基于產(chǎn)品使用需求的標準比對分析及優(yōu)選技術(shù)研究

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2025.04.007

引用格式：王旭峰 ，馬宗鋒，申笑寧，等.基于產(chǎn)品使用需求的標準比對分析及優(yōu)選技術(shù)研究[J].標準科學，2025（4）：50-57.WANG Xu-feng， MA Zong-feng， SHEN Xiao-ning， et al. Research on Standard Comparison Analysis andOptimal Selection Technology Based on Product Usage Requirements [J].Standard Science，2025 （4）：50-57.

Research on Standard Comparison Analysis and Optimal Selection Technology Based on Product Usage Requirements

WANG Xu-feng MA Zong-feng SHEN Xiao-ning LIHe （China Aero-polytechnologyEstablishment）

Abstract：[Objective]Toaddressthechallnges inselectingstandards during product development andtoenhance the efficiency of standard implementation， driven bythe standard usage requirements inthe product development process， proposes astandardcomparison analysis andoptimization model.[Methods]Utilizingmethods suchas systems engineering， UAF architecturetheory，anddynamic programmingalgorithms，the paperconductsresearchonkeymethods inthe standard optimization process，including usage requirementanalysis，standard identification and selection，extractionof standard comparison elements，core indicator comparison analysis， standard optimization matching，and the construction of an optimized standard set.The study is supplemented with typical applicationexamplesfor analysis.[Results]Research and analysis indicatethatrequirements arethestarting pointforconducting standardcomparisonanalysis andoptimization.The comparisonanalysis ofstandards shouldcombine quantitative andqualitative approachesandtheselection ofstandards is theresultofcomprehensivetrade-off.[Conclusion]Byemploying the standardcomparisonandoptimizationmethods， itis posible toachieveatightcouplingbetweenproductstandardselectionandrequirements，provide qualitative andquantitative comparison data to guideprecise standardselectionforproducts，andsupporthigh-qualityproductdevelopment. Keywords： standard selection， product requirements， comparative analysis

0 引言

裝備制造業(yè)是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。國家“十四五”規(guī)劃中明確提出“加快推進制造強國、質(zhì)量強國建設(shè)”“推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。大力發(fā)展裝備制造業(yè)已成為今后國家建設(shè)的重點方向。標準化是產(chǎn)品建設(shè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，在產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展的大趨勢下，其呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢：產(chǎn)品標準體系逐步完備，標準規(guī)模和數(shù)量越來越大，產(chǎn)品制造企業(yè)貫徹實施的標準不斷增加。然而，作為產(chǎn)品標準化重要內(nèi)容的標準貫徹實施卻存在著不少問題，最核心的問題是在標準實施過程中缺乏科學合理的標準選用指導(dǎo)。標準選用主觀性、隨意性強，沒有標準選用的統(tǒng)一原則和方法，致使產(chǎn)品研制過程中貫標出現(xiàn)混亂。尤其是針對同一對象，有國家標準、行業(yè)標準及企業(yè)標準等多項標準的情況下，如何快速有效選定需要的標準至關(guān)重要。

標準比對是標準化工作中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。本文聚焦產(chǎn)品標準使用需求，結(jié)合產(chǎn)品工程實際，開展標準貫徹實施相關(guān)技術(shù)研究，提出一種通用的產(chǎn)品標準比對分析及優(yōu)選模型和技術(shù)方法，建立多維度的標準比對分析及優(yōu)選模型框架，提出完善的標準比對分析及優(yōu)選流程和主要活動，并給出可參考推廣的典型應(yīng)用案例，旨在解決“產(chǎn)品標準選用難”的現(xiàn)實問題，提升標準貫徹實施效率。

1標準比對分析及優(yōu)選模型框架

1.1模型框架概述

在產(chǎn)品標準貫徹實施中，開展標準選用并建立產(chǎn)品采標清單是核心關(guān)鍵任務(wù)，標準選用的合理性直接決定和影響了后續(xù)標準貫徹的效果。在確定需要最終采用標準的結(jié)論之前，需要開展標準比對分析及優(yōu)選，通過多個維度對標準技術(shù)內(nèi)容進行分析。

