船舶設(shè)備的試驗標準和試驗驗證平臺

錢貴軍，張小芹

（江蘇遠望儀器集團有限公司，江蘇泰州 225300）

船舶設(shè)備的試驗標準和試驗驗證平臺

錢貴軍，張小芹

（江蘇遠望儀器集團有限公司，江蘇泰州 225300）

文章介紹了國際海事組織IMO、國際船級社協(xié)會IACS、國際電工委員會IEC、國際標準組織ISO等國際組織的職能，以及它們之間的關(guān)系。介紹了船舶設(shè)備試驗標準的種類，以及各種規(guī)范標準之間的關(guān)系，試驗標準選用，船舶設(shè)備試驗的目的和意義。闡述了船舶設(shè)備、試驗標準和試驗驗證平臺三者之間的關(guān)系。梳理了型式試驗大綱和檢測報告的基本要素和內(nèi)容，以及對試驗驗證平臺的基本要求。

船舶設(shè)備；試驗標準；試驗大綱；報告；試驗驗證；驗證平臺

0 引言

船舶設(shè)備是船舶的重要組成部分，是影響船舶工業(yè)綜合實力的重要方面。一直以來，我國船舶設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平相對落后，隨著我國船舶工業(yè)的快速發(fā)展，船舶設(shè)備產(chǎn)業(yè)問題也變得日益嚴峻和突出。為加快提升我國船舶設(shè)備配套能力和水平，支撐造船強國建設(shè)，《船舶配套產(chǎn)業(yè)能力提升行動計劃(2016年～2020年)》提出“十三五”期間我國船舶配套產(chǎn)業(yè)將按照“分類施策、創(chuàng)新驅(qū)動、系統(tǒng)推進、軍民融合、開放合作”原則實施。到2020年，基本建成較為完善的船用設(shè)備研發(fā)、設(shè)計制造和服務(wù)體系，關(guān)鍵船用設(shè)備設(shè)計制造能力達到世界先進水平，全面掌握船舶動力、甲板機械、艙室設(shè)備、通導(dǎo)與智能系統(tǒng)及設(shè)備的核心技術(shù)，主要產(chǎn)品型譜完善，擁有具有較強國際競爭力的品牌產(chǎn)品。其中“加強船舶設(shè)備的研發(fā)設(shè)計、試驗檢測、檢驗認證設(shè)施和試驗驗證能力建設(shè)”工作得到關(guān)注和重視。

1 船舶設(shè)備

船用設(shè)備與陸上通用工業(yè)產(chǎn)品的主要差別在于，其應(yīng)該能夠在船舶上現(xiàn)有各種環(huán)境條件下正常工作。因此，船舶環(huán)境條件是各大船級社在船用電氣電子產(chǎn)品方面的關(guān)注焦點。

試驗標準和試驗驗證工作是是測試產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障，試驗標準是試驗工作的依據(jù)和基準。試驗驗證工作是設(shè)備基于試驗標準的條件要求下，測試的全過程和記錄。試驗包括設(shè)備的功能驗證、性能驗證、軟件功能驗證、環(huán)境條件驗證、操作驗證、系統(tǒng)完整性驗證。試驗驗證工作直接反映了產(chǎn)品的品質(zhì)。

船用設(shè)備必須在試驗驗證平臺經(jīng)過嚴格的船舶設(shè)備試驗標準的測試和驗證，獲得權(quán)威授權(quán)機構(gòu)的檢測報告，方可取得相關(guān)船舶認證機構(gòu)單位頒發(fā)的船檢證書。

試驗標準是一種依據(jù)或準則，是對產(chǎn)品測試的方法、過程的界定，是產(chǎn)品試驗的一個基準。選用合適的試驗標準非常重要，是基于設(shè)備的適用范圍和使用工況綜合考慮的。

船舶設(shè)備的試驗驗證工作是船舶設(shè)備質(zhì)量和可靠性的重要環(huán)節(jié)，特別是產(chǎn)品的型式試驗測試工作。型式試驗的目的是驗證船舶設(shè)備在規(guī)定試驗條件下具有其預(yù)期功能的能力[1]。

