基于系统方法论的标准实施系统模型构建与结构研究

李小龙 吴永亮 刘岳 高甲

（1中国航天标准化研究所，北京，100071；2北京空间飞行器总体设计部，北京，100094）

文 摘：从标准实施的内涵、作用和基本形式出发，将标准实施活动视为一个系统整体，尝试用系统方法论对标准实施活动进行模型构建和研究，探讨标准实施工作的宏观管理、标准实施问题分析与研究的思路，探索标准实施系统分析和应用的技术框架体系。

标准化工作的各项任务相互联系，相互支持，其核心任务就是制定标准、实施标准，而实施标准是产生标准化效益的关键所在。标准实施是将标准这一特定形式的潜在生产力转化为现实生产力的活动，实际上就是在型号设计、试验、生产以及在役期的整个任务周期内，对产品相关的标准进行选用与实施。但实际标准化工作中，标准实施现状却不容乐观，存在 “标准制定多，有效执行少”的问题。因为标准实施受限于多种因素，包括国家、行业、企业的管理体制、法律法规的规定、标准实施对象的需求和条件的多样性等外界条件，以及标准本身的科学性和可操作性等，往往比标准制定更加复杂。本文采用系统方法论构建标准实施系统模型，为标准实施工作的宏观管理和标准实施问题分析与研究提供一套分析思路。

1 标准实施的内涵和作用

标准实施是指：在与企业、产品 （包括过程或服务，有时将它们通称为 “实施对象”）有关的各类事项中选用标准并执行标准规定的一系列有目的的活动[1]。

标准及标准实施具有非独立性和非实体性的特点，渗透在生产者利用生产工具形成产品的产生过程中，作为一种技术基础，支持生产力的发展。具体来说，标准实施的意义体现在以下三个方面。

a）产生效应。标准实施最基本和最重要的意义在于投入资源制定的标准实施后得到增值，产出更大的效益。效益可能是经济效益，如支持新产品开发，简化生产、使用、维修过程，降低成本、生产周期和风险等；也可能是军事效益，如保证装备的质量，提高其作战使用效能等。通常从不同层面所说的标准化的作用都要通过标准的实施才能体现出来。

b）为改进生产和技术过程提供信息。由于客观条件的限制及人们对事物认知的局限性，人们对生产和技术的认识往往需要一个过程。而通过标准实施可获得改进信息，从而逐步完善认知，推动实践和技术发展。

c）为改进和修订标准反馈信息。通过标准实施，发现问题，反馈问题，并体现至下一次标准制修订工作中，形成闭环。

2 标准实施的基本形式

标准实施过程中，主要包括直接实施和间接实施两种不同的形式。

a）直接实施。即在产品研制、生产和试验等有关事项或活动中直接采用和执行标准的规定。包括两种方式：①直接应用，例如产品设计时直接按制图标准绘制图样，直接采用标准规定的公式计算相关参数，直接按标准推荐的形式设计零件或产品的结构等；②通过中介文件实施，即首先通过合同、任务书、图样、技术规范或其他产品专用文件引用标准，按一定的程序组织实施。例如，在合同中规定 “产品的振动试验应按GB××××第×条规定的要求及第×条规定的方法和程序进行”，然后在相应的试验规程中按规定选用相应的试验设备，进行试样准备及试验。

b）间接实施。通过编制企业标准或者其他标准化文件实施上一层次相关标准。因为有时上一层次的标准规定得不够具体或者对象过宽，企业需要结合本单位的具体情况，对上层次标准进行补充、修改或选择，编制企业标准后再具体实施。

3 标准实施系统三维模型构建

标准实施涉及的主体众多、环节复杂，是一项复杂的系统工程，而霍尔三维结构是解决系统工程问题的一种常用方法。本章首先将以霍尔三维结构图为基础，以标准化活动作为对象，结合标准化活动的特点，构建标准化系统的三维结构模型，进一步以标准实施作为独立的系统对象，设计一个对标准实施进行组织管理的模型，作为对标准实施开展系统工程研究的框架。

3.1 霍尔三维结构

霍尔 （A．D．Hall）三维结构是一种处理系统工程问题的常用方法。该三维结构由时间维、逻辑维和知识维构成，具体如图1所示。其中，逻辑维体现了系统方法论解决问题的一般步骤，时间维则明确了技术管理的不同阶段，知识维指的是完成时间维的各个阶段和逻辑维的各个步骤所需的各种专业知识和管理知识。其模型含义可理解为：在系统工程的活动中，按照时间维划分为前后相关的7个阶段，每个阶段按照逻辑维划分为相互联系的7个步骤，然后运用知识维中相关的知识完成各个阶段的各个步骤。