建立分層級的標準比對分析及優(yōu)選模型框架，見圖1。該模型框架共分為4層：第1層為需求層，主要描述針對產(chǎn)品需求的標準使用場景，以及關(guān)聯(lián)標準全集狀態(tài)；第2層為比對層，主要描述標準比對要素、標準比對技術(shù)方法、標準比對流程及技術(shù)；第3層為優(yōu)選層，主要描述標準優(yōu)選判據(jù)、標準優(yōu)選匹配；第4層為生成層，主要描述推送標準集、標準分析報告及標準使用指導(dǎo)等。

1.2需求層分析

從需求場景出發(fā)，識別與需求相關(guān)的各級各類標準，并對標準現(xiàn)狀進行初步評估。需求捕獲方面，要基于產(chǎn)品研制和使用需求、技術(shù)的發(fā)展趨勢、標準使用相關(guān)方訴求，還要滿足產(chǎn)品工程研制軟硬件的約束?；谛枨箨P(guān)聯(lián)相關(guān)標準，在標準體系架構(gòu)的牽引下，對各級各類相關(guān)標準的分布、數(shù)量、技術(shù)水平、應(yīng)用情況等進行關(guān)聯(lián)、分析和初步評估，形成比對優(yōu)選的前提。

1.3比對層分析

比對是在需求牽引下，對相關(guān)同類標準從不同維度進行客觀比較和分析。一般從標準要素層面進行比對，如適用對象、標準框架、技術(shù)要素、核心指標、驗證要求等。通?？刹捎镁C合分析法、參數(shù)判別法、指標溯源法，利用需求分析、核心技術(shù)分析、差異性矩陣構(gòu)建分析等進行比對，從而形成定性/定量的比對分析結(jié)果。

1.4優(yōu)選層分析

優(yōu)選是在比對的基礎(chǔ)上，基于產(chǎn)品的需求目標，在多重約束下對較優(yōu)標準進行權(quán)衡選擇。分析產(chǎn)品的約束條件，如性能、可靠性、經(jīng)濟性等約束方面，綜合考慮多維約束的重要度，確定標準優(yōu)選的規(guī)則和依據(jù)，從而基于比對結(jié)果形成直接使用、整合使用、不使用等優(yōu)選結(jié)果。例如，針對軍用飛機和民用飛機，前者更關(guān)注性能，后者對經(jīng)濟性考慮較高。

1.5生成層分析

對產(chǎn)品不同領(lǐng)域、不同研制過程下的標準均進行比對優(yōu)選，從而生成產(chǎn)品適用的最佳標準集，并從領(lǐng)域、層次、級別、技術(shù)、產(chǎn)品等維度進行綜合定義和集成，面向不同使用場景、不同使用人員等形成定制化的分析報告和指導(dǎo)說明，從而有效支撐標準在產(chǎn)品研制中精準高效應(yīng)用。

2 優(yōu)選流程及關(guān)鍵技術(shù)

2.1標準比對分析及優(yōu)選流程

比對分析及優(yōu)選流程見圖2。

2.2標準比對分析及優(yōu)選關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1使用需求分析

按照系統(tǒng)工程方法，從需求出發(fā)定義產(chǎn)品的標準應(yīng)用需求，是開展標準比對分析及優(yōu)選的前提。需求分析的核心是建立產(chǎn)品作戰(zhàn)使用需求、研制需求到標準需求的傳遞路徑，按照整機級、系統(tǒng)級、設(shè)備級、基礎(chǔ)產(chǎn)品等各級產(chǎn)品的V模型進行分解、細化和傳遞，以初始的使用場景和用戶需求為切入點，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品研制需求、實現(xiàn)要求和標準需求，從而形成產(chǎn)品選標用標的目標圖像，科學界定產(chǎn)品研制“需要什么標準”，如圖3所示。

