轨道交通信号装备成熟度划分研究

白俊明，时 会

(中国铁路通信信号股份有限公司，北京 100070)

1 概述

随着中国轨道交通行业蓬勃发展的机遇，轨道交通信号装备在缩短行车间隔，保障行车安全上的重要作用越发凸显，因此，研发和技术管理方法也需要逐步向航天军工等优秀行业靠拢。中国轨道交通信号领域在2010年开始逐步引入IRIS 管理体系和全生命周期的先进管理经验和理念，但对于技术成熟度的概念尚未有明确的标准依据。建立轨道交通信号装备的成熟度评价标准就显得尤为重要。

建立轨道交通信号装备的成熟度评价标准可以依据产品成熟度来确定验证方法和手段，有效管控风险。

2 军工装备技术成熟度等级划分学习

在美国国防部主要用于航空、航天及武器开发发布的《技术成熟度等级手册》（2005年3月）基础上转化为《装备技术成熟度等级划分及定义》（GJB7688-2012）标准，主要用于军工领域，衡量军工装备硬件、软件技术的成熟度，除了依托技术的设计和验证情况，还需要综合考量制造和管理方面的情况。因此，判断产品的成熟度，需要从技术、制造和管理3 个条件进行衡量，才能更准确的判定技术的成熟度。

随着技术成熟度的应用，慢慢发现仍有许多风险点，因此美国国防部细化发布了《制造成熟度等级手册（草案）》（2009年5月），随之转化为《装备制造成熟度等级划分及定义》（GJB8345-2015），从工业基础及制造技术体系、设计、技术成熟度、工艺、物料、设备设施、制造人员、制造管理、质量管理、成本管理10 个方面来衡量。两个标准衡量的主要内容对比如表1 所示。

表1 军标成熟度标准对比Tab.1 Comparison of military readiness standard

制造成熟度等级（Manufacturing Readiness Level，MRL）中技术成熟度与技术成熟度等级（Technology Readiness Level，TRL）之间对照关系如表2 所示。

表2 军标成熟度等级对照关系Tab.2 Comparison of readiness level of military standard

3 轨道交通信号装备成熟度判定设想

在轨道交通信号领域，考虑信号产品的生命周期，可以系统进行成熟度准则划分，并在技术成熟度和制造成熟度之间建立链接关系，从而抓住重点，对风险点进行更好的管控。在轨道交通信号产品设想或仅仅提出可行性方案分析的时候，暂时不用考虑制造成熟度，随着设计方案的不断完善，开始考虑功能样机以后增加制造成熟度需要考虑的事务。

在技术成熟度方面轨道交通信号领域主要风险点为：对使用环境和应用需求的了解程度；研究假定和运用是否明确；技术特性的确定，技术资料（技术文件、图纸、标准、专利等）的编制和准备工作是否齐备。

在工业基础和制造技术体系方面轨道交通信号领域主要风险点为：整个产业的制造资源配置是否齐套；总体水平及特定产品制造是否具备条件；整个产业的技术体系是否完备。

在产业化设计方面轨道交通信号领域的主要风险点为：符合性能和质量前提下，低成本高效生产的设计与生产的节拍是否一致；产业化设计的详细程度、稳定性以及产品数据是否完备。

在工艺方面轨道交通信号领域的主要风险点为：工艺流程、生产加工、装配的建模仿真技术水平；工艺验证充分性和工序能力；合格率和生产率的目标达标情况和提升工作。

在物料方面轨道交通信号领域的主要风险点为：物料的产品定义完备性及使用验证充分性；物料的供货源是否稳定；采购周期是否合理；特殊物料的识别、保存、验证是否充分；供应商管理手段是否完备。

在设备设施方面轨道交通信号领域的主要风险点为：制造设备（含工艺装备、专用试验与监测设备）的研制及维修护理条件能否达标；生产设施的准备和验证保养是否及时。

在制造人员方面轨道交通信号领域的主要风险点为：工程技术人员和操作者的数量以及能力的满足。

在制造管理方面轨道交通信号领域的主要风险点为：制造规划、排产、风险控制和生产控制系统的建设关系；物料采购和采购的节拍是否满足生产进度。

在质量管理方面轨道交通信号领域的主要风险点为：过程的质量管理水平；产品质量管理水平；供货商及外包方管理水平。

在成本管理方面轨道交通信号领域的主要风险点为：产品LCC 数据的构建和完善；成本分析和成本压缩工作是否实施；成本的控制是否合理。

4 轨道交通信号装备制造成熟度划分准则推荐

轨道交通信号装备的研发技术类条件主要是指设计和验证方面的内容。设计方面主要是指技术研究开发时应完成的研究设计内容，包括应用需求和使用环境的了解，研究假定和原理运用的明确，技术特性的确定，技术资料 (含技术报告、图样、标准规范、专利申请)的编制等；验证方面主要是指对技术研究开发成果进行验证的内容，包括验证对象、验证环境、验证结果以及需强调的验证项目。

轨道交通信号装备的制造类条件主要是指试制(生产 )所涉及的工艺性设计、制造工艺、工艺设备等内容。管理类条件主要是指用户关系管理、风险管理、费用管理等内容。

结合铁路信号产品的全生命周期，可以把铁路信号产品的生命周期：概念、系统定义和应用条件、风险分析、系统需求、系统需求分配、设计和实现、制造、安装、系统确认、系统验收、运营和维护、性能监控、修改和更新、停用和处置结合技术成熟度的要求，进行优化，分别对应为：概念和可行性研究、原理及原型机设计、产业化及功能样机设计、批量生产4 个阶段，分别对应10 个成熟度，并根据每个阶段的工作重点不同，考虑不同的风险点。例如在概念和可行性研究阶段，主要侧重考虑技术成熟度和工业基础与技术体系的风险点，随着样机试制等工作的开展，供应商产业链的风险就要纳入成熟度的考虑范畴。信号装备成熟度建议划分如表3 所示。

轨道交通信号设备的研发和生产制造企业可以根据10 个成熟度等级和各个风险因素开展本企业风险管控工作，规范信号设备的研发管理。

5 结束语

在轨道交通领域不断发展壮大的今天，伴随着中国制造4.0 的发展蓝图，通过对航天和军事领域的学习，轨道交通信号装备的技术管理方法也逐步在进步完善。轨道交通信号装备的研发立项不是一蹴而就的，可能需要在性质不同的企业经过数年的立项研发，才能保证一个成熟产品的上线运营。不同的阶段对应不同的成熟度，研发和技术管理管控的重点和风险控制点各有侧重，从产品全生命周期角度考虑成熟度，助力轨道交通信号装备的不断提升。

表3 信号装备成熟度建议Tab.3 Proposal of signaling equipment readiness