產(chǎn)品標準化系數(shù)計算中若干問題探討

王宇飛 成 浩

（海軍研究院 上海200235）

引 言

在GJB/Z170.11-2013《軍工產(chǎn)品設(shè)計定型文件編制指南 第11部分：標準化工作報告》中規(guī)定［1］，產(chǎn)品定型時應(yīng)進行標準化程度評估，其中非常重要的一項內(nèi)容就是計算產(chǎn)品標準化系數(shù)，并根據(jù)標準化系數(shù)的計算結(jié)果，綜合評價產(chǎn)品標準化程度的高低。目前，標準化系數(shù)已經(jīng)用于許多產(chǎn)品設(shè)計、定型（鑒定）中，在牽引產(chǎn)品“三化”設(shè)計，壓縮產(chǎn)品零部件的品種規(guī)格型號，提高產(chǎn)品零部件的通用性方面，發(fā)揮了較大的作用。然而，雖然產(chǎn)品標準化系數(shù)已有明確的定義和計算方法［2-3］，但是在標準化系數(shù)的取值范圍、標準化特征件的界定、零部件的統(tǒng)計規(guī)則等方面界定不清晰，導(dǎo)致在具體計算中存在較大的隨意性，直接影響了標準化系數(shù)計算結(jié)果的準確性和說服力。

1 標準化系數(shù)的定義

標準化系數(shù)的定義為產(chǎn)品研制中采用的具有標準化特征的零部件件數(shù)（或種數(shù)）與產(chǎn)品所有零部件的總件數(shù)（或總種數(shù)）之比。常用的標準化系數(shù)主要有標準化件數(shù)系數(shù)和標準化種數(shù)系數(shù)兩種，以標準化件數(shù)系數(shù)為例，其計算公式可以表示為：

式中：kj為產(chǎn)品標準化件數(shù)系數(shù)；為產(chǎn)品中標準零、部、組件總數(shù)；為產(chǎn)品中通用或借用零、部、組件總數(shù)為產(chǎn)品外購零、部、組件總數(shù)；為產(chǎn)品全部零、部、組件總數(shù)。

可以看出，標準化件數(shù)系數(shù)的大小主要取決于產(chǎn)品中的標準件、通用件、借用件、外購件（以下簡稱為標準化特征件）的數(shù)量，標準化特征件數(shù)量越多，標準化系數(shù)就越大。所以，準確統(tǒng)計標準化特征件的數(shù)量是標準化系數(shù)計算中的關(guān)鍵。在實際統(tǒng)計計算中，對產(chǎn)品中零部件、組件采用不同的統(tǒng)計規(guī)則和統(tǒng)計方法，會產(chǎn)生不同的統(tǒng)計結(jié)果，導(dǎo)致計算得出的標準化系數(shù)也會有大有小，缺乏說服力。其次，目前在標準件、通用件、外購件的界定上，相互之間存在一定的交叉，概念定義不夠清晰，給標準化系數(shù)的統(tǒng)計帶來了一定困難。此外，關(guān)于標準化系數(shù)的取值范圍，目前尚未提出有效的確定原則或方法，在實際應(yīng)用中存在一定的隨意性，缺乏統(tǒng)一的衡準要求。這些問題都需要深入研究分析，明確標準化特征件的概念和范疇，提出可操性的統(tǒng)計措施或方法，為產(chǎn)品標準化系數(shù)的計算提供指導(dǎo)和幫助。

2 標準化系數(shù)的計算

2.1 標準化系數(shù)的取值范圍

從標準化系數(shù)的定義來看，產(chǎn)品研制中采用的標準化特征件越多，標準化系數(shù)越高。如果全部是標準化特征件，那么標準化系數(shù)將為100%，這說明產(chǎn)品所有零部件研制生產(chǎn)技術(shù)成熟固定，如果標準化系數(shù)一致保持在100%，將會導(dǎo)致產(chǎn)品更新困難，影響產(chǎn)品設(shè)計人員的積極性。同樣，如果產(chǎn)品標準化系數(shù)很低，說明標準化特征件很少，多數(shù)零部件為新研或需要重新設(shè)計，將大大增加研制風險和費用周期，不利于產(chǎn)品的“三化”工作。所以，標準化系數(shù)的取值應(yīng)該有一個界限，不能簡單認為越高越好。另外， 對不同的產(chǎn)品來說，標準化系數(shù)的取值也是不同的。成熟產(chǎn)品或研制改進的產(chǎn)品，多數(shù)零部件技術(shù)固化，技術(shù)成熟度較高，相應(yīng)的標準化系數(shù)會較高。對新研產(chǎn)品，存在一定比例的首次研發(fā)零部件，技術(shù)成熟度較低，可能導(dǎo)致相應(yīng)的標準化系數(shù)會較低。所以，為有效發(fā)揮標準化系數(shù)在產(chǎn)品研制中的作用，應(yīng)當綜合考慮前期類似或同型產(chǎn)品研制經(jīng)驗，合理確定產(chǎn)品標準化系數(shù)的取值，既不能太低也不能太高。