2.2.2標準識別與選

全面有效識別現(xiàn)有標準是開展標準比對優(yōu)選的前提。在產(chǎn)品需求牽引下，可分別建立過程、技術(shù)、層次、產(chǎn)品等與標準的關(guān)聯(lián)的模型，從而對相關(guān)標準進行較為全面地識別。具體如下：

（1）研制過程-標準需求關(guān)聯(lián)分析。以產(chǎn)品研制生產(chǎn)與服務(wù)保障全壽命過程為線索，基于產(chǎn)品當前的研制階段，分析梳理與產(chǎn)品設(shè)計、制造、試驗、服務(wù)保障等相關(guān)的標準；

（2）專業(yè)技術(shù)-標準需求關(guān)聯(lián)分析?；诋a(chǎn)品的研制任務(wù)書、總體技術(shù)方案等，梳理產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)項，建立技術(shù)-標準的映射關(guān)系，并基于技術(shù)識別相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的標準；

（3）標準層次-標準需求關(guān)聯(lián)分析?；谫|(zhì)量管理體系約束要求，從頂層輸人、要求層、程序?qū)?、方法層、操作層等不同層級[3，對不同顆粒度的標準進行逐步細化梳理識別；

（4）產(chǎn)品PBS-需求關(guān)聯(lián)分析。按照產(chǎn)品PBS分解，從整機、系統(tǒng)、分/子系統(tǒng)、功能單元/模塊（LRU/LRM）、板卡/組件（SRU）、零部件等層級，分別識別相關(guān)標準；

（5）對不同維度下識別形成的標準進行綜合，并結(jié)合權(quán)威標準數(shù)據(jù)庫，對標準級別、標準狀態(tài)、歷史版本等進行細致定義，從而形成比對分析的標準全集。

2.2.3關(guān)聯(lián)標準全集總體分析

針對已識別的現(xiàn)有關(guān)聯(lián)標準，對標準全集現(xiàn)狀進行總體分析。分析的維度主要包括：

（1）標準的分布特征。從標準的級別（國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準等）、標準的層次（要求類、程序類、方法類、操作類等）、標準的關(guān)聯(lián)產(chǎn)品層級、標準技術(shù)領(lǐng)域、標齡、軍民屬性等各方面，對標準的數(shù)量分布特征進行分析和統(tǒng)計。

（2）標準的技術(shù)水平。對標準全集的總體技術(shù)狀態(tài)進行大致分析判斷，分析方法包括：分析標準是否采用國際國外最新先進標準，通常情況下基于采標轉(zhuǎn)化的相關(guān)標準技術(shù)內(nèi)容較為先進；分析標準的技術(shù)成熟度，技術(shù)成熟度低的標準，往往注重對技術(shù)的牽引，成熟度高的標準往往注重對技術(shù)的固化；分析標準的關(guān)鍵技術(shù)指標與產(chǎn)品實際水平的差異，例如 液壓技術(shù)在現(xiàn)役航空產(chǎn)品中廣泛使用， 液壓技術(shù)面向新一代航空產(chǎn)品應(yīng)用，前者相關(guān)標準更為成熟，后者相關(guān)標準更為領(lǐng)先。

（3）標準的應(yīng)用狀態(tài)。分析設(shè)計、制造、試驗等不同研制階段的相關(guān)標準，在產(chǎn)品實際研制過程中的真實應(yīng)用狀態(tài)，包括標準的應(yīng)用方式、標準的應(yīng)用時機、標準的應(yīng)用數(shù)量、標準的作用、標準使用中的問題、標準與質(zhì)量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析等，從而對標準的真實效能有效掌握。

2.2.4標準比對要素提取

同類標準的標準要素往往具有相似性。借鑒UAF架構(gòu)理論中的標準結(jié)構(gòu)模型（Sd-Sr）[4]，如圖4所示，可以定義典型標準的規(guī)范化結(jié)構(gòu)要素模型。標準結(jié)構(gòu)模型是指對產(chǎn)品研制和使用所涉及的設(shè)計、制造、試驗等領(lǐng)域內(nèi)要求類、方法類等標準的結(jié)構(gòu)要求和特定技術(shù)要素進行離散后，構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的標準元數(shù)據(jù)庫，借鑒UAF中標準結(jié)構(gòu)模型（Sd-Sr）的SysML語言建立標準通用元模型，并基于通用元模型派生各領(lǐng)域各層級標準的元模型。然后基于標準元模型對各領(lǐng)域各類標準進行文檔實例化，形成具體的標準模型。

