◎北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所 薛志超 王琳 王國(guó)梁

航天飛行器測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品化工作探索

◎北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所 薛志超 王琳 王國(guó)梁

隨著國(guó)家對(duì)航天事業(yè)重視程度的不斷加大，目前處于預(yù)研、在研、批生產(chǎn)的飛行器型號(hào)數(shù)量越來(lái)越多，但其研制模式仍按傳統(tǒng)研制思路實(shí)施，所以呈現(xiàn)出型號(hào)任務(wù)規(guī)模越來(lái)越大、新技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜、研制周期越來(lái)越短、質(zhì)量要求越來(lái)越高、保障資源越來(lái)越困難等突出特點(diǎn)。

因此，為應(yīng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和成熟度要求越來(lái)越高、降低成本需求越來(lái)越迫切、保障資源越來(lái)越困難的科研生產(chǎn)形勢(shì)，適應(yīng)市場(chǎng)化需求，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作思路，北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所開(kāi)展了飛行器測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品化工作方式和實(shí)施路線(xiàn)的研究與探索。

一、測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品現(xiàn)狀分析

產(chǎn)品化是產(chǎn)品工程建設(shè)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是以產(chǎn)品為對(duì)象，研究產(chǎn)品的分類(lèi)、型譜、定型、成熟度升級(jí)等全部屬性和可靠性要素的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。航天產(chǎn)品化工作包括產(chǎn)品分類(lèi)、型譜規(guī)劃、平臺(tái)建立與應(yīng)用、成熟度提升、定型、更新?lián)Q代、生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)等內(nèi)容，以向型號(hào)產(chǎn)品提供高成熟度、高可靠性的貨架式產(chǎn)品，滿(mǎn)足航天型號(hào)日益提高的發(fā)展速度、質(zhì)量和可靠性要求為目的，從而實(shí)現(xiàn)型號(hào)與產(chǎn)品并重的科研生產(chǎn)格局。

航天飛行器測(cè)控系統(tǒng)是飛行器電氣系統(tǒng)的重要組成部分，在各類(lèi)試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)獲取的飛行器內(nèi)外部工作狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)可為評(píng)定飛行器的性能及進(jìn)行故障分析提供重要保障。通過(guò)研究分析測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品的現(xiàn)狀得出，在已有成熟產(chǎn)品基礎(chǔ)上的重復(fù)性設(shè)計(jì)和適應(yīng)性修改的“新”產(chǎn)品多，而面向基礎(chǔ)性研究和新領(lǐng)域探索的新技術(shù)產(chǎn)品少，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已不能適應(yīng)當(dāng)今航天技術(shù)快速發(fā)展的需要。

導(dǎo)致上述問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因有以下3個(gè)方面：一是各型號(hào)總體設(shè)計(jì)要求不統(tǒng)一，包括技術(shù)指標(biāo)、環(huán)境條件要求等，使得不同型號(hào)間的微小差異都會(huì)影響已有成熟產(chǎn)品；二是缺乏選型型譜及產(chǎn)品化理念作為指導(dǎo)，對(duì)于功能類(lèi)似的產(chǎn)品，由于不同型號(hào)的設(shè)計(jì)狀態(tài)不同，使得產(chǎn)品通用化、系列化程度不高；三是由于新技術(shù)研究和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率低、成本高、周期長(zhǎng)、產(chǎn)品成熟慢、應(yīng)用需求牽引不夠，使得多數(shù)產(chǎn)品研制單位不愿投入。

二、產(chǎn)品化工作思路

當(dāng)前，在以型號(hào)研制為主線(xiàn)的科研生產(chǎn)管理模式下，從總體、分系統(tǒng)到單機(jī)設(shè)計(jì)主要是以滿(mǎn)足本型號(hào)應(yīng)用為目的，所以難以避免地造成產(chǎn)品個(gè)性化突出，而通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)批生產(chǎn)，更不利于產(chǎn)品成熟度的提升。在現(xiàn)有科研生產(chǎn)模式下開(kāi)展產(chǎn)品化工作的關(guān)鍵是，各型號(hào)從方案論證階段的頂層策劃開(kāi)始就要將產(chǎn)品化的理念納入到總體方案論證中，再由總體設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)到單機(jī)設(shè)計(jì)層層貫徹實(shí)施。

1.產(chǎn)品化工作目標(biāo)和重點(diǎn)

測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品化工作規(guī)劃和建設(shè)不能完全脫離型號(hào)，必須與型號(hào)研制、技術(shù)發(fā)展相結(jié)合，在充分總結(jié)型號(hào)研制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以測(cè)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)前和未來(lái)發(fā)展為牽引，以掌握核心技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品為基本原則，從而為當(dāng)前及未來(lái)型號(hào)研制提供技術(shù)更加先進(jìn)、性能更加可靠、使用更加便捷、成本更加優(yōu)化的解決方案或產(chǎn)品。