船舶設(shè)備試驗驗證平臺包括試驗驗證標準選用、試驗依據(jù)、試驗項目、試驗流程、試驗方法、試驗技術(shù)要求、試驗結(jié)論。同時包括試驗機構(gòu)、試驗設(shè)備、資質(zhì)授權(quán)認可、授權(quán)認可范圍和試驗人員能力等方面。

根據(jù)我國 2012年發(fā)布的船舶工業(yè)標準體系的分類，船舶配套設(shè)備包含：船用動力裝置、船用機械設(shè)備、船用電氣系統(tǒng)及設(shè)備、船用導(dǎo)航、通信、水聲設(shè)備、船用舾裝設(shè)備五大類。本文描述的船舶設(shè)備包括船用機械設(shè)備和船用電氣系統(tǒng)及設(shè)備。主要涉及[1]用于控制、保護、安全、監(jiān)測、報警和內(nèi)部通信的所有設(shè)備，包括電氣設(shè)備、控制和監(jiān)控設(shè)備、儀器和內(nèi)通設(shè)備、可編程電子系統(tǒng)。

2 組織和標準之間的關(guān)系

船舶設(shè)備試驗依據(jù)主要來自于：國際海事組織（IMO）、國際船級協(xié)會（IACS）和船級社制定的規(guī)范和指南，試驗驗證測試標準采用國際電工委員會（IEC）、國際標準化組織（ISO）以及工信部頒布的中國船舶標準（GB）和船舶行業(yè)組織制定頒布的船舶行業(yè)CB/T標準。

2.1 國際海事組織（IMO）[2]

IMO負責海上航行安全和防止船舶造成海洋污染的專門機構(gòu)，負責制定和修改有關(guān)海上安全、防止海洋受船舶污染、便利海上運輸、提高航行效率及與之有關(guān)的海事責任方面的公約。

其中，海上安全委員會（Maritime Safety Committee，MSC）是IMO的最高技術(shù)機構(gòu)，主要職責是研究有關(guān)導(dǎo)航設(shè)備、船舶建造和裝備、船員配備、避碰規(guī)則、貨物裝卸、海上安全、航道信息、航海日志、航行記錄、救助救生、海上事故調(diào)查以及直接影響海上安全的任何其他事宜。

海上環(huán)境保護委員會（Maritime Environment Protection Committee，MEPC）的主要職責是審議有關(guān)防止和控制船舶所造成的污染問題，為IMO大會通過的有關(guān)公約、規(guī)則及其修正案制訂實施措施。此外，提供各國有關(guān)防止和控制船舶對海上污染的科學(xué)技術(shù)實用資料，提出有關(guān)建議和擬定指導(dǎo)原則；以及組織區(qū)域性合作和其他國際組織的合作，以防止和控制船舶對海上的污染。

2.2 國際船級社協(xié)會（IACS）[3]

IACS是1968年在奧斯陸舉行的主要船級社討論會上正式成立的。IACS的目標是促進海上安全標準的提高，與相關(guān)國際組織和海事組織進行合作，與世界海運業(yè)保持緊密合作。IACS負責擬定統(tǒng)一的船舶技術(shù)規(guī)則和要求，對IMO的標準作統(tǒng)一解釋，公布有關(guān)船舶安全營運和維修準則，為世界上90%的商船定級，以及受政府委托處理各種事務(wù)。此外，還吸收成員在海上安全、營運等方面的經(jīng)驗，向船東和經(jīng)營者提供各種準則。IACS是IMO組織中唯一能制定和應(yīng)用規(guī)范的具有觀察員地位的組織。見圖1。

