航天军工核心能力统筹建设的思考与实践

徐耀云、张奎彬、陈孝骏、聂丹荣 /上海卫星工程研究所

“十四五”时期，是我国实现两个一百年奋斗目标的历史交汇期，是面对百年未有之大变局可能带来冲击与激荡最为剧烈的时期，我国航天事业将踏上高质量发展、争创世界一流的新征程。作为我国科技工业的骨干力量，航天单位应全面增强军工核心能力，拓展优势领域，推动航天强国建设，为我国在复杂形势下夺取战略主动权贡献航天力量。

上海卫星工程研究所是我国气象环境卫星、微波遥感卫星、空间监测卫星、深空探测器等的主要研制单位，作为我国空间技术研究及卫星研制生产的主力军，既承担卫星体系论证、系统设计、研制抓总等总体任务，也承担结构、热控、综合电子等卫星平台关键分系统的研制任务，还负责了卫星地面综合测试、在轨管理等工作。军工核心能力是指为了保障以上各项任务的完成，所应具备的设计仿真、试验测试等方面的关键能力。因此，相对于一般的分系统单位及产品配套单位，卫星总体单位军工核心能力体系更加复杂，覆盖的专业技术领域更广泛，使得军工核心能力统筹建设更具挑战性，军工核心能力建设体系框架如图1所示。

图1 卫星总体单位军工核心能力建设体系框架

“十二五”以来，研究所开展了多个军工固定资产投资项目建设，建成了一批卫星研制全过程的设计、仿真与试验条件，保障了“风云”“高分”等系列型号研制任务，支撑了卫星核心技术的跨越式发展，巩固了研究所在卫星系统与总体、结构与热控等专业国内领先地位，推动信息系统、综合测试等专业向国内一流水平迈进，并已形成了前沿平台验证、小规模组网星座的研制能力，成为国家卫星承制的重要力量。

一、能力建设现状分析

“十二五”以来，研究所的核心能力取得了长足进步，但是能力建设模式还是以型号任务需求牵引为主导，跨领域、跨型号的统筹能力不足，通用化水平不高。对照国家国防科技工业局体系效能型能力建设要求，研究所的军工核心能力还存在一些问题及差距。

一是顶层能力体系谋划还存在差距。当前研究所正处于由高速增长向高质量发展迈进的关键时期，能力建设也正由传统的任务牵引型向体系效能型转变，面对体系效能型要求，如何站在整个卫星体系任务需求和单位长远发展的高度开展顶层能力体系谋划尚有差距，“自下而上”的需求分析模式向“自上而下”的需求牵引模式转型不够，需要加强能力体系建设的统一策划和管控，强化单位层面对能力结构和能力布局的顶层策划。

二是各型号之间的资源统筹不够。研究所各领域型号众多、专业繁杂，各部门资源共享不充分、通用化不充分、个性化需求偏多，存在能力重复建设、分散配置等情况，难以形成合力，提高投资效率和效益。比如多个总体部门均建有任务分析、系统仿真、评估演示等方面能力，有待于在单位层面进行有效整合。

二、军工核心能力统筹建设思考

“十四五”以来，在国家军工固定资产投资政策指引下，研究所坚持系统化梳理、体系化论证、内涵式建设的总体思路，全面策划军工核心能力体系建设。在型号研制保障等新增项目规划论证与立项实施过程中，最大限度统筹近期与远期需求、统筹不同领域卫星研制研发需求；优化资源配置，充分挖掘现有能力潜能，注重以增量投资带动存量资产的效能发挥。

一是对“体系效能型”建设模式的实质和精髓进行探索和实践。着眼提高建设效能，以总体单位规划项目为代表，改变传统单一型号建设模式，通过多个型号需求统筹，带动领域整体能力结构持续优化；以热变形试验系统建设等为代表，通过区域统筹，以增量带动存量，努力建成一批开放共享的关键试验设施，为本地区单位提供试验服务。

二是系统开展核心能力统筹建设顶层策划。一方面，围绕科工局固定资产投资指导意见提出的能力投资方向，统一顶层设计、统一规划推进、统一协调统筹，开展项目规划论证与储备，有序推进项目申报；另一方面，围绕核心产品、核心专业，面向长远发展，全局性、系统性谋划研究所能力建设顶层体系框架，形成面向未来的新型能力体系，支撑航天总体所的转型发展。

三是加强论证工作的科学化与规范化。在编制建议书阶段，除论证项目社会效益外，从预期设备/设施使用情况（使用年限、年平均使用次数、年平均使用小时数）、通用性、共享可能性、是否模块化设计、后续升级潜力、完成型号任务的关键性、经济寿命、运行费用、维修费用等方面出发，论证能力建设方案的可行性。

三、军工核心能力统筹建设实践

“十二五”期间，在特定型号的研保条件建设中，受限于型号本身的需求约束，试验及测试系统建设存在一定的能力范围局限。“十三五”以来，研究所在军工核心能力建设中，进行资源统筹方面的有益探索与实践。以相对少量的增量投资，带动了相对较大的存量资产的效能发挥。