產(chǎn)品化工作是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，為確保產(chǎn)品化工作能夠持續(xù)、有效、順利開(kāi)展，必須建立一系列相對(duì)完備的體系作為保障，包括產(chǎn)品體系、技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、保障體系等。而頂層規(guī)劃和體系建設(shè)將是產(chǎn)品化工作的重中之重。

2.產(chǎn)品化工作的實(shí)施

緊密結(jié)合當(dāng)前各型號(hào)的研制情況，充分調(diào)研業(yè)內(nèi)現(xiàn)狀并預(yù)測(cè)未來(lái)型號(hào)需求、技術(shù)發(fā)展需要，以逐步形成和健全產(chǎn)品體系。產(chǎn)品化工作的具體實(shí)施包括以下幾個(gè)方面：

產(chǎn)品現(xiàn)狀總結(jié)。由于當(dāng)前產(chǎn)品化工作尚未完全在各型號(hào)推廣應(yīng)用，型號(hào)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用短期內(nèi)仍將保持現(xiàn)狀，所以要充分總結(jié)梳理現(xiàn)有型號(hào)系統(tǒng)構(gòu)型、單機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀，并以此作為產(chǎn)品化工作開(kāi)展的基礎(chǔ)。

產(chǎn)品重組及型譜規(guī)劃。在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)比篩選、重組等形式構(gòu)建測(cè)控系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)型譜，并以此為源頭梳理單機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用型譜。

建立健全技術(shù)和管理體系。

重新梳理專(zhuān)業(yè)技術(shù)體系，通過(guò)體系規(guī)劃牽引完善產(chǎn)品型譜，通過(guò)產(chǎn)品型譜建設(shè)促進(jìn)新技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用，進(jìn)而形成技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相輔相成的局面；為確保技術(shù)和產(chǎn)品體系持續(xù)、有效的運(yùn)行，在技術(shù)和產(chǎn)品體系建設(shè)的同時(shí)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)體系、人力資源體系等基礎(chǔ)體系的更新及完善。

產(chǎn)品化理念及成果推動(dòng)。充分發(fā)揮分系統(tǒng)作用，在型號(hào)研制過(guò)程中推動(dòng)產(chǎn)品化理念在后續(xù)型號(hào)中的應(yīng)用。在論證階段，加強(qiáng)與總體部門(mén)的溝通協(xié)調(diào)，盡量將總體指標(biāo)要求與系統(tǒng)型譜、產(chǎn)品型譜相統(tǒng)一；在設(shè)計(jì)階段，以產(chǎn)品體系成果為依托規(guī)范系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品化理念充分融入并指導(dǎo)型號(hào)研制。

優(yōu)化產(chǎn)品成本。在供方選擇上，為進(jìn)一步壓縮成本，加快研制、生產(chǎn)周期，可以考慮逐步擴(kuò)大供方選擇范圍，以非關(guān)鍵部位或非關(guān)鍵試驗(yàn)為試點(diǎn)，引入產(chǎn)品成熟度較高或技術(shù)先進(jìn)的工業(yè)甚至商業(yè)產(chǎn)品，加大市場(chǎng)化力度。

三、產(chǎn)品化工作的體系建設(shè)

1.產(chǎn)品體系

測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品從層次和形式上可以大致劃分為四大類(lèi)，即系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品、單機(jī)級(jí)產(chǎn)品、單板級(jí)產(chǎn)品和知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)產(chǎn)品。其中系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品由單機(jī)級(jí)產(chǎn)品構(gòu)成，完成預(yù)定功能的解決方案；知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)產(chǎn)品是指測(cè)控系統(tǒng)核心及關(guān)鍵技術(shù)等轉(zhuǎn)化后的軟性成果，如專(zhuān)利、設(shè)計(jì)工具等。測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品體系組成如圖1所示。

產(chǎn)品體系建設(shè)初步實(shí)施路徑主要包括以下幾方面內(nèi)容：

圖1 測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品體系圖

制定產(chǎn)品基本型譜。梳理現(xiàn)有型號(hào)測(cè)控系統(tǒng)方案及配套產(chǎn)品，基于現(xiàn)有技術(shù)制定測(cè)控系統(tǒng)基本型，并以此為基礎(chǔ)梳理單機(jī)級(jí)產(chǎn)品基本型譜。

完善型譜數(shù)據(jù)?；诋?dāng)前基本型方案及產(chǎn)品外包模式，按照產(chǎn)品體系規(guī)劃開(kāi)展系統(tǒng)及單機(jī)產(chǎn)品數(shù)字化工作，逐步建立產(chǎn)品型譜目錄、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)品故障數(shù)據(jù)庫(kù)、合格供方數(shù)據(jù)庫(kù)等，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集、整理、分析、利用，以提升測(cè)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)能力。

