軌道交通信號裝備成熟度劃分研究

白俊明，時 會

(中國鐵路通信信號股份有限公司，北京 100070)

1 概述

隨著中國軌道交通行業蓬勃發展的機遇，軌道交通信號裝備在縮短行車間隔，保障行車安全上的重要作用越發凸顯，因此，研發和技術管理方法也需要逐步向航天軍工等優秀行業靠攏。中國軌道交通信號領域在2010年開始逐步引入IRIS 管理體系和全生命周期的先進管理經驗和理念，但對于技術成熟度的概念尚未有明確的標準依據。建立軌道交通信號裝備的成熟度評價標準就顯得尤為重要。

建立軌道交通信號裝備的成熟度評價標準可以依據產品成熟度來確定驗證方法和手段，有效管控風險。

2 軍工裝備技術成熟度等級劃分學習

在美國國防部主要用于航空、航天及武器開發發布的《技術成熟度等級手冊》（2005年3月）基礎上轉化為《裝備技術成熟度等級劃分及定義》（GJB7688-2012）標準，主要用于軍工領域，衡量軍工裝備硬件、軟件技術的成熟度，除了依托技術的設計和驗證情況，還需要綜合考量制造和管理方面的情況。因此，判斷產品的成熟度，需要從技術、制造和管理3 個條件進行衡量，才能更準確的判定技術的成熟度。

隨著技術成熟度的應用，慢慢發現仍有許多風險點，因此美國國防部細化發布了《制造成熟度等級手冊（草案）》（2009年5月），隨之轉化為《裝備制造成熟度等級劃分及定義》（GJB8345-2015），從工業基礎及制造技術體系、設計、技術成熟度、工藝、物料、設備設施、制造人員、制造管理、質量管理、成本管理10 個方面來衡量。兩個標準衡量的主要內容對比如表1 所示。

表1 軍標成熟度標準對比Tab.1 Comparison of military readiness standard

制造成熟度等級（Manufacturing Readiness Level，MRL）中技術成熟度與技術成熟度等級（Technology Readiness Level，TRL）之間對照關系如表2 所示。

表2 軍標成熟度等級對照關系Tab.2 Comparison of readiness level of military standard

3 軌道交通信號裝備成熟度判定設想

在軌道交通信號領域，考慮信號產品的生命周期，可以系統進行成熟度準則劃分，并在技術成熟度和制造成熟度之間建立鏈接關系，從而抓住重點，對風險點進行更好的管控。在軌道交通信號產品設想或僅僅提出可行性方案分析的時候，暫時不用考慮制造成熟度，隨著設計方案的不斷完善，開始考慮功能樣機以后增加制造成熟度需要考慮的事務。

在技術成熟度方面軌道交通信號領域主要風險點為：對使用環境和應用需求的了解程度；研究假定和運用是否明確；技術特性的確定，技術資料（技術文件、圖紙、標準、專利等）的編制和準備工作是否齊備。

在工業基礎和制造技術體系方面軌道交通信號領域主要風險點為：整個產業的制造資源配置是否齊套；總體水平及特定產品制造是否具備條件；整個產業的技術體系是否完備。

在產業化設計方面軌道交通信號領域的主要風險點為：符合性能和質量前提下，低成本高效生產的設計與生產的節拍是否一致；產業化設計的詳細程度、穩定性以及產品數據是否完備。

在工藝方面軌道交通信號領域的主要風險點為：工藝流程、生產加工、裝配的建模仿真技術水平；工藝驗證充分性和工序能力；合格率和生產率的目標達標情況和提升工作。

在物料方面軌道交通信號領域的主要風險點為：物料的產品定義完備性及使用驗證充分性；物料的供貨源是否穩定；采購周期是否合理；特殊物料的識別、保存、驗證是否充分；供應商管理手段是否完備。

在設備設施方面軌道交通信號領域的主要風險點為：制造設備（含工藝裝備、專用試驗與監測設備）的研制及維修護理條件能否達標；生產設施的準備和驗證保養是否及時。

在制造人員方面軌道交通信號領域的主要風險點為：工程技術人員和操作者的數量以及能力的滿足。

在制造管理方面軌道交通信號領域的主要風險點為：制造規劃、排產、風險控制和生產控制系統的建設關系；物料采購和采購的節拍是否滿足生產進度。

在質量管理方面軌道交通信號領域的主要風險點為：過程的質量管理水平；產品質量管理水平；供貨商及外包方管理水平。

在成本管理方面軌道交通信號領域的主要風險點為：產品LCC 數據的構建和完善；成本分析和成本壓縮工作是否實施；成本的控制是否合理。

4 軌道交通信號裝備制造成熟度劃分準則推薦

軌道交通信號裝備的研發技術類條件主要是指設計和驗證方面的內容。設計方面主要是指技術研究開發時應完成的研究設計內容，包括應用需求和使用環境的了解，研究假定和原理運用的明確，技術特性的確定，技術資料 (含技術報告、圖樣、標準規范、專利申請)的編制等；驗證方面主要是指對技術研究開發成果進行驗證的內容，包括驗證對象、驗證環境、驗證結果以及需強調的驗證項目。

軌道交通信號裝備的制造類條件主要是指試制(生產 )所涉及的工藝性設計、制造工藝、工藝設備等內容。管理類條件主要是指用戶關系管理、風險管理、費用管理等內容。

結合鐵路信號產品的全生命周期，可以把鐵路信號產品的生命周期：概念、系統定義和應用條件、風險分析、系統需求、系統需求分配、設計和實現、制造、安裝、系統確認、系統驗收、運營和維護、性能監控、修改和更新、停用和處置結合技術成熟度的要求，進行優化，分別對應為：概念和可行性研究、原理及原型機設計、產業化及功能樣機設計、批量生產4 個階段，分別對應10 個成熟度，并根據每個階段的工作重點不同，考慮不同的風險點。例如在概念和可行性研究階段，主要側重考慮技術成熟度和工業基礎與技術體系的風險點，隨著樣機試制等工作的開展，供應商產業鏈的風險就要納入成熟度的考慮范疇。信號裝備成熟度建議劃分如表3 所示。

軌道交通信號設備的研發和生產制造企業可以根據10 個成熟度等級和各個風險因素開展本企業風險管控工作，規范信號設備的研發管理。

5 結束語

在軌道交通領域不斷發展壯大的今天，伴隨著中國制造4.0 的發展藍圖，通過對航天和軍事領域的學習，軌道交通信號裝備的技術管理方法也逐步在進步完善。軌道交通信號裝備的研發立項不是一蹴而就的，可能需要在性質不同的企業經過數年的立項研發，才能保證一個成熟產品的上線運營。不同的階段對應不同的成熟度，研發和技術管理管控的重點和風險控制點各有側重，從產品全生命周期角度考慮成熟度，助力軌道交通信號裝備的不斷提升。

表3 信號裝備成熟度建議Tab.3 Proposal of signaling equipment readiness