图1 霍尔三维结构图

3.2 标准化系统三维结构模型

以霍尔三维结构图为基础，构建标准化系统三维结构图时，标准化活动是系统工程的对象。标准化系统在实际运行过程中不仅需要相关知识的支持，还需要相关人才、资金、组织计划、物资设备的保障，进而产生效益，这就涉及到了物质、能量和信息的交流[2]。因此，原来的霍尔三维结构就不适用于标准化系统问题的分析研究，需要使用新的霍尔三维结构进行分析，即把知识维改为条件维，条件维将包含原有知识维的内容，并且进行了补充，将进一步提高模型适用性。形成的标准化系统三维结构如图2所示，具体的时间维、逻辑维和条件维的内容赋予标准化内涵后含义如下。

●时间维表示标准化系统从调研、规划到更新的顺序。由调研、规划、确定对象和任务、拟定标准草案、标准审批与发布、宣贯与执行、修订与终止等7个阶段组成。

●逻辑维是标准化系统工程的每个阶段要完成的逻辑步骤。由明确问题、标准体系指标设计、标准化方案综合、标准化方案分析、方案优化、决策、标准实施等7个步骤组成。

●条件维是指完成各阶段任务所必须保证的条件。由人才、知识、资金、组织计划、物资设备保障、情报资料、技术措施等7个方面要素组成[3]。

图2 标准化系统三维结构模型

3.3 标准实施系统三维结构模型

标准化系统三维结构模型是一个注重于标准制修订整个过程的系统模型，从图2可以看出：在时间维中，描述标准实施的 “宣贯与执行”只是时间维中的7个阶段之一；在逻辑维中， “标准实施”只是7个步骤中的最后一个步骤；在条件维中，仅包含标准化工作系统的7个要素，并没有明确标准实施对标准系统和依存主体 （标准化活动的对象）系统的要求。因此，有必要将标准实施作为独立的系统对象，设计一个对标准实施进行组织管理的模型，作为对标准实施开展系统工程研究的技术支撑框架[4]。

标准实施系统沿用标准化系统三维结构模型的框架，对时间维、逻辑维和条件维进行重新设计，构建了一种适合应用于标准实施系统的结构模型，以便更好地了解标准实施存在的问题，如图3所示。

图3 标准实施系统三维结构模型

4 标准实施系统三维结构各要素

4.1 时间维

在标准化系统三维结构模型的时间维中，标准实施 （“宣贯与执行”）处于标准化活动的中间环节，其前面是标准制定等环节，后面是标准修订环节。把标准化三维结构时间维中的 “宣贯与执行”阶段细化展开成标准实施系统的时间维。人是标准实施的关键，物资、设备和环境是标准实施的物质基础，技术是标准实施的保障[5]。因此，标准实施系统时间维由4个阶段构成，具体内容：①宣传学习阶段：对即将实施的标准进行宣贯，尽可能使使用者全面地认识标准的内容和实施范围；②条件准备阶段：为标准的实施进行相应的物质准备、组织准备和技术准备；③贯彻实施阶段：在依存主体中推广实施标准；④效果总结阶段：评价实施效果，反馈标准实施情况，发现标准可实施性及有效性问题，提出对标准内容的修订需求以提交后续的标准修订环节。

4.2 逻辑维

标准化三维结构逻辑维的7个步骤中，从第一个步骤 “明确问题”到最后一个步骤 “标准实施”，都不包括实质性的实施。因此，在标准实施系统的逻辑维中采用PDCA循环，作为标准实施环节每一阶段工作开展的通用模式。PDCA指的是 Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）、Act（改进），这4个动作前后相继组成循环。

标准实施系统逻辑维中4个环节的具体内容包括：①计划 （P），根据在时间维所处的阶段订立标准实施目标，分析现状找出差距，拟出措施，制订计划；②执行 （D），执行前进行标准宣贯和学习，提升执行动力，执行中要及时组织协调；③检查 （C），对标准实施效果进行科学检查和评估，获取准确有效的反馈信息；④改进（A），根据检查结果对标准实施产生成效的做法进行固化，对出现问题的行为予以纠正。

