中國空間技術(shù)研究院 梁波 馬濤 陳濤

宇航通用產(chǎn)品去型號化工作綜合管理與實踐

中國空間技術(shù)研究院 梁波 馬濤 陳濤

為推進穩(wěn)定、高效的貨架式航天產(chǎn)品體系的建設(shè)進程，中國空間技術(shù)研究院積極總結(jié)提煉多年來產(chǎn)品化工作與通用產(chǎn)品組批生產(chǎn)經(jīng)驗成果，以實現(xiàn)通用產(chǎn)品研制由型號維度向產(chǎn)品維度全面轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?，從統(tǒng)一產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)和管控等8個方面明確了通用產(chǎn)品去型號化的基本準則、內(nèi)涵、工作流程，制定并發(fā)布了通用單機產(chǎn)品去型號化工作若干指導意見(試行版)，通過構(gòu)建去型號化工作長效機制，針對通用單機產(chǎn)品接口不統(tǒng)一、環(huán)試條件不統(tǒng)一等制約通用產(chǎn)品實現(xiàn)去型號化的共性突出問題組織開展深入論證，形成了統(tǒng)一意見，有效推動去型號化工作并取得顯著成果。

航天器通用產(chǎn)品具有研制周期長、品種多、子樣少的特點。在傳統(tǒng)的科研生產(chǎn)模式下，新產(chǎn)品多為型號牽引開發(fā)，各研制單位在產(chǎn)品開發(fā)過程更多的是考慮滿足單一型號的需求，對通用產(chǎn)品的研制存在需求統(tǒng)籌分析不足、通用性設(shè)計不夠、多子樣全包絡驗證不充分等問題，不能有效覆蓋多型號應用需求。特別是近年來，隨著“高強度研制、高密度發(fā)射”成為型號任務新常態(tài)，航天器批量化生產(chǎn)和商業(yè)航天發(fā)展形勢對科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型升級提出了更高的要求。如何在通用產(chǎn)品研制的各個環(huán)節(jié)消除單一型號的影響，最終實現(xiàn)通用產(chǎn)品的去型號化，已成為科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型的突破口，也是宇航產(chǎn)品化的工作重點。

一、現(xiàn)狀與問題分析

宇航通用產(chǎn)品是指可供2個(含)以上型號選用的產(chǎn)品或未來有明確的批量應用需求的產(chǎn)品，可分為通用單機和通用組件2個層級。通用產(chǎn)品的去型號化既是“產(chǎn)品化”的工作重點和主要抓手，也是產(chǎn)品化工作的直觀效果和應用體現(xiàn)。經(jīng)梳理分析，在研究院的通用產(chǎn)品中，以10N推力器、飛輪、SADA、貯箱、火工裝置、微波開關(guān)等為典型的通用單機，以電機、陀螺儀、頻率源模塊、低噪放模塊等為典型的通用組件已至少能夠在“平臺內(nèi)”實現(xiàn)去型號化，當前去型號化工作的薄弱環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)為以下3個方面。

一是去型號化工作要求的理解和執(zhí)行情況存在不均衡性。各單位領(lǐng)導和產(chǎn)品首席對去型號化工作要求的理解存在差異，導致不同單位和產(chǎn)品隊伍對去型號化工作的執(zhí)行情況與深入開展程度不同，部分通用產(chǎn)品尚未實現(xiàn)去型號化。

二是領(lǐng)域內(nèi)/跨領(lǐng)域通用產(chǎn)品的去型號化工作仍需深入開展。在已實現(xiàn)去型號化的通用產(chǎn)品中，大部分僅能實現(xiàn)在平臺內(nèi)或領(lǐng)域內(nèi)通用，限于不同平臺和不同領(lǐng)域間的相關(guān)技術(shù)體制存在差異，能夠跨平臺或跨領(lǐng)域使用的通用產(chǎn)品不多。

三是有效載荷通用單機/組件產(chǎn)品去型號化工作仍需加強。在已實現(xiàn)去型號化的通用單機中，大部分屬于平臺產(chǎn)品，有效載荷單機技術(shù)狀態(tài)由于與用戶要求緊密連接、定制的色彩重，目前能夠?qū)崿F(xiàn)去型號化的單機較少。

