TRIZ理论在电力设备质量管理中的研究及应用

刘文登王海力铁柱蔡苏雄陈张晓鹏杨

摘要:为解决人们日益增长的电力稳定需求与老旧电力设备质量管理模式之间的矛盾，将TRIZ理论应用于电力设备质量管理，以最终理想解为目标，以演进规律为发展路线，综合运用3、4、5标准解实现解决策略，通过技术体系的结构演进，引入大数据和智能管理，构建数字化闭环管理机制，从而解决老旧设备质量管理问题。

关键词:质量管理，创新方法，电力设备，数字化管理

1电力设备质量管理发展的需求和问题

随着我国经济的不断发展，电力作为衡量经济发展的重要指标越来越重要，人们对电力生产和供应也提出了更高的要求[1]。南方电网公司在十三五改革发展中提出了“公司中心城市客户平均停电时间降至1小时以内，第三方客户满意度不低于80分”的目标[2]。无论是减少停电持续时间，还是提高客户满意度，都需要电力设备质量的有效管理和有力保障。但是，目前电力设备的质量管理还存在很多问题[3-4]: (1)在设备生产过程中，为了降低成本，获取更大的利润，许多供应商弄虚作假，以次充好，造成质量问题；(2)设备运输过程中，由于环境变化和运输不当，设备质量会受到损害，如漏油、漏气、变形等；(3)在设备验收过程中，主要依靠验收人员的主观判断，容易造成漏检和错检，无法有效检查设备质量；(4)在设备安装调试过程中，调试人员在现场提供的技术指导可能导致潜在的设备质量问题。

2 TRIZ理论在电力设备质量管理中的资源分析

TRIZ理论是一种创造性的解决问题的理论，可以有效地指导实践者进行创新。它不局限于传统解决方案，打破思维惯性，其程式化的操作属性可以清晰明了地制定解决方案[5]。接下来，本文将TRIZ理论应用到电力设备质量管理中，并针对上述问题提出了有效的解决方案。

2.1对最终理想解的分析

TRIZ理论在解决一个问题之初，首先抛开各种客观约束，通过理想化来定义问题的最终理想解，从而明确理想解的方向和位置，保证在解决问题的过程中能够沿着这个目标前进，获得最终的理想解。使用最终理想解有四个原则[6]: ①保留原系统的优点；②消除原系统的不足；③不使系统更复杂；④不会引入新的缺陷。简而言之，最终的理想方案希望达到“自助”的效果。对于电力设备质量管理来说，最终理想的解决方案是实现设备生产、运输、验收、安装调试、运行维护全过程的设备质量自我管理。

2.2九屏分析

通过对最终理想解的分析，找到解决问题的目标。接下来通过九屏分析，利用系统在时间和空之间的展开，找到实现最终理想解所需的资源。电力设备定义为当前系统，空之间的扩展分为超系统、系统和子系统。时间上的扩展分为前状态、现在状态和后状态，然后具体分析，如图1所示。

3 TRIZ理论在电力设备质量管理中的解决策略

通过对电力设备质量管理的资源分析，明确可利用的资源，然后结合现有资源解决问题。

3.1进化规律决定发展路线

通过对大量专利的分析发现，产品及其技术的发展总是遵循一定的客观规律，同一规律往往在不同的产品技术领域反复适用，即任何领域的产品改进和技术变革的过程都有规律可循，所有技术的创造和升级都在朝着功能最强大的方向发展。当前设备质量管理面临的问题中，根本原因不仅仅是电力设备系统本身的问题，如开发商偷工减料、设备所处环境恶化、验收人员资质差、安装人员技术水平参差不齐，还有人、环境、条件等超系统资源的问题。因此，仅考虑来自当前系统的解决方案已经不能满足当前系统的发展。TRIZ《进化桥》指出了超系统进化的规律[7]:当一个系统的自身资源发展到极限时，系统就会向超系统进化，通过这种进化，原有的系统就会升级到更高的层次。

3.2发明问题的标准解决方案实现解决策略

对于一个探险者来说，知道了目的地和路线，就要根据具体的路线来确定交通方式，是徒步去，还是坐车去，还是坐船去。对于我们正在探索的问题，终极理想解是目标，向超系统进化是路线。然后我们需要确定实现目标的方式。