目前，IACS共有美國船舶檢驗局（ABS）、法國船級社（BV）、中國船級社（CCS）、克羅地亞船舶登記局（CRS）、挪威-德國船級社（DNV GL）、印度船級社（IRS）、韓國船級社（KR）、英國勞氏船級社（LR）、日本海事協(xié)會（NK）、波蘭船級社（PRS）、意大利船級社（RINA）、俄羅斯船級社（RS）等12個成員。IACS的目標之一是把會員之間的各種規(guī)則統(tǒng)一起來。到目前為止，理事會已通過了150條要求，90%的統(tǒng)一要求都得到成員單位的貫徹。IACS除了提出統(tǒng)一要求外，還公布有關(guān)船舶安全營運和維修準則，其中包括艙口蓋的保養(yǎng)和檢驗、消防、船舶單點系泊設(shè)備標準等。IACS利用成員們在海上安全、防污染、船舶營運等方面的豐富經(jīng)驗，在向船東和經(jīng)營者提供準則方面起著重要作用。

IACS批準的統(tǒng)一要求：型式認可試驗規(guī)范UR E10（Rev.6 Oct 2014），此文件從1991年生效執(zhí)行至今已經(jīng)歷了6個版本修訂，覆蓋到幾乎所有船舶產(chǎn)品的型式試驗工作，產(chǎn)生了深遠的影響。

2.3 國際電工委員會（IEC）

IEC負責有關(guān)電工、電子領(lǐng)域的國際標準化工作，是非政府性質(zhì)的標準化機構(gòu)。

船舶電氣設(shè)備標準制定機構(gòu)IEC船舶電氣設(shè)備技術(shù)委員會（IEC/TC18），致力于制定船舶和移動式及固定式近海設(shè)備電氣設(shè)備領(lǐng)域國際標準，這些標準已被世界各國的船舶與海洋工程設(shè)計和建造企業(yè)、電氣設(shè)備制造和安裝企業(yè)、船檢機構(gòu)、保險商、船東以及國際組織廣泛采用和認可。

2.4 國際標準化組織（ISO）

ISO是世界最大的非政府性標準化專門機構(gòu)，是國際標準化領(lǐng)域中一個十分重要的組織，在國際標準化中占主導(dǎo)地位。ISO的工作涉及除電工標準以外的各個技術(shù)領(lǐng)域的標準化活動。ISO的任務(wù)和宗旨是：在世界范圍內(nèi)促進標準化工作的發(fā)展，以利于國際技術(shù)交流和互助，并擴大知識、科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟方面的合作。ISO組織的主要任務(wù)是：制定國際標準，協(xié)調(diào)世界范圍內(nèi)的標準化工作，與其他國際性組織合作研究有關(guān)標準化問題。

IMO/IACS/IEC/ISO國際組織和各個船級社組織制定的關(guān)于船舶設(shè)備的標準規(guī)范，涉及到船舶設(shè)備的測試標準和認可標準。IMO組織側(cè)重于防污和安全兩個方面的公約規(guī)則制定和頒布，IACS組織側(cè)重于統(tǒng)一船舶技術(shù)規(guī)則和要求的發(fā)布，IEC組織側(cè)重于船舶電氣設(shè)備測試標準的研究和發(fā)布，ISO組織注重于基礎(chǔ)標準的研究制定和發(fā)布，而各個船級社更側(cè)重于船舶設(shè)備入級規(guī)則、產(chǎn)品規(guī)范、具體認可檢驗實施操作層面等技術(shù)檢驗指南的發(fā)布。它們相互之間形成了完整的船舶行業(yè)設(shè)備的規(guī)范、標準、指南等方面的技術(shù)標準體系。

我國船舶行業(yè)的標準主要由國家標準委頒布的國家標準（GB）以及工信部頒布的船舶行業(yè)標準（CB/T）。同時兼顧到和國際行業(yè)組織標準的消化對接和延伸。為使船舶設(shè)備更好地適用于中國國情，在引用時予以考慮。

IMO/IACS規(guī)范與IEC/ISO/GB/CB標準之間的關(guān)系見圖2。

3 試驗大綱

通常有下列情況之一時，應(yīng)進行型式試驗，也可根據(jù)產(chǎn)品實際情況進行型式試驗：

1）新開發(fā)的產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制前的定型鑒定試驗；

2）正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大的改變，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量和性能時；