策劃新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。以小型化、一體化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、成本優(yōu)化等為背景需求，開(kāi)展新一代測(cè)控系統(tǒng)基本型方案設(shè)計(jì)工作，并以此為基礎(chǔ)梳理關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品，進(jìn)而開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證以及關(guān)鍵產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工作，將具備2～3級(jí)成熟度的產(chǎn)品納入測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品型譜。

健全產(chǎn)品管理體系。不斷完善測(cè)控系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)和單機(jī)級(jí)產(chǎn)品體系，逐步健全產(chǎn)品管理制度，保障產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、管理等過(guò)程的有效實(shí)施，同時(shí)形成系統(tǒng)級(jí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測(cè)試、試驗(yàn)以及單機(jī)級(jí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)而支撐產(chǎn)品研制過(guò)程，實(shí)現(xiàn)真正意義上的產(chǎn)品化。

2.技術(shù)體系

技術(shù)體系建設(shè)初步實(shí)施路徑主要包括以下幾方面內(nèi)容：

完善專(zhuān)業(yè)技術(shù)樹(shù)。以現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)技術(shù)樹(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合產(chǎn)品體系建設(shè)再次梳理測(cè)控系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)體系，在專(zhuān)業(yè)技術(shù)體系覆蓋現(xiàn)有產(chǎn)品型譜的基礎(chǔ)上融入測(cè)控系統(tǒng)后續(xù)發(fā)展新產(chǎn)品所需的新技術(shù)。

策劃專(zhuān)業(yè)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。針對(duì)每一項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展技術(shù)成果固化、量化工作，以形成相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)利成果、設(shè)計(jì)工具，甚至是系統(tǒng)級(jí)或單機(jī)級(jí)產(chǎn)品，使每一項(xiàng)技術(shù)真正得到固化，從而便于成果的轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用。

產(chǎn)品發(fā)展推動(dòng)技術(shù)發(fā)展。隨著產(chǎn)品體系的不斷推進(jìn)，要及時(shí)總結(jié)產(chǎn)品體系建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)技術(shù)，補(bǔ)充完善技術(shù)體系。

3.產(chǎn)品保障體系

產(chǎn)品保障體系主要包括經(jīng)費(fèi)及計(jì)劃體系保障、面向產(chǎn)品的質(zhì)量管理、組織機(jī)構(gòu)及人員機(jī)制保障、考核和激勵(lì)機(jī)制、物資管理、生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)與認(rèn)證、信息化管理等方面內(nèi)容。其中，產(chǎn)品化技術(shù)隊(duì)伍由產(chǎn)品主任設(shè)計(jì)師（產(chǎn)品經(jīng)理）、產(chǎn)品負(fù)責(zé)人、產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)等組成，每個(gè)產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)的人員配置應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品化技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)初步實(shí)施路徑主要包括以下幾方面內(nèi)容：

逐漸將產(chǎn)品隊(duì)伍與型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍剝離。在目前的產(chǎn)品隊(duì)伍與型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍未完全分離的過(guò)度期內(nèi)，由于受人員配置等問(wèn)題的限制，使得當(dāng)前一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品主任設(shè)計(jì)師仍由型號(hào)系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師兼任，并牽頭開(kāi)展測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品體系規(guī)劃。隨著測(cè)控系統(tǒng)自研產(chǎn)品數(shù)量的增加，要逐步完善項(xiàng)目管理制度，確定獨(dú)立的產(chǎn)品主任設(shè)計(jì)師，根據(jù)產(chǎn)品型譜規(guī)劃及研發(fā)需要確定產(chǎn)品負(fù)責(zé)人。產(chǎn)品負(fù)責(zé)人采取招聘或從型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍中招募的方式組建各產(chǎn)品隊(duì)伍，獨(dú)立開(kāi)展產(chǎn)品研發(fā)工作，最終實(shí)現(xiàn)型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍與產(chǎn)品隊(duì)伍相剝離。

完善產(chǎn)品隊(duì)伍建設(shè)。確定產(chǎn)品隊(duì)伍，建立完善的產(chǎn)品隊(duì)伍管理制度，同時(shí)組建測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品專(zhuān)家組，負(fù)責(zé)產(chǎn)品研制、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品定型、成熟度提升等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的把關(guān)和技術(shù)支持。

航天飛行器測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品化工作的開(kāi)展將會(huì)帶來(lái)型號(hào)技術(shù)開(kāi)發(fā)和研制模式的根本性轉(zhuǎn)變，有利于快速滿(mǎn)足型號(hào)研制需要。后續(xù)，北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所將以此為起點(diǎn)，不斷深入理解和推進(jìn)產(chǎn)品化理念，全面提升測(cè)控系統(tǒng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。