公差及精度等级怎么定？关于企业宣贯国家新公差标准的10个问答

公差及精度等级怎么定？关于企业宣贯国家新公差标准的10个问答标准来源于国际前沿企业的工程实践，是全球技术人员智慧的结晶。这些前沿企业不仅开展了多年的工程实践和应用，更是直接参与了GPS&V标准的制订。其中包括空客（Airbus）、西门子（Siemens）、 罗罗（Rolls-Royce）、BBA（BMW、Mercedes-Benz、Audi）等公司。在美国，由美国机械工程师协会（ASME）联合相关前沿公司制订了GD&T标准（Geometric Dimensioning and Tolerancing），参与的公司包括波音（Boeing）、西门子（Siemens PLM）、通用汽车（GM）、通用电气（GE）、卡特比勒（Caterpillar）、洛克希德马丁(Lockheed Martin)以及一些研究单位和院校等。目前这些先进的标准已在这些直接参与标准制订的公司得到了广泛且深入的应用，同时，国外一些有质量追求的企业也已开始采用新标准，

关于企业宣贯国家新公差标准的10个问答

李明（上海大学）

2019 年4月起，一批新的公差国家标准将正式执行，同时相关国家标准的旧版本将被废止。由于此次颁发的一批新标准涉及到制造业几何质量领域的最根本方面、最基础内容，因此，引起了许多企业的关注。同时，由于全面执行这些新标准将直接影响到企业在几何质量设计控制方面的理念、思路、方法、工具，更会影响企业相关的工作流程和管理机制，也使许多企业感到茫然和无所适从，甚至感到恐惧。本文将就这些疑问和新标准实施中的相关问题进行讨论和解惑。

问答1：新公差标准与先进制造和智能制造有什么关系？

在我们大谈未来制造、智能制造和工业4.0等先进制造模式时，却很少有人谈及产品几何质量最基础的部分——公差设计和误差评定，这实际上是业内的一种见识短缺！事实上，我们必须清醒地看到，先进工业国家的技术推进的整体的和战略的，换句话说，新制造模式下所有相关的技术是同步发展和整体推进的。作为制造业最关键部分的几何质量设计控制技术也同样在飞速发展和持续推进中，其核心就是产品几何技术规范与验证（Geometrical Production Specification andVerification GPS&V）标准体系，有关这部分内容的展开讨论可参见本公众号（点滴方圆）文章“一个始于九十年代的工业4.0成功实践”。

较之老的公差设计的控制体系，新的GPS&V标准体系面向全球协同、数字化、信息化和智能化技术的全生命周期应用。是未来制造体系中的一项不可或缺的核心技术。

问答2：国外公差标准的发展情况？

从1993年起，ISO根据技术的发展和前沿企业的工程实践，开始对公差标准的全面改造和体系重构，经过近15年的努力，已初步形成了由150多个标准组成的GPS&V标准体系，同时这个标准体系又与ISO工程图样/技术文件、工艺设计、质量控制、计量检测等标准体系结合组成了一个更为完整的几何质量设计与控制的规范体系。近年来，GPS&V中的一些核心标准更是以每年一版的速度在更新和完善，更有众多的新标准在总结中创造制订。今天，GPS&V标准已能提供从设计、工艺、控制到验收的全过程质量控制和风险管理的完整规范操作流程，更是一个可实际操作的技术和管理流程。

问答3：国外企业公差标准的执行情况？

标准来源于国际前沿企业的工程实践，是全球技术人员智慧的结晶。这些前沿企业不仅开展了多年的工程实践和应用，更是直接参与了GPS&V标准的制订。其中包括空客（Airbus）、西门子（Siemens）、 罗罗（Rolls-Royce）、BBA（BMW、Mercedes-Benz、Audi）等公司。在美国，由美国机械工程师协会（ASME）联合相关前沿公司制订了GD&T标准（Geometric Dimensioning and Tolerancing），参与的公司包括波音（Boeing）、西门子（Siemens PLM）、通用汽车（GM）、通用电气（GE）、卡特比勒（Caterpillar）、洛克希德马丁(Lockheed Martin)以及一些研究单位和院校等。目前这些先进的标准已在这些直接参与标准制订的公司得到了广泛且深入的应用，同时，国外一些有质量追求的企业也已开始采用新标准，这在国外委托生产加工的图纸中已能看到，如苹果（Apple）、特斯拉（Tesla）的加工图纸。但国外一些中小企业还没有完全跟上。

