数字化导弹工业标准体系初探

2018-04-26 07:58周家蕤王雪松刘宏展赵小平
航天标准化 2018年1期
关键词:生命周期研制导弹

周家蕤 王雪松 刘宏展 赵小平

(1北京海鹰科技情报研究所,北京,100074;2中国航天科工集团公司三院审核与标准化处,北京,100074)

1 概述

随着信息化和工业化深度融合以及武器装备信息化、智能化、一体化的发展趋势,导弹武器装备技术复杂度和集成度明显提高,也带来业务管理方式、研制模式等多方面的变革。为了满足导弹武器装备研制生产及企业的现代化管理需要,促进机械军工向数字军工的全面转变,需要加快推进数字化导弹工业核心能力建设。在此过程中,有必要发挥标准的协调、牵引与支撑作用,按照体系化、专业化的发展思想,建立数字化导弹工业标准体系,规划与制修订数字化导弹工业建设急需的重点领域标准,为全面推进数字化导弹工业建设提供标准化支撑。

导弹工业是以多级管控的核心企业为主体,集合相关企业形成有机联系的整体,从事导弹武器装备全生命周期集成协同的设计、制造、试验和保障等活动的工业,包含组织/人、技术、管理等三方面要素。数字化导弹工业体系是以提升导弹工业核心竞争力为目标,以信息化与工业化深度融合为手段,涵盖导弹工业中组织/人、技术、管理等三要素和产品研制全生命周期活动中信息流、物流、资金流、服务流、知识流等 “五流”全面数字化、集成协同和优化变革,研制手段向数字化、网络化、服务化以及智能化整体提升的导弹工业。

数字化导弹工业标准体系是,针对数字化导弹工业体系建设及应用过程中需要用标准来保障系统与平台间的信息交换、资源共享和能力协同等实际需求,按专业领域将工业体系需要系统性开发和研制的标准进行整体顶层规划,所形成的一个由数字化导弹工业建设及应用标准组成的有机结构。属于数字化导弹工业的一个基础性保障支撑体系,可以理解为 “数字化导弹工业建设与应用标准形成的一个体系”。

2 编制数字化导弹工业标准体系目的与思路

2.1 编制目的

数字化导弹工业标准体系以满足数字化导弹工业体系建设目标与核心能力建设需求为目标,以解决数字化导弹研制过程中存在的实际问题为导向,结合工业体系中组织/人、技术、管理等三要素和产品研制全生命周期活动中信息流、物流、资金流、服务流、知识流等 “五流”全面数字化工作需要,提出按专业领域系统性开发和研制标准的规划路线,明确 “十三五”期间相关标准研究与制定方向,结合数字化导弹研制模式、研制流程,实现标准系统开发,为数字化导弹工业核心能力的提升,信息交换、资源共享、能力协同的实现以及研制模式和研制流程的转变提供依据性文件 (标准/规范)。

2.2 指导思想

2.2.1 紧扣需求,问题导向

紧密围绕数字化导弹工业核心能力建设规划与需求,着力通过标准化手段解决数字化导弹工业体系建设过程中存在的主要问题,为工业体系建设目标的实现提供标准化基础与支撑。

2.2.2 合理继承,敢于创新

继承与借鉴相关信息化标准体系建设成果,保障系统与平台间的信息交换、资源共享和能力协同。同时,结合数字化导弹工业技术特点与发展现状,牵引与推动研制模式和研制流程的转变与创新。

2.2.3 统筹规划,分步实施

按照顶层统一部署,重点做好数字化导弹工业标准体系的顶层设计与规划,根据项目研制任务急需程度,遵循分阶段、分步骤实施的原则,快速、合理、有序地推进标准制定工作,并实施动态维护和管理。

2.3 编制原则

2.3.1 系统性原则

结合目前数字化导弹工业的发展水平和各专业数字化工作的进展情况,将不同适用范围的标准按层次有序排列,按标准功能和内容进行分类,力求标准体系界面清晰、层次合理、相互协调,标准项目不交叉、不重复,达到标准体系整体最优。

