船舶設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，以及它們之間的關系。介紹了船舶設備試驗標準的種類，以及各種規范標準之間的關系，試驗標準選用，船舶設備試驗的目的和意義。闡述了船舶設備、試驗標準和試驗驗證平臺三者之間的關系。梳理了型式試驗大綱和檢測報告的基本要素和內容，以及對試驗驗證平臺的基本要求。

船舶設備；試驗標準；試驗大綱；報告；試驗驗證；驗證平臺

0 引言

船舶設備是船舶的重要組成部分，是影響船舶工業綜合實力的重要方面。一直以來，我國船舶設備產業發展水平相對落后，隨著我國船舶工業的快速發展，船舶設備產業問題也變得日益嚴峻和突出。為加快提升我國船舶設備配套能力和水平，支撐造船強國建設，《船舶配套產業能力提升行動計劃(2016年～2020年)》提出“十三五”期間我國船舶配套產業將按照“分類施策、創新驅動、系統推進、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備研發、設計制造和服務體系，關鍵船用設備設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、艙室設備、通導與智能系統及設備的核心技術，主要產品型譜完善，擁有具有較強國際競爭力的品牌產品。其中“加強船舶設備的研發設計、試驗檢測、檢驗認證設施和試驗驗證能力建設”工作得到關注和重視。

1 船舶設備

船用設備與陸上通用工業產品的主要差別在于，其應該能夠在船舶上現有各種環境條件下正常工作。因此，船舶環境條件是各大船級社在船用電氣電子產品方面的關注焦點。

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

船用設備必須在試驗驗證平臺經過嚴格的船舶設備試驗標準的測試和驗證，獲得權威授權機構的檢測報告，方可取得相關船舶認證機構單位頒發的船檢證書。

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

船舶設備的試驗驗證工作是船舶設備質量和可靠性的重要環節，特別是產品的型式試驗測試工作。型式試驗的目的是驗證船舶設備在規定試驗條件下具有其預期功能的能力[1]。

船舶設備試驗驗證平臺包括試驗驗證標準選用、試驗依據、試驗項目、試驗流程、試驗方法、試驗技術要求、試驗結論。同時包括試驗機構、試驗設備、資質授權認可、授權認可范圍和試驗人員能力等方面。

根據我國 2012年發布的船舶工業標準體系的分類，船舶配套設備包含：船用動力裝置、船用機械設備、船用電氣系統及設備、船用導航、通信、水聲設備、船用舾裝設備五大類。本文描述的船舶設備包括船用機械設備和船用電氣系統及設備。主要涉及[1]用于控制、保護、安全、監測、報警和內部通信的所有設備，包括電氣設備、控制和監控設備、儀器和內通設備、可編程電子系統。

2 組織和標準之間的關系

船舶設備試驗依據主要來自于：國際海事組織（IMO）、國際船級協會（IACS）和船級社制定的規范和指南，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）和船舶行業組織制定頒布的船舶行業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，負責制定和修改有關海上安全、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的最高技術機構，主要職責是研究有關導航設備、船舶建造和裝備、船員配備、避碰規則、貨物裝卸、海上安全、航道信息、航海日志、航行記錄、救助救生、海上事故調查以及直接影響海上安全的任何其他事宜。

海上環境保護委員會（Maritime Environment Protection Committee，MEPC）的主要職責是審議有關防止和控制船舶所造成的污染問題，為IMO大會通過的有關公約、規則及其修正案制訂實施措施。此外，提供各國有關防止和控制船舶對海上污染的科學技術實用資料，提出有關建議和擬定指導原則；以及組織區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，與相關國際組織和海事組織進行合作，與世界海運業保持緊密合作。IACS負責擬定統一的船舶技術規則和要求，對IMO的標準作統一解釋，公布有關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。此外，還吸收成員在海上安全、營運等方面的經驗，向船東和經營者提供各種準則。IACS是IMO組織中唯一能制定和應用規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則統一起來。到目前為止，理事會已通過了150條要求，90%的統一要求都得到成員單位的貫徹。IACS除了提出統一要求外，還公布有關船舶安全營運和維修準則，其中包括艙口蓋的保養和檢驗、消防、船舶單點系泊設備標準等。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驗，在向船東和經營者提供準則方面起著重要作用。