針對以上去型號化薄弱環(huán)節(jié)，研究院一方面要組織深入研究明確去型號化工作標準、程序與職責要求，并通過院所兩級行政組織嚴格推進落實，指導各專業(yè)單位和產(chǎn)品研制隊伍有效、規(guī)范開展通用單機/組件去型號化；另一方面要研究收斂不同領(lǐng)域航天器技術(shù)體制差異，進一步壓縮通用產(chǎn)品規(guī)格，深入開展不同平臺和領(lǐng)域間建造規(guī)范的差異歸一化論證，針對接口設(shè)計要求、IDS編制要求、環(huán)境試驗項目與試驗條件等方面制定并發(fā)布相關(guān)統(tǒng)一標準，有效支撐通用產(chǎn)品實現(xiàn)去型號化；同時，還要結(jié)合有效載荷單機技術(shù)狀態(tài)與用戶要求連接緊密的特點，進一步優(yōu)化調(diào)整有效載荷單機產(chǎn)品設(shè)計思路與方法，按照單機模塊化、模塊標準化的思路深入開展有效載荷通用模塊規(guī)劃與開發(fā)，從部組件產(chǎn)品去型號化入手，最大限度地實現(xiàn)有效載荷通用單機的去型號化。

二、工作思路與指導意見

研究院制定了從平臺內(nèi)、領(lǐng)域內(nèi)和跨領(lǐng)域3個層級深入開展去型號化工作，逐步提高去型號化產(chǎn)品應用效能的工作思路。同時，研究院以構(gòu)建通用產(chǎn)品去型號化工作長效機制、完成產(chǎn)品研制由型號維度向產(chǎn)品維度轉(zhuǎn)變、建立單機產(chǎn)品去型號化研制流程及質(zhì)量管理模式為目的，以消除單一型號對通用產(chǎn)品研制環(huán)節(jié)的影響、解決制約通用產(chǎn)品實現(xiàn)去型號化最后一公里的問題為目標，在對10N推力器和飛輪等典型通用產(chǎn)品去型號化實踐經(jīng)驗進行系統(tǒng)總結(jié)和提煉的基礎(chǔ)上，制定并發(fā)布了通用單機產(chǎn)品去型號化工作若干指導意見(試行版)，提出了去型號化基本標準與工作流程，細化形成的“8個方面統(tǒng)一”要求。

一是統(tǒng)一產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)和管控。統(tǒng)籌總體單位產(chǎn)品體系需求規(guī)劃與單機單位專業(yè)發(fā)展需要，優(yōu)化建立去型號化的通用產(chǎn)品型譜；將產(chǎn)品代號作為產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的唯一標識，開展產(chǎn)品版本控制和技術(shù)狀態(tài)更改控制，杜絕同一產(chǎn)品代號下出現(xiàn)多種技術(shù)狀態(tài)(包括設(shè)計、生產(chǎn)狀態(tài))，確保通用產(chǎn)品文件和圖紙等技術(shù)狀態(tài)載體的唯一性；通用產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)更改應嚴格統(tǒng)一管控，須履行論證和審批手續(xù)，經(jīng)各方認可和批準同意后方可實施。

二是統(tǒng)一原材料和元器件的采購與復驗。通用產(chǎn)品的原材料和元器件應實施面向產(chǎn)品的管理，對各型號需求進行統(tǒng)籌，明確統(tǒng)一的采購和復驗要求，以標準或受控文件形式傳遞至采購方和復驗方；通用產(chǎn)品應根據(jù)產(chǎn)品具體的訂單需求、物資訂貨周期及存儲周期等因素綜合分析、統(tǒng)一采購，探索建立可供生產(chǎn)線形成貨架能力的常備物資機制。

三是統(tǒng)一產(chǎn)品生產(chǎn)計劃管理。規(guī)范通用產(chǎn)品生產(chǎn)流程，協(xié)調(diào)相關(guān)方避免各類臨時確認環(huán)節(jié)，形成統(tǒng)一的產(chǎn)品生產(chǎn)計劃，以統(tǒng)一節(jié)奏進行排產(chǎn)和管理；各廠所統(tǒng)籌通用產(chǎn)品相關(guān)需求，形成組批生產(chǎn)計劃，按照產(chǎn)品維度進行生產(chǎn)計劃維護管理，避免型號直接上線“管”進度的問題。

