NA SA采标回顾

张小达

（中国航天标准化研究所，北京，100071）

文 摘：介绍美国航天标准的分类、美国军用 （MIL）标准和美国航空航天局 （NASA）标准的关系。结合美国标准化改革的背景情况，阐述美国军用标准和NASA标准的发展情况以及NASA的技术标准项目、NASA标准组成、NASA技术标准特点等。回顾美国航天采标活动的组织、标准筛选、评审流程和采标最终结果。

历史上，最早的标准是上帝或皇家制定的。例如：诺亚方舟尺寸规范是300肘长，50肘宽，30肘高；公元前2500年，古埃及以皇家立方圆柱为标准体积测量单位；公元1050年，罗马天主教信徒爱德华鼻子到指尖距离被定义为码。在我国，公元前220年，秦朝时期的书同文、车同轨，统一钱币、统一度量衡，这些都是标准化行为。而现在，大多数标准是行业标准，制定行业标准的组织通常是学会或协会，协会可以被认为源于欧洲中世纪后期的自治组织。自治组织代表了欧洲中世纪时期的三种势力之一，另两种势力是教权和王权。自制组织通常在行业内成立以便于同行交流和保护自己，例如：机械齿轮制造者（风车、钟表）、马匹皮具生产者、铁匠、宗教研究者、科学研究者等，他们都成立了自己的自治组织。

通常，对于使用标准的人来说，总是最先挑选适合自己的标准，包括国际标准、美国标准、欧洲标准、国家标准、行业标准，自己制定的标准并不多，除非必须自己制定。因此，对于航天标准化工作者，了解美国标准、美国军用标准、NASA标准，特别是NASA标准及其发展情况是有必要的。

1 美国航天标准化概述

1.1 标准的分类

美国现行的航天相关标准可以分为2类：政府标准和非政府自愿协调一致标准。非政府自愿协调一致标准是由对标准使用感兴趣的所有各方代表共同制定的标准。这种标准绝大部分技术合理、各方广泛参与和协调一致，标准文件是可信赖的 （如：ISO、IEC、SAE、CEN）[1]。相关标准的制定情况见表1。

表1 美国相关航天标准

1.2 MIL标准和NASA标准的关系

以环境标准举例。二战中，美军发现武器在贮存、运输、使用等出现许多问题，如，寒带的低温引起武器失灵、在印尼湿热的环境中电子产品失灵、强烈振动引起武器的各种失灵。于是，武器研制部门为了统一考核试验的准则，开始制定环境标准。大概到了1950年代，同样一个湿热试验或振动试验每个军种部门都有自己的标准。为了统一考核武器准则，到20世纪60年代，美军统一了所有环境试验，将振动、冲击、噪声、温度、湿度、淋雨、砂尘等二十几类标准统一成一个标准即MIL-STD-810，废除其余标准。到目前为止，MIL-STD-810是涵盖了环境工程原理和试验方法的权威标准。所有新增的环境试验或问题，都作为补充或者是修订，不断地进行完善。每个试验方法是1个部分，需要增加1个试验方法就增加1个部分。试验方法中需要采用不同试验设备时，就分别写设备1、设备2……需要采用不同试验条件时，就分别写试验条件1、试验条件2……需要采用不同试验程序时，就分别写试验程序1、试验程序2……以此类推。

NASA制定环境标准是补充MIL-STD-810中没有考虑到的内容，而这又是NASA必须要做的工作，比如NASA 7005《动力学环境准则》。在MIL-STD-810中规定，试验条件可以根据经验得出，没有时，标准中推荐一个试验条件。而在航天新产品中，既没有经验数据作为条件，也不能使用MIL-STD-810中推荐的试验条件，而NASA需要进行环境预示得到环境条件，包括设计条件和试验条件，于是制定NASA 7005的主要目的是用于动力学环境条件的预示。这就是MIL标准和NASA标准的关系，NASA标准是MIL标准的补充。

2 美国军用标准发展

2.1 美国标准化改革

在1994年以前，美军制定材料标准、紧固件标准、零部件标准，而ASTM、AIA和SAE也制定同样的标准。各组织按照自己的需求制定相关标准，使得不同组织出现了同样内容的标准，从而出现了以下问题：①不同组织的标准之间存在着一些标准技术内容相互重复；②一些技术内容没有标准；③很多精力用于重复制修订同一个技术内容的标准，而无暇顾及符合自己需求且别人不关心的技术内容；④标准数量多，经费花得多。

在认识到这些问题后，美国启动了标准化改革，先后颁布了两项法规文件：公共法104-113《国家技术转化和技术进步法案 （1995年）》、管理和预算办公室 （OMB）通告A-119《联邦参与制定和使用的自愿协调一致标准以及合格评定活动》。这两项法规文件主要要求见表2。

表2 美国发布的法规文件

2.2 美军标改革

美军标改革是美国标准化改革的一部分。1994年6月，美国前国防部长佩里发表政策备忘录，决定对美国军用标准进行改革[2]。这场改革是美国军用标准发展史上最重要的一次全面改革。美军紧密围绕装备采办活动重新定位了美军标，加强了装备要求与验收标准，加强了参与自愿协调一致标准的制定；放弃了大量装备制造标准，如放弃美军的材料标准，把它们转给了美国材料试验协会。

