宇航通用产品去型号化工作综合管理与实践

中国空间技术研究院 梁波 马涛 陈涛

宇航通用产品去型号化工作综合管理与实践

中国空间技术研究院 梁波 马涛 陈涛

为推进稳定、高效的货架式航天产品体系的建设进程，中国空间技术研究院积极总结提炼多年来产品化工作与通用产品组批生产经验成果，以实现通用产品研制由型号维度向产品维度全面转变为目标，从统一产品技术状态和管控等8个方面明确了通用产品去型号化的基本准则、内涵、工作流程，制定并发布了通用单机产品去型号化工作若干指导意见(试行版)，通过构建去型号化工作长效机制，针对通用单机产品接口不统一、环试条件不统一等制约通用产品实现去型号化的共性突出问题组织开展深入论证，形成了统一意见，有效推动去型号化工作并取得显著成果。

航天器通用产品具有研制周期长、品种多、子样少的特点。在传统的科研生产模式下，新产品多为型号牵引开发，各研制单位在产品开发过程更多的是考虑满足单一型号的需求，对通用产品的研制存在需求统筹分析不足、通用性设计不够、多子样全包络验证不充分等问题，不能有效覆盖多型号应用需求。特别是近年来，随着“高强度研制、高密度发射”成为型号任务新常态，航天器批量化生产和商业航天发展形势对科研生产模式转型升级提出了更高的要求。如何在通用产品研制的各个环节消除单一型号的影响，最终实现通用产品的去型号化，已成为科研生产模式转型的突破口，也是宇航产品化的工作重点。

一、现状与问题分析

宇航通用产品是指可供2个(含)以上型号选用的产品或未来有明确的批量应用需求的产品，可分为通用单机和通用组件2个层级。通用产品的去型号化既是“产品化”的工作重点和主要抓手，也是产品化工作的直观效果和应用体现。经梳理分析，在研究院的通用产品中，以10N推力器、飞轮、SADA、贮箱、火工装置、微波开关等为典型的通用单机，以电机、陀螺仪、频率源模块、低噪放模块等为典型的通用组件已至少能够在“平台内”实现去型号化，当前去型号化工作的薄弱环节主要体现为以下3个方面。

一是去型号化工作要求的理解和执行情况存在不均衡性。各单位领导和产品首席对去型号化工作要求的理解存在差异，导致不同单位和产品队伍对去型号化工作的执行情况与深入开展程度不同，部分通用产品尚未实现去型号化。

二是领域内/跨领域通用产品的去型号化工作仍需深入开展。在已实现去型号化的通用产品中，大部分仅能实现在平台内或领域内通用，限于不同平台和不同领域间的相关技术体制存在差异，能够跨平台或跨领域使用的通用产品不多。

三是有效载荷通用单机/组件产品去型号化工作仍需加强。在已实现去型号化的通用单机中，大部分属于平台产品，有效载荷单机技术状态由于与用户要求紧密连接、定制的色彩重，目前能够实现去型号化的单机较少。

针对以上去型号化薄弱环节，研究院一方面要组织深入研究明确去型号化工作标准、程序与职责要求，并通过院所两级行政组织严格推进落实，指导各专业单位和产品研制队伍有效、规范开展通用单机/组件去型号化；另一方面要研究收敛不同领域航天器技术体制差异，进一步压缩通用产品规格，深入开展不同平台和领域间建造规范的差异归一化论证，针对接口设计要求、IDS编制要求、环境试验项目与试验条件等方面制定并发布相关统一标准，有效支撑通用产品实现去型号化；同时，还要结合有效载荷单机技术状态与用户要求连接紧密的特点，进一步优化调整有效载荷单机产品设计思路与方法，按照单机模块化、模块标准化的思路深入开展有效载荷通用模块规划与开发，从部组件产品去型号化入手，最大限度地实现有效载荷通用单机的去型号化。

二、工作思路与指导意见

研究院制定了从平台内、领域内和跨领域3个层级深入开展去型号化工作，逐步提高去型号化产品应用效能的工作思路。同时，研究院以构建通用产品去型号化工作长效机制、完成产品研制由型号维度向产品维度转变、建立单机产品去型号化研制流程及质量管理模式为目的，以消除单一型号对通用产品研制环节的影响、解决制约通用产品实现去型号化最后一公里的问题为目标，在对10N推力器和飞轮等典型通用产品去型号化实践经验进行系统总结和提炼的基础上，制定并发布了通用单机产品去型号化工作若干指导意见(试行版)，提出了去型号化基本标准与工作流程，细化形成的“8个方面统一”要求。

