國際標準ISO 4301-1:2016《起重機—分級—第1部分：總則》比對

皮君麗 林夫奎

1 北京起重運輸機械設計研究院有限公司 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 機械工業(yè)起重機械輕量化技術(shù)重點實驗室 北京 100007

0 引言

2016年7月，國際標準ISO 4301-1:2016《起重機—分級—第1部分：總則》（以下簡稱ISO 4301-1:2016）正式出版。作為重要的起重機基礎(chǔ)標準之一，ISO 4301-1:2016出版后，引發(fā)了國際起重機行業(yè)專家的普遍關(guān)注。與上一版本國際標準ISO 4301-1:1986《起重機和起重機械—分級—第1部分：總則》相比，ISO 4301-1:2016主要的4點技術(shù)內(nèi)容變化在于：細化整機級別劃分、變更機構(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系列其他國際標準中引用及國內(nèi)外標準中采用情況，以期從國際層面審視我國標準化工作整體發(fā)展，為相關(guān)方提供有效參考、發(fā)揮好標準化工作在中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展中的引領(lǐng)與促進作用。

1 國際標準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

與國際標準ISO 4301-1:1986相比，ISO 4301-1:2016主要技術(shù)內(nèi)容變化有4點：1）細化整機級別劃分，增加了起重機使用等級為U9的最大工作循環(huán)數(shù)范圍、增加起重機載荷譜系數(shù)名義值和對應的載荷狀態(tài)級別、并進一步細化了起重機整機分級。2）變更機構(gòu)分級參數(shù)，統(tǒng)一整機、機構(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，整機分級基于工作循環(huán)數(shù)（Cycle-Based），機構(gòu)分級基于工作時間（Time-Based），起重機整機分級與起重機機構(gòu)分級參數(shù)未達成一致；2016年版中，起重機整機、機構(gòu)與零部件分級均基于工作循環(huán)數(shù)（Cycle-Based），整機、機構(gòu)與零部件分級參數(shù)達成一致。3）2016年版增加了平均位移（Average Displacement）的分級方法，用于起重機整機、機構(gòu)及零部件分級。4）2016年版增加了起重機零部件（Component）分級的規(guī)定。

按照國際標準化組織相關(guān)規(guī)定，國際標準編號對應唯一的國際標準，即國際標準編號ISO 4301-1只能對應一項國際標準。ISO 4301-1:2016出版后，ISO 4301-1:1986應予以撤銷，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準卻引發(fā)了行業(yè)討論。2017年，國際起重機行業(yè)利益相關(guān)方反映ISO 4301-1:1986中基于工作時間的起重機分級方法依然普遍使用。于是，基于實際需要，2017年國際標準化組織起重機技術(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在實際應用中并存使用，并在ISO/TC96起重機技術(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項國際標準共存。2022年ISO/TC96起重機技術(shù)委員會年會上形成會議決議，決定成立起重機械—分級特別任務工作組，由中國牽頭負責研討ISO 4301-1:2016在ISO/TC96及其分委會項下所有相關(guān)國際標準中的引用問題。2023年3月，鑒于目前國際起重機行業(yè)實際需求，ISO技術(shù)管理局（Technical Management Board，TMB）通過了ISO/TC96起重機技術(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)國際標準修訂更新完畢。目前，國際上同一國際標準編號的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整機級別劃分對比與細化

在ISO 4301-1:1986版國際標準的基礎(chǔ)上，ISO 4301-1:2016增加了起重機使用等級為U9的最大工作循環(huán)數(shù)范圍；增加起重機載荷譜系數(shù)名義值和對應的載荷狀態(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；進一步細化了起重機整機分級，按整機使用等級和整機載荷狀態(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 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整機級別劃分對比

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

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

機構(gòu)的載荷狀態(tài)表明機構(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系列其他國際標準引用情況

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

對于給定的機構(gòu)工作級別，對應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)的設計值Cf為

對應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)定起重機機構(gòu)及零部件分級計算方法是基于工作循環(huán)數(shù)，就起重機械理論層面而言，相對于1986版更加準確；2016版提出起重機整機、機構(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、機構(gòu)及零部件通用的分級參數(shù)，整機、機構(gòu)與零部件分級參數(shù)達成一致；2016版附錄B中給出的機構(gòu)工作級別換算指南，從理論層面上解決了新舊2版機構(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，起升機構(gòu)、大小車運行機構(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系列其他國際標準引用情況分析

ISO 4301系列國際標準共分為5個部分，包括ISO 4301-1總則、ISO 4301-2流動式起重機、ISO 4301-3塔式起重機、ISO 4301-4臂架起重機、ISO 4301-5橋式和門式起重機。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—分級—第2部分：流動式起重機》與ISO 4301-3:2021《起重機—分級—第3部分：塔式起重機》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—分級—第4部分：臂架起重機》與ISO 4301-5《起重機—分級—第5部分：橋式和門式起重機》目前正在修訂中。ISO 4301系列其他國際標準引用情況如表2所示。

綜上所述，ISO 4301系列其他國際標準修訂過程中均會充分考慮到2016年版ISO 4301-1內(nèi)容的引用，但由于起重機種類較多，工作特點、使用場合、應用領(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)塔式起重機特點，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準將ISO 4301-1:2016為基礎(chǔ)對分級規(guī)定進行細化，2016年版ISO 4301-1的認可度正在整個起重機行業(yè)國際標準體系中逐步提升。

