基于產品使用需求的標準比對分析及優選技術研究

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.基于產品使用需求的標準比對分析及優選技術研究[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

裝備制造業是一個國家綜合國力的重要體現。國家“十四五”規劃中明確提出“加快推進制造強國、質量強國建設”“推動制造業高質量發展”。大力發展裝備制造業已成為今后國家建設的重點方向。標準化是產品建設的重要技術基礎，在產品高質量發展的大趨勢下，其呈現出快速發展的態勢：產品標準體系逐步完備，標準規模和數量越來越大，產品制造企業貫徹實施的標準不斷增加。然而，作為產品標準化重要內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。標準選用主觀性、隨意性強，沒有標準選用的統一原則和方法，致使產品研制過程中貫標出現混亂。尤其是針對同一對象，有國家標準、行業標準及企業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重要。

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

1標準比對分析及優選模型框架

1.1模型框架概述

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

建立分層級的標準比對分析及優選模型框架，見圖1。該模型框架共分為4層：第1層為需求層，主要描述針對產品需求的標準使用場景，以及關聯標準全集狀態；第2層為比對層，主要描述標準比對要素、標準比對技術方法、標準比對流程及技術；第3層為優選層，主要描述標準優選判據、標準優選匹配；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等。

1.2需求層分析

從需求場景出發，識別與需求相關的各級各類標準，并對標準現狀進行初步評估。需求捕獲方面，要基于產品研制和使用需求、技術的發展趨勢、標準使用相關方訴求，還要滿足產品工程研制軟硬件的約束。基于需求關聯相關標準，在標準體系架構的牽引下，對各級各類相關標準的分布、數量、技術水平、應用情況等進行關聯、分析和初步評估，形成比對優選的前提。

1.3比對層分析

比對是在需求牽引下，對相關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、技術要素、核心指標、驗證要求等。通常可采用綜合分析法、參數判別法、指標溯源法，利用需求分析、核心技術分析、差異性矩陣構建分析等進行比對，從而形成定性/定量的比對分析結果。

1.4優選層分析

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

1.5生成層分析

對產品不同領域、不同研制過程下的標準均進行比對優選，從而生成產品適用的最佳標準集，并從領域、層次、級別、技術、產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說明，從而有效支撐標準在產品研制中精準高效應用。

2 優選流程及關鍵技術

2.1標準比對分析及優選流程

比對分析及優選流程見圖2。

2.2標準比對分析及優選關鍵技術

2.2.1使用需求分析

按照系統工程方法，從需求出發定義產品的標準應用需求，是開展標準比對分析及優選的前提。需求分析的核心是建立產品作戰使用需求、研制需求到標準需求的傳遞路徑，按照整機級、系統級、設備級、基礎產品等各級產品的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，轉化為產品研制需求、實現要求和標準需求，從而形成產品選標用標的目標圖像，科學界定產品研制“需要什么標準”，如圖3所示。

2.2.2標準識別與選

全面有效識別現有標準是開展標準比對優選的前提。在產品需求牽引下，可分別建立過程、技術、層次、產品等與標準的關聯的模型，從而對相關標準進行較為全面地識別。具體如下：

（1）研制過程-標準需求關聯分析。以產品研制生產與服務保障全壽命過程為線索，基于產品當前的研制階段，分析梳理與產品設計、制造、試驗、服務保障等相關的標準；

（2）專業技術-標準需求關聯分析。基于產品的研制任務書、總體技術方案等，梳理產品的關鍵技術項，建立技術-標準的映射關系，并基于技術識別相關技術領域的標準；

（3）標準層次-標準需求關聯分析。基于質量管理體系約束要求，從頂層輸人、要求層、程序層、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）產品PBS-需求關聯分析。按照產品PBS分解，從整機、系統、分/子系統、功能單元/模塊（LRU/LRM）、板卡/組件（SRU）、零部件等層級，分別識別相關標準；

（5）對不同維度下識別形成的標準進行綜合，并結合權威標準數據庫，對標準級別、標準狀態、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關聯標準全集總體分析

針對已識別的現有關聯標準，對標準全集現狀進行總體分析。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、行業標準、企業標準等）、標準的層次（要求類、程序類、方法類、操作類等）、標準的關聯產品層級、標準技術領域、標齡、軍民屬性等各方面，對標準的數量分布特征進行分析和統計。

（2）標準的技術水平。對標準全集的總體技術狀態進行大致分析判斷，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化的相關標準技術內容較為先進；分析標準的技術成熟度，技術成熟度低的標準，往往注重對技術的牽引，成熟度高的標準往往注重對技術的固化；分析標準的關鍵技術指標與產品實際水平的差異，例如 液壓技術在現役航空產品中廣泛使用， 液壓技術面向新一代航空產品應用，前者相關標準更為成熟，后者相關標準更為領先。

（3）標準的應用狀態。分析設計、制造、試驗等不同研制階段的相關標準，在產品實際研制過程中的真實應用狀態，包括標準的應用方式、標準的應用時機、標準的應用數量、標準的作用、標準使用中的問題、標準與質量數據的關聯分析等，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架構理論中的標準結構模型（Sd-Sr）[4]，如圖4所示，可以定義典型標準的規范化結構要素模型。標準結構模型是指對產品研制和使用所涉及的設計、制造、試驗等領域內要求類、方法類等標準的結構要求和特定技術要素進行離散后，構建結構化的標準元數據庫，借鑒UAF中標準結構模型（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域各層級標準的元模型。然后基于標準元模型對各領域各類標準進行文檔實例化，形成具體的標準模型。