3）正式生產(chǎn)時，定期或積累一定產(chǎn)量后，應(yīng)周期性進行一次檢驗；

4）產(chǎn)品長期停產(chǎn)后，恢復(fù)生產(chǎn)時；

5）本次出廠檢驗結(jié)果與上一次型式試驗有較大差異時；

6）國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出進行型式試驗要求。

型式試驗是驗證設(shè)備或組件滿足指定規(guī)范或標準達到預(yù)期功能的能力。船舶設(shè)備試驗驗證工作開展的依據(jù)是申請單位或認可機構(gòu)批準的型式試驗大綱文件，編制一份全面完整正確的型式試驗大綱文件是型式試驗工作開展的開始。一份全面完整的型式試驗大綱應(yīng)該包含基本內(nèi)容：受試產(chǎn)品產(chǎn)品概況、試驗大綱編制依據(jù)、認可試驗項目、判定依據(jù)。

具體包括[2]：

1）型式試驗大綱編制單位。

2）型式試驗產(chǎn)品描述：產(chǎn)品名稱、型號標志、規(guī)格、產(chǎn)品編號、數(shù)量等，產(chǎn)品配置組成、產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)、產(chǎn)品功能描述；產(chǎn)品的系統(tǒng)配置圖、軟件版本號；受試產(chǎn)品明細；試驗樣品的選取和封樣。

3）型式試驗大綱編制依據(jù)：產(chǎn)品認可標準依據(jù)，試驗標準；試驗分包情況。

4）型式試驗內(nèi)容：試驗項目，試驗流程，試驗方法，試驗技術(shù)要求，試驗結(jié)論（結(jié)果）。具體試驗基本條件、步驟或引用的標準，試驗應(yīng)達到的技術(shù)要求（指標）、試驗中應(yīng)記錄的試驗數(shù)據(jù)（使用的記錄表格格式等），試驗中的注意事項等。試驗機構(gòu)，試驗地點，試樣分析以及試驗結(jié)果判定準則。

5）判定依據(jù)：試驗判定依據(jù)。

6）其他特殊情況的說明。

根據(jù)IACS和IMO以及各個船級社的規(guī)范標準指南要求，從船舶設(shè)備種類、試驗項目、試驗依據(jù)3個方面羅列[1]了表1、表2和表3。

表1 根據(jù)設(shè)備在船舶上的安裝位置，其環(huán)境條件分類表

表2 船用設(shè)備在各類環(huán)境條件中的型式試驗項目表

表3 不同類型船舶電氣設(shè)備的型式試驗項目表

表1根據(jù)環(huán)境條件把船舶分為5個區(qū)域。明確各區(qū)域的船舶設(shè)備適用溫度范圍。

表2列出船舶設(shè)備在各類環(huán)境中的型式試驗項目和試驗規(guī)范標準依據(jù)。

表3列出不同類型的船舶設(shè)備適用的型式試驗項目。

在驗證試驗前，申請試驗單位根據(jù)受試設(shè)備在船舶的安裝區(qū)域，確定環(huán)境條件，結(jié)合表2和表3確定受試設(shè)備的試驗項目和試驗依據(jù)，并編制一份全面的型式試驗大綱提交認可單位審核批準，申請單位拿到批準的型式試驗大綱文件和委托書后聯(lián)系第三方試驗機構(gòu)申請安排試驗工作。

4 試驗驗證平臺

試驗驗證平臺是關(guān)于船舶電氣設(shè)備全面的型式試驗項目的驗證平臺。驗證平臺能夠?qū)Υ半姎庠O(shè)備進行測試、檢驗、評估和監(jiān)測，通過先進手段的控制和標準的實施，實現(xiàn)船舶電氣設(shè)備型式試驗的測試和保證。同時，試驗驗證平臺是一個獨立公正的并通過CNAS按照ISO/IEC 17025認可的第三方實驗室。具備船舶電氣設(shè)備試驗的能力，包括試驗設(shè)備、采用標準、資質(zhì)授權(quán)、規(guī)范管理、持續(xù)改進等方面。試驗?zāi)芰Ψ秶鷳?yīng)覆蓋外觀檢查、能試驗、性能試驗、氣候環(huán)境試驗、機械環(huán)境試驗、電氣性能測試、電磁兼容性測試、防爆性能試驗、外殼防護、軟件功能進行驗證測試等方面。

