基于系統方法論的標準實施系統模型構建與結構研究

李小龍 吳永亮 劉岳 高甲

（1中國航天標準化研究所，北京，100071；2北京空間飛行器總體設計部，北京，100094）

文 摘：從標準實施的內涵、作用和基本形式出發，將標準實施活動視為一個系統整體，嘗試用系統方法論對標準實施活動進行模型構建和研究，探討標準實施工作的宏觀管理、標準實施問題分析與研究的思路，探索標準實施系統分析和應用的技術框架體系。

標準化工作的各項任務相互聯系，相互支持，其核心任務就是制定標準、實施標準，而實施標準是產生標準化效益的關鍵所在。標準實施是將標準這一特定形式的潛在生產力轉化為現實生產力的活動，實際上就是在型號設計、試驗、生產以及在役期的整個任務周期內，對產品相關的標準進行選用與實施。但實際標準化工作中，標準實施現狀卻不容樂觀，存在 “標準制定多，有效執行少”的問題。因為標準實施受限于多種因素，包括國家、行業、企業的管理體制、法律法規的規定、標準實施對象的需求和條件的多樣性等外界條件，以及標準本身的科學性和可操作性等，往往比標準制定更加復雜。本文采用系統方法論構建標準實施系統模型，為標準實施工作的宏觀管理和標準實施問題分析與研究提供一套分析思路。

1 標準實施的內涵和作用

標準實施是指：在與企業、產品 （包括過程或服務，有時將它們通稱為 “實施對象”）有關的各類事項中選用標準并執行標準規定的一系列有目的的活動[1]。

標準及標準實施具有非獨立性和非實體性的特點，滲透在生產者利用生產工具形成產品的產生過程中，作為一種技術基礎，支持生產力的發展。具體來說，標準實施的意義體現在以下三個方面。

a）產生效應。標準實施最基本和最重要的意義在于投入資源制定的標準實施后得到增值，產出更大的效益。效益可能是經濟效益，如支持新產品開發，簡化生產、使用、維修過程，降低成本、生產周期和風險等；也可能是軍事效益，如保證裝備的質量，提高其作戰使用效能等。通常從不同層面所說的標準化的作用都要通過標準的實施才能體現出來。

b）為改進生產和技術過程提供信息。由于客觀條件的限制及人們對事物認知的局限性，人們對生產和技術的認識往往需要一個過程。而通過標準實施可獲得改進信息，從而逐步完善認知，推動實踐和技術發展。

c）為改進和修訂標準反饋信息。通過標準實施，發現問題，反饋問題，并體現至下一次標準制修訂工作中，形成閉環。

2 標準實施的基本形式

標準實施過程中，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。即在產品研制、生產和試驗等有關事項或活動中直接采用和執行標準的規定。包括兩種方式：①直接應用，例如產品設計時直接按制圖標準繪制圖樣，直接采用標準規定的公式計算相關參數，直接按標準推薦的形式設計零件或產品的結構等；②通過中介文件實施，即首先通過合同、任務書、圖樣、技術規范或其他產品專用文件引用標準，按一定的程序組織實施。例如，在合同中規定 “產品的振動試驗應按GB××××第×條規定的要求及第×條規定的方法和程序進行”，然后在相應的試驗規程中按規定選用相應的試驗設備，進行試樣準備及試驗。

b）間接實施。通過編制企業標準或者其他標準化文件實施上一層次相關標準。因為有時上一層次的標準規定得不夠具體或者對象過寬，企業需要結合本單位的具體情況，對上層次標準進行補充、修改或選擇，編制企業標準后再具體實施。

3 標準實施系統三維模型構建

標準實施涉及的主體眾多、環節復雜，是一項復雜的系統工程，而霍爾三維結構是解決系統工程問題的一種常用方法。本章首先將以霍爾三維結構圖為基礎，以標準化活動作為對象，結合標準化活動的特點，構建標準化系統的三維結構模型，進一步以標準實施作為獨立的系統對象，設計一個對標準實施進行組織管理的模型，作為對標準實施開展系統工程研究的框架。

