國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-1:2016《起重機(jī)—分級—第1部分：總則》比對

皮君麗 林夫奎

1 北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 100007 2 北京市自動化物流裝備工程技術(shù)研究中心 北京 100007 3 機(jī)械工業(yè)起重機(jī)械輕量化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100007

0 引言

2016年7月，國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-1:2016《起重機(jī)—分級—第1部分：總則》（以下簡稱ISO 4301-1:2016）正式出版。作為重要的起重機(jī)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一，ISO 4301-1:2016出版后，引發(fā)了國際起重機(jī)行業(yè)專家的普遍關(guān)注。與上一版本國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-1:1986《起重機(jī)和起重機(jī)械—分級—第1部分：總則》相比，ISO 4301-1:2016主要的4點(diǎn)技術(shù)內(nèi)容變化在于：細(xì)化整機(jī)級別劃分、變更機(jī)構(gòu)分級參數(shù)、新增平均位移分級方法及新增零部件分級規(guī)定。

本文通過比對ISO 4301-1:1986與ISO 4301-1:2016，以ISO 4301-1:2016上述4點(diǎn)主要技術(shù)內(nèi)容變化入手，簡要分析在ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)中引用及國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中采用情況，以期從國際層面審視我國標(biāo)準(zhǔn)化工作整體發(fā)展，為相關(guān)方提供有效參考、發(fā)揮好標(biāo)準(zhǔn)化工作在中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展中的引領(lǐng)與促進(jìn)作用。

1 國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-1:1986 與ISO 4301-1:2016比對分析

1.1 總體比對與特殊共存現(xiàn)象

與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-1:1986相比，ISO 4301-1:2016主要技術(shù)內(nèi)容變化有4點(diǎn)：1）細(xì)化整機(jī)級別劃分，增加了起重機(jī)使用等級為U9的最大工作循環(huán)數(shù)范圍、增加起重機(jī)載荷譜系數(shù)名義值和對應(yīng)的載荷狀態(tài)級別、并進(jìn)一步細(xì)化了起重機(jī)整機(jī)分級。2）變更機(jī)構(gòu)分級參數(shù)，統(tǒng)一整機(jī)、機(jī)構(gòu)與零部件的分級參數(shù)為總工作循環(huán)次數(shù)。1986年版中，整機(jī)分級基于工作循環(huán)數(shù)（Cycle-Based），機(jī)構(gòu)分級基于工作時間（Time-Based），起重機(jī)整機(jī)分級與起重機(jī)機(jī)構(gòu)分級參數(shù)未達(dá)成一致；2016年版中，起重機(jī)整機(jī)、機(jī)構(gòu)與零部件分級均基于工作循環(huán)數(shù)（Cycle-Based），整機(jī)、機(jī)構(gòu)與零部件分級參數(shù)達(dá)成一致。3）2016年版增加了平均位移（Average Displacement）的分級方法，用于起重機(jī)整機(jī)、機(jī)構(gòu)及零部件分級。4）2016年版增加了起重機(jī)零部件（Component）分級的規(guī)定。

按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織相關(guān)規(guī)定，國際標(biāo)準(zhǔn)編號對應(yīng)唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)，即國際標(biāo)準(zhǔn)編號ISO 4301-1只能對應(yīng)一項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)。ISO 4301-1:2016出版后，ISO 4301-1:1986應(yīng)予以撤銷，然而ISO 4301-1:2016是否能夠完全替代ISO 4301-1:1986成為市場上唯一通用的一版國際標(biāo)準(zhǔn)卻引發(fā)了行業(yè)討論。2017年，國際起重機(jī)行業(yè)利益相關(guān)方反映ISO 4301-1:1986中基于工作時間的起重機(jī)分級方法依然普遍使用。于是，基于實(shí)際需要，2017年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織起重機(jī)技術(shù)委員會（ISO/TC96）日本年會上各國參會代表提出要暫時保留1986年版本。此后，ISO 4301-1:1986與ISO 4301-1:2016在實(shí)際應(yīng)用中并存使用，并在ISO/TC96起重機(jī)技術(shù)委員會及其下屬各分委會引發(fā)了廣泛關(guān)注與持續(xù)研討。2021年ISO/TC96起重機(jī)技術(shù)委員會年會上，經(jīng)各國參會代表協(xié)商一致，形成會議決議正式要求ISO 4301-1:2016與ISO 4301-1:1986這2項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)共存。2022年ISO/TC96起重機(jī)技術(shù)委員會年會上形成會議決議，決定成立起重機(jī)械—分級特別任務(wù)工作組，由中國牽頭負(fù)責(zé)研討ISO 4301-1:2016在ISO/TC96及其分委會項(xiàng)下所有相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)中的引用問題。2023年3月，鑒于目前國際起重機(jī)行業(yè)實(shí)際需求，ISO技術(shù)管理局（Technical Management Board，TMB）通過了ISO/TC96起重機(jī)技術(shù)委員會要求保留ISO 4301-1:1986的官方申請，形成技術(shù)管理局22/2023號決議決定保留ISO 4301-1:1986，保留期為4年或直至現(xiàn)有所有引用1986年版本的相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)修訂更新完畢。目前，國際上同一國際標(biāo)準(zhǔn)編號的ISO 4301-1:2016與ISO 4301-1:1986的2個版本同時共存有效。