美军标改革后，标准数量由45500项减为39000项，其中国防部标准26000项，采用非政府标准13000项。美国军用标准调整到协会的标准情况主要包括以下两种情况。

a）美国军用标准转给SAE（汽车工程师协会）标准，大约有1500多项。美国国防部大量使用SAE标准，特别是航空航天标准。主要做了以下工作：①保证美军标文本内容不变、技术内容一样、部分编号不变，加速批准过程。SAE只是做一些小的文字编辑出版工作；②由于法律的原因，SAE不能直接采用美军标中的合格产品目录（QPL），但可以包括要求和程序；③转化美军标一般由技术委员会批准；④转化的美军标应给出说明；⑤部分标准编号、章条号或表号的改变会给使用SAE标准带来麻烦，因此原来的格式和编号将保留。标准编号的变化原则是原标准号应尽量少变化。因此，美国国防部 （DOD）标准转化为SAE标准时，前面是SAE标准的分类形式号，后面加上DOD文件号。如：联邦规范QQ-A-200变成SAE标准AMS QQ-A-200；美军标中的规范MIL-H-83797变成SAE标准AS 83797。

b）美国军用标准转给AIA（美国航空航天工业协会）标准。AIA/NAS标准目录分为两个部分：英制标准 （NAS）部分和米制标准 （NA）部分。具体又分为带M的标准和不带M的标准，即：NAS、NA、NASM、NAM。带 M的标准NASM、NAM与原美军标标准号是一致的，应该就是美军标废止后转成的AIA标准，美军标仍直接采用这些标准。

伴随着美国标准化改革、美军标改革，世界主要的自愿协调一致标准也都进行了相应的改革。主要是在国际标准化组织中增加了人员，在协会标准化组织中增加了美国人员并调整了标准及其编号。

3 NASA标准情况

3.1 NASA技术标准项目

美国标准化改革后，对于NASA来说，应少制定NASA标准，尽量使用自愿协调一致标准，并代替政府专用标准。1997年10月10日，修订了 NASA政策指令 （NPD）8070.6《技术标准》，NASA标准化工作正式成为了NASA的一个项目（PROGRAM）——NASA技术标准项目。

NASA技术标准项目主要内容包括：①制定NASA专用技术标准；②参与制定自愿协调一致标准；③采用现行自愿协调一致标准 （如：ISO 14001-1996《环境管理体系：规范及使用指南》、ISO 14004-1996《环境管理体系：原理、体系和保障技术指南》）；④采用美军采办标准 （如：MIL-STD-810F《国防部试验方法标准 环境工程考虑与实验室试验》、MIL-STD-1540D《运载器、上面级和航天器验证要求》）。

3.2 NASA标准组成

NASA标准包括：指令文件、技术标准、技术报告和采标标准。1993年以前，NASA没有技术标准，只有各中心标准、技术报告和指令。1993年后，NASA开始制定技术标准，到1998年，制定了不到10项标准；1997年，制定了采标文件表，之后不断修订。在实践中，我们的航天一院和五院通常把可用于型号研制的NASA文件看作是标准。

3.2.1 指令文件

指令文件用于技术、项目、行政等方面的规范化管理，主要包括5类：

● NASA/各中心的政策指令 （NPD）；

● NASA/各中心的程序和指南 （NPG）；

● NASA/各中心的手册 （NHB）；

● 管理详细说明；

● 工作详细说明。

3.2.2 技术标准

NASA技术标准规定了6类标准化文件，并统一称为标准产品。

a）标准 （Technical Standards）：对已经采用的过程、程序、实践和方法标准，包括产品的选择、应用和设计准则的要求，制定成统一的工程和技术要求文件。

b）规范 （Specifications）：为保障采购专门制定的文件。文件清楚、精确地描述所采购产品的主要技术要求，包括确定满足规范中各种要求所必需的程序。

c）手册 （Handbooks）：与过程、程序、推荐惯例和方法相关的权威的工程、技术或设计信息与数据。手册是协调统一过程的结果，经过使用和工业部门的认可，可以进一步成为标准。

d）指南 （Guidelines）：保障标准、规范和手册使用的技术信息。指南为标准和推荐的惯例、程序和方法的使用提供指导和有关数据。

e）法规 （Regulations）：被政府部门采用，并强制实施的标准。

f）代码 （Code）：有关某一学科 （如火、电、建筑、管路和锅炉等）的一组标准。

3.2.3 技术报告

重要的技术报告相当于技术标准的初稿，一直不断修订，有的最后形成了NASA技术标准。技术报告包括以下几种：

● 专业出版物 （NASA SP）；

● 会议出版物 （NASA CP）；

● 参考文献 （NASA RP）；

● 技术论文 （NASA TP）；

● 技术备忘录 （NASA TM）；

● 承包商报告 （NASA CR）。

一院、五院也一直把这些技术报告作为技术标准使用，并将某些NASA技术报告列入 “三大规范”。特别是SP 8000系列，比如：501部根据NASA SP-8021《NASA航天器设计准则 （环境） 地球大气模式 （90至2500公里）》制定了 《地球大气模式》。NASA SP-8023《NASA航天器设计准则 （环境）月球表面模型》在众多手册、书籍和标准中出现，是月面环境的经典报告。因此，我们可以认为NASA技术报告是一种与标准化相关的文件。