IACS批準的統一要求：型式認可試驗規范UR E10（Rev.6 Oct 2014），此文件從1991年生效執行至今已經歷了6個版本修訂，覆蓋到幾乎所有船舶產品的型式試驗工作，產生了深遠的影響。

2.3 國際電工委員會（IEC）

IEC負責有關電工、電子領域的國際標準化工作，是非政府性質的標準化機構。

船舶電氣設備標準制定機構IEC船舶電氣設備技術委員會（IEC/TC18），致力于制定船舶和移動式及固定式近海設備電氣設備領域國際標準，這些標準已被世界各國的船舶與海洋工程設計和建造企業、電氣設備制造和安裝企業、船檢機構、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，是國際標準化領域中一個十分重要的組織，在國際標準化中占主導地位。ISO的工作涉及除電工標準以外的各個技術領域的標準化活動。ISO的任務和宗旨是：在世界范圍內促進標準化工作的發展，以利于國際技術交流和互助，并擴大知識、科學、技術和經濟方面的合作。ISO組織的主要任務是：制定國際標準，協調世界范圍內的標準化工作，與其他國際性組織合作研究有關標準化問題。

IMO/IACS/IEC/ISO國際組織和各個船級社組織制定的關于船舶設備的標準規范，涉及到船舶設備的測試標準和認可標準。IMO組織側重于防污和安全兩個方面的公約規則制定和頒布，IACS組織側重于統一船舶技術規則和要求的發布，IEC組織側重于船舶電氣設備測試標準的研究和發布，ISO組織注重于基礎標準的研究制定和發布，而各個船級社更側重于船舶設備入級規則、產品規范、具體認可檢驗實施操作層面等技術檢驗指南的發布。它們相互之間形成了完整的船舶行業設備的規范、標準、指南等方面的技術標準體系。

我國船舶行業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標準（CB/T）。同時兼顧到和國際行業組織標準的消化對接和延伸。為使船舶設備更好地適用于中國國情，在引用時予以考慮。

IMO/IACS規范與IEC/ISO/GB/CB標準之間的關系見圖2。

3 試驗大綱

通常有下列情況之一時，應進行型式試驗，也可根據產品實際情況進行型式試驗：

1）新開發的產品或老產品轉廠生產的試制前的定型鑒定試驗；

2）正式生產后，如結構、材料、工藝有較大的改變，可能影響產品質量和性能時；

3）正式生產時，定期或積累一定產量后，應周期性進行一次檢驗；

4）產品長期停產后，恢復生產時；

5）本次出廠檢驗結果與上一次型式試驗有較大差異時；

6）國家質量監督機構提出進行型式試驗要求。

型式試驗是驗證設備或組件滿足指定規范或標準達到預期功能的能力。船舶設備試驗驗證工作開展的依據是申請單位或認可機構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該包含基本內容：受試產品產品概況、試驗大綱編制依據、認可試驗項目、判定依據。

具體包括[2]：

1）型式試驗大綱編制單位。

2）型式試驗產品描述：產品名稱、型號標志、規格、產品編號、數量等，產品配置組成、產品技術參數、產品功能描述；產品的系統配置圖、軟件版本號；受試產品明細；試驗樣品的選取和封樣。

3）型式試驗大綱編制依據：產品認可標準依據，試驗標準；試驗分包情況。

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

5）判定依據：試驗判定依據。

6）其他特殊情況的說明。

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

表1 根據設備在船舶上的安裝位置，其環境條件分類表

表2 船用設備在各類環境條件中的型式試驗項目表

表3 不同類型船舶電氣設備的型式試驗項目表

表1根據環境條件把船舶分為5個區域。明確各區域的船舶設備適用溫度范圍。

表2列出船舶設備在各類環境中的型式試驗項目和試驗規范標準依據。

表3列出不同類型的船舶設備適用的型式試驗項目。

在驗證試驗前，申請試驗單位根據受試設備在船舶的安裝區域，確定環境條件，結合表2和表3確定受試設備的試驗項目和試驗依據，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系第三方試驗機構申請安排試驗工作。