问答4：国内企业公差标准的应用情况？

这是一个国内企业几乎都会问的问题，笔者曾在最近处在贸易战风口浪尖的国内著名通讯设备供应商那里做GPS&V标准体系交流时也被问到这个问题，笔者的答复是，当今国内除了一些国外独资和合资的车企外，国内企业几乎都还没有开始最新GPS&V标准的应用，而且就是那些国内车企，也没有完全开展整个GPS&V标准体系级的应用。更值得关注的事实是许多车企的新标准应用行为不是主动的，而是被老外逼的。

目前，国内有许多企业还在使用上一版相关标准，从最核心的GB/T1182标准应用来看，甚至还在用1996年版的国家公差标准。标准年号是一个很好的技术水平判据，从标准制订的时间配置要求来看，最新颁布的基础性标准往往是前沿企业在15-20年前的工程实践和探索。按这个计算，国内绝大多数企业在产品几何质量方面的理念、思路、方法和工具的应用水平，约在上世纪70-80年代。

事实上，整个国家和制造业对GPS&V标准体系作用的认识是有局限和不到位的，而随着原标准化管理体制的打破，应当承担起标准宣贯作用的协会和学会又不见作为，于是，新标准宣贯、以及企业技术水平和技术人员能力提升的任务就演变为个体行为，在讲国情的中国，这不得不说是中国制造的一个悲哀，同时这必将成为制约中国制造转型升级的一个关键因素，它卡的不是脖子，卡的是思维、意识和对现代工业的认知。

问答5：宣贯执行新国家标准的好处有哪些？

正如前面所述，最新的国家公差标准基本等同采用了ISO的最新GPS&V标准，体现了面向先进制造和未来智能制造的理念、思路和方法，更提供了可实际操作应用的先进工具。据国外相关统计，实施GPS&V标准的好处主要有：

• 减少产品设计中的几何公差修改和规范成本10％
• 减少产品制造中的材料浪费20%
• 节省检测过程中的仪器、测量、评估成本20%
• 缩短产品开发周期30%
• 完全杜绝产品验收纠纷
• 实现产品几何质量设计、控制、验收过程的全数字化
• 实现产品几何质量设计、控制、验收过程的风险控制和全面管理
• 为实现基于模型的设计（Model Based Design）和信息化智能化过程提供坚实基础，从笔者近来的MBD实践和研究看，其对工作效率的提升是以10倍计的，其对技术人员的岗位裁撤是明确的和有效的

问答6：此次新的标准涉及到哪些方面？

新国家公差标准始终在跟随着ISO标准的步伐， 此次新颁布的标准是GPS&V标准体系中最核心的几个标准，其主要涉及内容有：

• 给出了面向产品应用功能和质量过程控制要求的公差设计和规范流程的原则和方法
• 给出了更为细致和规范的几何公差（原形位公差）的标注方法，特别是复杂的基准／基准体系、位置度、轮廓度等的标注方法，这些复杂的标注对偶了实际的应用功能和过程控制要求
• 给出了几何误差的规范测量评定方法，包括基于实物标准器（平板测量和检具测量方法）和基于虚拟标准器（数字化测量、三坐标测量）的规范测量和评定方法
• 提供并对接了面向工程图样三维标注和MBD的几何公差标注方法（Product Manufacture Information，PMI）

问答7：此次新国家标准较上一版有什么大的变化？

此次更新的几个核心标准较之前一版的标准而言，其主要变化有：

• 《GB/ T 4249-2018 产品几何技术规范(GPS)　基础　概念、原则和规则（ISO 8015:2011 MOD）》 该标准替代了原《GB/T 4249-2009产品几何技术规范(GPS) 公差原则》标准，并升级为GPS&V体系标准的基础标准，共计给出了关于公差设计和规范流程的13项原则，而老标准只给出了1项原则
• 《GB/T 1182-2018 产品几何技术规范（GPS） 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注（ISO 1101:2017 MOD）》，该标准是GPS&V标准体系应用中最核心的一个标准，它替代了2008版的原1182标准，给出了基于功能控制、基于过程控制的几何公差（原形位公差）设计和规范标注方法、以及面向三维标注和MBD的几何公差标注规范方法。
• 《GB T 16671-2018 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 最大实体要求(MMR)、最小实体要求(LMR)和可逆要求(RPR)（ISO 2692:2014 MOD）》，该标准替代2009版的原GB/T 16671标准，给出了更为规范的，面向功能的综合公差设计和规范标注方法
• 《GB/T 17852-2018 产品几何技术规范(GPS) 几何公差轮廓度公差标注（ISO 1660:2017 MOD）》，该标准替代1999版的原GB/T 17852标准，给出了面向应用功能和过程控制的轮廓度公差设计和规范标注方法
• 《GB/T 1958-2017产品几何技术规范(GPS) 几何公差 检测与验证》，该标准替代了2004版的原GB/T 1958标准，给出了几何误差（原形位公差）的规范测量和误差评定方法

