航天器系统工程标准实施数据分析

彭洪江

（中国航天科技集团有限公司五院512所，北京，100086）

航天器系统工程是一项大型复杂综合性系统工程，涉及航天器任务分析、航天器工程、姿态和轨道控制、结构与机构、热控制、电源和供配电、测控和通信、电磁兼容性、产品保证等众多专业技术，以及项目管理等现代管理方法，包括航天器设计、制造、总装、试验和测试、发射和在轨运行全过程所有活动。

航天器系统工程标准化以航天器系统工程涉及的所有专业、产品、方法和活动为标准化对象，对现实问题或潜在问题制定共同使用和重复使用的条款——标准，以获得最佳的秩序和最佳效益。从理论上来讲，对这些标准化对象进行标准化的机会是均等的。但是由于经费、人力、物力等资源有限，又不可能做到机会均等，需要进行标准化决策，以确定对哪些对象进行标准化、标准化的顺序是什么，以及怎样开展标准化。另外，影响标准化决策的因素还包括国家战略、企业规划、科技创新、政策导向、技术水平、市场需求、国际贸易、标准化效益以及决策者偏好等。

目前，关于标准化决策的文献资料极少，标准化决策方法也局限于专家咨询法、会议评审法、层次分析法和调查评估法等常规方法。这些决策方法，主观性相对较强，定量成分少，定性成分多，不易令人信服。

尽管影响标准化决策的因素复杂多样，从输入方面难以找到解决标准化决策的客观、量化方法。但是，作为标准化输出的标准的使用情况，可以直观判断标准化决策成功与否。从标准实施情况出发，总结规律，能够为标准化决策提供直观有效的依据。本文引入变量 “标准使用频次”，对五院航天器标准数据库中航天器系统工程标准使用情况进行统计分析，给出各专业标准化优先顺序，探索客观、量化的标准化决策方法。

1　航天器系统工程标准范围及分类

1.1　航天器系统工程标准范围

笔者将航天器系统工程标准范围限定为五院院级标准，主要是出于为五院院级航天器系统工程标准化决策提供依据的目的。另外，还有以下几点考虑。

a）虽然航天器系统工程标准涉及国家标准、国家军用标准、航天行业标准、航天科技集团公司标准和五院、八院等院级标准，以及载人航天、北斗导航、高分等专项标准，但是，由于标准的发布单位或部门不同，标准的目的不同，使用范围也不相同，对不同单位或部门发布的标准在使用上进行比较，对我院标准化决策没有太多的实际意义。

b）五院院级标准基本覆盖航天器系统工程各专业和技术，能够反映航天器系统工程标准化决策的典型结果。

c）只有五院院级标准使用数据我们可获得，此外的标准我们很难得到全面、有效、可靠的实施数据。而五院院级标准，由于航天器标准全文数据库对全院开放，各所厂也将其数据库进行了链接，因此，获得的数据比较全面、可靠、客观。

1.2　航天器系统工程标准分类

标准可以从不同的角度，依据不同属性进行分类。本文按照标准化对象的专业属性，结合航天器标准体系规划的层次，将航天器系统工程标准分为三大类、22子类，具体分类见表1。“项目管理标准”包括项目范围管理、项目风险管理、技术状态管理等标准，由于标准数量较少，没有细分子类。

表1　按标准化对象专业属性的标准分类

作为主分类的补充，笔者主要从标准的功能维度，对术语标准、接口标准、设计指南、设计规范、工艺规范、产品规范、技术要求、试验方法、测试方法、编写规定、检定规程和校准规范等11类标准进行分析研究。

2　航天器系统工程标准数据采集

航天器系统工程标准使用情况的数据全部来自航天器标准全文数据库。截至2017年12月4日，现行有效五院院级标准共计1210项。

对于每项标准，选取从2006年12月航天器标准数据库试运行开始，至2017年12月4日上午9点为止，标准累积浏览次数作为分析研究的基础数据。2006年12月以前标准的使用情况没有统计在内。2006年12月以后发布实施的标准，从标准发布后录入数据库系统起统计使用情况。对于不同版本的标准，由于其标准化对象没有改变或稍微变化，本文将各版本标准浏览次数之和作为分析研究的基础数据。

对于每一类标准，由基础数据得到其各项标准累积浏览次数的算术平均值，作为分析研究的对比数据。项目管理标准不划分子类进行分析，产品保证标准和工程标准按照表1中给定的子类进行分析。功能维度的标准不划分子类进行分析。