3.2.4 采标标准

采用其他政府标准、非政府自愿协调一致标准。目前见到有以下组织的标准：MIL、ISO、FED（美国联邦标准）、ANSI（美国国家标准）、AIAA、IEEE、ASME（美国机械工程师协会）、ASTM、SAE、AIA/NAS（美国航空航天联合会）、IPC（国际电子工业联接协会）、CCSDS（ISO）、EIA（电子工业协会）、ICAO（国际民用航空组织）、NFPA （美国消防协会）、NEMA （美国电气制造商协会）、ISA（美国仪器仪表学会）等。

3.3 NASA标准数量概况

按照我们的分析，NASA标准体系包括NASA自己制定的标准 （含本部和各中心制定的标准）、NASA采用的自愿协调一致标准和其他政府标准。

到2000年初，NASA标准情况如下：

● NASA技术标准，几十项；

● NASA采标 （优选的VCS自愿协调一致标准）标准，约2000多项；

● 各中心和JPL标准见到的约3300项左右（以上是真正意义上的标准）；

● NASA指令，约600项左右 （有些指令也算作标准）；

●NASA技术报告，如：设计准则等，相当于我国的设计规范，其中SP 8000系列报告被当作标准直接用于一院一部的设计工作。

3.4 NASA技术标准特点

NASA NPD 8070.6中规定：NASA鼓励使用通用技术标准，提高技术工作结果的一致性，增加使用商业产品的可能性，减少项目费用，简化项目接口，并改进合作中的互操作性。基于结果的使用性能标准优先于基于方法的设计或过程标准。比如试验标准，编写时不强调试验操作的细节，而强调试验结果的可比较性，在这方面尽可能地详细。在项目研制中，优先使用自愿协调一致标准，其次是政府标准。当所有其他可使用的标准均不能满足NASA的技术和管理要求时，才在这些方面制定NASA技术标准。因此，NASA技术标准数量不多，但这些标准非制定不可。

4 美国航天采标活动 （CPSRS）

1999年～2001年，美国开展了优选航天相关标准的收集 （CPSRS， Collection ofPreferred Space-Related Standards），CPSRS主页链接了有关网站和下载标准的页面，这项工作由美国航空与航天协会 （AIAA）负责组织。按照NASA的十类标准分为十个组，在信息处理服务 （IHS）网中几百个组织的近100万项标准中收集航天相关标准。CPSRS是完全在线的活动，参与人员均为航天行业的技术专家，来自全球，所有参与人员均为志愿者。

4.1 组织情况

CPSRS主席来自美国空军。标准执行委员负责十个组的工作：第一组波音公司、第二组休斯公司、第三组QSS Group、第四组Paragon Space Development Corporation、第五组航空航天公司、第六组 AIAA、第七组 AIAA、第八组 Averstar、第九组洛克希德马丁公司、第十组美国航天司令部。参与采标准活动的还有：美国联邦航空管理局、美国宇航局马歇尔航天中心、美国宇航局喷气推进实验室、美国空军、美国国防部等。

4.2 筛选准则和要求

由专家决定标准是否符合空间系统要求，主要根据所有标准的摘要作出采用的决定，重复标准 （几个标准覆盖同一个主题）应删去多余的标准。具体要求如下：

●标准中的技术和实践是否符合新设计和未来设计；

● 标准不应与现行使用的其它标准相重复；

●标准不应包含贸易壁垒的要求，或其他国家使用的要求，如：限制性的专利、专门试验室或机构的试验与合格证；

● 标准应充分阐述安全性、健康和环境；

● 标准制定者应是公认的组织，可信赖，能够维护标准；

● 标准可以拷贝得到。

4.3 标准评审流程

第一步：是否熟悉此标准？不熟悉，可以不考虑或看看内容。

第二步：标准是否属于某个分类？不属于，可以问问本组的组长，再与AIAA商量。

第三步：标准是否符合选用要求？不符合，由标准制定组织评审，给出意见；由本组给出最终意见。

第四步：各组填写意见，填写各组的选用表。

第五步：再做一次分类，确定组里是否“优选”。

第六步：完成评审。

4.4 10类标准和优选标准数量

优选后的10类标准情况见表3。

表3 优选后的10类标准

4.5 CPSRS最终结果

通过CPSRS，选出了近100个组织的1万项航天相关标准，再从这1万项标准中选出3000～4000个标准作为NASA优选标准。每个组给出了一份标准清单，并给出了汇总表。

结果还包含每一项标准的：标准文本、摘要、标准名称、分类、标准应用时的限制、E-mail、标准号、标准页数、标准组织、标准中应用的其他标准、采用或批准标准清单 （如，美国国防部、美国宇航局、美国国家标准等）、标准采用的单位制 （英制或国际单位）。