軌道交通信號裝備成熟度劃分研究

白俊明，時 會

(中國鐵路通信信號股份有限公司，北京 100070)

1 概述

隨著中國軌道交通行業(yè)蓬勃發(fā)展的機遇，軌道交通信號裝備在縮短行車間隔，保障行車安全上的重要作用越發(fā)凸顯，因此，研發(fā)和技術管理方法也需要逐步向航天軍工等優(yōu)秀行業(yè)靠攏。中國軌道交通信號領域在2010年開始逐步引入IRIS 管理體系和全生命周期的先進管理經驗和理念，但對于技術成熟度的概念尚未有明確的標準依據(jù)。建立軌道交通信號裝備的成熟度評價標準就顯得尤為重要。

建立軌道交通信號裝備的成熟度評價標準可以依據(jù)產品成熟度來確定驗證方法和手段，有效管控風險。

2 軍工裝備技術成熟度等級劃分學習

在美國國防部主要用于航空、航天及武器開發(fā)發(fā)布的《技術成熟度等級手冊》（2005年3月）基礎上轉化為《裝備技術成熟度等級劃分及定義》（GJB7688-2012）標準，主要用于軍工領域，衡量軍工裝備硬件、軟件技術的成熟度，除了依托技術的設計和驗證情況，還需要綜合考量制造和管理方面的情況。因此，判斷產品的成熟度，需要從技術、制造和管理3 個條件進行衡量，才能更準確的判定技術的成熟度。

隨著技術成熟度的應用，慢慢發(fā)現(xiàn)仍有許多風險點，因此美國國防部細化發(fā)布了《制造成熟度等級手冊（草案）》（2009年5月），隨之轉化為《裝備制造成熟度等級劃分及定義》（GJB8345-2015），從工業(yè)基礎及制造技術體系、設計、技術成熟度、工藝、物料、設備設施、制造人員、制造管理、質量管理、成本管理10 個方面來衡量。兩個標準衡量的主要內容對比如表1 所示。

表1 軍標成熟度標準對比Tab.1 Comparison of military readiness standard

制造成熟度等級（Manufacturing Readiness Level，MRL）中技術成熟度與技術成熟度等級（Technology Readiness Level，TRL）之間對照關系如表2 所示。

表2 軍標成熟度等級對照關系Tab.2 Comparison of readiness level of military standard

3 軌道交通信號裝備成熟度判定設想

在軌道交通信號領域，考慮信號產品的生命周期，可以系統(tǒng)進行成熟度準則劃分，并在技術成熟度和制造成熟度之間建立鏈接關系，從而抓住重點，對風險點進行更好的管控。在軌道交通信號產品設想或僅僅提出可行性方案分析的時候，暫時不用考慮制造成熟度，隨著設計方案的不斷完善，開始考慮功能樣機以后增加制造成熟度需要考慮的事務。

在技術成熟度方面軌道交通信號領域主要風險點為：對使用環(huán)境和應用需求的了解程度；研究假定和運用是否明確；技術特性的確定，技術資料（技術文件、圖紙、標準、專利等）的編制和準備工作是否齊備。

在工業(yè)基礎和制造技術體系方面軌道交通信號領域主要風險點為：整個產業(yè)的制造資源配置是否齊套；總體水平及特定產品制造是否具備條件；整個產業(yè)的技術體系是否完備。

在產業(yè)化設計方面軌道交通信號領域的主要風險點為：符合性能和質量前提下，低成本高效生產的設計與生產的節(jié)拍是否一致；產業(yè)化設計的詳細程度、穩(wěn)定性以及產品數(shù)據(jù)是否完備。

在工藝方面軌道交通信號領域的主要風險點為：工藝流程、生產加工、裝配的建模仿真技術水平；工藝驗證充分性和工序能力；合格率和生產率的目標達標情況和提升工作。

在物料方面軌道交通信號領域的主要風險點為：物料的產品定義完備性及使用驗證充分性；物料的供貨源是否穩(wěn)定；采購周期是否合理；特殊物料的識別、保存、驗證是否充分；供應商管理手段是否完備。

在設備設施方面軌道交通信號領域的主要風險點為：制造設備（含工藝裝備、專用試驗與監(jiān)測設備）的研制及維修護理條件能否達標；生產設施的準備和驗證保養(yǎng)是否及時。

在制造人員方面軌道交通信號領域的主要風險點為：工程技術人員和操作者的數(shù)量以及能力的滿足。

在制造管理方面軌道交通信號領域的主要風險點為：制造規(guī)劃、排產、風險控制和生產控制系統(tǒng)的建設關系；物料采購和采購的節(jié)拍是否滿足生產進度。

在質量管理方面軌道交通信號領域的主要風險點為：過程的質量管理水平；產品質量管理水平；供貨商及外包方管理水平。

在成本管理方面軌道交通信號領域的主要風險點為：產品LCC 數(shù)據(jù)的構建和完善；成本分析和成本壓縮工作是否實施；成本的控制是否合理。

4 軌道交通信號裝備制造成熟度劃分準則推薦

軌道交通信號裝備的研發(fā)技術類條件主要是指設計和驗證方面的內容。設計方面主要是指技術研究開發(fā)時應完成的研究設計內容，包括應用需求和使用環(huán)境的了解，研究假定和原理運用的明確，技術特性的確定，技術資料 (含技術報告、圖樣、標準規(guī)范、專利申請)的編制等；驗證方面主要是指對技術研究開發(fā)成果進行驗證的內容，包括驗證對象、驗證環(huán)境、驗證結果以及需強調的驗證項目。

軌道交通信號裝備的制造類條件主要是指試制(生產 )所涉及的工藝性設計、制造工藝、工藝設備等內容。管理類條件主要是指用戶關系管理、風險管理、費用管理等內容。

結合鐵路信號產品的全生命周期，可以把鐵路信號產品的生命周期：概念、系統(tǒng)定義和應用條件、風險分析、系統(tǒng)需求、系統(tǒng)需求分配、設計和實現(xiàn)、制造、安裝、系統(tǒng)確認、系統(tǒng)驗收、運營和維護、性能監(jiān)控、修改和更新、停用和處置結合技術成熟度的要求，進行優(yōu)化，分別對應為：概念和可行性研究、原理及原型機設計、產業(yè)化及功能樣機設計、批量生產4 個階段，分別對應10 個成熟度，并根據(jù)每個階段的工作重點不同，考慮不同的風險點。例如在概念和可行性研究階段，主要側重考慮技術成熟度和工業(yè)基礎與技術體系的風險點，隨著樣機試制等工作的開展，供應商產業(yè)鏈的風險就要納入成熟度的考慮范疇。信號裝備成熟度建議劃分如表3 所示。

軌道交通信號設備的研發(fā)和生產制造企業(yè)可以根據(jù)10 個成熟度等級和各個風險因素開展本企業(yè)風險管控工作，規(guī)范信號設備的研發(fā)管理。

5 結束語

在軌道交通領域不斷發(fā)展壯大的今天，伴隨著中國制造4.0 的發(fā)展藍圖，通過對航天和軍事領域的學習，軌道交通信號裝備的技術管理方法也逐步在進步完善。軌道交通信號裝備的研發(fā)立項不是一蹴而就的，可能需要在性質不同的企業(yè)經過數(shù)年的立項研發(fā)，才能保證一個成熟產品的上線運營。不同的階段對應不同的成熟度，研發(fā)和技術管理管控的重點和風險控制點各有側重，從產品全生命周期角度考慮成熟度，助力軌道交通信號裝備的不斷提升。

表3 信號裝備成熟度建議Tab.3 Proposal of signaling equipment readiness