航天器通用设备接口数据重用技术研究

于 伟 王 璐 王志佳 魏 平



航天器通用设备接口数据重用技术研究

于 伟 王 璐 王志佳 魏 平

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

针对航天器研制过程中通用化设备接口数据在不同型号中重复填报、签署，难以复用的现状，提出了一种基于属性差分的两级通用库构建方法，不同型号可以对通用产品库中的数据进行引用，配以严格的更新同步机制，实现通用设备接口数据在不同型号间的数据重用。经工程验证表明，这种机制降低了航天器研制过程中单机设备接口控制的复杂度，并且有利于通用设备应用情况的统计分析。

设备接口数据；IDS；数据重用

1 引言

航天器设备接口数据[1]反映了航天器总体与分系统、分系统与分系统间数据接口关系。航天器设备接口数据单（Interface Data Sheet，IDS）作为航天器设备接口数据的载体，用表格化的形式分类记录了航天器设备机、电、热等不同接口状态参数，经利益相关方会签认可后的接口数据单是开展航天器详细设计和设备投产、协调、验收的重要依据性文件[2]。为了便于接口数据的采集、签署、查询统计等，自主研发了航天器设备接口数据管理系统（以下简称“IDS系统”），实现了设备接口数据的结构化管理，电子化的并行会签流程也提高了航天器设备接口数据协调受控的效率。通常情况下，设备接口数据审签流程是先由型号总体设计人员进行接口数据采集模板的确定、设备配套信息的创建、下发；分系统协调人组织设备IDS数据填写、文件收集（分系统/单机承研人员进行设备IDS数据离线填写/修改）；分系统协调人进行设备IDS文件上报；总体接口控制组人员进行IDS数据电子会签，如果全部数据会签通过则完成数据文件的入库和版本生成，如果数据会签不通过，则设备IDS文件自动进入打回库，分系统人员接收打回的设备IDS文件，然后组织进行文件的修改，重新提交分系统协调人再次上报会签。IDS系统使得航天器研制具备了可控的设备接口数据库，提高了航天器设备接口数据管理的可靠性，已经应用到了导航、遥感、深空探测、通信、载人航天、小卫星等领域百余个型号。

2 通用化设备IDS状态控制面临的问题

随着航天器研制任务的增多，系列化、批量化研制特征进一步显现，成熟单机、通用化单机在后续型号中普遍应用。这类通用化设备机、电、热接口相对固定，如果按照上文提到的常规的签署工作流程，则当这样的设备应用于不同的型号时，分系统/单机承研单位都要重新填写各个接口的数据，重复工作量大；另外，型号总体接口控制人员在进行IDS签署时，每个型号也要重新逐项进行状态确认，型号总体人员审签的工作量也非常大，IDS整体审签效率较低；再者，由于应用到不同型号的设备数据都是重新填报，在系统中并没有建立设备间关联关系的信息，对通用设备应用情况的统计十分不利。

经过IDS系统的长期应用，IDS数据库中已经规范存储了几万台单机的接口数据，具备开展设备接口数据分析和数据重用的基础。通用化单机设备的接口数据在每个型号中都完全重新填写、审核的机制已经变得十分不合时宜，亟需一种能够让通用化的设备IDS数据能跨型号、方便、可靠复用的机制，减少设备接口数据重复填写工作，降低接口数据审签、技术状态控制的复杂度，提高型号研制过程中设备IDS签署的效率。

3 构建通用设备IDS通用库

按照航天器设备接口数据单填写标准要求，IDS数据采集模板涵盖了设备机械特性、热特性、遥测参数、遥控指令、电接口特性等全部接口类别，如果对每个类别中的属性项分析就会发现这些属性既包含有描述设备固有特性的项目，又有描述当该设备应用于具体型号中时表现出的特定属性（又称型号应用属性）的项目。对设备的不同接口类别的属性全集进行了抽取、拆分和重新归集，得到新的集合定义，如表1所示。