目前，標準化系數(shù)的取值范圍主要還是參考以往產(chǎn)品實踐積累的經(jīng)驗提出的。在已有的文獻研究中，比較有代表性的是采用黃金分割的方法確定標準化系數(shù)的取值范圍［4-5］。比如，對新研產(chǎn)品，一般認為標準化系數(shù)應(yīng)大于50%，即產(chǎn)品中一半以上的零部件是標準化特征件，為進一步提高方案的可行性，采用黃金分割法，可以得到較為理想的標準化系數(shù)應(yīng)大于80.9%。同樣，改進產(chǎn)品中除去改進部分，其余部分可以確認為標準化特征件的范疇，因此建議改進產(chǎn)品較為理想的標準化系數(shù)應(yīng)大于80.9%。對一個由多個復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成的產(chǎn)品來說，標準化系數(shù)應(yīng)當首先計算系統(tǒng)、設(shè)備的標準化系數(shù)，然后根據(jù)各層次之間的分屬和包含關(guān)系，計算得出產(chǎn)品的標準化系數(shù)。一般來說，系統(tǒng)和設(shè)備的標準化系數(shù)一般應(yīng)大于產(chǎn)品總體標準化系數(shù)，從而滿足要求。所以，標準化系數(shù)取值范圍的確定，不僅要依據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)成熟度確定，還要根據(jù)產(chǎn)品的組成特點和分屬層次來確定。

2.2 標準化特征件的概念和界定

標準件可以概括為經(jīng)過優(yōu)選、簡化、統(tǒng)一，并給予標準代號的零部件，包含的范圍主要有緊固件、密封件、管路和電子元器件等，此類零件一般由企業(yè)外購或自行制造并直接用在產(chǎn)品上。簡單來說，這類產(chǎn)品按照已有國家標準或行業(yè)標準研制，屬于貨架產(chǎn)品。

通用件可以定義為在不同類型或同類型不同規(guī)格的產(chǎn)品中具有互換性，并經(jīng)產(chǎn)品研制單位標準化部門審核通過具有通用件編號的零部件。這一類零部件一般按本企業(yè)標準自制，可以在本企業(yè)內(nèi)部不同類型產(chǎn)品之間使用。

借用件，顧名思義就是在本產(chǎn)品研制中采用其他產(chǎn)品專用件的零部件。借用件是已經(jīng)設(shè)計完成并在其他產(chǎn)品中使用，在新產(chǎn)品研制中，把該部分零部件借過來使用。這不僅需要借用件功能滿足要求，而且新產(chǎn)品的設(shè)計更要滿足接口尺寸的要求。按照定義借用件可以在兩類產(chǎn)品間通用，也屬于通用件，在標準化系數(shù)的計算中，可將借用件算作通用件。

外購件可以定義為按標準購回的其他企業(yè)產(chǎn)品。外購件與標準件的區(qū)別在于，標準件產(chǎn)量大并且涉及面廣，而外購件通常是按標準訂購的并且專門為某一型產(chǎn)品服務(wù)的成品件，屬于專門定制，產(chǎn)量不多。

以上針對標準件、通用件（或借用件）、外購件的定義，都是相對于組成設(shè)備的零部件來說的，而不是一個系統(tǒng)或設(shè)備，對各部分的定義應(yīng)該是一個最小的不可分割的獨立單元，如螺絲、螺帽等，不應(yīng)存在拆分或組合的情況。

2.3 標準化系數(shù)的統(tǒng)計規(guī)則

對組成復(fù)雜、系統(tǒng)龐大的產(chǎn)品來說，在產(chǎn)品總體層次下包含一級子系統(tǒng)，在各一級子系統(tǒng)下又分別包含相應(yīng)的二級子系統(tǒng)或設(shè)備，標準化系數(shù)計算分層級、分類型計算，即產(chǎn)品的

標準化系數(shù)劃分為總體標準化系數(shù)、系統(tǒng)標準化系數(shù)、分系統(tǒng)標準化系數(shù)和設(shè)備標準化系數(shù)四個層次。設(shè)備標準化系數(shù)根據(jù)設(shè)備組成的零部件、組件來計算，分系統(tǒng)的標準化系數(shù)由分系統(tǒng)的組成設(shè)備的標準化系數(shù)來計算，系統(tǒng)標準化系數(shù)由該系統(tǒng)的分系統(tǒng)的標準化系數(shù)來計算，總體標準化系數(shù)采用包含的各大子系統(tǒng)的標準化系數(shù)來計算。

