产品标准化系数计算中若干问题探讨

王宇飞 成 浩

（海军研究院 上海200235）

引 言

在GJB/Z170.11-2013《军工产品设计定型文件编制指南 第11部分：标准化工作报告》中规定［1］，产品定型时应进行标准化程度评估，其中非常重要的一项内容就是计算产品标准化系数，并根据标准化系数的计算结果，综合评价产品标准化程度的高低。目前，标准化系数已经用于许多产品设计、定型（鉴定）中，在牵引产品“三化”设计，压缩产品零部件的品种规格型号，提高产品零部件的通用性方面，发挥了较大的作用。然而，虽然产品标准化系数已有明确的定义和计算方法［2-3］，但是在标准化系数的取值范围、标准化特征件的界定、零部件的统计规则等方面界定不清晰，导致在具体计算中存在较大的随意性，直接影响了标准化系数计算结果的准确性和说服力。

1 标准化系数的定义

标准化系数的定义为产品研制中采用的具有标准化特征的零部件件数（或种数）与产品所有零部件的总件数（或总种数）之比。常用的标准化系数主要有标准化件数系数和标准化种数系数两种，以标准化件数系数为例，其计算公式可以表示为：

式中：kj为产品标准化件数系数；为产品中标准零、部、组件总数；为产品中通用或借用零、部、组件总数为产品外购零、部、组件总数；为产品全部零、部、组件总数。

可以看出，标准化件数系数的大小主要取决于产品中的标准件、通用件、借用件、外购件（以下简称为标准化特征件）的数量，标准化特征件数量越多，标准化系数就越大。所以，准确统计标准化特征件的数量是标准化系数计算中的关键。在实际统计计算中，对产品中零部件、组件采用不同的统计规则和统计方法，会产生不同的统计结果，导致计算得出的标准化系数也会有大有小，缺乏说服力。其次，目前在标准件、通用件、外购件的界定上，相互之间存在一定的交叉，概念定义不够清晰，给标准化系数的统计带来了一定困难。此外，关于标准化系数的取值范围，目前尚未提出有效的确定原则或方法，在实际应用中存在一定的随意性，缺乏统一的衡准要求。这些问题都需要深入研究分析，明确标准化特征件的概念和范畴，提出可操性的统计措施或方法，为产品标准化系数的计算提供指导和帮助。

2 标准化系数的计算

2.1 标准化系数的取值范围

从标准化系数的定义来看，产品研制中采用的标准化特征件越多，标准化系数越高。如果全部是标准化特征件，那么标准化系数将为100%，这说明产品所有零部件研制生产技术成熟固定，如果标准化系数一致保持在100%，将会导致产品更新困难，影响产品设计人员的积极性。同样，如果产品标准化系数很低，说明标准化特征件很少，多数零部件为新研或需要重新设计，将大大增加研制风险和费用周期，不利于产品的“三化”工作。所以，标准化系数的取值应该有一个界限，不能简单认为越高越好。另外， 对不同的产品来说，标准化系数的取值也是不同的。成熟产品或研制改进的产品，多数零部件技术固化，技术成熟度较高，相应的标准化系数会较高。对新研产品，存在一定比例的首次研发零部件，技术成熟度较低，可能导致相应的标准化系数会较低。所以，为有效发挥标准化系数在产品研制中的作用，应当综合考虑前期类似或同型产品研制经验，合理确定产品标准化系数的取值，既不能太低也不能太高。

目前，标准化系数的取值范围主要还是参考以往产品实践积累的经验提出的。在已有的文献研究中，比较有代表性的是采用黄金分割的方法确定标准化系数的取值范围［4-5］。比如，对新研产品，一般认为标准化系数应大于50%，即产品中一半以上的零部件是标准化特征件，为进一步提高方案的可行性，采用黄金分割法，可以得到较为理想的标准化系数应大于80.9%。同样，改进产品中除去改进部分，其余部分可以确认为标准化特征件的范畴，因此建议改进产品较为理想的标准化系数应大于80.9%。对一个由多个复杂系统设备构成的产品来说，标准化系数应当首先计算系统、设备的标准化系数，然后根据各层次之间的分属和包含关系，计算得出产品的标准化系数。一般来说，系统和设备的标准化系数一般应大于产品总体标准化系数，从而满足要求。所以，标准化系数取值范围的确定，不仅要依据产品的技术成熟度确定，还要根据产品的组成特点和分属层次来确定。

2.2 标准化特征件的概念和界定

标准件可以概括为经过优选、简化、统一，并给予标准代号的零部件，包含的范围主要有紧固件、密封件、管路和电子元器件等，此类零件一般由企业外购或自行制造并直接用在产品上。简单来说，这类产品按照已有国家标准或行业标准研制，属于货架产品。

通用件可以定义为在不同类型或同类型不同规格的产品中具有互换性，并经产品研制单位标准化部门审核通过具有通用件编号的零部件。这一类零部件一般按本企业标准自制，可以在本企业内部不同类型产品之间使用。