2.3.2 先进性原则

在充分研究国内外信息化、数字化技术发展,以及探索未来技术创新的前提下,依据目前数字化导弹工业建设实际,积极采用和制定先进标准,保持标准体系整体技术先进。

2.3.3 适应性原则

与数字化导弹工业的发展目标和核心能力建设任务相适应,与数字化导弹工业建设现状与需求相适应。突出数字化导弹工业技术特点和全生命周期管理特点。

2.3.4 动态性原则

数字化导弹工业标准体系要考虑到现有的技术水平和认识上的差距,对今后信息化技术的发展有所预见,在体系结构上留有发展扩充的余地。并实行动态管理,将随着信息化、数字化技术及应用的发展、认识的提高以及各级标准的不断完善而进行动态补充与更新,确保体系发展与技术发展同步。

3 数字化导弹工业标准体系框架

数字化导弹工业标准体系框架如图1所示。

图1 数字化导弹工业标准体系框图

图1 所示的8个标准子体系的构建,涵盖了数字化导弹设计、制造、试验、安全和后勤保障等,主要发挥以下作用。

a)支撑虚拟样机工程的实施与应用。随着数字化导弹工业核心能力建设的逐步推进,导弹武器装备的技术复杂度和集成度明显提高,各分系统之间深度耦合,协同难度明显增加,需要通过构建基于虚拟样机的总体与分系统并行协同设计与试验验证模式等。通过制定虚拟样机标准,可使虚拟样机工程的研究、开发和应用工作有一个共同的依据和约束,有利于资源/系统集成和共享,使虚拟样机系统能高效、协调地开发,也有利于在更大范围内推广和应用虚拟样机技术,并支撑虚拟样机工程的有效运行。

b)提升数字化应用能力水平。通过制定相应的数字化设计与分析、数字化试验与验证、数字化制造、数字化综合保障等标准,将有助于构建统一的数字化产品数据源、设计与试验验证规则,确保研制活动并行过程中的数据一致性,实现装备售后服务系统与研制信息化系统的深度融合与协同,以支撑武器装备的设计、制造和保障的协同与综合验证,提高产品质量和缩短研制周期,促进各种数字化仿真技术的均衡发展,进而提高数字化应用能力的整体水平,保证数字化技术在型号研制中发挥有效的作用。

c)保障产品全生命周期协同与集成。随着数字化导弹工业核心能力建设的逐步推进,以及PLM (产品寿命周期管理)、TDM (试验数据管理)、工艺制造平台软件的深入应用,型号研制技术状态管理已经由企业内部管理拓展至跨单位模式,型号产品数字化管理和应用日益复杂,急需形成数据协同总线模式,支撑型号产品高效研发和有效的技术状态管理,对产品全生命周期管理与应用的标准需求变得日益紧迫。通过制定、实施全生命周期管理与应用方面的标准/规范,将会实现型号线、跨单位研制协同模式的打通,形成生态环境。研究制定基于“数据协同”的数字化全生命周期管理与应用标准体系,将指导型号线、各单位数字化研制业务流程,为数字化产品全生命周期技术状态管理全面应用奠定基础。

d)提升数字化管控决策水平。通过制定数字化管控决策标准,对战略决策、项目综合管控、数字化经营管理协同、流程优化等方面进行规范,提供战略管理从计划、规划到风险评估、投资评估等各方面的决策支撑标准,有助于提升数字化敏捷战略决策能力,提升数字化经营管理协同能力,提升基于企业知识的流程优化能力。

e)保障网络及信息安全。由于导弹工业在国防事业的重要地位,数字化导弹工业的信息安全将长期面临前所未有的挑战。因此,有必要不断完善涉密信息系统的信息安全保障体系建设,结合现行的保密标准要求,总结信息化建设、运维中的先进经验,建设和完善安全标准体系,为数字化导弹工业体系的建设和各类型号武器系统的研制提供指导和保障,保障数字化导弹工业的基础环境安全,指导工业体系的有效建设,构建完善信息安全防护体系,满足面向服务的信息化安全需求,从而有效地支撑数字化导弹工业研制新模式的推广和实施。

4 数字化导弹工业标准体系的主要内容

4.1 虚拟样机标准

本部分涵盖导弹武器系统虚拟样机体系结构、术语定义、应用准则与应用流程、建模要求、管理方法和支撑平台与工程实施等方面内容,包括虚拟样机基础标准、工程应用共性支撑标准、虚拟样机工程管理标准等内容。

