吴明涛,秦 琳
(昆明船舶设备研究试验中心,昆明 650051)
“三化”(通用化、系列化、组合化)是标准化的重要方法,开展产品“三化”设计对于降低研制费用、缩短研制周期、稳定产品质量、提高产品综合性能、降低研制风险起着重要的作用。通过“三化”成果储备、共享和应用,缓解型号和项目研制周期短、人员高度交叉等压力,提高研制效率,减少重复研制,降低研制成本,提高资源的复用率和产品可靠性,促进装备的系列化发展。
西方发达国家比较早地认识到产品品种杂乱给社会带来的不良影响。早在1783年,美国取得独立战争胜利后,乔治·华盛顿提出“凡我美国各地,其兵器、装备及器具均应同其形制。不知其理,形制不一,则国家形势将蒙受巨大困厄、靡费及混乱”。近代以美国为首的发达国家在研制各种新装备时,除了注重发展先进科学技术,还非常重视走继承的道路,通过通用化和简约化来提高装备研制、生产和使用的能力。
我国军工产品在发展初期,重视产品的研发。随着产品种类的增多,经验、教训的积累,我国逐步认识到即使国家重视军工,不惜重金投资,也要考虑如何节约资源、提高使用效能。
1994年,第4次全国军用标准化会议提出了要将开展武器装备的“三化”作为今后军用标准化的重要任务,从此开启了军工企业的“三化”推进之路。2000年,中央军委颁发的《中国人民解放军装备管理条例》将促进“三化”作为发展武器的9项原则之一和军用标准化的4项任务之一,这体现了“三化”向深层次发展的趋势。
纵观国内外武器装备发展的历史可以看出,“三化”是技术发展的必然趋势,军工企业必须持续推进“三化”工作。
“三化”是指通用化、系列化和组合化,是解决装备研发投资大、周期长、不便于使用维护和不易形成规模生产等诸多矛盾的战略举措,是提高企业核心竞争力和可持续发展能力的有效途径。“三化”的具体含义如下:
1)通用化,是指开发并最大限度重复使用或共同使用具有互换性的通用单元的活动。通用化的前提为互换性,具有重复使用或共同使用的特点。
2)系列化,是指开发并最大限度重复使用或共同使用具有同一功能、不同性能参数或规格的一系列通用单元的活动。系列化通过对同一类产品发展规律的分析研究,对产品发展趋势进行预测,结合生产技术条件,经过全面的技术经济比较,对产品的主要参数、型式、尺寸和基本结构等作出合理的安排与规划,以协调同类产品和配套产品之间的关系。
3)组合化(模块化),是针对开发并最大限度重复使用或共同使用一系列具有不同功能、不同结构和参数规格的通用模块的活动。模块化是按照标准化的原则,设计并制造出若干组通用性较强的单元,根据需要拼合成不同用途的产品的一种标准化的形式。标准化在对产品进行功能分析的基础上,划分并产生一系列功能模块和其他模块,并将各种模块进行组合形成新的产品。
总的来说,通用化是指具有同一功能或相似功能、相同性能参数或规格的通用单元;系列化是具有同一功能,不同性能参数或规格的一系列通用单元;模块化是指具有不同功能、不同结构和参数或规格的通用单元。通用化是基本单元,系列化是在通用单元基础上向不同性能和规格或参数纵发展;模块化是以通用和系列单元向不同功能、不同性能和规格或参数纵横发展。
企业要较好地推进“三化”工作,必须要明确企业内部各部门的职责。一般来说,军工企业科技委负责“三化”成果、推广转化应用前景等评审。“三化”的评审极其重要,直接关系到成果是否能有效推广应用,发挥成果应有的作用。“三化”归口管理部门(一般为标准化部门)负责“三化”成果的管理及技术支持工作,具体负责制定并持续完善“三化”相关策划工作、制定“三化”相关管理办法、建立“三化”数据库并实施动态管理、对“三化”成果应用情况进行分析等工作。业务主管机关负责“三化”的成果评审、应用推广、及考核。人力部门负责“三化”相关的培训及评价。网络信息部门负责“三化”数据库平台的网络与硬件环境运行维护工作。技术部门是“三化”工作的主体,技术人员根据型号/项目研制的经验积累,积极分析哪些成果可以提炼、转换成为“三化”成果。此外,在研制过程中,积极应用已有的“三化”成果,最大限度降低研制费用、缩短研制周期,真正将“三化”工作落到实处。