TRIZ理论为创新问题提供了76个标准解决方案。标准解决方案是针对不同领域创新问题的通用解决方案，具有广泛的适用性、一致性和有效性。根据所解决的问题，这76个标准解分为五个级别，每个级别包含若干子级别，每个子集合代表一个可选的解题方法。为便于检索和应用，规定了级、子级和解的编号方法为“SN。M.X”，比如“S3.1.5”就是“标准解的第三级、第一子级、第五解”[有大量的76个标准解。要快速找到合适的标准解，就要理清这76个标准解之间的逻辑关系，掌握解题过程中标准解的选择程序。标准溶液的应用一般遵循以下四个步骤:第一步是确定所面临的问题类型；其次，如果问题是完善系统，选择一、二级对应的标准解；第三步，如果问题是系统需要测试或测量，则选择第四标准溶液；第四步，当得到相应的标准解和解后，用5级标准解检查模型是否可以简化。应用步骤如图2所示，这是标准溶液的流程图。

按照图2所示的标准解决流程，解决了电力设备质量管理问题。设备质量管理的实质是检测和测量设备的各项指标数据，判断设备的健康程度，从而有效地管理设备质量。所以，对于目前的问题，首先要选择四级标准解来解决，找出下属S4.5测量系统的演进方向，确定S4.5.1的解决方案将向双系统和多系统转化。通过应用S4.5.1解决方案，可以在超级和子系统资源中采集更多的设备质量数据，实现全面的记录和监管。然后根据工艺流程，将解转移到三级标准解进行求解，找到其下级S3.1转化为双系统和多系统所确定的S3.1.2，加强双系统和多系统的联系。通过应用S3.1.2解决方案，可以连续记录每个过程中的设备质量数据，从而实现全过程的记录和监督。最后应用五级标准溶液解决问题，S5.1引入物质的“自行消失”由孩子S5.1决定，溶液S5.1.3可以引入互联网。设备质量数据上传网络后，引入的互联网会在系统中“自行消失”，避免了繁琐的记录和监管工作，简化了相应的解决方案。具体的解决方案策略流在标准解决方案流程图中用红色标记，如下图3所示。

S4.5.1 空系统资源扩展，s 5 . 1 . 3/系统资源时间扩展。两者相结合，全方位、全过程地反映设备质量水平，可以使设备质量在生产、运输、验收、安装调试、运行维护等过程中得到监督和控制，消除人、环境、条件对设备质量的影响。不仅可以将大量的设备质量数据数字化，简化记录和监管工作，还可以在互联网上共享数据，使设备始终处于“暴露”状态，并通过大数据分析数据，预测可能出现的问题，制定相应的解决方案，实现设备质量全过程的自我管理。本文以终极理想解为目标，以演化规律为发展路线，综合运用三、四、五标准解实现求解策略，解决电力设备质量管理问题，获得最优解。

4结论

基于TRIZ理论，对设备质量管理进行了解决和分析，构建了数字化电力设备质量管理平台，包括系统资源单元、大数据分析单元和智能管理服务单元。该结构如图4所示。数字化管理平台可以采集设备在生产、运输、验收、安装调试、运行维护过程中的各种指标数据和状态信息，实现设备质量的全过程透明监控，有效排除人为和外部环境的干扰。数字化管理平台可以用大数据分析采集的数据，预测设备可能出现的质量问题，并通过智能管理服务单元制定和采取相应的措施进行处理。综上所述，本文构建了电力设备质量数字化管理平台，形成了完善的闭环管理机制，最终实现了设备质量的自我管理。

参考

[1]王旭。对电力行业供给侧结构性改革的认识和研究[J].大科技，2019，000 (004): 226-227。

[2]石著。“十三五”城市配电网发展规划研究[D].2016 .

[3]郑·。电力设备质量管理中存在的问题及对策[J].华东理工(综合)，2019，000 (011): P.1-1。

雍吉磊。电力设备质量管理的方法与策略[J].神舟，2018，000 (023): 245-245。

刘，曹和，陈。TRIZ理论与应用[M]。北京大学出版社，2011。

[6]张鸣琴。TRIZ概论100题[M]。机械工业出版社，2012。

[7]宋宝华。TRIZ理论中的技术系统演化原理[J].智能制造，2004 (7): 95-95。

[8]刘，曹贺，陈。TRIZ理论与应用[M]。北京大学出版社，2011。

编辑/马