技术状态管理在轨道交通车辆全生命周期中的应用

（中车长春轨道客车股份有限公司研发综合管理部，130062，长春∥高级工程师）

技术状态管理在轨道交通车辆全生命周期中的应用

孙维有

（中车长春轨道客车股份有限公司研发综合管理部，130062，长春∥高级工程师）

针对轨道交通车辆技术状态管理的功能、过程、应用情况及存在的问题，从所涉及的内容和方法上进行了分析研究，并结合实际情况提出了技术状态管理在轨道交通车辆全生命周期中的应用方案。研究结果可为轨道交通车辆全生命周期技术状态管理的推广实施提供参考。

轨道交通车辆；全生命周期；技术状态管理

Author′saddressCRRC Changchun Railway Vehicles Co．，Ltd．，130062，Changchun，China

轨道交通车辆，尤其是高速动车组，由于高度的技术集成，使得其构造极其复杂。因此，从设计、制造到运营和维修保养的整个生命周期，其技术状态及信息都需要能够得到有效地控制、记录及追溯，这对于保证车辆具有20～30年的安全运营期是至关重要的。

传统的管理方法已经不能满足高复杂性、长寿命产品的管理需要，引入技术状态管理方法已经成为必然选择，特别是国际铁路行业标准（IRIS）已将技术状态管理（配置管理）纳为强制执行条款，作为国际铁路行业准入资质的认证。

1 技术状态管理

1．1 技术状态管理功能

技术状态管理也称配置管理，是根据产品的要求、设计与使用信息来建立和维护产品的性能、功能及物理属性的连贯性管理过程，并贯穿整个产品的生命周期。技术状态管理功能可以简单概括为识别想要达到的技术状态，并去控制达到它。具体可以归结为以下4点：①明确要求是什么；②达到要求的方法是什么；③当前的状态是什么；④要求达到没有。技术状态管理功能可以用图1表述。

图1 技术状态管理的功能

1．2 技术状态管理过程

技术状态管理主要遵循以下过程。

（1）技术状态标识：识别出哪些项点要纳入技术状态管理，即解决“要求是什么”。

（2）技术状态控制：对于识别出的技术状态项点进行控制，保证其符合要求，即解决“达到要求的方法是什么”。

（3）技术状态记实：对各技术状态项点进行状态记录和报告，确保每个相关的人都能及时获得准确的状态信息，即解决“当前的状态是什么”。

（4）技术状态审核：对技术状态标识、技术状态控制、技术状态记实等过程进行监督检查，以确保重要项点都识别了、得到有效控制了、进行详细记录和报告了，即确保要求到位了、控制到位了、记录到位了，解决“要求达到没有”。

技术状态管理过程如图2所示。

图2 技术状态管理的过程

2 国内轨道交通车辆技术状态管理应用现状及存在问题

国内轨道交通车辆制造企业为了走入国际市场，近年来开始引入技术状态管理，并进行IRIS认证。但由于起步较晚，技术状态管理的应用也比较肤浅、局限，还不够系统，主要存在以下问题：

（1）技术状态管理体系不健全。技术状态管理工作虽或多或少都在开展，但未能按照标准要求建立一个完整的体系并系统地实施。

（2）车辆及其零部件的各种技术状态信息（如图纸、技术文件、软件信息，版本、变更信息，车辆、物料信息，运营信息，检修信息等）之间比较分散，存储在各自的管理系统中，没有进行有效整合，缺乏互联共享，导致信息检索困难，不能为车辆运维检修提供有效支撑。

（3）车辆技术状态信息在车辆全生命周期各阶段（如设计制造、运营维护、检修等阶段）相对独立，车辆制造企业与用户及供应商之间的信息传递不及时，没有形成信息共享，导致各相关方信息不全面或不准确，更新不及时，这对车辆运营安全造成不利影响。

3 技术状态管理应用

3．1 技术状态管理体系的建立

根据技术状态管理相关标准，结合轨道交通车辆的产品结构和全生命周期过程，建立符合技术状态标识、控制、记实、审核等要求的，并涵盖车辆设计、制造、运营、检修等全过程的管理体系，主要内容包括：图纸和技术文件的版本变更管理、零部件的批次与序列号管理、车辆软件的版本管理、零部件的技术匹配管理等。各项管理过程应遵循计划—实施—检查—处理（PDCA）原则进行闭环管理。