型式試驗是為了驗證受試設(shè)備能否滿足技術(shù)規(guī)范的全部技術(shù)要求所進行的試驗。試驗是驗證受試設(shè)備應(yīng)在規(guī)定的試驗條件下，按該設(shè)備標準（技術(shù)條件）規(guī)定的試驗方法對其功能、性能進行全面測試。試驗過程是對產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、制造等方面覆蓋硬件和軟件兩方面的測試和驗證，試驗結(jié)果是表明受試設(shè)備是否達到規(guī)定的性能要求，測得的性能指標偏差是否在設(shè)備標準規(guī)定的范圍內(nèi)。驗證工作是評價受試設(shè)備質(zhì)量的重要評價手段，有利于對產(chǎn)品有一個全面客觀的公正評價，有利于認可單位對受試設(shè)備試驗情況有全面的評價，有利于受試設(shè)備申請單位持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量和改進設(shè)計提供重要的參考。有利于持續(xù)研發(fā)更好的船舶設(shè)備。有利于積累更多更好的船舶設(shè)備研發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗。

5 檢測報告

某受試船舶設(shè)備根據(jù)認可機構(gòu)批準的型式試驗大綱，并在有認可機構(gòu)授權(quán)的第三方資質(zhì)機構(gòu)進行試驗驗證之后，第三方試驗機構(gòu)應(yīng)出具一份客觀公正的產(chǎn)品型式試驗的檢測報告，全面反映并描述受試設(shè)備處于規(guī)定的工作條件狀態(tài)下，每個試驗項目在試驗標準條件下試驗驗證平臺上的試驗過程狀態(tài)，并給出客觀評價和評定，并由試驗室具有資質(zhì)的授權(quán)人員簽署交給客戶和認可機構(gòu)。

