采用商用成熟技术快速响应用户需求

◎北京航天长征飞行器研究所 刘成国等

采用商用成熟技术快速响应用户需求

◎北京航天长征飞行器研究所 刘成国等*

采用商用成熟技术进行系统集成，快速研制原理样机响应用户需求，是在产品市场化改革以及军民融合方面的一次重要探索。该模式对于快速研制产品、积极响应用户需求、迅速占领市场以及建设具有市场化理念的产品研制队伍具有重要意义。某平台原理样机的研制就是该模式的一次有益实践。

欧美主要军事大国在20世纪80年代提出了商用成熟技术(COTS)这一概念，即最大限度地使用商用产品、实践经验和工艺以及过程控制，以可靠性和维修性为基础进行全面设计，确保满足任务要求，缩短研制时间，降低研制费用。在军工系统中，采用COTS快速响应用户需求有着其特殊的背景。

北京航天长征飞行器研究所以往的研制模式是用户下达明确的任务，研究所负责研制。2014年底全军武器装备采购信息网正式开通，意味着传统的产品承制方选择方式从计划式、指定式向需求式、招标式方向发展。面对即将到来的新常态，研究所主动求变，探索出一条新的产品研制模式，以适应未来的发展。

一、新模式的优势

在传统型号研制模式下，制约原理样机研制速度的主要有快速系统集成和系统各单机齐套2个方面。研究所作为多年的分系统承制单位，具有丰富的快速系统集成经验，但受原材料采购、单机定制进度的影响，系统各单机齐套问题往往是制约研制进度的主要因素。

为了发挥研究所传统的快速系统集成优势，克服系统各单机齐套短板，在原理样机研制阶段采取了快速系统集成+COTS的研制模式。该模式将“方案设计—市场调研—市面采购—快速集成”有机结合起来，利用方案设计、快速系统集成的优势，再结合市面上采购的商用成熟产品，从而快速研制产品并进行地面演示试验，避开了传统型号研制模式中对环境适应性和可靠性的投入。

对比传统模式和新型模式下的研制进度（见表1）可以发现，新型模式在原理样机研制及功能演示等方面具有强大的优势。

二、COTS在某平台开发中的实践

1.主动获取并牵引用户需求

研究所获悉用户对某平台的需求后，主动与用户进行沟通。针对用户需求建立研制团队并开始落实产品指标体系。结合自身的技术优势以及商用成熟技术，确定了某平台的设计方案。

2.以快速系统集成+COTS模式实现某平台方案

商用成熟产品的优化及系统集成。商用成熟产品中大部分使用的是标准电气接口，可以直接互连互通，但有一部分组件是非标准接口，需要在系统集成层面进行优化设计。因此，研制团队在系统集成时设计出了一种新的电气接口方案，并对某平台内部空间进行了优化处理，使其内部所有设备分布更合理、连接更紧密。

在市场上采购商用成熟产品。在某平台的方案中，所有材料、组件和零件均采购自市场上成熟的民用产品，其中90%的组件从网上采购，10%直接从电子市场购买。

在民品加工厂对商用成熟产品进行适应性更改。某平台的结构要满足复杂设计要求，市场上的产品需要重新加工后才可使用。为了解决该问题，研究所从市场采购了普通结构，并在民品加工厂对该结构进行分拆，对于不能使用的零件进行重新设计加工和生产，并与其它原零件结合使用。

3．请用户现场指导观摩关键试验

完成系统集成后，首先向用户展示产品实物，并介绍后续的试验安排。在获得用户认可后开展一系列的关键试验，用以验证商用成熟产品的功能以及系统集成的能力。每一步关键试验都会邀请用户现场指导与观摩，并进行多媒体记录，试验完成后进行数据分析。

在完成所有关键试验后，与用户共同策划大型地面演示试验，确保试验内容能够完整覆盖用户关心的功能和时序流程。在大型地面演示试验中，采用快速系统集成+COTS的某平台成功完成了全套飞行流程，得到用户的高度认可，展示了研究所在该领域的研制能力。