四是統(tǒng)一零部件產(chǎn)品保證要求。通用產(chǎn)品同類外協(xié)任務存在多供方時，應按照統(tǒng)一的產(chǎn)品保證要求進行過程控制，確保供應配套的一致性；通用組件產(chǎn)品應組批生產(chǎn)，整機裝配前對組件功能、性能進行充分驗證和全面評估，避免造成批次故障。

五是統(tǒng)一產(chǎn)品測試方法和環(huán)試條件。通用產(chǎn)品應建立統(tǒng)一的測試驗證程序、形成細則，納入標準文件體系；通用產(chǎn)品應與各型號總體協(xié)調(diào)一致，達成統(tǒng)一的產(chǎn)品試驗條件，并以產(chǎn)品規(guī)范或試驗規(guī)范為載體落實。

六是統(tǒng)一整機產(chǎn)品交付驗收程序。通用產(chǎn)品應建立產(chǎn)品和型號兩級驗收機制，產(chǎn)品批產(chǎn)完成后，按照產(chǎn)品規(guī)范及產(chǎn)品化IDS執(zhí)行入庫驗收，全面審核指標實現(xiàn)、過程記錄和交付物正確性等，成為貨架式產(chǎn)品；待交付型號明確后，依據(jù)單機任務書、采購合同等文件，確認產(chǎn)品對型號需求的符合性，執(zhí)行交付驗收，形成交付產(chǎn)品。

七是統(tǒng)一產(chǎn)品生產(chǎn)標識。通用產(chǎn)品生產(chǎn)前應建立生產(chǎn)基線，生產(chǎn)指導性文件應使用產(chǎn)品化標識并按生產(chǎn)基線要求配置到生產(chǎn)線，作為生產(chǎn)依據(jù)；通用產(chǎn)品應以“產(chǎn)品代號+產(chǎn)品生產(chǎn)編號”信息進行具體標識，每臺產(chǎn)品具有唯一的編號信息，不重復，可追溯；通用產(chǎn)品的過程記錄應與產(chǎn)品唯一生產(chǎn)編號信息一致，保證記錄與產(chǎn)品的唯一對應性和可追溯性。

八是統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)包管理。通用產(chǎn)品應參照數(shù)據(jù)包管理規(guī)定，建立統(tǒng)一的過程記錄模版，納入標準文件體系，確保各批次產(chǎn)品信息記錄要求一致、可比對；通用產(chǎn)品應建立統(tǒng)一的標準產(chǎn)品數(shù)據(jù)包，提供型號選用確認、驗收備查；各型號選用去型號化通用產(chǎn)品時，應提前對產(chǎn)品數(shù)據(jù)包相關(guān)內(nèi)容進行確認，若存在分歧，應于任務下達前協(xié)調(diào)和提出個性化信息需求。

同時，形成了以下去型號化實施流程：

·對接型號和用戶需求、對標國際先進，各方需求統(tǒng)一匯入型譜。

·以需求統(tǒng)籌為起點，開展產(chǎn)品實現(xiàn)策劃，從方案初始統(tǒng)一通用產(chǎn)品狀態(tài)。

·以產(chǎn)品化標識設(shè)計開發(fā)，產(chǎn)品標識與產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)唯一映射，多樣化需求實行可配置、版本化管理。

·產(chǎn)品研制試驗、產(chǎn)品鑒定試驗“全包絡”策劃實施。

·生產(chǎn)制造實現(xiàn)組批生產(chǎn)，綜合策劃，訂單式管理，通用單機及組件實現(xiàn)貨架貯備。

·兩級驗收（產(chǎn)品級入庫驗收、型號級交付驗收）銜接貨架式產(chǎn)品與型號需求。

·以成熟度定級為階段目標點，進一步整合固化去型號化通用單機的技術(shù)狀態(tài)，在3級產(chǎn)品成熟度定級時固化確定去型號化指標體系和技術(shù)狀態(tài)基線，完成產(chǎn)品規(guī)范和產(chǎn)品化IDS，建立產(chǎn)品去型號化文件體系。

