基于信息化的航天产品原材料数据包管理

叶顺坚 梁 莹 沈宏华 游廷光 张柳锋

两化融合

基于信息化的航天产品原材料数据包管理

叶顺坚 梁 莹 沈宏华 游廷光 张柳锋

（上海航天精密机械研究所，上海 201600）

针对航天产品数据包以人工管理为主，存在诸多问题。提出了航天产品原材料数据包信息化构建与管理目标，详细讲解了数据包信息化业务场景、系统架构、系统特点、主要功能以及应用实例，并总结了数据包信息化管理的重要意义。

航天产品；原材料；数据包；信息化

1 引言

航天产品在设计、生产、试验和交付等研制生产环节中形成的各项要求，及其实现过程和实现结果的客观记录的集合，统称为航天产品数据包（以下简称数据包）。数据包是客观评价航天产品管理成熟度、航天产品质量与可靠性的重要依据[1,2]。

目前，航天产品数据包工作主要通过人工收集、整理、分析、利用，存在着工作量大、效率低、应用成果不明显等突出矛盾。随着信息技术的不断发展，为航天产品数据包的更加科学合理的管理，提供了有力条件，以航天产品原材料数据包信息化研究为对象，详细介绍了数据包信息化的业务场景、系统架构以及应用实例，阐述了数据包信息化建设的重要性。

2 原材料数据包管理存在的主要问题

航天产品原材料数据包主要是指原材料从采购、入库、试验检测到发放全流程所形成的各类过程与结果的客观记录。原材料信息，尤其是批次情况、力学性能、化学性能等指标对于型号至关重要。目前，原材料数据包按照传统的人工记录、纸质归档等模式运行，型号人员通过纸质查阅，寻找需要的信息，存在着过程数据错误率高、工作效率低且劳动强度大、利用效果不明显等突出问题。

2.1 错误率高

原材料数据过程记录、比对、整理等全靠人工手动完成，数据量大，尤其是金属原材料的强度、屈服、延伸率、元素含量等指标，试验测试结果需与标准值比对，大量数据的人工判读，容易产生疏忽和遗漏，导致数据包错误率高[3]。

2.2 效率低、劳动强度大

随着航天型号高密度发射时期的到来，航天原材料也迎来了高密度采购，原材料入厂复验、检测、分析，全靠人工完成，工作效率十分低下。同时，大量的材料信息需要登账、誊写、抄录、归档，劳动强度亦很大。

2.3 利用效果不佳

原材料数据存放比较零散，记录以及传递不规范、不及时，导致型号人员无法及时掌握相关数据。同时，纸质形式存在的各类数据，往往事后开展分析，质量管理重心滞后，数据价值的开发利用效果不佳[4,5]。

3 原材料数据包信息化构建与管理目标

针对海量的原材料数据，为了高效完整地收集、整理、统计和分析利用数据，迫切需要围绕航天产品原材料数据包构建统一的信息化平台，实现基于信息化的原材料数据包的统计、分析、控制、利用，同时，对历史数据进行挖掘再利用[6]。原材料数据包信息化构建与管理的目标如下：

a. 信息化平台统一管理原材料数据包，包括信息录入、审批、检索、导入导出、分析、归档等；

b. 实现原材料检测标准、检测结果的结构化；

c. 提高数据包的利用效率，实现原材料在线产保，成功数据包络分析、超差超包络自动提醒等功能，型号人员提前介入原材料的分析和利用，实现质量管理重心前移。

4 原材料数据包信息化管理系统

针对人工管理原材料数据包暴露出来的诸多问题，结合数据包信息化管理的现实需求，开发了基于Labview的原材料数据包信息化管理系统。

4.1 总体业务场景

原材料数据包信息化管理系统以成功数据包络分析为核心业务开展建设，主要的业务场景有原材料成功数据包络分析、超差超包络提醒、结构化数据导入导出、历史数据导入、报告审批、信息检索、归档等，其总体业务场景如图1所示。

4.2 系统介绍

4.2.1 系统架构

根据业务需求，原材料数据包信息化管理系统架构分为四大模块，分别为界面部分、事件处理部分、后台查询部分和特定功能部分。其中界面部分为**Panel类，使用NetBeans软件绘制并自动生成代码。事件处理部分为**EH类，继承对应的**Panel类，处理所有界面组件的事件，调用后台时通过SHHTProxy.getISHHTItf()接口的InspectionResultServ方法，将方法名和数据对象List装入方法，并返回List。后台查询部分的代码在InspectionResultAgent类中，通过判断方法名调用相应的方法。特定功能部分包括数据文件，包络图的生成，Excel表格的解析等，这些功能根据需要放置在前端或后台的类和方法中。