借用件，顾名思义就是在本产品研制中采用其他产品专用件的零部件。借用件是已经设计完成并在其他产品中使用，在新产品研制中，把该部分零部件借过来使用。这不仅需要借用件功能满足要求，而且新产品的设计更要满足接口尺寸的要求。按照定义借用件可以在两类产品间通用，也属于通用件，在标准化系数的计算中，可将借用件算作通用件。

外购件可以定义为按标准购回的其他企业产品。外购件与标准件的区别在于，标准件产量大并且涉及面广，而外购件通常是按标准订购的并且专门为某一型产品服务的成品件，属于专门定制，产量不多。

以上针对标准件、通用件（或借用件）、外购件的定义，都是相对于组成设备的零部件来说的，而不是一个系统或设备，对各部分的定义应该是一个最小的不可分割的独立单元，如螺丝、螺帽等，不应存在拆分或组合的情况。

2.3 标准化系数的统计规则

对组成复杂、系统庞大的产品来说，在产品总体层次下包含一级子系统，在各一级子系统下又分别包含相应的二级子系统或设备，标准化系数计算分层级、分类型计算，即产品的

标准化系数划分为总体标准化系数、系统标准化系数、分系统标准化系数和设备标准化系数四个层次。设备标准化系数根据设备组成的零部件、组件来计算，分系统的标准化系数由分系统的组成设备的标准化系数来计算，系统标准化系数由该系统的分系统的标准化系数来计算，总体标准化系数采用包含的各大子系统的标准化系数来计算。

在设备标准化系数计算中，可参照以下方法制定统计原则：

至此为止，课堂上，学生就像打开了潘多拉魔盒一样兴奋起来，“我发现：3格的一半是1格半，再加上半格也是2格！（如图6）”“5格的一半是2格半，去掉半格也是2格！（如图7）”甚至有学生提出：要是钉子板再长些，这样也可以，这是8格的一半4格，去掉4格的一半是2格（如图8）……

（1）零部件的统计以最小不可分割的独立单元进行统计，然后整个设备汇总。

（2）相同零部件的品种数不应重复统计，不同规格视为不同品种。件数统计中逐一进行累计。

（3）由两种或两种以上材质构成的组件且不可分割，或者由多个零部件焊接或者铆接的，不拆分统计品种或件数。

（4）电子产品（如电阻、电容等）可以按照不同的品种和规格分别统计。不同规格视为不同品种。对集成电路模块，如果属于标准模块，则不应拆分，应视为一个独立的单元。

（5）对于不绘制零件图的原材料及其制品，如隔音材料、填料、油漆、塑料、电线电缆、橡胶等均不统计。

对于标准化系数的统计，建议按照总体、系统、分系统、设备层级依次进行统计。以某一系统包含n个设备，可参照表1所示表格格式进行统计，然后按照包含层次进行汇总处理。

表1 标准化系数统计表

3 标准化系数的计算工作要求

根据产品研制论证中提出的总体标准化系数的指标要求，自上而下，按照产品的构成由总体向系统、设备逐级分解，并将总体、系统和设备标准化系数的计算融入到标准化工作报告中，即产品研制各阶段的标准化工作报告或设计报告中。

产品论证阶段，结合前期同类型产品研制特点和经验，从产品总体角度出发，框定产品总体标准化系数指标，提出标准化系数计算工作基本要求和原则。方案设计（含深化方案设计）阶段，应通盘考虑、分析需求，制定总体工作方案，根据产品的系统组成特点和配置方案，开展标准化系数的系统分解设计，提出方案设计（含深化方案设计）标准化工作报告。技术设计阶段，结合标准化系数的指标分配，围绕产品“三化”工作，着力提高产品零部件通用性，压缩零部件规格型号，编制标准件、通用件（或借用件）、外购件选用要求和指南，提出技术设计标准化工作报告。施工设计阶段，贯彻实施产品标准件、通用件（或借用件）、外购件选用要求和指南，制定统计规则和方法，统计产品的标准件、通用件（或借用件）、外购件的件数和品种数，开展产品设计标准化系数的预估，提出施工设计标准化工作报告。建造交付阶段，根据产品研制 “工艺标准化综合要求”，研究工艺文件、工装设计文件的完整性、正确性、统一性，统计标准化工艺或工装、通用性工艺或工装，开展产品工艺工装标准化系数预估，提出产品工艺工装标准化工作报告。定型（鉴定）阶段，计算产品标准化系数，开展产品标准化程度评价，并提出产品定型（鉴定）“标准化工作报告”。

4 结 语

通过对标准化系数的取值范围、标准化特征件的概念和统计规则的研究，可以看出，产品标准化系数的设计和计算应以提高产品标准化程度、服务产品标准化工作、保障产品研制质量为目的，否则即便统计计算结果再精确，也仅仅是一个数值，对产品研制意义不大。此外，标准化系数的计算和分解都要与产品特点和研制各阶段工作紧密结合起来，并在各阶段工作中予以落实和细化。