1.2 ISO 4301-1:2016與ISO 4301-1:1986整機(jī)級別劃分對比與細(xì)化

在ISO 4301-1:1986版國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，ISO 4301-1:2016增加了起重機(jī)使用等級為U9的最大工作循環(huán)數(shù)范圍；增加起重機(jī)載荷譜系數(shù)名義值和對應(yīng)的載荷狀態(tài)級別，即載荷譜系數(shù)名義值增加了0.031 3和0.062 5共2檔，由1986版4個值增改為6個值，載荷狀態(tài)級別由1986版Q1～Q4共4個級別修改為QP0～QP5共6個級別；進(jìn)一步細(xì)化了起重機(jī)整機(jī)分級，按整機(jī)使用等級和整機(jī)載荷狀態(tài)，由1986版A1～A8共8個級別修改為A03～A11共15級別，具體內(nèi)容如表1及GB/T 20863.1—2021《起重機(jī) 分級 第1部分：總則》（以下簡稱GB/T 20863.1—2007）中的表4所示。

表1 ISO 4301-1:1986與ISO 4301-1:2016整機(jī)級別劃分對比

1.3 ISO 4301-1:2016與ISO 4301-1:1986機(jī)構(gòu)分級參數(shù)比對與參數(shù)變更

在ISO 4301-1:1986中，規(guī)定起重機(jī)整機(jī)分級基于總工作循環(huán)數(shù)，規(guī)定機(jī)構(gòu)分級基于總使用時間（小時數(shù)），起重機(jī)整機(jī)與機(jī)構(gòu)分級參數(shù)不一致。依據(jù)總使用時間、機(jī)構(gòu)使用等級劃分為10個等級，詳見GB/T 20863.1—2007中的表4。

機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài)表明機(jī)構(gòu)承受載荷的輕重程度，1986版給出4種名義載荷狀態(tài)，詳見GB/T 20863.1—2007中的表2。

表2 ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)引用情況

在ISO 4301-1:1986中，根據(jù)機(jī)構(gòu)的使用等級和載荷狀態(tài)，機(jī)構(gòu)的工作級別可根據(jù)GB/T 20863.1—2007中的表6確定。

在ISO 4301-1:2016中，變更了機(jī)構(gòu)分級參數(shù)，首次提出了起重機(jī)整機(jī)、機(jī)構(gòu)及零部件均以工作循環(huán)數(shù)為基礎(chǔ)的分級計(jì)算方法，附錄B中給出了與1986版機(jī)構(gòu)工作級別的換算指南。對于滿載循環(huán)（即Kcp=1），機(jī)構(gòu)工作級別對應(yīng)的總使用時間Tf，具體詳見GB/T 20863.1—2021中的附錄表B.1。