一是统一产品技术状态和管控。统筹总体单位产品体系需求规划与单机单位专业发展需要，优化建立去型号化的通用产品型谱；将产品代号作为产品技术状态的唯一标识，开展产品版本控制和技术状态更改控制，杜绝同一产品代号下出现多种技术状态(包括设计、生产状态)，确保通用产品文件和图纸等技术状态载体的唯一性；通用产品技术状态更改应严格统一管控，须履行论证和审批手续，经各方认可和批准同意后方可实施。

二是统一原材料和元器件的采购与复验。通用产品的原材料和元器件应实施面向产品的管理，对各型号需求进行统筹，明确统一的采购和复验要求，以标准或受控文件形式传递至采购方和复验方；通用产品应根据产品具体的订单需求、物资订货周期及存储周期等因素综合分析、统一采购，探索建立可供生产线形成货架能力的常备物资机制。

三是统一产品生产计划管理。规范通用产品生产流程，协调相关方避免各类临时确认环节，形成统一的产品生产计划，以统一节奏进行排产和管理；各厂所统筹通用产品相关需求，形成组批生产计划，按照产品维度进行生产计划维护管理，避免型号直接上线“管”进度的问题。

四是统一零部件产品保证要求。通用产品同类外协任务存在多供方时，应按照统一的产品保证要求进行过程控制，确保供应配套的一致性；通用组件产品应组批生产，整机装配前对组件功能、性能进行充分验证和全面评估，避免造成批次故障。

五是统一产品测试方法和环试条件。通用产品应建立统一的测试验证程序、形成细则，纳入标准文件体系；通用产品应与各型号总体协调一致，达成统一的产品试验条件，并以产品规范或试验规范为载体落实。

六是统一整机产品交付验收程序。通用产品应建立产品和型号两级验收机制，产品批产完成后，按照产品规范及产品化IDS执行入库验收，全面审核指标实现、过程记录和交付物正确性等，成为货架式产品；待交付型号明确后，依据单机任务书、采购合同等文件，确认产品对型号需求的符合性，执行交付验收，形成交付产品。

七是统一产品生产标识。通用产品生产前应建立生产基线，生产指导性文件应使用产品化标识并按生产基线要求配置到生产线，作为生产依据；通用产品应以“产品代号+产品生产编号”信息进行具体标识，每台产品具有唯一的编号信息，不重复，可追溯；通用产品的过程记录应与产品唯一生产编号信息一致，保证记录与产品的唯一对应性和可追溯性。

八是统一产品数据包管理。通用产品应参照数据包管理规定，建立统一的过程记录模版，纳入标准文件体系，确保各批次产品信息记录要求一致、可比对；通用产品应建立统一的标准产品数据包，提供型号选用确认、验收备查；各型号选用去型号化通用产品时，应提前对产品数据包相关内容进行确认，若存在分歧，应于任务下达前协调和提出个性化信息需求。

同时，形成了以下去型号化实施流程：

·对接型号和用户需求、对标国际先进，各方需求统一汇入型谱。

·以需求统筹为起点，开展产品实现策划，从方案初始统一通用产品状态。

·以产品化标识设计开发，产品标识与产品技术状态唯一映射，多样化需求实行可配置、版本化管理。

·产品研制试验、产品鉴定试验“全包络”策划实施。

·生产制造实现组批生产，综合策划，订单式管理，通用单机及组件实现货架贮备。

·两级验收（产品级入库验收、型号级交付验收）衔接货架式产品与型号需求。

·以成熟度定级为阶段目标点，进一步整合固化去型号化通用单机的技术状态，在3级产品成熟度定级时固化确定去型号化指标体系和技术状态基线，完成产品规范和产品化IDS，建立产品去型号化文件体系。

·根据产品首飞后在轨评估和后续型号应用情况，及时完成通用单机产品技术状态基线修订与发布，规范开展产品成熟度提升与定级评价。

技术状态统一是通用产品实现去型号化的前提和基础，在现有产品研制模式下，一方面需要型号总体和分系统单位最大程度地从顶层开展产品技术要求的归一化，有效指导通用产品实施去型号化设计与验证；另一方面需要产品研制单位自主统筹型号需求，通过实施模块化设计、最大包络设计等方式尽量提高产品通用性，尽量消除或弱化单一型号需求对产品状态的影响，从而最大程度地实现通用产品的去型号化。

三、综合管理工作实践与成果

在去型号化共性基础建设方面，研究院组织对通用单机产品接口统一、环试条件统一、IDS编制要求统一等5项共性工作进行了系统研究与决策，形成统一指导意见，并制定了相应标准规范的修订计划。