例如，基于標準結構模型，不同類別標準的優選比對要素包括：

（1）設計要求類標準。包括設計依據、設計準則、設計內容、設計驗證項目與要求等；（2）設計方法類標準。包括設計輸人、設計原則、設計步驟與方法、經驗教訓、參考實例等；（3）制造要求類標準。包括按照工藝質量控制要求類、工藝產品要求類分別定義框架要素；（4）制造方法類標準。包括人員、環境、材料、設備與工裝、安全防護、工藝控制、質量控制、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

針對相關聯的若干標準，以標準比對要素為基礎，開展標準化對象、適用范圍、框架、要素、核心技術指標的比對分析。核心指標比對可借鑒動態規劃算法（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系的子問題（劃分階段），先求解子問題的最優值，以局部最優解的組合形成全局最優解。

基于動態規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，即標準結構模型（Sd-Sr）所定義的典型標準規范化結構要素模型。

（2）確定狀態：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）該標準對應的標準要素缺失，則該要素賦值為0；

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

3）確立各個標準的綜合得分：

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

2.2.6標準優選匹配

針對產品對于性能、可靠性、經濟性的不同約束條件，建立約束條件與標準核心要素的關聯關系，從而基于約束條件的權衡，優選匹配最適用的標準。以產品標準為例，產品標準中“要求”一章一般規定了產品的核心技術要素和指標，不同要素對于性能、可靠性、經濟性的影響不同，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，可能會造成產品的可靠性、安全性指標下降，以及產品成本的急劇增加。因此，標準優選不能一味選擇指標要求最高的標準，而應該結合具體約束條件要求，選擇最適用的標準。例如，針對軍用產品，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，可以優選功能、保障性、環境適用性、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品，往往會犧牲一部分性能甚至可靠性，來實現較高的效費比，因此在此類情況下應優選互換性、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優選標準集構建

通常情況下，利用動態規劃算法，基于產品的標準使用需求目標，通過定量和定性相結合的方式，對各個需求條目下的現有標準分別進行比對分析，可以形成產品的優選標準集。然而，針對現有標準與需求目標差距較大、無法直接通過優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。以綜合得分S最高的標準作為標準整合的基礎標準，以此為藍本對若干個最優標準要素進行整合，并基于產品需求對標準內容進行優化。

一般情況下要求類標準可重構為1項，方法類可重構為多項可選標準。

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

3 典型應用實例

以航空產品液壓系統研制為例，基于該系統的研制任務書等輸入要求，確定研制過程中需使用“液壓系統通用要求”相關標準。通過對國家軍用標準、行業標準以及國外相關標準進行識別選，梳理現有相關標準約10項，并利用標準結構模型識別液壓系統核心技術要素約20類。按照動態規劃算法，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《軍用飛機液壓系統設計和安裝要求》綜合得分147分為最高，表明其技術內容相對完整全面，在液壓系統研制過程中優先選用。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，以GJB638B為藍本，優選其余9項標準中賦值為10的技術要素，重構形成軍民用飛機和直升機通用、統一、先進的液壓系統標準。

4結論

本文以產品研制過程中的標準使用需求為牽引，以支撐產品高效精準選標為目標，提出了標準比對分析及優選模型，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選過程中的關鍵技術進行分析，并輔以航空產品液壓系統標準比對分析及優選的典型實例，力求形成科學的方法指導產品研制選標。通過本研究形成以下結論：

（1）需求是開展標準比對分析及優選的出發點。面向系統工程研制過程，產品的使用需求、研制需求是開展標準選用的源頭，精準、全面梳理產品的標準需求是實現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合。傳統標準比對分析往往依賴于經驗，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變，并為數字化智能比對提供基礎支撐數字化、智能化轉型。

（3）標準選用是綜合權衡的結果。面向產品日益差異化的研制使用需求，針對性能、可靠性、經濟性的約束目標，標準的優劣往往不能從一而論，標準選用需要緊密結合產品研制實際，以最適宜的標準支撐和引領產品高質量發展。

參考文獻

[1]何瑞恒，鄭朔防，王旭峰，等.航空裝備標準/規范研制的溯源定義方法研究[J].標準科學，2023（7）：31-35.

[2]計雄飛，張寶林，李抵非，等.標準文獻內容挖掘與比對[J]標準科學，2012（8）：16-19

[3] 王旭峰，馬宗鋒.集團型裝備制造企業執行標準體系架構研究[J].中國標準化，2021（22）：27-33.

[4]鄭朔防，何瑞恒，任文明.基于UAF建模的產品標準集生成技術研究[J].系統仿真學報，2021，33（7）：1534-1541.

[5]韓夢雪，陳偉林，段銳寧，等.基于產品規范的本體建模方法研究[J].中國標準化，2024（9）：49-56.

[6] 謝文才，羅雪山，羅愛民.基于元模型的軍事信息系統體系結構建模方法[J].國防科技大學學報，2012，34（1）：82-87.

[7]鄭朔防，何瑞恒.標準視圖在裝備研制中的應用方法研究[J]標準科學，2017（3）：60-64.

[8] 何瑞恒，鄭朔防，呂保良，等.基于需求的無人直升機標準視圖建模研究[J].直升機技術，2018（2）：47-51+63.