對于給定的機(jī)構(gòu)工作級別，對應(yīng)的零部件工作級別可以通過一個工作循環(huán)的平均時間tav確定，計(jì)算公式為

式中：Xav為平均位移，vav為平均速度。

滿載總工作循環(huán)次數(shù)的設(shè)計(jì)值Cf為

對應(yīng)零部件的工作級別見GB/T 20863.1—2021中的表5。

通過比對，2016版規(guī)定起重機(jī)機(jī)構(gòu)及零部件分級計(jì)算方法是基于工作循環(huán)數(shù)，就起重機(jī)械理論層面而言，相對于1986版更加準(zhǔn)確；2016版提出起重機(jī)整機(jī)、機(jī)構(gòu)及零部件分級均以工作循環(huán)數(shù)為基礎(chǔ)，工作循環(huán)數(shù)成為整機(jī)、機(jī)構(gòu)及零部件通用的分級參數(shù)，整機(jī)、機(jī)構(gòu)與零部件分級參數(shù)達(dá)成一致；2016版附錄B中給出的機(jī)構(gòu)工作級別換算指南，從理論層面上解決了新舊2版機(jī)構(gòu)分級參數(shù)不同而引發(fā)的分級轉(zhuǎn)化問題。

1.4 ISO 4301-1:2016新增平均位移分級方法

ISO 4301-1:2016首次增加了平均位移分級方法，提出了平均線位移與平均角位移的分級級別劃分。其中，起升機(jī)構(gòu)、大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平均線位移規(guī)定為10個級別；平均角位移的分級規(guī)定為6個級別，詳見GB/T 20863.1—2021中的表6和表7。

1.5 ISO 4301-1:2016新增零部件分級內(nèi)容

ISO 4301-1:2016首次增加了零部件分級及確定分級的主要參數(shù)，包括總工作循環(huán)次數(shù)、載荷狀態(tài)、平均位移、每次運(yùn)動加速次數(shù)的平均值等。其中，總工作循環(huán)次數(shù)、載荷狀態(tài)、平均位移等參數(shù)參考整機(jī)分級規(guī)定；零部件加速次數(shù)平均值p分為4個級別，詳見GB/T 20863.1—2021中的表8。

2 引用及采用情況分析

2.1 ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)引用情況分析

ISO 4301系列國際標(biāo)準(zhǔn)共分為5個部分，包括ISO 4301-1總則、ISO 4301-2流動式起重機(jī)、ISO 4301-3塔式起重機(jī)、ISO 4301-4臂架起重機(jī)、ISO 4301-5橋式和門式起重機(jī)。ISO 4301-1:2016正式出版后，依據(jù)最新技術(shù)內(nèi)容變化，4301-2:2020《起重機(jī)—分級—第2部分：流動式起重機(jī)》與ISO 4301-3:2021《起重機(jī)—分級—第3部分：塔式起重機(jī)》已相繼完成了修訂并分別于2020年11月、2021年5月正式出版。ISO 4301-4《起重機(jī)—分級—第4部分：臂架起重機(jī)》與ISO 4301-5《起重機(jī)—分級—第5部分：橋式和門式起重機(jī)》目前正在修訂中。ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)引用情況如表2所示。

綜上所述，ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中均會充分考慮到2016年版ISO 4301-1內(nèi)容的引用，但由于起重機(jī)種類較多，工作特點(diǎn)、使用場合、應(yīng)用領(lǐng)域、作業(yè)工藝等差異較大，其具體引用范圍與形式不盡相同。4301-2:2020流動式起重機(jī)部分直接引用ISO 4301-1:2016內(nèi)容的比重較大；ISO 4301-3:2021則根據(jù)塔式起重機(jī)特點(diǎn)，另行給出了具體的級別規(guī)定。從總體趨勢上來說，ISO 4301系列其他部分國際標(biāo)準(zhǔn)將ISO 4301-1:2016為基礎(chǔ)對分級規(guī)定進(jìn)行細(xì)化，2016年版ISO 4301-1的認(rèn)可度正在整個起重機(jī)行業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)體系中逐步提升。

2.2 國外與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)采用情況分析

ISO 4301-1:2016出版后，國外與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)采用情況不盡相同，如表3所示。