4.2 数字化设计与分析标准

本部分为确保数字化研发模式下,各级研制单位可以按照设计与分析业务的类型便捷地查询到适用的标准,按照系统、通用专业、产品的划分方式进行规划,包括系统数字化设计与分析标准、通用专业数字化设计与分析标准、产品多学科数字化设计与分析标准、设计资源库标准等内容。

4.3 数字化试验与验证标准

本部分主要围绕复杂战场环境下,数字化靶场、试验数字化管理系统和公用数字化试验验证系统所涉及的验证对象、环境、过程、结果和管理等进行规划,包括基础标准、应用标准和信息化管理标准等内容。

4.4 数字化制造标准

本部分针对基于MBD单一数据源的工艺、计划、质量、生产和物流等五大核心业务的企业级数字化协同制造运行模式,包括基于MBD的工艺设计与管理标准、基于MBD的工艺仿真标准、车间制造执行系统标准、数字化生产标准、生产物流数字化标准、数字化检测与管理标准、制造装备物联标准等内容。

4.5 数字化综合保障标准

本部分用于支撑数字化综保能力建设的实施和应用。根据综合保障重点的信息化系统建设需求,包括仿真训练标准、维修手册标准、交互式电子手册标准、装备电子履历标准以及在役装备信息管理标准等内容。

4.6 产品全生命周期管理与应用标准

本部分围绕为产品全生命周期提供集成的数据服务以及协同的应用支撑,围绕型号产品全生命周期技术状态管理和应用,对信息化系统、数字化环境、数字化集成业务等相关要求进行规划。包括产品全生命周期管理系统实施与集成标准、产品全生命周期数据管理与应用标准、产品全生命周期协同研制管理与应用标准等内容。

4.7 数字化管控决策标准

本部分以平台化的能力建设为导向,以业务流程为核心,以数据为基础,以管控为目标,规划了包括数字化管控决策术语标准、数字化管控决策业务流程体系标准、数字化管控决策数据体系标准、数字化管控决策信息化应用标准等内容。

4.8 网络与信息安全标准

本部分重点针对数字化导弹工业体系建设内容中试验设备、数控加工设备连接涉密网络技术要求、特殊计算机防护技术要求、工程信息化应用系统的安全设计、网络部署、系统集成技术要求等方面的内容,包括生产、试验设备连接涉密网络技术标准、应用安全技术标准、数据安全保障技术标准、专有云安全应用技术标准、身份认证系统建设使用和管理标准、涉密信息系统信息安全管理技术标准等内容。

5 结论与建议

数字化导弹工业标准体系是将数字化导弹工业体系核心能力建设过程中使用的各级有效标准以及规划制定的标准按其内在联系构成的图表,是促进数字化导弹工业体系制定和使用标准更为科学、合理、完整和有序的重要手段,是表述数字化导弹工业现有标准和规划标准的总体蓝图,也是加速研制模式转变、促进技术创新、优化经营管理、提高经济效益以及实现科学管理的标准化指导文件,是数字化导弹工业快速有序发展的重要支撑。针对数字化导弹工业标准建设,提出以下几点建议。

a)需求牵引,体系建设。以促进数字化导弹工业体系核心能力建设以及技术突破为需求和牵引,成体系进行标准规划和建设。加强对各方需求的分析与研究,统筹规划,系统策划和建设标准体系,注重标准建设的整体性、协调性和配套性,尽量避免形成孤立或重复的标准。

b)突出重点,分步实施。优先制定一批急需且成熟性较好的标准项目,加紧对成熟性较弱的标准项目的研究工作,实现标准建设与关键技术突破的同步进行,使科技创新成果迅速转化为标准,以标准带动研发。

c)广泛参与,合力推动。标准是有关各方共同遵循的通行规则,积极制定和实施标准是各有关单位共同的责任。建议数字化导弹工业体系内的有关单位加强交流协作,广泛参与,合力推动,积极参与数字化导弹工业体系相关标准的制定和研究工作,并广泛征集相关单位意见,使标准得到普遍认同和有效实施。

[1]田菊.试谈标准化在飞机数字化研制中的作用 [J].航空标准化与质量,2011(3).

[2]陈京生,郑治华,吕鑫,郑晓亚.兵器装备数字化研制中标准化工作 [J].四川兵工学报,2014,35 (6).

[3]陈润.波音公司的数字化标准 [J].航空标准化与质量,2013(6).

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