動車變流裝置用零部件的采購文件技術約束完整性識別研究

李竹可， 劉志敏， 李秋玲， 侯　濤， 李先亮

（中車永濟電機公司， 陜西　西安　710018）

引言

動車變流裝置是集成度非常高的產品，一般企業約80%～90%甚至更高比例的零部件都需要通過外購來獲得。動車變流裝置又是一種技術難度大、運行環境惡劣、運行周期長和關系人生命安全的重型裝置，故外購零部件的質量決定著變流裝置的質量。如何在編輯采購文件中精準約束產品設計師對零部件的技術要求，面對不同類型的零部件，如何有效、準確地約束技術條款是編輯好采購文件的前提。

1　采購文件定義

采購文件就是在采購活動中編輯的采購依據，是在一部分物料不能夠自主生產或加工，必須依靠外部單位供貨，而進行采購的技術協議性文件。

采購文件必須能完整、精準地約束采購器件的使用范圍、依據標準、器件的屬性、試驗項點、試驗依據、供貨條件、器件的質量特性要求、使用壽命、壽命期屬性的變化曲線、壽命成本、標識、包裝、運輸和存儲等要求。文件規定的越詳細越嚴謹，和設計師選型的原始要求偏離度就越小，采購部門和供貨商間溝通時，提供的貨物就越準確。

2　采購文件的技術約束

在采購文件中完整的識別約束零部件信息和依據，需從以下幾個方面考慮：

1）依據標準；

2）零部件的使用環境；

3）零部件的基本屬性要求；

4）零部件的試驗驗證方案和驗證項點；

5）零部件可靠性；

6）零部件的壽命特性；

7）零部件的防煙防火特性；

8）禁限用物質要求；

9）零部件的交付條件；

10）零部件的標識、包裝、運輸和存儲等要求。

2.1　采購零部件的適用范圍

該部分主要用來介紹零部件的使用范圍，僅限用于某產品或是通用的采購。建議通用的采購器件可不寫，而專用定做定制的必須注明。

2.2　采購零部件的依據標準

主指選用器件生產、制造、試驗、可靠性、環境適應性、運輸和包裝等依據的標準。標準這里需要注意，標準是有時效性，如果特定引用某年的標準，在標準更改升級時需要留意是否可繼續使用；如果不注明年份，則標準升級和采購依據也需要跟隨標準同步升級。

2.3　零部件的使用環境

使用環境這里需要詳細注明零部件運行的電氣環境、電磁環境、溫度、氣壓、濕度和振動等等標準。標準越是詳盡，對零部件約束性就越強，也用于供貨商或廠家識別自己產品的可適用性。

2.4　采購零部件的基本屬性

這里是對零部件詳細的參數要求，如外形尺寸、精度公差和電氣參數等屬性。

2.5　試驗驗證方案和驗證項點

試驗項點主要針對部分關鍵的部件關于型式試驗、例行試驗的要求，以及試驗需要參考的技術標準，與2.2中依據標準對應，這里更應細致到依據標準具體到的哪項條款。最好以列表形式，一目了然告知對試驗方面的要求。

2.6　采購零部件的可靠性

可靠性則根據目前通用質量可識別的質量六性考慮，質量六性為：可靠性、可維修性、可測試性、可保障性、安全性和環境適應性。這部分需要重點參考《可靠性工程師手冊》。質量六性相互獨立，又緊密聯系。而質量六性主要還是針對復雜的、高技術含量、高價值的零部件的要求。如原材料和性能單一的零件，則沒有必要參照質量六性，如鋼板、螺釘螺栓等。同時質量六性又與零部件的使用情況有緊密關系，如風機中旋轉部件使用的高強度緊固螺栓、軸承等，在采購時就必須考慮其強度、耐疲勞度和對環境的適應要求。近年來，行業中熟知的RAMS（Relibility，Availability，Maintainability，Safety），也是從質量可靠特性中提煉出來的。

