产品标准化系数计算方法研究

王宇飞，成 浩

（海军研究院，上海 200235）

0 引言

在GJB Z170—2013《军工产品设计定型文件编制指南》[1-2]中规定，产品设计定型“标准化工作报告”中应进行产品标准化程度评估，评估中非常重要的一项内容是计算产品的标准化系数；在产品设计定型“标准化审查报告”中依据标准化系数计算结果，综合评价产品的标准化程度。可以看出，标准化系数已经成为衡量产品标准化程度的重要指标，越来越受到产品采购部门的重视。目前，国内针对产品标准化系数已经开展了较为深入的研究[3-7]，而且在许多产品定型鉴定中成功应用，对牵引和优化产品“三化”设计，提高产品标准化程度发挥了重要作用。但是，在标准化计算方面仍然存在统计原则界定不清晰、零部件价值没有考虑、无法准确有效地反映产品的总体标准化情况等问题。如何根据产品特点出发，立足总体、系统和设备的分属和包含关系，研究不同层次不同类型的标准化系数的计算方法，提高标准化系数计算方法的针对性和计算结果准确性，提高标准化程度评估结果的说服力，就显得尤为重要。

1 标准化系数计算的现状

目前，在相关标准和文献中，对标准化系数已有较为明确的定义，即产品研制所采用的标准件、通用件、借用件、外购件的品种数与全部零件、部件、组件总品种数之比，称为标准化种数系数。产品研制所采用的标准件、通用件、借用件、外购件的件数与全部零件、部件、组件总件数之比，称为标准化件数系数。产品研制所采用的全部零件、部件、组件总件数与总品种数之比，称为标准化重复系数。

在实际产品研制中，应用较多的是标准化种数系数。从标准化品种系数的计算方法来看，计算的最小单元为品种，大大简化了统计样本，对组成复杂、零部件庞大的产品来说极为有利，但是对一个品种一件和一个品种多件在统计量值上一样，也极易造成个别代替一般的现象。其次，零件、部件、组件的统计范围、层次不明确，是按照组件、部件还是零件统计品种的规则没有给出，如何界定标准件、通用件、借用件的范围，这些问题给具体的操作性上带来较大的困难。再者，由于对研制产品直接采用了零部件、组件的品种数来计算，割裂了总体、系统和设备、零部件之间的包含和隶属关系，不利于从总体上控制和分解产品研制的标准化系数指标要求。基于上述原因，亟待进一步开展标准化系数计算相关基本理论研究，理清统计计算的范围、原则和方法，建立一套层次分明、可操可行的标准化系数计算方法。

2 标准化系数的计算分解

对于由多个大系统组成的产品来说，标准化系数的计算是一项十分艰巨而且复杂的工程。为了方便标准化系数的计算，可根据产品各个系统划分和组成，对产品按照总体、系统、分系统、设备、组成单元、零件进行细分（以系统 2为例），如图1所示。

图1 标准化系数计算分解图

通常，标准化系数计算分解至图1的五层结构，不再向组成单元的下级分解。由产品总体分解至分系统，将各分系统进一步分解，直至分解到零件为止。在计算舰船标准化系数时，应分类型分层次进行标准化系数的计算，即按照总体、系统、分系统、设备、零部件的包含层次，先利用零部件计算组成单元的标准化系数，然后通过组成单元计算设备标准化系数，利用设备标准化系数计算各分系统标准化系数，依次类推，直至计算出产品总体标准化系数。

3 标准化系数的计算方法

3.1 设备标准化系数

设备通常由零部件和组件组成，其标准化种数系数采用式(1)来计算。

式中：k为标准化种数系数；∑b为标准件、通用件（或借用件）、外购件的零、部、组件总的品种数；∑Z为全部零、部、组件总的品种数。

一般来说，产品研制中采用的型号规格越少，说明装备研制“三化”水平高，标准化程度也越高。但是在压缩型号规格后，计算得出的标准化品种系数是降低的，这显然与事实不符。实际上，不同的零部件有不同的件数，同一品种且数量较大的零部件对标准化系数的计算是有影响的。因此，在计算标准化品种系数时，对每一个品种应增加件数修正系数，用于描述该品种的零件件数对标准化系数的影响。

在实际统计中，会有一些常见的、数量大、品种多的标准化零部件如螺丝、螺帽、垫片等，而一些重要的、关键的零部件可能数量和品种较少，如果在计算中将两者同等视之，就会出现低价值高标准化程度的零部件掩盖重要零部件标准化程度低的现象。因此，在计算标准化品种系数时，对每一个品种应增加重要性修正系数，用于描述该品种的零件的重要性对标准化系数的影响。综上分析，可以将设备标准化种数系数按式(2)计算。