由基础数据得到航天器系统工程所有标准累积浏览次数的算术平均值和中位数，作为每一类标准使用情况研究的对比基准数据。

标准浏览次数与使用频次存在正向相关性，浏览次数越高，标准的使用频次越高。建立准确的回归关系非常困难，且本文研究的目的在于确定优先顺序，因此，假定浏览次数等同于使用频次 （以下统称为使用频次）。

3　航天器系统工程标准数据分析结果

3.1　标准数据分析总体结果

航天器系统工程标准使用频次总平均值为576次，有373项标准的使用频次超过总平均值，占所有标准的31%。标准使用频次中位数为326次。位列标准使用频次前三位的是：《航天器研制技术流程编写规定》（8226次）、《航天器常用非金属材料复验规定》 （7723次）、《航天器元器件降准则》（6507次）。有108项标准使用频次没有超过50次。

3.2　专业标准数据分析结果

图1给出了按照标准化对象专业属性的标准分类以及专业标准的数据分析结果。不同专业标准在使用频次上存在着显著的差异。从专业标准使用频次得到的标准化决策优先顺序见表2。

项目管理标准的使用频次最高，其次由高到低的顺序：环境工程标准＞产品保证管理标准＞质量保证标准＞可靠性和环境适应性保证标准＞元器件保证标准＞软件保证标准＞热控制标准＞材料、零件和工艺保证标准＞总体标准＞电源和总体电路标准，这些专业标准的平均使用频次超过了总平均值。安全性保证标准、制造技术标准、结构与机构标准、有效载荷专业标准、测控和通信标准、地面支持设备保证标准、姿态和轨道控制标准、推进标准的平均使用频次低于总平均值，但高于或极其接近中位数。数字化设计制造标准、地面接收站、监测站、CDAS站标准和回收与着陆标准的平均使用频次远低于中位数。

3.3　功能维度标准数据分析结果

图2给出了功能维度标准数据分析的结果。从功能维度标准数据分析得到的11类标准的决策优先顺序见表3。

图1　专业标准数据分析结果

表2　由使用频次得到的专业标准化决策优先顺序

表3　11类标准的决策优先顺序

图2　功能维度标准数据分析结果

11类标准在使用频次上也存在着显著的差异。设计指南、术语标准和技术要求这3类标准使用频次远高于总平均值，位于标准使用频次的第一梯队。编写规定、试验方法、接口标准、工艺规范这4类标准使用频次在总平均值附近，位于第二梯队。设计规范、产品规范和测试方法这3类标准使用频次略高于中位数。

3.4　分析结果的评估

首先，以上数据分析结果来源于我院航天器标准全文数据库中标准实际浏览次数，对标准浏览次数统计的影响，直接会对分析结果带来偏差。虽然通过数据库浏览标准已经成为主流，但不可否认，会存在一定数量的纸质文档。纸质文档的使用次数，难以统计到最终的分析数据中。仍存在以下问题：①航天器标准全文数据库运行前标准的使用次数没有统计在内；②航天器标准全文数据库中的标准发布时间跨度非常大，而标准发布时间的长短，直接影响标准累计浏览次数；③某些国家标准、国家军用标准、行业标准、集团公司标准和 （或）所厂标准与院标准在内容上重复，这些标准的使用，也对院级标准的浏览次数产生影响。但是，这些问题，是所有标准类别都需面对的问题，不会对某一类标准浏览次数产生较大的相对影响，也不会对分析结果产生特别显著的影响。

其次，采用各类标准使用频次的算术平均值作为对比数据，是一种基于静态的数据分析方法，其结果体现的是存量的优先顺序。标准使用频次是随时变化的，动态数据缺失，增量状态难以体现，虽然不会对分析结果产生影响，但是当前状态下各类标准的使用情况是统计不出来的，会对标准化决策带来一定的影响。采用算术平均值作为对比数据，还会把每一类标准中使用频次最高和最低的标准忽略掉。

最后，标准分类相对比较宏观，总体标准、制造技术标准等标准分类只有进一步细分，才能更好地揭示各类标准使用规律。

综上所述，尽管航天器系统工程标准存在相当多的干扰因素，但其使用情况分析结果总体上是客观、合理和可信的。

航天器系统工程各类标准在使用上存在显著的差异。本文给出的各类别标准化优先顺序，能够为五院院级航天器系统工程标准化决策提供依据。影响航天器系统工程标准化决策的因素很多，究竟哪种因素起决定作用，需要具体问题具体分析。采用标准使用频次进行统计分析的方法，能够为标准化决策提供依据和支持，是标准化决策客观、量化发展的一个研究方向，但尚需进一步完善。