基于系統(tǒng)方法論的標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)模型構(gòu)建與結(jié)構(gòu)研究

李小龍 吳永亮 劉岳 高甲

（1中國航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京，100071；2北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京，100094）

文 摘：從標(biāo)準(zhǔn)實施的內(nèi)涵、作用和基本形式出發(fā)，將標(biāo)準(zhǔn)實施活動視為一個系統(tǒng)整體，嘗試用系統(tǒng)方法論對標(biāo)準(zhǔn)實施活動進(jìn)行模型構(gòu)建和研究，探討標(biāo)準(zhǔn)實施工作的宏觀管理、標(biāo)準(zhǔn)實施問題分析與研究的思路，探索標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)分析和應(yīng)用的技術(shù)框架體系。

標(biāo)準(zhǔn)化工作的各項任務(wù)相互聯(lián)系，相互支持，其核心任務(wù)就是制定標(biāo)準(zhǔn)、實施標(biāo)準(zhǔn)，而實施標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化效益的關(guān)鍵所在。標(biāo)準(zhǔn)實施是將標(biāo)準(zhǔn)這一特定形式的潛在生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的活動，實際上就是在型號設(shè)計、試驗、生產(chǎn)以及在役期的整個任務(wù)周期內(nèi)，對產(chǎn)品相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用與實施。但實際標(biāo)準(zhǔn)化工作中，標(biāo)準(zhǔn)實施現(xiàn)狀卻不容樂觀，存在 “標(biāo)準(zhǔn)制定多，有效執(zhí)行少”的問題。因為標(biāo)準(zhǔn)實施受限于多種因素，包括國家、行業(yè)、企業(yè)的管理體制、法律法規(guī)的規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)實施對象的需求和條件的多樣性等外界條件，以及標(biāo)準(zhǔn)本身的科學(xué)性和可操作性等，往往比標(biāo)準(zhǔn)制定更加復(fù)雜。本文采用系統(tǒng)方法論構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)模型，為標(biāo)準(zhǔn)實施工作的宏觀管理和標(biāo)準(zhǔn)實施問題分析與研究提供一套分析思路。

1 標(biāo)準(zhǔn)實施的內(nèi)涵和作用

標(biāo)準(zhǔn)實施是指：在與企業(yè)、產(chǎn)品 （包括過程或服務(wù)，有時將它們通稱為 “實施對象”）有關(guān)的各類事項中選用標(biāo)準(zhǔn)并執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一系列有目的的活動[1]。

標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)實施具有非獨立性和非實體性的特點，滲透在生產(chǎn)者利用生產(chǎn)工具形成產(chǎn)品的產(chǎn)生過程中，作為一種技術(shù)基礎(chǔ)，支持生產(chǎn)力的發(fā)展。具體來說，標(biāo)準(zhǔn)實施的意義體現(xiàn)在以下三個方面。

a）產(chǎn)生效應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)實施最基本和最重要的意義在于投入資源制定的標(biāo)準(zhǔn)實施后得到增值，產(chǎn)出更大的效益。效益可能是經(jīng)濟(jì)效益，如支持新產(chǎn)品開發(fā)，簡化生產(chǎn)、使用、維修過程，降低成本、生產(chǎn)周期和風(fēng)險等；也可能是軍事效益，如保證裝備的質(zhì)量，提高其作戰(zhàn)使用效能等。通常從不同層面所說的標(biāo)準(zhǔn)化的作用都要通過標(biāo)準(zhǔn)的實施才能體現(xiàn)出來。

b）為改進(jìn)生產(chǎn)和技術(shù)過程提供信息。由于客觀條件的限制及人們對事物認(rèn)知的局限性，人們對生產(chǎn)和技術(shù)的認(rèn)識往往需要一個過程。而通過標(biāo)準(zhǔn)實施可獲得改進(jìn)信息，從而逐步完善認(rèn)知，推動實踐和技術(shù)發(fā)展。

c）為改進(jìn)和修訂標(biāo)準(zhǔn)反饋信息。通過標(biāo)準(zhǔn)實施，發(fā)現(xiàn)問題，反饋問題，并體現(xiàn)至下一次標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作中，形成閉環(huán)。

