張熇 張正峰 溫博 郭梅

（北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京，100094）

經(jīng)過50多年的發(fā)展，我國已經(jīng)發(fā)展形成了載人航天、月球與深空探測、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、對地觀測、風(fēng)云氣象、通信廣播、空間科學(xué)與技術(shù)試驗、空間安全等多個系列航天器，實現(xiàn)了大、中、小、微型航天器的系列化、平臺化發(fā)展。我國航天器的系統(tǒng)設(shè)計和研制水平得到顯著提高。

隨著我國航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，航天工業(yè)部門和科技人員對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的需求也越來越明顯，標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)工作十分重要。標(biāo)準(zhǔn)體系作為一定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，是按其內(nèi)在聯(lián)系形成的科學(xué)的有機的整體[1]。幾十年來，集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和應(yīng)用為航天器設(shè)計與研制、技術(shù)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用起到了很好的引導(dǎo)和規(guī)劃作用。

航天器總體設(shè)計與試驗技術(shù)是航天器研制的核心技術(shù)，航天器總體與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系是集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)體系的核心組成部分，是按照航天器設(shè)計與研制實踐進(jìn)行構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)化有機整體。近十年，隨著我國航天器總體設(shè)計與試驗技術(shù)的飛速發(fā)展，原有標(biāo)準(zhǔn)體系的框架和標(biāo)準(zhǔn)存在一定的滯后性，各層級標(biāo)準(zhǔn)橫向不一致，體量不均衡，領(lǐng)域間標(biāo)準(zhǔn)交叉情況也較為突出。因此，對航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行重新構(gòu)建十分必要，通過體系構(gòu)建，在集團(tuán)范圍內(nèi)規(guī)范和協(xié)調(diào)總體設(shè)計與試驗領(lǐng)域的各項活動，促進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗的固化，使技術(shù)更好地服務(wù)于航天器設(shè)計與研制。

1 航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建

1.1 構(gòu)建需求

標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)隨著航天器技術(shù)的快速發(fā)展而做出動態(tài)性、適應(yīng)性調(diào)整，在一定時期更好地凝練成果，指導(dǎo)和支撐專業(yè)發(fā)展需求[2]。航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系是集團(tuán)卓越標(biāo)準(zhǔn)體系的一個子體系，需要及時的進(jìn)行構(gòu)建與運行維護(hù)。

通過對航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)在集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)體系中的分布情況、應(yīng)用情況分析和橫向一致性評估等工作，發(fā)現(xiàn)原標(biāo)準(zhǔn)體系存在以下問題。

a）航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)橫向不一致，部分共性標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)設(shè)置需要進(jìn)行整合；存量標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用情況參差不齊，需給出保留、廢止和修訂的建議。

b）標(biāo)準(zhǔn)體系框架結(jié)構(gòu)存在不完善的情況，與其他類別存在著一定的交叉和重復(fù)，需要對部分類別進(jìn)行梳理和細(xì)化。

c）部分標(biāo)準(zhǔn)制定時間較長，和當(dāng)前的型號實際研制情況有較大的差別，對不再使用的部分標(biāo)準(zhǔn)建議廢止，同時結(jié)合實際需求對部分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂或整合，以提高對工作的指導(dǎo)性。

d）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在各專業(yè)方向的分布和體量不均衡，部分專業(yè)方向有缺項，部分專業(yè)方向顆粒度不一致，各分支標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和體量不均衡的情況，需要進(jìn)一步研究、補充和完善。

1.2 構(gòu)建目標(biāo)與思路

航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)子體系構(gòu)建的目標(biāo)是服務(wù)于集團(tuán)航天標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，構(gòu)建形成航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系框架，梳理和框架相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表，確保標(biāo)準(zhǔn)體系分支明確、覆蓋全面。涵蓋的存量標(biāo)準(zhǔn)橫向一致，體量均衡；提前布局，補充增量標(biāo)準(zhǔn)，支撐航天器總體與試驗專業(yè)技術(shù)發(fā)展，打造“一個CASC、一套標(biāo)準(zhǔn)”的新格局，助力集團(tuán)公司高質(zhì)量發(fā)展。