3．1．1 技术状态标识

首先要确定车辆的产品配置结构，按照车辆物料清单（BOM）展开，逐层搭建产品配置结构树（各节点即技术状态项点），原则上要分解到最小可更换单元。产品配置结构可以按车辆分部位搭建。对于采购零部件，可以单独搭建产品配置结构树，也可以纳入上级产品配置结构树。

根据轨道交通车辆的特点，应在产品结构树中标识以下信息，以便对其进行技术状态控制和记实：①是否需要进行批次管理；②是否需要进行序列号管理；③是否涉及车辆软件；④是否涉及技术匹配。

通过以上标识，可以从产品配置结构树中导出以下清单，进行专项技术状态管理：①批次管理零部件清单；②序列号管理零部件清单；③车辆软件清单；④技术匹配零部件清单。

3．1．2 技术状态控制与记实

3．1．2．1 图纸与技术文件版本管理

按照车辆产品配置结构树，将各技术状态项点的图纸、技术文件相关联，建立产品配置基线。初始产品配置基线的版本可以定义为“0”，初始图纸与技术文件的版本可以定义为“A”。

按照所使用系统的不同，图纸与技术文件的版本管理可以有分阶段升级和即改即升级两种方式。

对于分阶段升级方式，应根据车辆制造的批量、变更情况及生产周期，定义阶段升级节点计划，原则上“试制结束”和“车辆全部交付”节点应进行阶段升级。在实际生产过程中，如果批量比较大，可以分小批量进行阶段升级。另外，也可以在工程变更达到一定数量时进行阶段升级。每次阶段升级，需要升级产品的配置基线。由于是分阶段升级，所以在下一次阶段升级前，生产现场要及时对图纸和技术文件按照工程变更进行签字更改。为了便于阶段升级，应在产品配置基线中实时记录每次变更日期、变更号、变更项、物料号、变更版本、执行车辆，以防止下次阶段升级时有所遗漏。

对于即改即升级方式，应注意更改和升级之间的时间差不能太长，否则容易影响现场生产。另外，由于变更升级的数量越来越多，哪些车辆执行哪些版本的图纸和技术文件，以及执行哪些变更就很难随时说清楚，所以必须进行及时记录。一种方法是采用手工汇总，即按照产品配置基线，在每个技术状态项点对应的图纸和技术文件后，详细记录每次变更的日期、变更号、变更版本号、执行车辆；另一种方法是通过系统自动记录，即产品配置基线与变更系统自动关联，每次变更时详细记录变更日期、变更号、变更项、物料号、变更版本、执行车辆，变更发布后由系统自动更新到产品配置基线中，实现实时互动。

通过实时的变更记录，可以随时掌握所有车辆和所有物料的文件何时做了哪些变更，目前执行哪个版本，以防止执行错误。

3．1．2．2 工程变更管理

（1）问题的提出与原因分析：在发布变更之前，首先要详细记录问题现象，并进行原因分析，将其与之后的变更进行关联，其目的一是为了给变更方案提供有效数据，二是为了进行知识积累，提升设计水平。

（2）影响对象评估：列出所有的影响对象，并逐一进行评估，确保有针对性地制定变更方案，并保证变更方案的全面性。

（3）变更方案验证：为保证变更方案的有效性和可执行性，必须进行有效性与可行性验证。

（4）执行范围与执行单位确定：要准确确定变更执行车辆范围与执行单位，并完成传达与签收。

（5）变更的闭环管理：变更的闭环管理对于保证车辆的技术状态尤为重要。为实现变更闭环管理，要保证所有应执行范围与应执行单位都严格执行变更，在整个变更完成后才能实施变更关闭。

一种方法是通过手动表格汇总的方式关闭。将执行范围与执行单位做成二维表，对每个交叉点单元格进行关闭，所有交叉点单元格关闭后整个变更即关闭。另一种方法是通过变更系统实现。在系统中定义执行范围与执行单位，每次执行完毕后即时在系统中进行关闭，全部执行完后由系统自动关闭，同时在系统中开发自动统计汇总程序，用于实时跟踪汇总。更好的方法是通过变更系统自动生成变更条形码或二维码，生产现场每次执行完后直接扫码进行关闭。

3．1．2．3 批次管理与序列号管理

批次管理是为了实现同一批次零部件的追溯性管理，序列号管理是为了实现单一零部件的精准追溯性管理。零部件的批次管理与序列号管理需要在设计、制造、质检、发运、装配、运营、维修等各个环节的所有记录中进行序列号记录，以保证实现可追溯性。批次管理与序列号管理的过程为：零部件范围确定，批次号及序列号编码规则定义，批次号及序列号标识，批次号及序列号装配记录。