4 試驗驗證平臺

試驗驗證平臺是關于船舶電氣設備全面的型式試驗項目的驗證平臺。驗證平臺能夠對船舶電氣設備進行測試、檢驗、評估和監測，通過先進手段的控制和標準的實施，實現船舶電氣設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。具備船舶電氣設備試驗的能力，包括試驗設備、采用標準、資質授權、規范管理、持續改進等方面。試驗能力范圍應覆蓋外觀檢查、能試驗、性能試驗、氣候環境試驗、機械環境試驗、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備能否滿足技術規范的全部技術要求所進行的試驗。試驗是驗證受試設備應在規定的試驗條件下，按該設備標準（技術條件）規定的試驗方法對其功能、性能進行全面測試。試驗過程是對產品的研發、設計、制造等方面覆蓋硬件和軟件兩方面的測試和驗證，試驗結果是表明受試設備是否達到規定的性能要求，測得的性能指標偏差是否在設備標準規定的范圍內。驗證工作是評價受試設備質量的重要評價手段，有利于對產品有一個全面客觀的公正評價，有利于認可單位對受試設備試驗情況有全面的評價，有利于受試設備申請單位持續提高產品質量和改進設計提供重要的參考。有利于持續研發更好的船舶設備。有利于積累更多更好的船舶設備研發技術和產品開發經驗。

5 檢測報告

某受試船舶設備根據認可機構批準的型式試驗大綱，并在有認可機構授權的第三方資質機構進行試驗驗證之后，第三方試驗機構應出具一份客觀公正的產品型式試驗的檢測報告，全面反映并描述受試設備處于規定的工作條件狀態下，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，并給出客觀評價和評定，并由試驗室具有資質的授權人員簽署交給客戶和認可機構。

一份合格的檢測報告應當包含下列基本信息[2]：

1）受試設備名稱、型號規格和產品試驗委托單位，產品制造單位；檢測報告頒發日期；

2）受試設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）受試設備的系統框圖或產品的測試配置圖；

4）受試設備的數量和編號；

5）受試設備收到日期，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）試驗檢測環境條件和地點；

8）試驗所需的測試設備和計量設備明細表,校準編號和有效日期；

9）計量測量結果與測量不確定性的聲明；

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

11）試驗檢測依據和合格判定依據；

12）記錄試驗的測試檢測結果和數值。在適當的地方記錄試驗數值與結論；

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

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

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見證試驗，并在檢測報告上簽字確認；

16）測試區域環境條件是指保持在如下標準范圍內的大氣狀況下：

（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，受試設備應保持在正常的工作狀態；

20）滿意產品的操作應當證明每個測試期間和測試之后。在所有情況下，精度應保持在規定范圍內，產品應沒有性能或功能明顯降低的現象；

21）測試應遵循認可單位審核批準的受試設備型式試驗大綱，除非另有約定。

船舶設備的試驗標準是試驗的基準和依據。在具有資質的授權機構進行試驗驗證測試，是對產品在滿足船舶使用條件下對產品質量的一種驗證。檢測機構出具的檢測報告是表面產品經過試驗驗證的一種表現形式，也是產品進入船舶行業的一個必要的重要環節，是船級社機構頒發船舶設備認可證書的主要依據。如果把船舶設備的試驗標準比作是船舶設備試驗驗證的軟件，驗證平臺就是船舶設備試驗的硬件。船舶設備試驗標準和驗證平臺是船舶設備驗證工作的兩個重要方面。試驗標準體現在權威性和適用性上，貴在執行和應用，試驗平臺應是驗證受試設備的權威試驗機構，是評價產品質量的獨立的第三方機構，試驗機構同時也是監督機構，體現在客觀、公正、規范和權威。

6 結論

船舶設備是現代化船舶制造業的重要組成部分，其發展水平直接影響船舶工業綜合競爭力。國產船舶設備裝船率一直是我國的短板，而船舶設備相關的試驗標準和試驗驗證平臺是一個基礎性、長期性、普遍性的保障性質的工作，需要進行相關標準研究和驗證平臺的建設，補好這塊短板，促進船舶配套設備的技術進步和發展，適應高技術船舶的發展需求。

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

[2]中國船級社.鋼質海船入級規范(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：船舶設備自動化研究和設計開發。