一份合格的檢測報告應(yīng)當包含下列基本信息[2]：

1）受試設(shè)備名稱、型號規(guī)格和產(chǎn)品試驗委托單位，產(chǎn)品制造單位；檢測報告頒發(fā)日期；

2）受試設(shè)備描述以及所有組成部分，以及安裝的軟件版本號（如合適的話）；

3）受試設(shè)備的系統(tǒng)框圖或產(chǎn)品的測試配置圖；

4）受試設(shè)備的數(shù)量和編號；

5）受試設(shè)備收到日期，測試項目和測試的日期；

6）檢測報告有一個唯一的報告編號；

7）試驗檢測環(huán)境條件和地點；

8）試驗所需的測試設(shè)備和計量設(shè)備明細表,校準編號和有效日期；

9）計量測量結(jié)果與測量不確定性的聲明；

10）試驗過程中產(chǎn)生的試驗曲線圖、照片、圖形等，如振動曲線、EMC試驗曲線圖、產(chǎn)品試驗過程中的圖片；

11）試驗檢測依據(jù)和合格判定依據(jù)；

12）記錄試驗的測試檢測結(jié)果和數(shù)值。在適當?shù)牡胤接涗浽囼灁?shù)值與結(jié)論；

13）如有試驗通過情況，應(yīng)記錄反映試驗結(jié)論與描述的任何故障、補救措施和修改；

14）檢測報告應(yīng)當由項目測試工程師簽署和授權(quán)代表簽字批準和測試機構(gòu)批準并加蓋公章；

15）認可單位認為需要時，由指定的驗船師在第三方試驗機構(gòu)見證試驗，并在檢測報告上簽字確認；

16）測試區(qū)域環(huán)境條件是指保持在如下標準范圍內(nèi)的大氣狀況下：

（1）溫度范圍：15℃～35℃；

（2）濕度：30%RH～90%RH；

（3）大氣壓：86 kPa～106 kPa；

17）試驗所用計量器具應(yīng)校準可追蹤的二級計量標準；

18）測試過程中，溫度變化范圍小于每分鐘1℃，除非另有指定；

19）在測試期間，受試設(shè)備應(yīng)保持在正常的工作狀態(tài)；

20）滿意產(chǎn)品的操作應(yīng)當證明每個測試期間和測試之后。在所有情況下，精度應(yīng)保持在規(guī)定范圍內(nèi)，產(chǎn)品應(yīng)沒有性能或功能明顯降低的現(xiàn)象；

21）測試應(yīng)遵循認可單位審核批準的受試設(shè)備型式試驗大綱，除非另有約定。

船舶設(shè)備的試驗標準是試驗的基準和依據(jù)。在具有資質(zhì)的授權(quán)機構(gòu)進行試驗驗證測試，是對產(chǎn)品在滿足船舶使用條件下對產(chǎn)品質(zhì)量的一種驗證。檢測機構(gòu)出具的檢測報告是表面產(chǎn)品經(jīng)過試驗驗證的一種表現(xiàn)形式，也是產(chǎn)品進入船舶行業(yè)的一個必要的重要環(huán)節(jié)，是船級社機構(gòu)頒發(fā)船舶設(shè)備認可證書的主要依據(jù)。如果把船舶設(shè)備的試驗標準比作是船舶設(shè)備試驗驗證的軟件，驗證平臺就是船舶設(shè)備試驗的硬件。船舶設(shè)備試驗標準和驗證平臺是船舶設(shè)備驗證工作的兩個重要方面。試驗標準體現(xiàn)在權(quán)威性和適用性上，貴在執(zhí)行和應(yīng)用，試驗平臺應(yīng)是驗證受試設(shè)備的權(quán)威試驗機構(gòu)，是評價產(chǎn)品質(zhì)量的獨立的第三方機構(gòu)，試驗機構(gòu)同時也是監(jiān)督機構(gòu)，體現(xiàn)在客觀、公正、規(guī)范和權(quán)威。

6 結(jié)論

船舶設(shè)備是現(xiàn)代化船舶制造業(yè)的重要組成部分，其發(fā)展水平直接影響船舶工業(yè)綜合競爭力。國產(chǎn)船舶設(shè)備裝船率一直是我國的短板，而船舶設(shè)備相關(guān)的試驗標準和試驗驗證平臺是一個基礎(chǔ)性、長期性、普遍性的保障性質(zhì)的工作，需要進行相關(guān)標準研究和驗證平臺的建設(shè)，補好這塊短板，促進船舶配套設(shè)備的技術(shù)進步和發(fā)展，適應(yīng)高技術(shù)船舶的發(fā)展需求。

[1]中國船級社.電氣電子產(chǎn)品型式認可試驗指南：GD22-2015[S].2015.

[2]中國船級社.鋼質(zhì)海船入級規(guī)范(2015版)[S].2015.

[3]中國船級社.MARPOL 73/78公約 2011綜合文本[S].2011.

Test Standard and Test Validation Platform for Marine Equipment

QIAN Guijun, ZHANG Xiaoqin
(Jiangsu Yuanwang Instrument Group Co., Ltd, Jiangsu Taizhou 225300, China)

The paper introduces the functions of the International Maritime Organization, the International Association of Classification Society, the International Electro-technical Commission and International Standard Organization, as well as their relationships.The type of ship equipment test standard,and the relationship between the various standards, test standard, the purpose test and significance of ship equipment are also introduced.The paper expounds the relationship among marine equipment, test standard and test platform.The basic elements and contents of the type test outline and the inspection report is combed, as well as the basic requirement of the test platform.

marine equipment; test standards; test outline; report; test validation; verification platform

U665.2

A

10.14141/j.31-1981.2017.06.002

錢貴軍（1979—），男，工程師，研究方向：船舶設(shè)備自動化研究和設(shè)計開發(fā)。