構(gòu)建思路主要包括以下內(nèi)容。

a）保持協(xié)調(diào)匹配。航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)是集團(tuán)卓越標(biāo)準(zhǔn)體系的組成部分，其構(gòu)建要與集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)體系協(xié)調(diào)、匹配，進(jìn)行完善和補充。

b）厘清層次定位。厘清航天器總體設(shè)計與試驗專業(yè)在 “集團(tuán)—院—廠所”三級的標(biāo)準(zhǔn)層次、界面與定位，確保航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系層次清晰、界面清晰、定位明確。

c）提煉領(lǐng)域共性。梳理航天器各領(lǐng)域總體設(shè)計與試驗技術(shù)中的共性標(biāo)準(zhǔn)，使集團(tuán)內(nèi)各領(lǐng)域共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合并統(tǒng)一、協(xié)調(diào)一致、共同遵循。

d）突出領(lǐng)域特色。梳理載人航天、月球與深空探測、遙感、導(dǎo)航、通信、氣象等各領(lǐng)域航天器總體設(shè)計與試驗技術(shù)中的特色標(biāo)準(zhǔn)，做好急需標(biāo)準(zhǔn)的計劃布局。

e）跟蹤技術(shù)發(fā)展。航天器總體設(shè)計與試驗專業(yè)涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣，相關(guān)的新學(xué)科、新概念不斷出現(xiàn)，新技術(shù)不斷應(yīng)用，應(yīng)及時策劃補充新的標(biāo)準(zhǔn)，凝練經(jīng)驗、固化成果，牽引后續(xù)技術(shù)發(fā)展。

1.3 體系框架設(shè)計

航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建是以集團(tuán)各領(lǐng)域航天器型號設(shè)計與研制過程涉及的技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)化對象，針對航天器總體設(shè)計要素進(jìn)行逐層識別，形成滿足應(yīng)用需求的標(biāo)準(zhǔn)體系。航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系框架如圖1所示。

圖1 航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖

1.3.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

在總體設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分支的構(gòu)建中，考慮航天器自身系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及航天器與運載火箭、發(fā)射場、測控系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)等工程系統(tǒng)接口分開設(shè)置，工程系統(tǒng)層面的接口要求和接口規(guī)范類標(biāo)準(zhǔn)放在“系統(tǒng)間接口分支標(biāo)準(zhǔn)”中?？傮w設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按照“航天器總體設(shè)計通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”和“航天器領(lǐng)域總體設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”分開設(shè)置。

總體設(shè)計通用技術(shù)包括任務(wù)規(guī)劃分析與設(shè)計、軌道與星座設(shè)計、飛行程序設(shè)計、動力學(xué)分析與設(shè)計、氣動力與氣動熱分析、信息流設(shè)計、天地一體化測控通信鏈路設(shè)計、構(gòu)型與布局、任務(wù)仿真與驗證、電磁兼容性設(shè)計與分析、空間環(huán)境分析與防護(hù)等[3]。

各領(lǐng)域航天器總體技術(shù)包括空間科學(xué)與探測航天器總體技術(shù)、載人航天器總體技術(shù)、通信與導(dǎo)航衛(wèi)星總體技術(shù)、遙感衛(wèi)星總體技術(shù)、氣象衛(wèi)星總體技術(shù)、返回與技術(shù)試驗衛(wèi)星總體技術(shù)、小微納衛(wèi)星總體技術(shù)等，這些領(lǐng)域特色技術(shù)形成了一批特色技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如空間科學(xué)與探測領(lǐng)域的月面環(huán)境模擬方法、載人領(lǐng)域的交會對接設(shè)計技術(shù)、導(dǎo)航領(lǐng)域的星間接口要求等。對領(lǐng)域特色技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的及時制定和提前謀劃，可以更好地服務(wù)和支撐后續(xù)型號的研制。

1.3.2 試驗標(biāo)準(zhǔn)

試驗標(biāo)準(zhǔn)分支分為“通用基礎(chǔ)類試驗標(biāo)準(zhǔn)”和“系統(tǒng)總體試驗標(biāo)準(zhǔn)”2個方面。航天器研制過程通用的空間環(huán)境試驗以及力、熱、電磁環(huán)境等常規(guī)試驗歸于通用基礎(chǔ)類試驗[4]。系統(tǒng)總體試驗設(shè)置4個分支。其中， “地面試驗標(biāo)準(zhǔn)”包括航天器特色系統(tǒng)試驗技術(shù)，如返回器空投試驗、衛(wèi)星雜散光試驗室測試方法、整器微振動試驗方法，以及月球及深空領(lǐng)域探測器的著陸下降、起飛上升、返回再入等專項試驗方法等標(biāo)準(zhǔn)； “飛行試驗標(biāo)準(zhǔn)”包括航天器在軌飛行測試、試驗、飛行評定等標(biāo)準(zhǔn)； “總裝與測試標(biāo)準(zhǔn)”包括航天器總裝階段涉及的總裝、運輸、貯存等要求、方法類標(biāo)準(zhǔn)； “綜合測試標(biāo)準(zhǔn)”包括系統(tǒng)級電性能測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。試驗標(biāo)準(zhǔn)分支的構(gòu)建可以覆蓋航天器系統(tǒng)級地面試驗、總裝、集成、測試與在軌飛行過程中的全部測試與試驗。