2.2 國外與國內(nèi)標準采用情況分析

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

表3 國外與國內(nèi)標準采用情況示例

近年來，中國標準化工作相關(guān)政策頻繁出臺，進一步明確了國內(nèi)國際相互轉(zhuǎn)化始終是標準化工作的重要課題、是促進中國高質(zhì)量發(fā)展的有效途徑。國家標準化管理委員會印發(fā)的《國家標準采用國際標準工作指南（2020年版）》中指出：“采標項目制定周期原則上不超過18個月”；2021年10月10日，中共中央、國務院印發(fā)了《國家標準化發(fā)展綱要》指出國家標準化發(fā)展目標為“到2025年，實現(xiàn)標準供給由政府主導向政府與市場并重轉(zhuǎn)變，標準運用由產(chǎn)業(yè)與貿(mào)易為主向經(jīng)濟社會全域轉(zhuǎn)變，標準化工作由國內(nèi)驅(qū)動向國內(nèi)國際相互促進轉(zhuǎn)變，標準化發(fā)展由數(shù)量規(guī)模型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。標準化更加有效推動國家綜合競爭力提升，促進經(jīng)濟社會高質(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)督管理總局標準創(chuàng)新司印發(fā)了《市場監(jiān)管總局標準創(chuàng)新司關(guān)于進一步加強國際標準跟蹤和信息反饋工作的通知》，要求國際標準化組織（ISO）國內(nèi)技術(shù)對口單位通過國際標準跟蹤轉(zhuǎn)化工作平臺完成對口領(lǐng)域國際標準跟蹤、動態(tài)維護、確保國際標準庫的數(shù)據(jù)完備與準確，規(guī)定國際標準信息更新工作應在國際標準組織發(fā)布標準或發(fā)布標準更新信息的當月或不晚于10個工作日完成，并作為年度考核依據(jù)。我國標準化政策對起重機專業(yè)領(lǐng)域國際標準采標工作產(chǎn)生了有效推動作用，截至2022年12月，起重機專業(yè)領(lǐng)域的國際標準轉(zhuǎn)化率達到了97%。基于上述中國國際標準化工作成果，在國際標準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)出采標及時性與高度一致性。

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

起重機分級有2方面實際用途：1）作為商業(yè)貿(mào)易往來中采購商與制造商達成協(xié)議合同的參考；2）為設計人員提供計算基礎(chǔ)，以便設計分析。鑒于起重機分級在實際工作中的廣泛作用，ISO 4301-1在整個起重機領(lǐng)域國際標準體系中居于關(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)量標準化工作發(fā)展的階段性成果，標志著我國起重機行業(yè)國際標準化工作從參與到主導的大跨越。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秘書處與主席承擔國；2020年中國首個起重機行業(yè)國際標準（制定）；目前中國牽頭負責ISO/TC 96/AHG1 “起重機械—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。在中國標準化工作政策引導下，在行業(yè)企業(yè)的共同推進下，中國起重機行業(yè)領(lǐng)域國際標準化工作成功完成了從參與到主導的歷史階段性跨越。

2）ISO 4301-1:2016級別劃分的進一步細化，預示著全球?qū)用嫫鹬貦C產(chǎn)品的技術(shù)升級。增加起重機載荷譜系數(shù)名義值和對應的載荷狀態(tài)級別，將起重機整機分級增改為A03～A11共15級別，ISO 4301-1:2016在起重機領(lǐng)域范圍內(nèi)樹立起更加細化的起重機產(chǎn)品分級標桿，有助于行業(yè)企業(yè)提升制造工藝，保持起重機產(chǎn)品先進性、實用性和前沿性，實現(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，促進起重機行業(yè)實現(xiàn)優(yōu)勝劣汰。

3）ISO 4301-1:2016起重機機構(gòu)分級參數(shù)的變化，體現(xiàn)出實踐探索與科學理論的更深層次有效結(jié)合。1986年版中起重機機構(gòu)分級計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，但實質(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)生的間接性理論計算依據(jù)。ISO 4301-1:2016首次提出了起重機整機、機構(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算方法，2016年版中工作循環(huán)數(shù)是科學理論層面相對更為準確的計算依據(jù)。ISO 4301-1:2016提出起重機整機、機構(gòu)及零部件均以總工作循環(huán)數(shù)為分級參數(shù)，標志著起重機統(tǒng)計方法在現(xiàn)實應用層面與理論的進一步結(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系列其他國際標準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系列其他國際標準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，但由于起重機種類較多，其在起重機具體門類中的引用形式不盡相同。國際標準ISO 4301-2:2020中，流動式起重機零部件和機構(gòu)平均位移分級并沒有另行具體規(guī)定。國際標準ISO 4301-3:2021中，給出了塔式起重機起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、大小車運行機構(gòu)以及繩的具體平均位移分級。由于起重機種類較多，起重機配置（如取物裝置）、工作特點、使用場合、應用領(lǐng)域、作業(yè)工藝等差異較大，起重機細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系列其他國際標準對零部件與機構(gòu)的級別規(guī)定將進一步具化，推動起重機各類型產(chǎn)品分級劃分更加嚴謹、科學。例如，在國際標準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零部件特性，對塔式起重機用繩、車輪及吊鉤等零部件進行了更深層次的細分并給出了對應的具體工作級別，從而促進更加精確地確定塔式起重機相關(guān)機構(gòu)與整機的分級劃分。

4 結(jié)語

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

近年來，在中國各項國際標準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，中國起重機行業(yè)領(lǐng)域國際標準化工作實現(xiàn)了大跨越，從而有效提升了我國起重機械行業(yè)企業(yè)在國際市場上的判斷力與綜合競爭力，助力中國起重機行業(yè)迅速搶占市場份額。