·根據(jù)產(chǎn)品首飛后在軌評估和后續(xù)型號應用情況，及時完成通用單機產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)基線修訂與發(fā)布，規(guī)范開展產(chǎn)品成熟度提升與定級評價。

技術(shù)狀態(tài)統(tǒng)一是通用產(chǎn)品實現(xiàn)去型號化的前提和基礎(chǔ)，在現(xiàn)有產(chǎn)品研制模式下，一方面需要型號總體和分系統(tǒng)單位最大程度地從頂層開展產(chǎn)品技術(shù)要求的歸一化，有效指導通用產(chǎn)品實施去型號化設(shè)計與驗證；另一方面需要產(chǎn)品研制單位自主統(tǒng)籌型號需求，通過實施模塊化設(shè)計、最大包絡設(shè)計等方式盡量提高產(chǎn)品通用性，盡量消除或弱化單一型號需求對產(chǎn)品狀態(tài)的影響，從而最大程度地實現(xiàn)通用產(chǎn)品的去型號化。

三、綜合管理工作實踐與成果

在去型號化共性基礎(chǔ)建設(shè)方面，研究院組織對通用單機產(chǎn)品接口統(tǒng)一、環(huán)試條件統(tǒng)一、IDS編制要求統(tǒng)一等5項共性工作進行了系統(tǒng)研究與決策，形成統(tǒng)一指導意見，并制定了相應標準規(guī)范的修訂計劃。

1.通用單機產(chǎn)品接口狀態(tài)統(tǒng)一

一是電接口統(tǒng)一。從指令接口、遙測接口、總線接口和供配電接口等電接口方面對各領(lǐng)域進行了梳理，差異部分經(jīng)論證已形成統(tǒng)一意見。其中，指令類型、驅(qū)動電平、驅(qū)動電流、指令寬度等指令接口按照取最大包絡的原則已實現(xiàn)了按領(lǐng)域統(tǒng)一；模擬量、溫度量、雙電平量等遙測接口在各領(lǐng)域內(nèi)統(tǒng)一現(xiàn)狀相對較好，采集通道備份方式后續(xù)將按雙備份進行統(tǒng)一；1553B、CAN、SpaceWire等5種總線接口已形成了跨領(lǐng)域統(tǒng)一意見；電壓適應性、供電體制、啟動特性、過流保護（含熔斷器）、電連接器選型與使用、接點分配和接地等7項供配電接口內(nèi)容已形成了跨領(lǐng)域統(tǒng)一意見。

二是機械接口統(tǒng)一。對各領(lǐng)域航天器產(chǎn)品的機械接口設(shè)計規(guī)范進行了系統(tǒng)梳理，90% 以上的機械接口要求在各領(lǐng)域是一致的，差異主要存在于部分接口要素的具體指標或特殊要求上，經(jīng)系統(tǒng)論證，對安裝接口、接地方式、低頻電連接器、高頻電連接器、質(zhì)量特性等13個方面明確了各領(lǐng)域統(tǒng)一意見。

三是熱接口統(tǒng)一。目前各領(lǐng)域航天器對于熱控接口的要求基本一致，只是在內(nèi)容表述上存在多樣性，已進一步對溫度信息、溫度參考點、安裝底板及其表面狀態(tài)等8項要素形成了各領(lǐng)域統(tǒng)一意見。

在此基礎(chǔ)上，研究院組織總體單位分別制定了新開發(fā)平臺和后續(xù)新立項型號機電熱接口的統(tǒng)一技術(shù)方案與實施計劃。同時，2017年將進一步完成航天器設(shè)備過流保護設(shè)計要求等5項電接口相關(guān)院標制修訂，完成單機產(chǎn)品機械接口設(shè)計要求和單機產(chǎn)品熱接口設(shè)計要求等2項機電熱接口相關(guān)院標的編制與發(fā)布，指導后續(xù)通用產(chǎn)品規(guī)范完善。

2.通用產(chǎn)品環(huán)境試驗條件統(tǒng)一

一是低軌航天器。在電子產(chǎn)品、控制類通用產(chǎn)品已實現(xiàn)平臺內(nèi)環(huán)試條件統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，研究院在低軌衛(wèi)星范圍內(nèi)對通用產(chǎn)品環(huán)境試驗條件統(tǒng)一進行了論證，針對正弦振動、隨機振動、沖擊試驗、熱真空試驗、熱循環(huán)試驗、低氣壓放電、老練試驗等試驗項目與條件進一步研究形成了跨平臺統(tǒng)一意見。