1.4 體系構(gòu)建原則

a）系統(tǒng)性。根據(jù)航天器總體設(shè)計和試驗的要素，對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理分類，統(tǒng)籌考慮各領(lǐng)域航天器共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和特色標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分支設(shè)置，運用體系思維對各領(lǐng)域查漏補缺，確保系統(tǒng)完整。

b）實用性。根據(jù)航天器總體設(shè)計和試驗中存在的問題，確定未來標(biāo)準(zhǔn)體系的工作重點及發(fā)展方向，最大限度地用具體方法、要求和過程來指導(dǎo)型號的研制，進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)的有效性和可操作性，以標(biāo)準(zhǔn)升級助推質(zhì)量提升。

c）穩(wěn)定性。根據(jù)當(dāng)前存量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，進(jìn)行分支的構(gòu)建。對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整合，及時剔除冗余，避免重復(fù)，確保各分支體量均衡，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

d）先進(jìn)性?？紤]未來航天器技術(shù)發(fā)展所需標(biāo)準(zhǔn)情況，提前謀劃布局，系統(tǒng)地梳理目前已有標(biāo)準(zhǔn)中在各領(lǐng)域航天器總體設(shè)計與試驗尚未覆蓋的、同時又是急需的各類標(biāo)準(zhǔn)，形成增量標(biāo)準(zhǔn)清單納入體系，支撐后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)編制。

2 標(biāo)準(zhǔn)運行體系

2.1 組織運行體系

航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)面廣、應(yīng)用鏈長，特別是一些標(biāo)準(zhǔn)涉及部門多，存在相關(guān)方立場不一致、協(xié)調(diào)難度大等問題，需要形成一個高效的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)推進(jìn)機制，形成多單位、多部門協(xié)同推動標(biāo)準(zhǔn)的制定和實施的工作格局。既發(fā)揮好以集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的統(tǒng)一管理和綜合協(xié)調(diào)職責(zé)，又充分發(fā)揮專業(yè)組在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的制定、實施及監(jiān)督作用。

專業(yè)組可統(tǒng)籌本專業(yè)領(lǐng)域各單位各部門，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的需求提出、標(biāo)準(zhǔn)制定、整合修訂，貫徹落實上級有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作的戰(zhàn)略部署和工作要求，研究提出本專業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)劃建議和工作計劃。

2.2 宣貫培訓(xùn)體系

為確保標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量地制定和正確地貫徹實施，需要建立一套跨單位、跨部門，多層級的教育培訓(xùn)體系[5]。在具體標(biāo)準(zhǔn)編制之前，對制定標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)人員及時進(jìn)行培訓(xùn)，確保標(biāo)準(zhǔn)制定的總體要求得到貫徹和落實。在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，對每項標(biāo)準(zhǔn)均應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)，特別對總體設(shè)計指南性標(biāo)準(zhǔn)、試驗方法類標(biāo)準(zhǔn)要培訓(xùn)到位，指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)正確貫徹實施，確保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的應(yīng)用人員和執(zhí)行人員及時掌握相關(guān)的要求。

2.3 貫徹與監(jiān)督執(zhí)行

標(biāo)準(zhǔn)的貫徹、實施是標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建工作的重要環(huán)節(jié)[6]，體系能否有效運行，指導(dǎo)航天器的設(shè)計研制，依賴于標(biāo)準(zhǔn)的正確貫徹、實施和控制。

標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)組負(fù)責(zé)本專業(yè)領(lǐng)域范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)宣貫及技術(shù)交流。負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)實施情況分析，提出改進(jìn)建議。為保證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的正確執(zhí)行，建立相應(yīng)的監(jiān)督檢查機制。各單位標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)人員在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正式發(fā)布之后，應(yīng)深入相關(guān)業(yè)務(wù)部門，檢查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的貫標(biāo)情況，發(fā)現(xiàn)問題及時指出，保證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的正確貫徹和執(zhí)行。各單位需對標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用效果數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，在此基礎(chǔ)上促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的不斷升級、修正和優(yōu)化，形成良性循環(huán)。