式中：K为设备标准化种数系数；bi为设备第i个标准件或通用件（或借用件）或外购件的零、部、组件的品种数，不同系列视为不同品种，取值为1；Δi为设备第i个标准件或通用件（或借用件）或外购件品种的件数修正系数。

对件数修正系数，其反映同一品种不同数量的零部件件数对计算标准化系数的影响，可以用式(3)表示[8]。

式中：Qi为设备第i个标准件或通用件（或借用件）或外购件的实际件数；Qi0为设备第i个标准件或通用件（或借用件）或外购件的基准件数，一般取为1；α为标准品种件数变化对制造成本的影响系数（根据不同产品，α取0.2～0.5，推荐采用0.3）。

零部件件数修正系数取值见表1所示。

表1 标准化系数件数修正系数

3.2 系统标准化系数

假设一个系统包含有n个分系统，每个分系统包含有N个设备，其系统的标准化系数、分系统的标准化系数与各个设备的标准化系数的关系，如图2所示（以分系统1的组成为例）。

以图2中系统为例，系统的标准化系数由各分系统的标准化系数进行加权归一化处理后得到，各分系统标准化系数由各设备的标准化系数进行加权归一化处理后得到，即不同分系统、设备的标准化系数在系统标准化系数中计算中占有一定的比率，即修正系数。为此，提出分系统的标准化系数按式(4)计算。

式中：A为分系统标准化系数；Ki为第i个设备标准化系数；ψi为第i个设备标准化系数在系统标准化系数中所占比率。

图2 系统标准化系数计算结构图

设备的标准化系数在分系统标准化系数中所占的比率，主要取决于2个因素，一是分系统中包含该设备数量的影响，定义为数量影响系数；二是该设备在分系统中重要性程度，定义为重要性影响系数。一般可以表示为

式中：ai为第i个设备在分系统中数量的影响系数，可按照表1进行选取；bi为第i个设备在分系统中重要性影响系数。

对重要性影响系数，目前尚属首次提出，建议按照零部件、组件在设备中重要性程度进行划分，然后采用专家打分的方法，来确定相关部件的修正系数值。目前初步给出表2所示的打分方法，建立设备零部件、组件的打分表，通过多位专家打分后再进行平均，然后确定重要性影响系数。

表2 标准化系数重要性修正系数

通常，系统包含n个分系统，那么系统的标准化系数由分系统的标准化系数计算，见式(6)。

式中：Φi为第i个分系统标准化系数在系统标准化系数中所占比率。

同样，第i个分系统标准化系数在系统标准化系数中所占比率Φi由两部分组成，即系统中分系统的数量影响系数和重要性影响系数。一般情况下，系统中各分系统是单独的，即数量为 1，因此数量的影响系数取为 1；对重要性影响系数，该分系统直接决定了系统的功能实现，一般也取为1。因此，第i个分系统标准化系数在系统标准化系数中所占比率Φi取为1。所以系统标准化系数可简化为

式中：B为系统标准化系数；Ai为分系统标准化系数；n为系统中包含分系统的个数。

3.3 总体标准化系数

根据总体与系统的包含关系，建议总体的标准化系数采用各系统标准化系数来计算。对总体来说，如果包含有N个系统，其总体标准化系数同样可采用各系统标准化系数来计算，见式(8)。

式中：M为总体标准化系数；Bi为第i个系统标准化系数；ξ i为第i个系统标准化系数修正系数。

同样，第i个分析标准化系数在系统标准化系数中所占比率ξ i由两部分组成，即系统中分系统的数量影响系数和重要性影响系数。一般情况下，总体中各系统是单独的，即数量为 1，因此数量的影响系数取为 1；对重要性影响系数，该系统直接决定了总体的功能实现，一般也取为 1。因此，第i个系统标准化系数在总体标准化系数中所占比率ξ i取为1。所以总体标准化系数计算可简化为式(9)。

式中：N为总体中包含系统的个数。

4 结论

围绕产品组成及系统划分，从提高标准化系数计算的可操性和准确性的角度出发，本文提出了一套可操性产品标准化系数计算方法，可为系统性考虑和计算标准化系数提供指导和帮助。同时，在标准化特征件的范畴界定和统计规则、标准化系数重要性系数确定方法以及标准化系数计算工作要求等方面还有待进一步深入研究。