假设描述设备的全部接口属性集合={∪}。其中，={1,2,…,}为设备固有属性集合，即该仪器设备无论应用到哪个型号都不会改变的属性描述信息；={1,2,…,}为型号应用属性集合，即根据型号任务要求不同会表现出差异的属性信息（如以载人型号为例，设备在发射段、交会对接段、分离段等不同工作阶段中的功耗等）。图1是属性集合划分示例。

建设通用设备IDS通用库，就是要将这类通用设备的属性集合进行固化，当具体型号在研制过程从通用设备库选用设备时，其IDS内容自动完成复用，并且实现属性集合部分的冻结，属性集合部分开放修改；不改动的部分不需要进行重新审签，只有改动部分通过软件提示重新进行审签。

图1 设备固有属性和应用属性划分

为了便于接口数据的管理和数据复用工作的开展，考虑两级通用设备IDS通用库的建设，如图2所示，按照设备类别建立第一级通用设备IDS库，如控推类产品库、热控类产品库、电源类产品库等，这级通用产品库的会签由产品承制方组织相关接口控制人员进行控制；在这级通用库之上，再按照型号领域建设领域通用设备通用IDS库，如遥感卫星领域通用设备IDS库，导航卫星领域通用设备IDS库，通信卫星领域通用设备IDS库等，这级通用设备库的会签由相应领域成立领域级产品接口控制组控制。当真实某个型号需要IDS签署时，直接从所属领域的通用产品IDS通用库中选取设备，实现通用化设备引用，IDS填写人员只需且只能修改设备的型号应用属性，该型号的总体接口控制组人员也只需审核这部分有修改的内容，别的内容不用核对。

图2 两级IDS通用库

4 工程应用情况

目前，在IDS系统中采用上述思路实现了通用设备IDS数据的复用。在被标记为“通用库”的设备库中，提供了通用化规则设置功能，即可以针对每一类接口，设定哪些接口数据项是产品本身属性，哪些接口数据项是产品应用属性，当设备应用到其他型号后，只有设备应用属性部分才可以被修改。具体型号在创建设备时，提供从通用库中选择设备的功能，实现设备之间引用关系的建立。另外，当通用库的设备属性变更后，提供了变更通知，设备重用方可以一键更新设备本身属性变化的部分。该成果已经应用到了控制推进类通用设备IDS通用库的建设以及遥感领域通用产品IDS通用库的建设，并在遥感领域某型号进行了应用，降低了IDS签署的复杂度和签署周期，取得了良好的应用效果。

5 结束语

针对通用化设备在航天器研制过程中IDS签署面临的问题，提出了在IDS系统中建立两级通用产品IDS库，并通过相应的规则设置，实现产品IDS数据的复用和有效的状态控制，经工程应用验证，这种机制减少了设备接口数据的重复会签，通过本方法建立了设备接口数据之间的关联关系，能够有效地对设备数据进行跟踪和控制，有利于通用化单机应用情况统计工作的开展，具有重要的工程价值。

1 徐福祥. 卫星工程[M]. 北京：中国宇航出版社，2002

2 魏平等. 面向航天器多学科参数采集处理的IDS系统插件技术研究[J]. 航天制造技术，2016(2)：54～56

Research on Interface Data Reuse of Spacecraft General Equipment

Yu Wei Wang Lu Wang Zhijia Wei Ping

(Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094)

Aiming at the status quo of the common equipment interface data in the development of spacecraft in different models, a two-level general library construction method based on attribute difference is proposed. The equipment interface data in the general library can be referenced in different models, with a strict update synchronization mechanism to achieve the reuse of interface data between different models. The engineering verification shows that this mechanism reduces the complexity of the interface control of the equipment during the development of the spacecraft and is favorable to the statistical analysis of the general equipment application.

equipment interface data；IDS；data re-use

于伟（1980-），硕士，飞行器设计专业；研究方向：工程数字化相关技术及其在航天领域的应用。

2017-03-13