针对具体的结构化数据而言，**VO为数据对象类，分别对应一个委托单据下一个样本的一种检测记录和一次文件上传记录。数据表以**VO类为基础，减去不需要存储的字段。

4.2.2 系统特点

a. 系统支持多格式数据录入、导入，支持历史数据批量导入，便于对历史数据价值的发掘与再利用；

b. 系统实现了数据结构化，数据存储的结构规范统一，利于基于数据的决策分析；

c. 系统查询界面简洁，支持精确与模糊查询，如图2所示，可实现名称、牌号、规格、项目、条件等不同字段筛选，满足各类人员使用需求。

图2 数据包信息化管理系统查询使用界面

4.2.3 主要功能

a. 数据的导入导出。原材料数据包括原材料厂家信息（含合格证、试验报告等）、批次信息、试验数据、有效期等。系统可实现数据的多格式导入和导出，历史数据的批量导入。

b. 在线审批。在线审批主要是指原材料试验数据的电子审签，包括金属材料的力学性能数据、显微组织和低倍组织检查、元素含量检测等试验报告。

c. 成功数据包络分析。成功数据包络分析是原材料信息化管理系统的核心业务，新数据录入或导入之后，系统根据背景历史数据（成功完成地面试验及飞行试验的原材料参数），实现成功数据自动包络分析、一键生成包络图。

d. 超差、超包络提醒。新数据录入或导入后自动与结构化的原材料标准值比对、与历史包络值比对，超差和超包络自动提醒。比对结果分为：满足标准且在包络内；满足标准但超包络；不满足标准但在包络内；不满足标准且超包络。其中：第一种正常流转、第四种退货、第二种和第三种需进一步分析。

e. 数据查询。数据查询功能满足不同人员对数据的使用要求，系统允许根据炉批号或委托单号精确查阅，也支持根据材料牌号、检测类别、检查项目、检测时间等的模糊查询。查询结果可根据样品名称、牌号、规格、检测项目、样品状态、技术条件、试样状态等筛选数据。

f. 电子归档。录入的原材料厂家信息、审批完结的试验报告、原材料有效期等信息按照型号工作令分门别类电子归档，归档资料的查询和使用同数据查询章节。

包络图及分析如图3所示。

注：牌号15CrA，检测项目Rm，抗拉强度，规格Ф40mm，样品状态退火，技术条件GJB1951—1994，包络范围612～680

4.3 应用实例

原材料数据包信息化管理系统2019年中旬完成开发测试，10月份完成海量历史数据的补录工作。截止2020年2月份，系统累积发出超差、超包络提醒16次。以2019年12月份某牌号铝合金锻件力学性能数据超包络提醒为例，经型号人员提前介入分析，原因为企业为了降本增效，将闲置不用的大尺寸锻件切割成小尺寸锻件用于科研生产。而按照国军标GJB 2351—1995第3.3.2.3章节“热处理厚度大于150mm（LC9合金大于80mm）的锻件，其性能指标由双方议定”。采购前，大尺寸锻件性能经双方协定，低于国军标要求值供料，因此小尺寸锻件力学性能超包络。经型号人员分析，该小尺寸锻件不能用于型号配套。超包络数据的提前预警，有效避免了事后返修返工情况的出现。

5 结束语

随着信息技术、大数据技术的日新月异，海量原材料数据如何发掘和利用，如何支撑和解决型号研制过程中出现的问题，变得越来越迫切。从早期、源头发现问题和故障的角度出发，对航天原材料数据包建立信息化系统管理是非常必要和有意义的。

原材料数据包信息化管理系统中的成功数据包络功能，为型号人员分析利用数据提供了快捷的解决方案。原材料性能数据的提前预警，使得型号科研风险管控由事后向事前转变，质量管控重心得到了前移，原材料在线产品保证得以实现。

目前，航天型号数据包信息化管理相对滞后，随着原材料数据包信息化管理的初步探索和实践，为后续实现型号全生命周期数据包的信息化、网络化、数字化奠定了基础。

1 袁家军. 航天产品质量与可靠性数据包及其应用[J]. 中国质量，2009(4)：8～10

2 刘旭奕. 可靠性数据包信息化管理的思路与方法[J]. 航天标准化，2012(1)：41～44

3 戴屹梅，苏卫民. 航天产品数据包信息化管理的思考[J]. 质量与可靠性，2016(3)：21～25

4 郝京辉，周利民. 航天型号外包产品数据包的研究与实践[J]. 机械制造，2015(10)：62～65

5 石晓强，栗刚，杨学虎. 浅析典型航天产品数据包的编制[J]. 航天制造技术，2011(6)：47～49

6 杨阳，雷志锋，冀阿强，等. 航天型号产品质量数据包的构建与管理[J].航天制造技术，2013(4)：55～58

Data Packets Management of Space Products Based on Informatization

Ye Shunjian Liang Ying Shen Honghua You Tingguang Zhang Liufeng

(Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute, Shanghai 201600)

At present, the data packets of space products are mainly managed manually, and there are many problems. In this paper, the objectives of informatization construction and management of space products’ raw material data packets are proposed, and the business scenario, system architecture, system characteristics, main functions and application case of data packets informatization are explained in detail, and the significance of data packets informatization management is summarized.

space products；raw material；data packets；informatization

叶顺坚（1985），高级工程师，机械工程及自动化专业；研究方向：航天型号质量管理。

2020-02-28