例如，基于標準結(jié)構(gòu)模型，不同類別標準的優(yōu)選比對要素包括：

（1）設(shè)計要求類標準。包括設(shè)計依據(jù)、設(shè)計準則、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計驗證項目與要求等；（2）設(shè)計方法類標準。包括設(shè)計輸人、設(shè)計原則、設(shè)計步驟與方法、經(jīng)驗教訓(xùn)、參考實例等；（3）制造要求類標準。包括按照工藝質(zhì)量控制要求類、工藝產(chǎn)品要求類分別定義框架要素；（4）制造方法類標準。包括人員、環(huán)境、材料、設(shè)備與工裝、安全防護、工藝控制、質(zhì)量控制、檢驗、特殊過程確認、運輸和貯存等。

2.2.5核心指標比對分析

針對相關(guān)聯(lián)的若干標準，以標準比對要素為基礎(chǔ)，開展標準化對象、適用范圍、框架、要素、核心技術(shù)指標的比對分析。核心指標比對可借鑒動態(tài)規(guī)劃算法（DynamicProgramming，DP）的思想，如圖5所示，對標準進行全局比對。該算法是將待求解的問題分解成若干個相互聯(lián)系的子問題（劃分階段），先求解子問題的最優(yōu)值，以局部最優(yōu)解的組合形成全局最優(yōu)解。

基于動態(tài)規(guī)劃算法的標準比對分析方法如下：

（1）劃分階段：此處的“階段”即可定義為標準的比對要素，即標準結(jié)構(gòu)模型（Sd-Sr）所定義的典型標準規(guī)范化結(jié)構(gòu)要素模型。

（2）確定狀態(tài)：確定不同標準在不同要素下的賦值。以N項標準的比對要素（階段）為單元，開展項標準的比對分析并賦值，如表1所示。第N個要素下的賦值原則如下：

1）該標準對應(yīng)的標準要素缺失，則該要素賦值為0；

2）按照要素的優(yōu)劣進行排序，最優(yōu)的要素賦值為i，依次遞減為i-1，i-2，……；

3）確立各個標準的綜合得分：

（3）確定最優(yōu)要素：識別賦值得分為的標準要素，作為最優(yōu)標準要素，如表2所示。

2.2.6標準優(yōu)選匹配

針對產(chǎn)品對于性能、可靠性、經(jīng)濟性的不同約束條件，建立約束條件與標準核心要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而基于約束條件的權(quán)衡，優(yōu)選匹配最適用的標準。以產(chǎn)品標準為例，產(chǎn)品標準中“要求”一章一般規(guī)定了產(chǎn)品的核心技術(shù)要素和指標，不同要素對于性能、可靠性、經(jīng)濟性的影響不同，如表3所示。

從表3可以看出，不同約束條件之間是相互矛盾的，過于追求高功能、高性能，可能會造成產(chǎn)品的可靠性、安全性指標下降，以及產(chǎn)品成本的急劇增加。因此，標準優(yōu)選不能一味選擇指標要求最高的標準，而應(yīng)該結(jié)合具體約束條件要求，選擇最適用的標準。例如，針對軍用產(chǎn)品，往往對功能性能的追求是第一位的，因此在標準指標比對分析后，可以優(yōu)選功能、保障性、環(huán)境適用性、材料、耐久性、互換性、接口等性能指標得分最高的標準。而對于民用低成本產(chǎn)品，往往會犧牲一部分性能甚至可靠性，來實現(xiàn)較高的效費比，因此在此類情況下應(yīng)優(yōu)選互換性、接口等指標得分較高的標準，并兼顧功能性能指標要求。