表3 國外與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)采用情況示例

近年來，中國標(biāo)準(zhǔn)化工作相關(guān)政策頻繁出臺，進(jìn)一步明確了國內(nèi)國際相互轉(zhuǎn)化始終是標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要課題、是促進(jìn)中國高質(zhì)量發(fā)展的有效途徑。國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會印發(fā)的《國家標(biāo)準(zhǔn)采用國際標(biāo)準(zhǔn)工作指南（2020年版）》中指出：“采標(biāo)項(xiàng)目制定周期原則上不超過18個月”；2021年10月10日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》指出國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展目標(biāo)為“到2025年，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)供給由政府主導(dǎo)向政府與市場并重轉(zhuǎn)變，標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用由產(chǎn)業(yè)與貿(mào)易為主向經(jīng)濟(jì)社會全域轉(zhuǎn)變，標(biāo)準(zhǔn)化工作由國內(nèi)驅(qū)動向國內(nèi)國際相互促進(jìn)轉(zhuǎn)變，標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展由數(shù)量規(guī)模型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。標(biāo)準(zhǔn)化更加有效推動國家綜合競爭力提升，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展，在構(gòu)建新發(fā)展格局中發(fā)揮更大作用”；2023年4月15日，國家市場監(jiān)督管理總局標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新司印發(fā)了《市場監(jiān)管總局標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新司關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)國際標(biāo)準(zhǔn)跟蹤和信息反饋工作的通知》，要求國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）國內(nèi)技術(shù)對口單位通過國際標(biāo)準(zhǔn)跟蹤轉(zhuǎn)化工作平臺完成對口領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)跟蹤、動態(tài)維護(hù)、確保國際標(biāo)準(zhǔn)庫的數(shù)據(jù)完備與準(zhǔn)確，規(guī)定國際標(biāo)準(zhǔn)信息更新工作應(yīng)在國際標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)或發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)更新信息的當(dāng)月或不晚于10個工作日完成，并作為年度考核依據(jù)。我國標(biāo)準(zhǔn)化政策對起重機(jī)專業(yè)領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)工作產(chǎn)生了有效推動作用，截至2022年12月，起重機(jī)專業(yè)領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化率達(dá)到了97%。基于上述中國國際標(biāo)準(zhǔn)化工作成果，在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-1各國采用情況表11中，相比其他各國，中國得以在國際層面體現(xiàn)出采標(biāo)及時性與高度一致性。

3 ISO 4301-1:2016起重機(jī)分級技術(shù)內(nèi)容變化及引用思考

起重機(jī)分級有2方面實(shí)際用途：1）作為商業(yè)貿(mào)易往來中采購商與制造商達(dá)成協(xié)議合同的參考；2）為設(shè)計(jì)人員提供計(jì)算基礎(chǔ)，以便設(shè)計(jì)分析。鑒于起重機(jī)分級在實(shí)際工作中的廣泛作用，ISO 4301-1在整個起重機(jī)領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)體系中居于關(guān)鍵基礎(chǔ)地位。

1）中國在世界范圍內(nèi)牽頭研討ISO 4301-1:2016引用問題，體現(xiàn)出中國高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展的階段性成果，標(biāo)志著我國起重機(jī)行業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作從參與到主導(dǎo)的大跨越。從2003年開始，中國（SAC）參加ISO/TC96系列年會；2013年中國正式成為ISO/TC96秘書處與主席承擔(dān)國；2020年中國首個起重機(jī)行業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)（制定）；目前中國牽頭負(fù)責(zé)ISO/TC 96/AHG1 “起重機(jī)械—分級”特別工作組、研討ISO 4301-1:2016在ISO 4301系列其他部分中的引用。在中國標(biāo)準(zhǔn)化工作政策引導(dǎo)下，在行業(yè)企業(yè)的共同推進(jìn)下，中國起重機(jī)行業(yè)領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)化工作成功完成了從參與到主導(dǎo)的歷史階段性跨越。

2）ISO 4301-1:2016級別劃分的進(jìn)一步細(xì)化，預(yù)示著全球?qū)用嫫鹬貦C(jī)產(chǎn)品的技術(shù)升級。增加起重機(jī)載荷譜系數(shù)名義值和對應(yīng)的載荷狀態(tài)級別，將起重機(jī)整機(jī)分級增改為A03～A11共15級別，ISO 4301-1:2016在起重機(jī)領(lǐng)域范圍內(nèi)樹立起更加細(xì)化的起重機(jī)產(chǎn)品分級標(biāo)桿，有助于行業(yè)企業(yè)提升制造工藝，保持起重機(jī)產(chǎn)品先進(jìn)性、實(shí)用性和前沿性，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)市場與國際市場的無縫接軌；與此同時，便于起重機(jī)使用方甄別挑選適宜產(chǎn)品，在同等工況條件下制定最優(yōu)使用方案，促進(jìn)起重機(jī)行業(yè)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勝劣汰。

