动车变流装置用零部件的采购文件技术约束完整性识别研究

2018-04-10李竹可刘志敏李秋玲李先亮

现代工业经济和信息化 2018年1期

李竹可，刘志敏，李秋玲，侯　涛，李先亮

（中车永济电机公司，陕西　西安　710018）

引言

动车变流装置是集成度非常高的产品，一般企业约80%～90%甚至更高比例的零部件都需要通过外购来获得。动车变流装置又是一种技术难度大、运行环境恶劣、运行周期长和关系人生命安全的重型装置，故外购零部件的质量决定着变流装置的质量。如何在编辑采购文件中精准约束产品设计师对零部件的技术要求，面对不同类型的零部件，如何有效、准确地约束技术条款是编辑好采购文件的前提。

1　采购文件定义

采购文件就是在采购活动中编辑的采购依据，是在一部分物料不能够自主生产或加工，必须依靠外部单位供货，而进行采购的技术协议性文件。

采购文件必须能完整、精准地约束采购器件的使用范围、依据标准、器件的属性、试验项点、试验依据、供货条件、器件的质量特性要求、使用寿命、寿命期属性的变化曲线、寿命成本、标识、包装、运输和存储等要求。文件规定的越详细越严谨，和设计师选型的原始要求偏离度就越小，采购部门和供货商间沟通时，提供的货物就越准确。

2　采购文件的技术约束

在采购文件中完整的识别约束零部件信息和依据，需从以下几个方面考虑：

1）依据标准；

2）零部件的使用环境；

3）零部件的基本属性要求；

4）零部件的试验验证方案和验证项点；

5）零部件可靠性；

6）零部件的寿命特性；

7）零部件的防烟防火特性；

8）禁限用物质要求；

9）零部件的交付条件；

10）零部件的标识、包装、运输和存储等要求。

2.1　采购零部件的适用范围

该部分主要用来介绍零部件的使用范围，仅限用于某产品或是通用的采购。建议通用的采购器件可不写，而专用定做定制的必须注明。

2.2　采购零部件的依据标准

主指选用器件生产、制造、试验、可靠性、环境适应性、运输和包装等依据的标准。标准这里需要注意，标准是有时效性，如果特定引用某年的标准，在标准更改升级时需要留意是否可继续使用；如果不注明年份，则标准升级和采购依据也需要跟随标准同步升级。

2.3　零部件的使用环境

使用环境这里需要详细注明零部件运行的电气环境、电磁环境、温度、气压、湿度和振动等等标准。标准越是详尽，对零部件约束性就越强，也用于供货商或厂家识别自己产品的可适用性。

2.4　采购零部件的基本属性

这里是对零部件详细的参数要求，如外形尺寸、精度公差和电气参数等属性。

2.5　试验验证方案和验证项点

试验项点主要针对部分关键的部件关于型式试验、例行试验的要求，以及试验需要参考的技术标准，与2.2中依据标准对应，这里更应细致到依据标准具体到的哪项条款。最好以列表形式，一目了然告知对试验方面的要求。

2.6　采购零部件的可靠性

可靠性则根据目前通用质量可识别的质量六性考虑，质量六性为：可靠性、可维修性、可测试性、可保障性、安全性和环境适应性。这部分需要重点参考《可靠性工程师手册》。质量六性相互独立，又紧密联系。而质量六性主要还是针对复杂的、高技术含量、高价值的零部件的要求。如原材料和性能单一的零件，则没有必要参照质量六性，如钢板、螺钉螺栓等。同时质量六性又与零部件的使用情况有紧密关系，如风机中旋转部件使用的高强度紧固螺栓、轴承等，在采购时就必须考虑其强度、耐疲劳度和对环境的适应要求。近年来，行业中熟知的RAMS（Relibility，Availability，Maintainability，Safety），也是从质量可靠特性中提炼出来的。

2.7　采购零部件的使用寿命特性

使用寿命是工业制造领域的前言学科，如何能够识别器件寿命期使用性能的变化曲线，这是前瞻性技术。识别寿命期内器件寿命的曲线，有利于预估产品的使用寿命、维护周期和预估产品故障周期等。目前流行的前沿技术PHM（Prognostics and Health Management）和 LCC（Life Cycle Cost），无不以此为基础。

2.8　零部件的防烟防火特性要求

现代社会，尤其是西方发达国家对人身安全和环境的保护要求非常高，所以对使用设备、装备和产品等零部件，提出严格要求，对于铁路动车产品而言，防烟防火和禁限用物质要求的要求近乎苛刻，但这也正是社会文明进步的表现。原先防烟防火标准比较分散在几个发达国家，主要有英标、法标、美标、德标、日标等，后国际铁路联盟也制定了UIC放火标准，而欧盟EN 45545系列标准以UIC和欧洲不同国家的现行防火标准和安全规程为基础，统一并形成了机车车辆的防火和验证要求的欧洲标准。

2.9　零部件禁限用物质要求

禁限用物质同样是出于对环境和人身安全考虑，规定产品及其工艺制造过程中禁止使用含有对人体健康和环境产生重大影响的物质，当含有这类物质的产品不可避免地使用且暂无替代产品时，应对产品中这类物质的含量或使用环境进行限制。目前铁路制造企业已经将仅禁限用物质标准设为强制性标准，在编辑采购文件时因引起高度重视。

2.10　零部件的供货条件

供货条件则是一种告知书，让供货商或生产厂家清楚供货的前提，减少因沟通问题导致不必要的时间延误。供货条件中应明确此次采购针对供应商的范围、供货前应完善的项目、收货验收标准和入厂检查项点等，同时应注明提供的详细技术文件。现在产品设计都是全三维环境，基于MBD（Model Based Definition基于全三维模型数字化的制造工程）的三维模型数据指导产品设计是工业发展的必然趋势，也是未来工业4.0平台建设的基础之一，将选取零部件的所有原始数据收集，并数字化保存，对于企业的产品设计、制造、维修和零部件质量可靠性跟踪等都具有重要意义。

2.11　零部件的其他属性如标识、包装、运输和存储

这部分对零部件的辅助信息进行约束，约束零部件的外观标识、包装、运输和存储条件。外观标识应符合企业统一标准，便于企业物料的统一管理以及后期质量跟踪。

3　零部件的重要度等级划分

第二节所提11条技术约束相对复杂，可根据零部件在产品和系统的重要度适当的调整。零部件重要度等级的判定应依据见表1。

通过上表，将变流装置中外购零部件重要度划分A、B、C、D类4个等级。分类同时也应遵循下列原则：

1）以产品的主电路原理图为主线，关系主电路电流电压变动的零部件都可以判定为A类或B类；

2）新零部件从未曾使用过，又属于关键部件，建议为A类；

3）高等级部件在多项目中已批量使用，且无批量故障问题，可降级到低等级，但不能跨级降级。如A类部件，降级为C类。

4　结语

在零部件采购文件完整约束其技术信息，始终是需不断摸索的一个过程，也是矛盾的。约束太详细，技术条款很难响应，导致勉强供货或者没有供货商；约束力不足，又不可避免地发生生产商供货商钻技术漏洞的空子，导致供货质量不可靠，引起的质量失控，进而发生可怕的连锁反应。但始终需要通过不断的去做、去研究，才能不断积累和完善。本文一方面借鉴技术引进过程中，法国阿尔斯通公司对零部件的管理方法，同时参考中国质量协会组织编写的《可靠性工程师手册》中的可靠性要求，结合多年工作经验总结而得，望广大产品设计者和研发管理者从中获得一点点启发。