对于批次号与序列号的标识，可以根据零部件的结构和特性采取以下几种标识方法：铸字、钢印刻打、激光刻打、条形码、二维码、电子标签等。任何一种标识方法，均要保证序列号标识的永久性和可识别性。为了便于识别与记录，可以使用条形码、二维码、电子标签等方式，通过扫描设备读取和记录。

为了便于批次号与序列号追溯，可将批次号与序列号纳入系统管理，即零部件的清单发布、安装记录、更换记录都同步记录在系统中。

3．1．2．4 车辆软件版本管理

车辆软件版本管理过程为：确定车辆软件清单及版本，车辆软件安装及记录，车辆软件变更升级记录。

为了便于车辆软件版本管理，应定义整车级的车辆软件版本，起始版本可以称为软件基准。版本号应在车辆的软件操作界面中进行标识，每次升级任何一个系统或子系统软件时，车辆软件版本号都应同步升级，这样才能保证整个车辆软件的同步性。

为了便于跟踪车辆软件的版本状态，可将车辆软件版本纳入系统管理，从车辆软件版本清单发布，到软件安装和软件升级都同步在系统中记录，对于未及时记录的由系统即时报警提醒。

3．1．2．5 技术匹配管理

技术匹配管理主要是对有技术匹配要求的零部件进行识别与装配控制，以保证零部件性能与物理特性达到要求。通过零部件技术匹配清单，确定需要技术匹配的零部件，同时明确技术匹配事项，并在零部件装配时进行检验。同时，在车辆装配记录中进行记录，并纳入随车履历，以便后续车辆运营维护时可按照技术匹配要求进行检修和更换。为了保证严格按照技术匹配要求进行零部件装配和更换，可将技术匹配清单及装配和更换记录纳入系统管理，由系统自动校验。

3．1．3 技术状态审核

技术状态审核分为功能性审核和物理性审核。功能性审核一般与评审和功能性试验同步进行，物理性审核一般与实物检查和实物试验同步进行。

3．2 技术状态信息网

在建立全生命周期技术状态管理体系时，要建立以物料为中心的多维技术状态信息网，以实现车辆全生命周期各阶段、各技术状态信息之间的相互关联检索，如图3所示。

图3 全生命周期技术状态信息网

例如：在设计制造阶段，建立物料与车辆（辆、编组、列）及其图纸、文件、软件的版本和变更对应关系；在运营阶段，建立车辆与运营里程及运营时间的对应关系；在检修阶段，建立车辆与检修级别和检修承包商的对应关系。通过各阶段、各技术状态信息之间的相互关联，形成多维技术状态信息网，实现各技术状态信息之间的相互追溯。

3．3 技术状态信息管理平台

在车辆制造企业内部，对各技术状态信息管理系统进行整合或接口互联，实现信息的实时互联共享。在车辆制造企业与用户及供应商之间，也要实现各技术状态信息管理系统的接口互联，从而实现信息的实时互联共享。

4 结语

通过建立轨道交通车辆全生命周期技术状态管理体系，定义车辆全生命周期各阶段技术状态信息及其关联性，并通过技术状态信息管理平台互联互通，可以有效实现车辆全生命周期技术状态信息的追溯与管理。

［1］ 国际标准化组织（ISO）．质量管理体系：技术状态管理指南：ISO 10007—2003［S］．

［2］ 中华人民共和国质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．质量管理体系：技术状态管理指南：GB／T 19017—2008［S］．

［3］ 中国人民解放军装备部．技术状态管理：GJB 3206A—2010［S］．

［4］ 欧洲铁路行业协会（UNIFE）．国际铁路行业标准：IRISV02—2009［S］．

Application of Technical Condition Management on All Life Circle of Rail Transit Vehicle

SUN Weiyou

The functions，process，application，existing problems，related contents and methods of the technical condition management of rail transit vehicle are analyzed．At the same time，combined with practical conditions，the application of this management to all life circle of rail transit vehicle is proposed．This research provides a reference for the effective implementation of rail transit vehicle life circle configuration management．

rail transit vehicle；all life circle；technical condition management

U270．1

10．16037／j．1007－869x．2017．02．030

2016－09－20）