此外，在2019年及以后数年，还有至少10多个GPS&V标准将修订和制定颁布，包括《GB/T 17852:20XX产品几何技术规范(GPS) 几何公差 基准和基准体系》、《GB/T 13319:20XX 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 成组（要素）与组合几何规范》(原位置度公差标注标准)等。

问答8：是否可以不执行新的国家标准？

关于这个问题，就好比在2019年有人问你：“我能不能不用智能手机”一样。当今社会，不用手机这类先进通讯工具的都是些什么人？

从标准分类来讲，GPS&V标准体系都是推荐标准，一般人都认为可用可不用，但从其内容来讲，有几个方面值得业内关注:

• GPS&V标准涵盖了当今最先进的几何质量控制理念、思路、方法和工具，如果不用，那么，这些企业在几何质量方面的理念、思路、方法和所使用的工具方面还远在上个世纪70-80年代
• 不采用最新的GPS&V标准，必将导致产品质量设计水平和控制水平的低下，因为落后的公差设计直接导致的是产品质量要求的不精准明确、甚至是缺失，其结果是产品质量从设计源头开始的失控
• 企业如不采用最新的GPS&V标准，更从侧面说明了其领导人对现代工业理解的严重不到位、对现代质量设计管理理念的全面落后，更显现出其思维的呆滞、学习的溃乏、不思进取、得过且过的工作作风
• ISOGPS&V标准同时也是制造业中国际通用的工程语言，不采用最新标准的企业，将无法熔入全球制造的环境
• GPS&V标准体系是先进制造和智能制造最基础的部分，不实施这些标准的企业，必然不属于未来

问答9：应该如何开展新标准宣贯工作？

GPS&V标准是一个庞大且完整的技术体系，国外在该标准体系的改造与重构始于上世纪90年代，国外前沿企业的工程实践更早。对于国内企业而言，由于业界在这个问题上长期的目光短浅，造成了我们与国际先进水平间巨大的差距，要想从上世纪70-80年代的理念思路和水平一下子跳到现代、一口吃个胖子、一瞬间实现转型升级几乎是不可能的，因为这不仅标准本身的学习和宣贯，更涉及到企业在理念、思路、方法层面的全面提升，更艰难的是对现有设计控制流程的改造和重构，包括设计、工艺、控制、验收流程的改造和重组等。总之，这是一项具有极大困难和极富挑战的系统工程，也是中国制造转型升级、中国质量独步世界的必由之路。

基于上述，企业首先需要认真学习GPS&V标准，提升相关技术和管理人员的技术素养，并在深刻理解和全员共识的基础上，结合企业的发展战略和实际产品，重组企业几何质量设计、控制流程，并最终实现企业在这方面能力的实质性提升。

问答10：哪些人员需要参与标准宣贯？

由于宣贯和实施GPS&V标准体系是涉及到企业转型升级的系统工程，因此首先是领导作用，然后是所有相关技术和技术管理人员的全员参与，这其中还包括相关的供应商。只有大家都学习了先进的理念、思路和方法，才有可能在理解的基础上应用到实际工作中去。总之，就如同落实ISO 9000一样，作为ISO 9000标准下的一个具体工作标准体系的落实，它同样也是一个领导工程和全员工程。

作为一名高校教师，经常被问及高校如何开展GPS&V标准体系的教学。因为高校是工程技术人员对几何质量认识的启蒙地。但说实话，今天中国高校的“精度设计”课程，无论从课程时数、课程体系、知识体系配置，还是高校教师的工程能力来看，都无力担负这种面向未来的教学需求，如不对整个高校工程教育体系进行根本性变革，不可能做出实质性成效。从这一点上看，企业和社会将成为这方面工作的主战场。