2.7　采購零部件的使用壽命特性

使用壽命是工業制造領域的前言學科，如何能夠識別器件壽命期使用性能的變化曲線，這是前瞻性技術。識別壽命期內器件壽命的曲線，有利于預估產品的使用壽命、維護周期和預估產品故障周期等。目前流行的前沿技術PHM（Prognostics and Health Management）和 LCC（Life Cycle Cost），無不以此為基礎。

2.8　零部件的防煙防火特性要求

現代社會，尤其是西方發達國家對人身安全和環境的保護要求非常高，所以對使用設備、裝備和產品等零部件，提出嚴格要求，對于鐵路動車產品而言，防煙防火和禁限用物質要求的要求近乎苛刻，但這也正是社會文明進步的表現。原先防煙防火標準比較分散在幾個發達國家，主要有英標、法標、美標、德標、日標等，后國際鐵路聯盟也制定了UIC放火標準，而歐盟EN 45545系列標準以UIC和歐洲不同國家的現行防火標準和安全規程為基礎，統一并形成了機車車輛的防火和驗證要求的歐洲標準。

2.9　零部件禁限用物質要求

禁限用物質同樣是出于對環境和人身安全考慮，規定產品及其工藝制造過程中禁止使用含有對人體健康和環境產生重大影響的物質，當含有這類物質的產品不可避免地使用且暫無替代產品時，應對產品中這類物質的含量或使用環境進行限制。目前鐵路制造企業已經將僅禁限用物質標準設為強制性標準，在編輯采購文件時因引起高度重視。

2.10　零部件的供貨條件

供貨條件則是一種告知書，讓供貨商或生產廠家清楚供貨的前提，減少因溝通問題導致不必要的時間延誤。供貨條件中應明確此次采購針對供應商的范圍、供貨前應完善的項目、收貨驗收標準和入廠檢查項點等，同時應注明提供的詳細技術文件。現在產品設計都是全三維環境，基于MBD（Model Based Definition基于全三維模型數字化的制造工程）的三維模型數據指導產品設計是工業發展的必然趨勢，也是未來工業4.0平臺建設的基礎之一，將選取零部件的所有原始數據收集，并數字化保存，對于企業的產品設計、制造、維修和零部件質量可靠性跟蹤等都具有重要意義。

2.11　零部件的其他屬性如標識、包裝、運輸和存儲

這部分對零部件的輔助信息進行約束，約束零部件的外觀標識、包裝、運輸和存儲條件。外觀標識應符合企業統一標準，便于企業物料的統一管理以及后期質量跟蹤。

3　零部件的重要度等級劃分

第二節所提11條技術約束相對復雜，可根據零部件在產品和系統的重要度適當的調整。零部件重要度等級的判定應依據見表1。

通過上表，將變流裝置中外購零部件重要度劃分A、B、C、D類4個等級。分類同時也應遵循下列原則：

1）以產品的主電路原理圖為主線，關系主電路電流電壓變動的零部件都可以判定為A類或B類；

2）新零部件從未曾使用過，又屬于關鍵部件，建議為A類；

3）高等級部件在多項目中已批量使用，且無批量故障問題，可降級到低等級，但不能跨級降級。如A類部件，降級為C類。

4　結語

在零部件采購文件完整約束其技術信息，始終是需不斷摸索的一個過程，也是矛盾的。約束太詳細，技術條款很難響應，導致勉強供貨或者沒有供貨商；約束力不足，又不可避免地發生生產商供貨商鉆技術漏洞的空子，導致供貨質量不可靠，引起的質量失控，進而發生可怕的連鎖反應。但始終需要通過不斷的去做、去研究，才能不斷積累和完善。本文一方面借鑒技術引進過程中，法國阿爾斯通公司對零部件的管理方法，同時參考中國質量協會組織編寫的《可靠性工程師手冊》中的可靠性要求，結合多年工作經驗總結而得，望廣大產品設計者和研發管理者從中獲得一點點啟發。

表1　重要度級別釋義及分級表

表2　不同重要度零部件的采購文件完整性建議

[1]李良巧.可靠性工程師手冊[M].北京：中國人民大學出版社，2012.