采用COTS快速响应用户需求的全流程如图1所示。

表1 虚拟培训模式与传统培训模式对比

4.按军品质量流程、规范和要求开展研制工作

在研制过程中，研究所采用航天质量控制流程，严格把控商用成熟产品的质量关，取得了较好的效果。主要措施包括：

对商用成熟产品选用及系统集成方案设计多讨论、重审查、严把关。为了选取最适用的产品，研制团队经过多轮讨论和决策最终选定了要采购的成熟产品。同时，将系统集成方案作为型号设计方案管理，方案设计完成后邀请相关专家进行了复核复算，并进行团队审查、组内审查和室内审查，确保方案设计合理、可行。

图1 采用COTS快速响应用户需求全流程图

对下厂产品进行跟产、严格验收。某平台使用的机构大多在民品加工厂生产。为了把控质量关，团队成员几乎天天跟产，每生产一个零件都会测量、检验其加工质量。对于无法跟产的产品，在验收时也会仔细检验。

试验前详细策划、制定方案，试验后进行数据分析。在试验开始前，研制团队制定了详细的试验策划和相关的试验方案，并主动向用户进行了汇报，通过用户反馈及时优化试验策划和方案。在试验过程中，严格按照测试覆盖性100%的要求进行测试。每次试验结束后，研制团队都要仔细分析试验过程数据，观看试验多媒体视频，从中把握规律，总结经验。

三、实践效果

向用户展示了某平台的研制能力，首次从用户手中获取了预研合同。用户在初期并未明确合同意向和承制单位意向，研究所快速响应用户需求，首先研制出实物产品并进行了功能演示，使用户明确了预研合同，并交给研究所承担。

形成了原理样机，在某平台研制方面获取了用户对研究所的信任，并争取到后续搭载试验的机会。用户在观摩某平台地面演示试验后对研究所的研制能力予以肯定，并同意后续择机试验。

开拓了新领域，掌握了某平台的关键技术，并可直接应用于某新型产品研制及相关型号研制。在原理样机研制前，研究所并不具备某平台的研制能力，通过采用快速系统集成+COTS的研制模式，在不到一年的时间内研制出了产品，使研究所在短时间内具备了该领域的竞争力。

形成了一套新型研制流程，掌握了该流程中的关键环节，对以后类似产品的研制具有示范作用。COTS引入军品研制在我国属于新兴领域，研究所通过实践探索出了通过快速系统集成+COTS进行原理样机研制的新型模式，为我国COTS在军事领域的发展贡献了一定的力量。

采用航天质量控制流程管理商用成熟产品，做到了大型地面试验全部一次成功。虽然在产品上采用了COTS，但在质量管理方式和流程上仍然按航天质量管理流程进行。通过严格的质量管理，提高了商用成熟产品的可靠性，避免了因产品可靠性问题导致的试验失败，做到了所有大型地面试验全部一次成功。

四、后续设想

北京航天长征飞行器研究所摸索出了原理样机快速研制的新型模式，同时也锻炼了一支队伍。同时，快速系统集成+COTS的研制模式还存在一些有待改进的地方：一是在方案设计和系统集成过程中还不能完全摆脱产品定制的思维定式，没有充分利用COTS；二是采用COTS和产品时，过多地强调了功能摸底和研制速度，后续工程化方面的考虑较少。

后续，研究所将进一步调研市场的COTS和产品，深化军民融合，充分利用民用基础工业产品。在方案和系统集成过程中，尽量以COTS为基础，减小适应性更改的比重，并将该模式应用到其它型号，以发现该模式不完善的地方，提高其适应性。同时，在原理样机研制过程中充分考虑后续的工程化，使原理样机到工程样机的衔接更加紧密。◀

*其他作者：焦胜海、朱元元、刘天博、杨金鹏、潘文