2 標(biāo)準(zhǔn)實施的基本形式

標(biāo)準(zhǔn)實施過程中，主要包括直接實施和間接實施兩種不同的形式。

a）直接實施。即在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和試驗等有關(guān)事項或活動中直接采用和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。包括兩種方式：①直接應(yīng)用，例如產(chǎn)品設(shè)計時直接按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制圖樣，直接采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公式計算相關(guān)參數(shù)，直接按標(biāo)準(zhǔn)推薦的形式設(shè)計零件或產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)等；②通過中介文件實施，即首先通過合同、任務(wù)書、圖樣、技術(shù)規(guī)范或其他產(chǎn)品專用文件引用標(biāo)準(zhǔn)，按一定的程序組織實施。例如，在合同中規(guī)定 “產(chǎn)品的振動試驗應(yīng)按GB××××第×條規(guī)定的要求及第×條規(guī)定的方法和程序進(jìn)行”，然后在相應(yīng)的試驗規(guī)程中按規(guī)定選用相應(yīng)的試驗設(shè)備，進(jìn)行試樣準(zhǔn)備及試驗。

b）間接實施。通過編制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者其他標(biāo)準(zhǔn)化文件實施上一層次相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因為有時上一層次的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定得不夠具體或者對象過寬，企業(yè)需要結(jié)合本單位的具體情況，對上層次標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充、修改或選擇，編制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后再具體實施。

3 標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)三維模型構(gòu)建

標(biāo)準(zhǔn)實施涉及的主體眾多、環(huán)節(jié)復(fù)雜，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而霍爾三維結(jié)構(gòu)是解決系統(tǒng)工程問題的一種常用方法。本章首先將以霍爾三維結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，以標(biāo)準(zhǔn)化活動作為對象，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化活動的特點，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步以標(biāo)準(zhǔn)實施作為獨立的系統(tǒng)對象，設(shè)計一個對標(biāo)準(zhǔn)實施進(jìn)行組織管理的模型，作為對標(biāo)準(zhǔn)實施開展系統(tǒng)工程研究的框架。

3.1 霍爾三維結(jié)構(gòu)

霍爾 （A．D．Hall）三維結(jié)構(gòu)是一種處理系統(tǒng)工程問題的常用方法。該三維結(jié)構(gòu)由時間維、邏輯維和知識維構(gòu)成，具體如圖1所示。其中，邏輯維體現(xiàn)了系統(tǒng)方法論解決問題的一般步驟，時間維則明確了技術(shù)管理的不同階段，知識維指的是完成時間維的各個階段和邏輯維的各個步驟所需的各種專業(yè)知識和管理知識。其模型含義可理解為：在系統(tǒng)工程的活動中，按照時間維劃分為前后相關(guān)的7個階段，每個階段按照邏輯維劃分為相互聯(lián)系的7個步驟，然后運用知識維中相關(guān)的知識完成各個階段的各個步驟。

圖1 霍爾三維結(jié)構(gòu)圖

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型

以霍爾三維結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)圖時，標(biāo)準(zhǔn)化活動是系統(tǒng)工程的對象。標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)在實際運行過程中不僅需要相關(guān)知識的支持，還需要相關(guān)人才、資金、組織計劃、物資設(shè)備的保障，進(jìn)而產(chǎn)生效益，這就涉及到了物質(zhì)、能量和信息的交流[2]。因此，原來的霍爾三維結(jié)構(gòu)就不適用于標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)問題的分析研究，需要使用新的霍爾三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，即把知識維改為條件維，條件維將包含原有知識維的內(nèi)容，并且進(jìn)行了補(bǔ)充，將進(jìn)一步提高模型適用性。形成的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)如圖2所示，具體的時間維、邏輯維和條件維的內(nèi)容賦予標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)涵后含義如下。

●時間維表示標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)從調(diào)研、規(guī)劃到更新的順序。由調(diào)研、規(guī)劃、確定對象和任務(wù)、擬定標(biāo)準(zhǔn)草案、標(biāo)準(zhǔn)審批與發(fā)布、宣貫與執(zhí)行、修訂與終止等7個階段組成。

●邏輯維是標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)工程的每個階段要完成的邏輯步驟。由明確問題、標(biāo)準(zhǔn)體系指標(biāo)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化方案綜合、標(biāo)準(zhǔn)化方案分析、方案優(yōu)化、決策、標(biāo)準(zhǔn)實施等7個步驟組成。

●條件維是指完成各階段任務(wù)所必須保證的條件。由人才、知識、資金、組織計劃、物資設(shè)備保障、情報資料、技術(shù)措施等7個方面要素組成[3]。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型