“三化”成果的申请流程如图1所示,先由技术部门申请人根据企业相关规定,编制“三化”成果申请书,提出申请。通过部门编审后由归口管理部门进行形式审查,形式审查通过后由业务主管机关审核,最后由科技委进行评审。评审通过后进行“三化”成果入库,最后根据需要进行“三化”成果的应用。
图1 “三化”成果申请流程图
需要注意的是,“三化”成果应在有效实施后或证明可以有效实施后予以申报,申报人员应当在总结应用“三化”成果的基础上,进行成果申请。并且要说明其功能、性能、接口、质量特性、适用范围、运用领域及前景。
军工企业应该根据自身主要业务情况,特别是从军工型号产品上挖掘“三化”成果。“三化”成果可以从通用化、系列化和组合化方面分别申请。
4.2.1 通用化成果
通用化成果一般可细分为以下2类:
1)通用件。通用件为可通用于多个产品/型号/项目,使用效果良好的零部组件、设备、软件模块(配置项)和算法等;若某种零部组件、设备、软件模块(配置项)和算法通过证明或验证可用于多个产品/项目/型号/项目,同样属于通用件。
2)共用件(借用件)。共用件(借用件)为可共用于同一个产品/型号/项目的多个组部件、设备、软件模块(配置项)和算法等。
通用(共用)件应具备互换性,互换性包括功能互换性(用途、性能和质量特性等符合互换性要求)和几何互换性(外廓形状和尺寸符合互换性要求)。互换性要求在满足使用要求的条件下,通过一定的途径或方法可以使一件产品不加任何改变或修改就可以替代另一产品,如大小端盖、卡箍、孔盖、集成电路、安全阀、专用紧固件、接插件、管路连接件、入水检测电路和转换开关等。
4.2.2 系列化成果
系列化成果一般可细分为以下2类:
1)一系列通用单元,即重复使用或共同使用的系列化通用单元,通用单元具备互换性。
2)一系列同一功能,不同性能系列化的参数、型式、尺寸、基本结构的单元。
“三化”成果中的系列化成果可通过目前已使用的型谱或后续可能开展的型谱论证加以证明。
4.2.3 组合化(模块化)成果
组合化成果一般可细分为以下4类:
1)通用性模块,能适用多种新产品研制。
2)功能共性模块,具有完成特定任务的共性功能,具有独立性。
3)结构独立性模块,结构独立,便于生产、测试、订货、贮存和商品化。
4)可组合性模块,可通过软件(功能模块和配置项)和硬件(零、部组件)组合适用于不同用途的产品/型号/项目。
组合化(模块化)成果需要有组合化方案并证明有实效,如某组件或产品只需更换某些组部件就可以转变为新型号。
“三化”工作的核心是“三化”成果的推广应用,推广应用的关键是“三化”数据库的建设。只有建设成结构化和规格化的数据库,才能在计算机系统中进行有效输入、存储、处理、检索和使用等操作,更好地开展“三化”成果的推广应用。
由于“三化”资源的数据类型不同,数据的结构关系和格式不同,为了提高数据操作的效率和正确性,需建立同类数据结构和格式的一致性关系。因此,将数据库设计为3个专门类别进行“三化”数据的存储和管理,以实现“三化”数据的分门别类地导入、存储和管理,数据库结构见图2。
图2 三化数据库结构图
“三化”设计可以最大限度地继承和利用现有的成功经验和成果、减少设计和试验的工作量、降低研制风险和研制费用、缩短研制周期、提高产品质量。“三化”已成为我国发展武器装备的一项重要技术政策。作为军工企业,应该与时俱进,积极开展“三化”工作,积极推进武器装备快速发展。