1.通用单机产品接口状态统一

一是电接口统一。从指令接口、遥测接口、总线接口和供配电接口等电接口方面对各领域进行了梳理，差异部分经论证已形成统一意见。其中，指令类型、驱动电平、驱动电流、指令宽度等指令接口按照取最大包络的原则已实现了按领域统一；模拟量、温度量、双电平量等遥测接口在各领域内统一现状相对较好，采集通道备份方式后续将按双备份进行统一；1553B、CAN、SpaceWire等5种总线接口已形成了跨领域统一意见；电压适应性、供电体制、启动特性、过流保护（含熔断器）、电连接器选型与使用、接点分配和接地等7项供配电接口内容已形成了跨领域统一意见。

二是机械接口统一。对各领域航天器产品的机械接口设计规范进行了系统梳理，90% 以上的机械接口要求在各领域是一致的，差异主要存在于部分接口要素的具体指标或特殊要求上，经系统论证，对安装接口、接地方式、低频电连接器、高频电连接器、质量特性等13个方面明确了各领域统一意见。

三是热接口统一。目前各领域航天器对于热控接口的要求基本一致，只是在内容表述上存在多样性，已进一步对温度信息、温度参考点、安装底板及其表面状态等8项要素形成了各领域统一意见。

在此基础上，研究院组织总体单位分别制定了新开发平台和后续新立项型号机电热接口的统一技术方案与实施计划。同时，2017年将进一步完成航天器设备过流保护设计要求等5项电接口相关院标制修订，完成单机产品机械接口设计要求和单机产品热接口设计要求等2项机电热接口相关院标的编制与发布，指导后续通用产品规范完善。

2.通用产品环境试验条件统一

一是低轨航天器。在电子产品、控制类通用产品已实现平台内环试条件统一的基础上，研究院在低轨卫星范围内对通用产品环境试验条件统一进行了论证，针对正弦振动、随机振动、冲击试验、热真空试验、热循环试验、低气压放电、老练试验等试验项目与条件进一步研究形成了跨平台统一意见。

二是高轨卫星。针对通信、高轨遥感、高轨导航等3个领域单机的试验项目和试验条件进行了梳理，研究院在已实现平台内环试条件统一的基础上，进一步论证形成了高轨卫星跨平台共用单机试验条件统一意见。

基于上述论证成果，研究院分别制定并发布了低轨航天器、高轨卫星通用产品环境试验条件统一指导意见，指导后续通用产品规范完善。

3.IDS编制要求统一

在系统梳理和分析各领域编制要求差异的基础上，研究院进一步开展了跨领域统一的论证工作，按照“A+B”模式将表单划分为共性表单和个性表单，研究形成了IDS编制要求统一意见，并完成了IDS编制要求院标修订与审查。其中，A类为规范类表单共16项表格，覆盖遥感、导航等领域使用需求；B类为建议类表单，载人航天领域共13项表格，通信领域共4项表格。2017年将进一步完成IDS编制要求院标发布，并开展IDS系统的升级建设和产品化IDS复用推广。

4.通用工程技术规划研究与应用

组织制定发布了研究院航天器通用工程技术发展规划指南，在系统层面上为后续公用平台和通用单机产品研发规划提供供配电、总线、综合电子和测控技术体制等方面的统一标准，避免新开发/升级换代通用产品因技术体制不同而造成的状态差异。后续，将组织各总体单位进一步制定本单位新研平台通用工程技术规划和现有平台通用工程技术的升级规划，并推进实施。

5.国产化元器件与引进元器件差异分析

通过对已完成研制和应用验证的203项国产化元器件的详细规范与进口元器件手册、实测数据进行对比分析，共梳理出与进口元器件存在较大差异、影响单机产品设计状态的国产化元器件共35项，并逐项给出了替代进口元器件使用的建议，编制发布了国产化元器件专项应用指南，并组织对设计师进行培训，全面指导各单位国产化元器件选型工作。后续重点组织各单位在选用国产化元器件时充分识别差异，进行兼容性设计并固化状态，避免因元器件差异导致的通用产品状态发散。

研究院将结合前期去型号化经验，持续完善去型号化指导意见和工作机制，深入推进通用产品去型号化年度工作实施，力争2017年通用产品去型号化率达到80% 以上；系统总结、提炼形成通用产品去型号化管理要求，研究建立基于产品规范的通用产品订单式采购、生产与验收的研制模式；在推进产品研制单位全面开展通用产品去型号化、不断提升产品质量可靠性和经济性的同时，持续强化各总体单位、分系统单位行政组织对公用平台基线管控和通用产品选用控制的管理职能，大力夯实产品基础，加快实现模式转型，支撑研究院“十三五”规划及后续型号任务全面完成和可持续发展。