3.1 霍爾三維結構

霍爾 （A．D．Hall）三維結構是一種處理系統工程問題的常用方法。該三維結構由時間維、邏輯維和知識維構成，具體如圖1所示。其中，邏輯維體現了系統方法論解決問題的一般步驟，時間維則明確了技術管理的不同階段，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知識和管理知識。其模型含義可理解為：在系統工程的活動中，按照時間維劃分為前后相關的7個階段，每個階段按照邏輯維劃分為相互聯系的7個步驟，然后運用知識維中相關的知識完成各個階段的各個步驟。

圖1 霍爾三維結構圖

3.2 標準化系統三維結構模型

以霍爾三維結構圖為基礎，構建標準化系統三維結構圖時，標準化活動是系統工程的對象。標準化系統在實際運行過程中不僅需要相關知識的支持，還需要相關人才、資金、組織計劃、物資設備的保障，進而產生效益，這就涉及到了物質、能量和信息的交流[2]。因此，原來的霍爾三維結構就不適用于標準化系統問題的分析研究，需要使用新的霍爾三維結構進行分析，即把知識維改為條件維，條件維將包含原有知識維的內容，并且進行了補充，將進一步提高模型適用性。形成的標準化系統三維結構如圖2所示，具體的時間維、邏輯維和條件維的內容賦予標準化內涵后含義如下。

●時間維表示標準化系統從調研、規劃到更新的順序。由調研、規劃、確定對象和任務、擬定標準草案、標準審批與發布、宣貫與執行、修訂與終止等7個階段組成。

●邏輯維是標準化系統工程的每個階段要完成的邏輯步驟。由明確問題、標準體系指標設計、標準化方案綜合、標準化方案分析、方案優化、決策、標準實施等7個步驟組成。

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

圖2 標準化系統三維結構模型

3.3 標準實施系統三維結構模型

標準化系統三維結構模型是一個注重于標準制修訂整個過程的系統模型，從圖2可以看出：在時間維中，描述標準實施的 “宣貫與執行”只是時間維中的7個階段之一；在邏輯維中， “標準實施”只是7個步驟中的最后一個步驟；在條件維中，僅包含標準化工作系統的7個要素，并沒有明確標準實施對標準系統和依存主體 （標準化活動的對象）系統的要求。因此，有必要將標準實施作為獨立的系統對象，設計一個對標準實施進行組織管理的模型，作為對標準實施開展系統工程研究的技術支撐框架[4]。

標準實施系統沿用標準化系統三維結構模型的框架，對時間維、邏輯維和條件維進行重新設計，構建了一種適合應用于標準實施系統的結構模型，以便更好地了解標準實施存在的問題，如圖3所示。

圖3 標準實施系統三維結構模型

4 標準實施系統三維結構各要素

4.1 時間維

在標準化系統三維結構模型的時間維中，標準實施 （“宣貫與執行”）處于標準化活動的中間環節，其前面是標準制定等環節，后面是標準修訂環節。把標準化三維結構時間維中的 “宣貫與執行”階段細化展開成標準實施系統的時間維。人是標準實施的關鍵，物資、設備和環境是標準實施的物質基礎，技術是標準實施的保障[5]。因此，標準實施系統時間維由4個階段構成，具體內容：①宣傳學習階段：對即將實施的標準進行宣貫，盡可能使使用者全面地認識標準的內容和實施范圍；②條件準備階段：為標準的實施進行相應的物質準備、組織準備和技術準備；③貫徹實施階段：在依存主體中推廣實施標準；④效果總結階段：評價實施效果，反饋標準實施情況，發現標準可實施性及有效性問題，提出對標準內容的修訂需求以提交后續的標準修訂環節。

4.2 邏輯維

標準化三維結構邏輯維的7個步驟中，從第一個步驟 “明確問題”到最后一個步驟 “標準實施”，都不包括實質性的實施。因此，在標準實施系統的邏輯維中采用PDCA循環，作為標準實施環節每一階段工作開展的通用模式。PDCA指的是 Plan（計劃）、Do（執行）、Check（檢查）、Act（改進），這4個動作前后相繼組成循環。