3 存在的問題和建議

3.1 國際標(biāo)準(zhǔn)培育意識仍需加強

隨著航天領(lǐng)域國際交流合作的日益深化，以中國標(biāo)準(zhǔn)“走出去”帶動中國產(chǎn)品、技術(shù)“走出去”也是我國在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的戰(zhàn)略規(guī)劃之一[7]。在航天器總體設(shè)計與試驗領(lǐng)域，已形成了《航天系統(tǒng)——航天器空間碎片減緩詳細(xì)要求》 《航天系統(tǒng)——GEO衛(wèi)星多星共位設(shè)計指南》及《航天器系統(tǒng)級RF性能緊縮場測試》等3項ISO標(biāo)準(zhǔn)。但整體數(shù)量偏少，各單位凝練先進(jìn)技術(shù)爭取國際標(biāo)準(zhǔn)制定的意識不強，尚需建立健全有效的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作機制，積極培育國際標(biāo)準(zhǔn)。

各航天器領(lǐng)域也需及時總結(jié)技術(shù)經(jīng)驗，制定國際標(biāo)準(zhǔn)。如嫦娥四號著陸器搭載的科學(xué)載荷已經(jīng)與瑞典、荷蘭等國航天組織達(dá)成了良好的國際合作；月球中繼衛(wèi)星、火星環(huán)繞器等均具有一定的國際合作前景。后續(xù)應(yīng)積極謀劃，制定標(biāo)準(zhǔn)，爭取國際話語權(quán)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)體系表需及時進(jìn)行動態(tài)維護(hù)

對于標(biāo)準(zhǔn)體系，在一段時間內(nèi)缺乏維護(hù)，就會存在標(biāo)準(zhǔn)要求過低、新要求未落實到標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)橫向不一致等問題。在航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建后，應(yīng)堅持問題導(dǎo)向，各單位標(biāo)準(zhǔn)化管理人員及時搜集體系中存在的問題，安排好存量標(biāo)準(zhǔn)的升級和缺項標(biāo)準(zhǔn)的補給，做到動態(tài)維護(hù)、定期更新。

聯(lián)合各領(lǐng)域航天器總體研制單位，共同維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。前期應(yīng)圍繞型號研制，主要解決通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)，后續(xù)再重點突破新技術(shù)應(yīng)用和領(lǐng)域特色技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在航天事業(yè)發(fā)展中的技術(shù)引領(lǐng)作用，促進(jìn)航天器總體設(shè)計和試驗技術(shù)的發(fā)展。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)溝通平臺有待建立

航天器總體設(shè)計與試驗標(biāo)準(zhǔn)涉及單位多、應(yīng)用人員數(shù)量大，但目前集團(tuán)內(nèi)仍缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)制訂、發(fā)布與查詢平臺。在標(biāo)準(zhǔn)制訂前，對制訂需求、牽頭單位、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容往往缺乏有效溝通，不易在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃時充分反映本領(lǐng)域各相關(guān)單位意見。因此，有必要建立集團(tuán)內(nèi)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)溝通平臺，及時把各單位質(zhì)量部門、業(yè)務(wù)部門和一線設(shè)計師等提供的意見和建議信息共享和分析，在指導(dǎo)航天器設(shè)計和研制的同時，更有利于促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)工作的持續(xù)、健康、良性發(fā)展。

4 體會

在以往的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中，大多堅持在沉淀總結(jié)成熟技術(shù)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上形成標(biāo)準(zhǔn)，這種情況已不能滿足航天器研制的發(fā)展需要。 “型號未動，標(biāo)準(zhǔn)先行”已經(jīng)成為開展標(biāo)準(zhǔn)化工作的新要求。在航天器總體設(shè)計與試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建過程中，充分結(jié)合了專業(yè)發(fā)展經(jīng)驗、專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、未來發(fā)展需求進(jìn)行了系統(tǒng)性構(gòu)建，既能夠與集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)體系協(xié)調(diào)統(tǒng)一，又充分體現(xiàn)了專業(yè)特點和發(fā)展需求，可為航天器總體技術(shù)發(fā)展提供支撐。

為保證體系有效運行、指導(dǎo)型號研制，后續(xù)還應(yīng)持續(xù)加強標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的宣貫、實施和體系的動態(tài)維護(hù)，關(guān)注體系運行情況，根據(jù)應(yīng)用和實施的情況逐步完善體系，不斷提高體系的適用性。