2.2.7優(yōu)選標準集構(gòu)建

通常情況下，利用動態(tài)規(guī)劃算法，基于產(chǎn)品的標準使用需求目標，通過定量和定性相結(jié)合的方式，對各個需求條目下的現(xiàn)有標準分別進行比對分析，可以形成產(chǎn)品的優(yōu)選標準集。然而，針對現(xiàn)有標準與需求目標差距較大、無法直接通過優(yōu)選生成最佳標準集的情況，往往還需要對標準進行整合重構(gòu)。以綜合得分S最高的標準作為標準整合的基礎(chǔ)標準，以此為藍本對若干個最優(yōu)標準要素進行整合，并基于產(chǎn)品需求對標準內(nèi)容進行優(yōu)化。

一般情況下要求類標準可重構(gòu)為1項，方法類可重構(gòu)為多項可選標準。

通過上述過程生成的產(chǎn)品優(yōu)選標準集，進一步進行數(shù)據(jù)清理后，可納入產(chǎn)品的標準選用目錄（Std-V1標準配置模型、Std-V2標準預(yù)測模型）6-8，形成產(chǎn)品選標用標的依據(jù)。

3 典型應(yīng)用實例

以航空產(chǎn)品液壓系統(tǒng)研制為例，基于該系統(tǒng)的研制任務(wù)書等輸入要求，確定研制過程中需使用“液壓系統(tǒng)通用要求”相關(guān)標準。通過對國家軍用標準、行業(yè)標準以及國外相關(guān)標準進行識別選，梳理現(xiàn)有相關(guān)標準約10項，并利用標準結(jié)構(gòu)模型識別液壓系統(tǒng)核心技術(shù)要素約20類。按照動態(tài)規(guī)劃算法，對10項標準針對各要素進行比對和賦值，形成分析矩陣，如表4所示。

通過以上分析，GJB638B《軍用飛機液壓系統(tǒng)設(shè)計和安裝要求》綜合得分147分為最高，表明其技術(shù)內(nèi)容相對完整全面，在液壓系統(tǒng)研制過程中優(yōu)先選用。此外，在比對分析中可以看出，GJB638B并非所有標準要素均為最佳，因此在適宜條件下可對以上10項標準進行整合重構(gòu)，以GJB638B為藍本，優(yōu)選其余9項標準中賦值為10的技術(shù)要素，重構(gòu)形成軍民用飛機和直升機通用、統(tǒng)一、先進的液壓系統(tǒng)標準。

4結(jié)論

本文以產(chǎn)品研制過程中的標準使用需求為牽引，以支撐產(chǎn)品高效精準選標為目標，提出了標準比對分析及優(yōu)選模型，對使用需求分析、標準識別與避選、標準比對要素提取、核心指標比對分析等優(yōu)選過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行分析，并輔以航空產(chǎn)品液壓系統(tǒng)標準比對分析及優(yōu)選的典型實例，力求形成科學的方法指導(dǎo)產(chǎn)品研制選標。通過本研究形成以下結(jié)論：

（1）需求是開展標準比對分析及優(yōu)選的出發(fā)點。面向系統(tǒng)工程研制過程，產(chǎn)品的使用需求、研制需求是開展標準選用的源頭，精準、全面梳理產(chǎn)品的標準需求是實現(xiàn)最終有效選標的前提

（2）標準的比對分析要定量與定性相結(jié)合。傳統(tǒng)標準比對分析往往依賴于經(jīng)驗，缺乏量化的手段，依賴于人工、專家的主觀判斷。本文提出的定量比對分析方法，可支撐標準比對由主觀研判向客觀推理分析轉(zhuǎn)變，并為數(shù)字化智能比對提供基礎(chǔ)支撐數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。

（3）標準選用是綜合權(quán)衡的結(jié)果。面向產(chǎn)品日益差異化的研制使用需求，針對性能、可靠性、經(jīng)濟性的約束目標，標準的優(yōu)劣往往不能從一而論，標準選用需要緊密結(jié)合產(chǎn)品研制實際，以最適宜的標準支撐和引領(lǐng)產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展。

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