3）ISO 4301-1:2016起重機(jī)機(jī)構(gòu)分級參數(shù)的變化，體現(xiàn)出實(shí)踐探索與科學(xué)理論的更深層次有效結(jié)合。1986年版中起重機(jī)機(jī)構(gòu)分級計(jì)算所用的總使用時間相較于總工作循環(huán)數(shù)，雖然在生產(chǎn)中更易于統(tǒng)計(jì)，但實(shí)質(zhì)上是通過公式與總工作循環(huán)數(shù)產(chǎn)生換算關(guān)系而產(chǎn)生的間接性理論計(jì)算依據(jù)。ISO 4301-1:2016首次提出了起重機(jī)整機(jī)、機(jī)構(gòu)及零部件統(tǒng)一以總工作循環(huán)數(shù)為基礎(chǔ)的分級計(jì)算方法，并提出了換算指南。相較于1986年版基于工作時間的分級計(jì)算方法，2016年版中工作循環(huán)數(shù)是科學(xué)理論層面相對更為準(zhǔn)確的計(jì)算依據(jù)。ISO 4301-1:2016提出起重機(jī)整機(jī)、機(jī)構(gòu)及零部件均以總工作循環(huán)數(shù)為分級參數(shù)，標(biāo)志著起重機(jī)統(tǒng)計(jì)方法在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用層面與理論的進(jìn)一步結(jié)合。

4）2016年版ISO 4301-1新增的平均位移分級方法引發(fā)了ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中引用的具體問題具體分析。2016年版ISO 4301-1出版后，ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)修訂均會充分考慮到2016年版中新增的平均位移分級方法的引用，但由于起重機(jī)種類較多，其在起重機(jī)具體門類中的引用形式不盡相同。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-2:2020中，流動式起重機(jī)零部件和機(jī)構(gòu)平均位移分級并沒有另行具體規(guī)定。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-3:2021中，給出了塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及繩的具體平均位移分級。由于起重機(jī)種類較多，起重機(jī)配置（如取物裝置）、工作特點(diǎn)、使用場合、應(yīng)用領(lǐng)域、作業(yè)工藝等差異較大，起重機(jī)細(xì)化分類后是否全部照搬ISO 4301-1:2016中的平均位移分級方法，則需具體問題具體分析。

5）基于2016年版ISO 4301-1中新增的零部件分級規(guī)定，ISO 4301系列其他國際標(biāo)準(zhǔn)對零部件與機(jī)構(gòu)的級別規(guī)定將進(jìn)一步具化，推動起重機(jī)各類型產(chǎn)品分級劃分更加嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。例如，在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4301-3:2021中，根據(jù)ISO 4301-1:2016零部件工作級別劃分及塔式起重機(jī)零部件特性，對塔式起重機(jī)用繩、車輪及吊鉤等零部件進(jìn)行了更深層次的細(xì)分并給出了對應(yīng)的具體工作級別，從而促進(jìn)更加精確地確定塔式起重機(jī)相關(guān)機(jī)構(gòu)與整機(jī)的分級劃分。

4 結(jié)語

綜上所述，ISO 4301-1:1986中基于工作時間的起重機(jī)分級方法因其統(tǒng)計(jì)實(shí)際操作的簡單易行，在一定時間內(nèi)、一定層面上具備存在必要性。ISO 4301-1:2016則標(biāo)志著起重機(jī)產(chǎn)品分級細(xì)分時代的來臨，為起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和使用方提供了更加科學(xué)合理的參考，有利于推動起重機(jī)產(chǎn)品流通，促進(jìn)起重機(jī)械行業(yè)商貿(mào)發(fā)展。

近年來，在中國各項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作利好政策的大力支持下，在行業(yè)企業(yè)的共同努力下，中國起重機(jī)行業(yè)領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)化工作實(shí)現(xiàn)了大跨越，從而有效提升了我國起重機(jī)械行業(yè)企業(yè)在國際市場上的判斷力與綜合競爭力，助力中國起重機(jī)行業(yè)迅速搶占市場份額。