未来企业发展的重点之一。传统的项目风险管理模式大多依靠经验和个人能力，风险管理工作的可操作性差，无法对各项风险进行排序和量化，无法把有限的资源用在预防风险的过程中，而且某些项目风险管理的过程又是是静态的，缺少持续的完善和评价系统。本文在理论分析的基础上，试图在 S 公司项目研发的风险管理过程中使用 FMEA 工具。研究的成果可归纳为：1）设计了 FMEA 进行风电研发项目风险管理的流程。2）设计了风险模式严重度、发生率和探测度的评分标准。3)设计了风电研发项目 FMEA 分析表格。在 S 公司 4.0MW 风力发电机主轴研发项目中使用 FMEA 流程管理项目风险，识别项目各阶段的潜在风险，对风险的严重度、探测度和发生率展开评价，计算风险度 RPN 并降序排列，从而明确风险大小，确定了需要采取措施的风险，对风险度 RPN 排名靠前的风险采取预防措施，使得这些风险的风险度 RPN 数值大幅度降低，该项目的主要风险得到了较好的控制，促使项目的进度和成本都符合规划，项目得以顺利结束。但在实践中，也发现了一些问题需要进一步改进：1）识别风险不全面。召开项目会议，并运用德尔菲法列举了各个阶段的风险事件，但不可避免地会遗漏一些风险，随着项目的展开和深入，就会出现一些原来没有发现和忽略的风险，所以在项目各个阶段都需要定期举行项目会议，识别新产生的风险和更新原来的风险。2）风险度量不够客观。FMEA 分析对风险的严重度、发生率和探测度的打分是由 FMEA 团队成员或者邀请的相关专家进行的，受人员的专业水平和行业经验影响较大，不能做到很精确，难免也带有一定的主观性，所以成员的选择十分重要。除此之外，工作包的划分也对风险度量的准确性有影响，工作包的任务要求越明确越详细，越有助于团队成员作出准确判断。另外以往同类项目的经验总结也十分有参考价值。3）风险应对不完善。FMEA 更加关注的是事前工作;，而不是事后补救;，在 4.0MW 风力发电机主轴研发项目中首次使用 FMEA 进行风险管理，所以应对风险的经验存在不足，不能做到使用最小的资源来管理风险，因此还需要积累经验，完善紧急应对措施。..........参考文献（略）