3.3 標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型

標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型是一個注重于標(biāo)準(zhǔn)制修訂整個過程的系統(tǒng)模型，從圖2可以看出：在時間維中，描述標(biāo)準(zhǔn)實施的 “宣貫與執(zhí)行”只是時間維中的7個階段之一；在邏輯維中， “標(biāo)準(zhǔn)實施”只是7個步驟中的最后一個步驟；在條件維中，僅包含標(biāo)準(zhǔn)化工作系統(tǒng)的7個要素，并沒有明確標(biāo)準(zhǔn)實施對標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和依存主體 （標(biāo)準(zhǔn)化活動的對象）系統(tǒng)的要求。因此，有必要將標(biāo)準(zhǔn)實施作為獨立的系統(tǒng)對象，設(shè)計一個對標(biāo)準(zhǔn)實施進(jìn)行組織管理的模型，作為對標(biāo)準(zhǔn)實施開展系統(tǒng)工程研究的技術(shù)支撐框架[4]。

標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)沿用標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型的框架，對時間維、邏輯維和條件維進(jìn)行重新設(shè)計，構(gòu)建了一種適合應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，以便更好地了解標(biāo)準(zhǔn)實施存在的問題，如圖3所示。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型

4 標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)各要素

4.1 時間維

在標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)模型的時間維中，標(biāo)準(zhǔn)實施 （“宣貫與執(zhí)行”）處于標(biāo)準(zhǔn)化活動的中間環(huán)節(jié)，其前面是標(biāo)準(zhǔn)制定等環(huán)節(jié)，后面是標(biāo)準(zhǔn)修訂環(huán)節(jié)。把標(biāo)準(zhǔn)化三維結(jié)構(gòu)時間維中的 “宣貫與執(zhí)行”階段細(xì)化展開成標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的時間維。人是標(biāo)準(zhǔn)實施的關(guān)鍵，物資、設(shè)備和環(huán)境是標(biāo)準(zhǔn)實施的物質(zhì)基礎(chǔ)，技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)實施的保障[5]。因此，標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)時間維由4個階段構(gòu)成，具體內(nèi)容：①宣傳學(xué)習(xí)階段：對即將實施的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行宣貫，盡可能使使用者全面地認(rèn)識標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和實施范圍；②條件準(zhǔn)備階段：為標(biāo)準(zhǔn)的實施進(jìn)行相應(yīng)的物質(zhì)準(zhǔn)備、組織準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備；③貫徹實施階段：在依存主體中推廣實施標(biāo)準(zhǔn)；④效果總結(jié)階段：評價實施效果，反饋標(biāo)準(zhǔn)實施情況，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)可實施性及有效性問題，提出對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的修訂需求以提交后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)修訂環(huán)節(jié)。

4.2 邏輯維

標(biāo)準(zhǔn)化三維結(jié)構(gòu)邏輯維的7個步驟中，從第一個步驟 “明確問題”到最后一個步驟 “標(biāo)準(zhǔn)實施”，都不包括實質(zhì)性的實施。因此，在標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的邏輯維中采用PDCA循環(huán)，作為標(biāo)準(zhǔn)實施環(huán)節(jié)每一階段工作開展的通用模式。PDCA指的是 Plan（計劃）、Do（執(zhí)行）、Check（檢查）、Act（改進(jìn)），這4個動作前后相繼組成循環(huán)。

標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)邏輯維中4個環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容包括：①計劃 （P），根據(jù)在時間維所處的階段訂立標(biāo)準(zhǔn)實施目標(biāo)，分析現(xiàn)狀找出差距，擬出措施，制訂計劃；②執(zhí)行 （D），執(zhí)行前進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)宣貫和學(xué)習(xí)，提升執(zhí)行動力，執(zhí)行中要及時組織協(xié)調(diào)；③檢查 （C），對標(biāo)準(zhǔn)實施效果進(jìn)行科學(xué)檢查和評估，獲取準(zhǔn)確有效的反饋信息；④改進(jìn)（A），根據(jù)檢查結(jié)果對標(biāo)準(zhǔn)實施產(chǎn)生成效的做法進(jìn)行固化，對出現(xiàn)問題的行為予以糾正。

4.3 條件維

標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)條件維是指保障標(biāo)準(zhǔn)實施有效性，標(biāo)準(zhǔn)實施有效性是標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)追求的目標(biāo)，該有效性由標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的各組成部分 （即實施標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)、依存主體系統(tǒng)）的可實施性共同保障，包括3個方面：實施標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)可實施性、標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)可實施性和依存主體系統(tǒng)可實施性，如圖4所示。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)有效性的構(gòu)成