二是高軌衛(wèi)星。針對通信、高軌遙感、高軌導航等3個領(lǐng)域單機的試驗項目和試驗條件進行了梳理，研究院在已實現(xiàn)平臺內(nèi)環(huán)試條件統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，進一步論證形成了高軌衛(wèi)星跨平臺共用單機試驗條件統(tǒng)一意見。

基于上述論證成果，研究院分別制定并發(fā)布了低軌航天器、高軌衛(wèi)星通用產(chǎn)品環(huán)境試驗條件統(tǒng)一指導意見，指導后續(xù)通用產(chǎn)品規(guī)范完善。

3.IDS編制要求統(tǒng)一

在系統(tǒng)梳理和分析各領(lǐng)域編制要求差異的基礎(chǔ)上，研究院進一步開展了跨領(lǐng)域統(tǒng)一的論證工作，按照“A+B”模式將表單劃分為共性表單和個性表單，研究形成了IDS編制要求統(tǒng)一意見，并完成了IDS編制要求院標修訂與審查。其中，A類為規(guī)范類表單共16項表格，覆蓋遙感、導航等領(lǐng)域使用需求；B類為建議類表單，載人航天領(lǐng)域共13項表格，通信領(lǐng)域共4項表格。2017年將進一步完成IDS編制要求院標發(fā)布，并開展IDS系統(tǒng)的升級建設(shè)和產(chǎn)品化IDS復用推廣。

4.通用工程技術(shù)規(guī)劃研究與應用

組織制定發(fā)布了研究院航天器通用工程技術(shù)發(fā)展規(guī)劃指南，在系統(tǒng)層面上為后續(xù)公用平臺和通用單機產(chǎn)品研發(fā)規(guī)劃提供供配電、總線、綜合電子和測控技術(shù)體制等方面的統(tǒng)一標準，避免新開發(fā)/升級換代通用產(chǎn)品因技術(shù)體制不同而造成的狀態(tài)差異。后續(xù)，將組織各總體單位進一步制定本單位新研平臺通用工程技術(shù)規(guī)劃和現(xiàn)有平臺通用工程技術(shù)的升級規(guī)劃，并推進實施。

5.國產(chǎn)化元器件與引進元器件差異分析

通過對已完成研制和應用驗證的203項國產(chǎn)化元器件的詳細規(guī)范與進口元器件手冊、實測數(shù)據(jù)進行對比分析，共梳理出與進口元器件存在較大差異、影響單機產(chǎn)品設(shè)計狀態(tài)的國產(chǎn)化元器件共35項，并逐項給出了替代進口元器件使用的建議，編制發(fā)布了國產(chǎn)化元器件專項應用指南，并組織對設(shè)計師進行培訓，全面指導各單位國產(chǎn)化元器件選型工作。后續(xù)重點組織各單位在選用國產(chǎn)化元器件時充分識別差異，進行兼容性設(shè)計并固化狀態(tài)，避免因元器件差異導致的通用產(chǎn)品狀態(tài)發(fā)散。

研究院將結(jié)合前期去型號化經(jīng)驗，持續(xù)完善去型號化指導意見和工作機制，深入推進通用產(chǎn)品去型號化年度工作實施，力爭2017年通用產(chǎn)品去型號化率達到80% 以上；系統(tǒng)總結(jié)、提煉形成通用產(chǎn)品去型號化管理要求，研究建立基于產(chǎn)品規(guī)范的通用產(chǎn)品訂單式采購、生產(chǎn)與驗收的研制模式；在推進產(chǎn)品研制單位全面開展通用產(chǎn)品去型號化、不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和經(jīng)濟性的同時，持續(xù)強化各總體單位、分系統(tǒng)單位行政組織對公用平臺基線管控和通用產(chǎn)品選用控制的管理職能，大力夯實產(chǎn)品基礎(chǔ)，加快實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)型，支撐研究院“十三五”規(guī)劃及后續(xù)型號任務全面完成和可持續(xù)發(fā)展。