標準實施系統邏輯維中4個環節的具體內容包括：①計劃 （P），根據在時間維所處的階段訂立標準實施目標，分析現狀找出差距，擬出措施，制訂計劃；②執行 （D），執行前進行標準宣貫和學習，提升執行動力，執行中要及時組織協調；③檢查 （C），對標準實施效果進行科學檢查和評估，獲取準確有效的反饋信息；④改進（A），根據檢查結果對標準實施產生成效的做法進行固化，對出現問題的行為予以糾正。

4.3 條件維

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

圖4 標準實施系統有效性的構成

“實施標準子系統可實施性”指被實施的標準子系統內容可被依存主體系統執行。因此，在標準實施中，研究實施標準子系統可實施性問題，其實要考慮的是標準子系統在標準實施過程的有效性，標準實施目標的有效性，以及配套的相關標準和貫徹標準的支撐文件系統的完整成套問題。所以， “實施標準子系統可實施性”要具備3個支撐要素，如圖5所示。 “標準實施過程有效性”指標準的內容可被依存主體執行的程度， “標準實施目標有效性”指標準內容的實施可帶來有價值的結果的程度， “標準實施成套有效性”指標準系統的標準完整成套、目標明確的程度。

圖5 實施標準子系統的可實施性相關因素

“標準實施工作子系統可實施性”是指標準實施工作子系統能有效執行任務，包括 “標準實施子系統”工作規劃的有效性和 “標準實施子系統工作執行”的有效性，如圖6所示。

圖6 標準實施工作子系統的可實施性相關因素

“依存主體系統可實施性”是指在標準實施過程中，要求依存主體系統具有一定的穩定性，使其狀態能持續符合標準，這是保障標準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具備持續符合標準內容的穩定性，這種穩定性有以下兩個性質：①動態有界，在標準實施過程中，標準是靜態不變的，確定了依存主體的狀態和依存主體系統的狀態受時間和環境因素影響可發生變化，但不能超出標準允許的范圍；②有限時間穩定，標準實施過程作為標準化過程的一個中間環節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定性。

5 標準實施系統建模優化

本章將基于上文構建的標準實施系統三維結構，提出一種對標準實施工作有效性的優化方法。主要通過規劃、控制等方法對新標準實施系統的建立和現有標準實施系統的改進進行優化設計[6]。

5.1 總體思路

在標準實施系統各組成部分中，標準實施工作子系統是動態變化的，而這種動態變化是約束條件的，因此通過構造最優活動矩陣，可以對其進行優化，進而達到優化標準實施系統的目的。首先將標準實施工作子系統分解為若干個子系統，通過標準實施系統工程的時間維和邏輯維構造各子系統的最優活動矩陣；然后根據標準實施系統的總體目標和資源約束，對活動矩陣進行進一步優化。

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，識別標準實施工作子系統中的標準實施工作的承擔主體。因為依存主體不同，標準實施工作相應的承擔主體也是不同的。

第二步，分析確定標準實施系統的整體目標和標準實施工作子系統的資源約束條件。

第三步，按照標準實施工作的承擔對象把標準實施工作子系統分解為若干子系統，并對整體目標和資源約束進行分解，形成各子系統的目標和資源約束。

第四步，以子系統的目標和資源約束條件為約束，構造各子系統的標準實施活動矩陣。見表1的標準實施活動矩陣，表中Aij標識一組具體活動。這組活動必須滿足相應行列上的時間維和邏輯維元素的約束。

第五步，對各子系統的標準實施活動矩陣進行匯總，統計總體資源消耗和總體目標完成情況。總體目標達成和總體資源消耗情況如未達到最優，則回到第三步。由于各矩陣所列的各項活動存在關聯性，為使標準實施系統的各矩陣整體最優，以上循環需要反復進行。

表1 標準實施活動矩陣

本文從標準實施的重要作用出發，建立標準實施系統的概念，針對標準實施的系統特性，在霍爾三維結構的基礎上構建了標準化系統三維模型，并將其演變為標準實施系統結構模型，分別對時間維、邏輯維和條件維進行了構建與研究，最后提出了一種應用該標準實施系統模型對標準實施工作子系統進行優化的方法，為提升標準實施有效性提供了一條新途徑。