1.三轴气浮台试验系统建设（分步实施，扩展系统适用范围）

“十二五”期间，针对基于SAST-5000 卫星平台的FY-4 卫星研制需求，研究所建立了三轴气浮台试验系统，具备高精度遥感卫星图像导航与配准技术及性能试验测试、星载活动部件的常规干扰力矩测试和动不平衡试验测试、卫星快速机动等试验、遥感卫星高精度姿态指向控制等测试能力，现已开展多次试验，为FY-4 卫星在轨优异表现提供了非常有价值的地面验证支撑。该三轴气浮台试验系统目前已达到国内领先、国际先进水平。

作为该测试系统的重要组成部分，三轴气浮台通过气浮分系统实现仪表平台的悬浮和微干扰力矩环境，按照载荷在星上的布局在仪表平台上安装模拟或真实设备，调整仪表平台的质量特性使其与卫星在轨时相同，从而模拟卫星在轨微干扰力矩状态下的动力学特性，为高精度载荷的技术验证提供平台支撑。

“十三五”期间，针对基于SAST-3000 卫星平台的卫星研制需求，对三轴气浮台进行局部改造（见图2），在气浮分系统、台下支持分系统、基座旋转平台分系统均保持不变的前提下，构建了一套适用于SAST-3000 卫星平台的仪表平台分系统，可保障“高分”五号等基于SAST-3000 卫星平台的卫星试验需要。

图2 三轴气浮台改造示意

后续，需在试验前根据卫星所用平台，对仪表平台分系统进行整体替换，即可满足不同卫星平台的试验需求。相比于重新建设一套三轴气浮台试验系统，采用部分改造的方式，既节省了投资费用也提高了三轴气浮台的使用效率。

2.热变形试验系统建设（补充设备，提升系统试验效能）

“十二五”期间，研究所建立了卫星在轨变形预示与测试系统，包括热变形综合测试间、照相测量设备及相机保护罐、热应力数据采集分系统、在轨变形预示与评估分系统。通过本系统完成了大气环境及高低温复杂环境下的多型航天器结构热变形测量、光学主镜热变形试验，达到预期目标。

“十三五”期间，针对新型高精度SAR 阵面测量需求，补充了摆臂式摄影测量系统，进一步提升热变形试验系统的测量精度与综合应用效能（见图3）。

图3 热变形试验系统能力提升示意

3.标准化综合测试系统建设（升级整合，提升系统通用性）

研究所的整星测试系统历经定制、通用架构（第二代）、标准三代升级。目前，第三代标准型已实现各型号统筹使用，快速周转（见图4）。

图4 整星测试系统发展升级

“十二五”期间，研究所通过FY-4 卫星研保项目、火星探测器研保项目，按照通用架构（第二代）的方式，分别建立了2 个型号各自的专用综合测试系统。“十三五”以来，研究所承担的卫星研制任务迅速增长，测试设备成为制约卫星研制的主要瓶颈，急需提升原有专用综合测试系统的通用性，实现测试系统能够满足不同型号卫星的测试需求。第二代型号专用测试系统距离统筹使用要求的差距，主要体现在测试系统对外硬件接口不通用。这2 个系统均为定制系统，其星地接口设计时没有考虑通用性要求，无法应用于其它型号，需要对设备中的转接箱、调理箱、转接板、链路箱等设备进行标准化改造升级。

部分设备为定制设备，2 个待改造型号测试系统中部分货架设备与标准化测试系统所选型号一致，但仍有部分设备为定制设备，其使用的通信协议与现有系统不兼容，不能与现有测试系统中其他软件通信。对于这部分设备必须要进行标准化改造升级。以2 个型号测试系统的条件，若其他型号要使用该设备，需要进行硬件接口设备更换；软件适应性修改；系统重新集成。工作最快需要半年时间，工作量大，经济成本高。

为了充分挖掘已有设备潜能、节约投资，“十四五”初期通过某专项条件建设项目，对FY-4 卫星、火星探测器的专用测试系统进行了标准化改造升级（部分设备利旧沿用、部分设备改造新增），成为第三代标准型通用测试系统。通过标准化改造升级，2 套测试系统实现了硬件接口标准化、系统软件协议标准化。通过接口适配，一套软件不同配置的应用方式，解决各型号间机柜通用互换、测试自动化、整体入库等难题，达到标准化测试资源统筹调度、设备资源高效流转利用的目的。改造升级相比于新建标准化测试系统，节约投资70%。

四、军工核心能力统筹建设展望

研究所在总结“十三五”军工核心能力统筹建设的经验及不足的基础上，积极做好“十四五”及后续军工核心能力统筹建设策划，并将在体系化能力、智能化卫星开发、核心领域研发、卫星平台研制、综合测试、信息化等方面，以更加节约高效的方式实现能力全面提升。

在“十四五”期间，军工核心能力将更加有力地保障研究所在气象环境、微波遥感等领域承担的研制研发任务。支撑卫星实现全要素探测、业务稳定运行；支撑卫星领域平台总体向信息总体转型，卫星总体向体系总体转型。