“實施標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)可實施性”指被實施的標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)內(nèi)容可被依存主體系統(tǒng)執(zhí)行。因此，在標(biāo)準(zhǔn)實施中，研究實施標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)可實施性問題，其實要考慮的是標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)實施過程的有效性，標(biāo)準(zhǔn)實施目標(biāo)的有效性，以及配套的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和貫徹標(biāo)準(zhǔn)的支撐文件系統(tǒng)的完整成套問題。所以， “實施標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)可實施性”要具備3個支撐要素，如圖5所示。 “標(biāo)準(zhǔn)實施過程有效性”指標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容可被依存主體執(zhí)行的程度， “標(biāo)準(zhǔn)實施目標(biāo)有效性”指標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的實施可帶來有價值的結(jié)果的程度， “標(biāo)準(zhǔn)實施成套有效性”指標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)完整成套、目標(biāo)明確的程度。

圖5 實施標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)的可實施性相關(guān)因素

“標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)可實施性”是指標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)能有效執(zhí)行任務(wù)，包括 “標(biāo)準(zhǔn)實施子系統(tǒng)”工作規(guī)劃的有效性和 “標(biāo)準(zhǔn)實施子系統(tǒng)工作執(zhí)行”的有效性，如圖6所示。

圖6 標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)的可實施性相關(guān)因素

“依存主體系統(tǒng)可實施性”是指在標(biāo)準(zhǔn)實施過程中，要求依存主體系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性，使其狀態(tài)能持續(xù)符合標(biāo)準(zhǔn)，這是保障標(biāo)準(zhǔn)實施有效性的必要條件。因此，依存主體可實施性是指依存主體系統(tǒng)具備持續(xù)符合標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性有以下兩個性質(zhì)：①動態(tài)有界，在標(biāo)準(zhǔn)實施過程中，標(biāo)準(zhǔn)是靜態(tài)不變的，確定了依存主體的狀態(tài)和依存主體系統(tǒng)的狀態(tài)受時間和環(huán)境因素影響可發(fā)生變化，但不能超出標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍；②有限時間穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)實施過程作為標(biāo)準(zhǔn)化過程的一個中間環(huán)節(jié)是一個有限的時間段，因此依存主體可實施性是一種有限時間穩(wěn)定性。

5 標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)建模優(yōu)化

本章將基于上文構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)，提出一種對標(biāo)準(zhǔn)實施工作有效性的優(yōu)化方法。主要通過規(guī)劃、控制等方法對新標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的建立和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計[6]。

5.1 總體思路

在標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)各組成部分中，標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)是動態(tài)變化的，而這種動態(tài)變化是約束條件的，因此通過構(gòu)造最優(yōu)活動矩陣，可以對其進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的目的。首先將標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)分解為若干個子系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)工程的時間維和邏輯維構(gòu)造各子系統(tǒng)的最優(yōu)活動矩陣；然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的總體目標(biāo)和資源約束，對活動矩陣進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

5.2 具體方法和步驟

實施過程中，主要包括以下5個步驟。

第一步，分析依存主體系統(tǒng)，識別標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)實施工作的承擔(dān)主體。因為依存主體不同，標(biāo)準(zhǔn)實施工作相應(yīng)的承擔(dān)主體也是不同的。

第二步，分析確定標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的整體目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)的資源約束條件。

第三步，按照標(biāo)準(zhǔn)實施工作的承擔(dān)對象把標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，并對整體目標(biāo)和資源約束進(jìn)行分解，形成各子系統(tǒng)的目標(biāo)和資源約束。

第四步，以子系統(tǒng)的目標(biāo)和資源約束條件為約束，構(gòu)造各子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)實施活動矩陣。見表1的標(biāo)準(zhǔn)實施活動矩陣，表中Aij標(biāo)識一組具體活動。這組活動必須滿足相應(yīng)行列上的時間維和邏輯維元素的約束。

第五步，對各子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)實施活動矩陣進(jìn)行匯總，統(tǒng)計總體資源消耗和總體目標(biāo)完成情況?？傮w目標(biāo)達(dá)成和總體資源消耗情況如未達(dá)到最優(yōu)，則回到第三步。由于各矩陣所列的各項活動存在關(guān)聯(lián)性，為使標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的各矩陣整體最優(yōu)，以上循環(huán)需要反復(fù)進(jìn)行。

表1 標(biāo)準(zhǔn)實施活動矩陣

本文從標(biāo)準(zhǔn)實施的重要作用出發(fā)，建立標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)的概念，針對標(biāo)準(zhǔn)實施的系統(tǒng)特性，在霍爾三維結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)三維模型，并將其演變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，分別對時間維、邏輯維和條件維進(jìn)行了構(gòu)建與研究，最后提出了一種應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)實施系統(tǒng)模型對標(biāo)準(zhǔn)實施工作子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的方法，為提升標(biāo)準(zhǔn)實施有效性提供了一條新途徑。