4.3 条件维

标准实施系统条件维是指保障标准实施有效性，标准实施有效性是标准实施系统追求的目标，该有效性由标准实施系统的各组成部分 （即实施标准子系统、标准实施工作子系统、依存主体系统）的可实施性共同保障，包括3个方面：实施标准子系统可实施性、标准实施工作子系统可实施性和依存主体系统可实施性，如图4所示。

图4 标准实施系统有效性的构成

“实施标准子系统可实施性”指被实施的标准子系统内容可被依存主体系统执行。因此，在标准实施中，研究实施标准子系统可实施性问题，其实要考虑的是标准子系统在标准实施过程的有效性，标准实施目标的有效性，以及配套的相关标准和贯彻标准的支撑文件系统的完整成套问题。所以， “实施标准子系统可实施性”要具备3个支撑要素，如图5所示。 “标准实施过程有效性”指标准的内容可被依存主体执行的程度， “标准实施目标有效性”指标准内容的实施可带来有价值的结果的程度， “标准实施成套有效性”指标准系统的标准完整成套、目标明确的程度。

图5 实施标准子系统的可实施性相关因素

“标准实施工作子系统可实施性”是指标准实施工作子系统能有效执行任务，包括 “标准实施子系统”工作规划的有效性和 “标准实施子系统工作执行”的有效性，如图6所示。

图6 标准实施工作子系统的可实施性相关因素

“依存主体系统可实施性”是指在标准实施过程中，要求依存主体系统具有一定的稳定性，使其状态能持续符合标准，这是保障标准实施有效性的必要条件。因此，依存主体可实施性是指依存主体系统具备持续符合标准内容的稳定性，这种稳定性有以下两个性质：①动态有界，在标准实施过程中，标准是静态不变的，确定了依存主体的状态和依存主体系统的状态受时间和环境因素影响可发生变化，但不能超出标准允许的范围；②有限时间稳定，标准实施过程作为标准化过程的一个中间环节是一个有限的时间段，因此依存主体可实施性是一种有限时间稳定性。

5 标准实施系统建模优化

本章将基于上文构建的标准实施系统三维结构，提出一种对标准实施工作有效性的优化方法。主要通过规划、控制等方法对新标准实施系统的建立和现有标准实施系统的改进进行优化设计[6]。

5.1 总体思路

在标准实施系统各组成部分中，标准实施工作子系统是动态变化的，而这种动态变化是约束条件的，因此通过构造最优活动矩阵，可以对其进行优化，进而达到优化标准实施系统的目的。首先将标准实施工作子系统分解为若干个子系统，通过标准实施系统工程的时间维和逻辑维构造各子系统的最优活动矩阵；然后根据标准实施系统的总体目标和资源约束，对活动矩阵进行进一步优化。

5.2 具体方法和步骤

实施过程中，主要包括以下5个步骤。

第一步，分析依存主体系统，识别标准实施工作子系统中的标准实施工作的承担主体。因为依存主体不同，标准实施工作相应的承担主体也是不同的。

第二步，分析确定标准实施系统的整体目标和标准实施工作子系统的资源约束条件。

第三步，按照标准实施工作的承担对象把标准实施工作子系统分解为若干子系统，并对整体目标和资源约束进行分解，形成各子系统的目标和资源约束。

第四步，以子系统的目标和资源约束条件为约束，构造各子系统的标准实施活动矩阵。见表1的标准实施活动矩阵，表中Aij标识一组具体活动。这组活动必须满足相应行列上的时间维和逻辑维元素的约束。

第五步，对各子系统的标准实施活动矩阵进行汇总，统计总体资源消耗和总体目标完成情况。总体目标达成和总体资源消耗情况如未达到最优，则回到第三步。由于各矩阵所列的各项活动存在关联性，为使标准实施系统的各矩阵整体最优，以上循环需要反复进行。

表1 标准实施活动矩阵

本文从标准实施的重要作用出发，建立标准实施系统的概念，针对标准实施的系统特性，在霍尔三维结构的基础上构建了标准化系统三维模型，并将其演变为标准实施系统结构模型，分别对时间维、逻辑维和条件维进行了构建与研究，最后提出了一种应用该标准实施系统模型对标准实施工作子系统进行优化的方法，为提升标准实施有效性提供了一条新途径。