在設(shè)備標準化系數(shù)計算中，可參照以下方法制定統(tǒng)計原則：

至此為止，課堂上，學生就像打開了潘多拉魔盒一樣興奮起來，“我發(fā)現(xiàn)：3格的一半是1格半，再加上半格也是2格！（如圖6）”“5格的一半是2格半，去掉半格也是2格！（如圖7）”甚至有學生提出：要是釘子板再長些，這樣也可以，這是8格的一半4格，去掉4格的一半是2格（如圖8）……

（1）零部件的統(tǒng)計以最小不可分割的獨立單元進行統(tǒng)計，然后整個設(shè)備匯總。

（2）相同零部件的品種數(shù)不應(yīng)重復(fù)統(tǒng)計，不同規(guī)格視為不同品種。件數(shù)統(tǒng)計中逐一進行累計。

（3）由兩種或兩種以上材質(zhì)構(gòu)成的組件且不可分割，或者由多個零部件焊接或者鉚接的，不拆分統(tǒng)計品種或件數(shù)。

（4）電子產(chǎn)品（如電阻、電容等）可以按照不同的品種和規(guī)格分別統(tǒng)計。不同規(guī)格視為不同品種。對集成電路模塊，如果屬于標準模塊，則不應(yīng)拆分，應(yīng)視為一個獨立的單元。

（5）對于不繪制零件圖的原材料及其制品，如隔音材料、填料、油漆、塑料、電線電纜、橡膠等均不統(tǒng)計。

對于標準化系數(shù)的統(tǒng)計，建議按照總體、系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備層級依次進行統(tǒng)計。以某一系統(tǒng)包含n個設(shè)備，可參照表1所示表格格式進行統(tǒng)計，然后按照包含層次進行匯總處理。

表1 標準化系數(shù)統(tǒng)計表

3 標準化系數(shù)的計算工作要求

根據(jù)產(chǎn)品研制論證中提出的總體標準化系數(shù)的指標要求，自上而下，按照產(chǎn)品的構(gòu)成由總體向系統(tǒng)、設(shè)備逐級分解，并將總體、系統(tǒng)和設(shè)備標準化系數(shù)的計算融入到標準化工作報告中，即產(chǎn)品研制各階段的標準化工作報告或設(shè)計報告中。

產(chǎn)品論證階段，結(jié)合前期同類型產(chǎn)品研制特點和經(jīng)驗，從產(chǎn)品總體角度出發(fā)，框定產(chǎn)品總體標準化系數(shù)指標，提出標準化系數(shù)計算工作基本要求和原則。方案設(shè)計（含深化方案設(shè)計）階段，應(yīng)通盤考慮、分析需求，制定總體工作方案，根據(jù)產(chǎn)品的系統(tǒng)組成特點和配置方案，開展標準化系數(shù)的系統(tǒng)分解設(shè)計，提出方案設(shè)計（含深化方案設(shè)計）標準化工作報告。技術(shù)設(shè)計階段，結(jié)合標準化系數(shù)的指標分配，圍繞產(chǎn)品“三化”工作，著力提高產(chǎn)品零部件通用性，壓縮零部件規(guī)格型號，編制標準件、通用件（或借用件）、外購件選用要求和指南，提出技術(shù)設(shè)計標準化工作報告。施工設(shè)計階段，貫徹實施產(chǎn)品標準件、通用件（或借用件）、外購件選用要求和指南，制定統(tǒng)計規(guī)則和方法，統(tǒng)計產(chǎn)品的標準件、通用件（或借用件）、外購件的件數(shù)和品種數(shù)，開展產(chǎn)品設(shè)計標準化系數(shù)的預(yù)估，提出施工設(shè)計標準化工作報告。建造交付階段，根據(jù)產(chǎn)品研制 “工藝標準化綜合要求”，研究工藝文件、工裝設(shè)計文件的完整性、正確性、統(tǒng)一性，統(tǒng)計標準化工藝或工裝、通用性工藝或工裝，開展產(chǎn)品工藝工裝標準化系數(shù)預(yù)估，提出產(chǎn)品工藝工裝標準化工作報告。定型（鑒定）階段，計算產(chǎn)品標準化系數(shù)，開展產(chǎn)品標準化程度評價，并提出產(chǎn)品定型（鑒定）“標準化工作報告”。

4 結(jié) 語

通過對標準化系數(shù)的取值范圍、標準化特征件的概念和統(tǒng)計規(guī)則的研究，可以看出，產(chǎn)品標準化系數(shù)的設(shè)計和計算應(yīng)以提高產(chǎn)品標準化程度、服務(wù)產(chǎn)品標準化工作、保障產(chǎn)品研制質(zhì)量為目的，否則即便統(tǒng)計計算結(jié)果再精確，也僅僅是一個數(shù)值，對產(chǎn)品研制意義不大。此外，標準化系數(shù)的計算和分解都要與產(chǎn)品特點和研制各階段工作緊密結(jié)合起來，并在各階段工作中予以落實和細化。