无人直升机标准验证实践研究

摘 要：标准验证工作在国内外得到了重视和发展，对技术提升和产品实现具有积极意义。本研究结合无人直升机背景，对若干标准开展了应用验证工作，对具体标准的完善和产品的成功起到了支撑作用，为“国家质量基础的共性技术研究与应用”专项的完成提供了助力。形成的验证案例和积累的实践经验对复杂产品伴随全生命周期策划开展标准验证工作具有一定的借鉴意义。

关键词：无人直升机，标准，验证

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.20.017

0 引 言

GB/T 19000—2016《质量管理体系 基础和术语》将“验证（verification）”定义为“通过提供客观证据对规定要求已得到满足的认定”。标准验证旨在借助检验检测的科学手段，运用定性定量相结合的方法，综合评价标准技术内容的科学合理性和适用性，最终达到“做实做硬”技术标准的目标，对强化标准有效供给具有重要意义[1]。

国家有关主管部门对标准验证工作日渐重视。2015年，国务院办公厅发布《国家标准化体系建设发展规划（2016—2020）》，提出了加强标准验证能力建设的要求。国家标准化管理委员会2017年印发《关于下达第一批国家级标准验证检验检测点试点的通知》，2022年发布《关于加强国家标准验证点建设的指导意见》和《国家标准验证点申报指南（2022年度）》；2023年经公示后批准设立了第一批38个国家标准验证点，当前据《国家标准验证点申报指南（2024年度）》继续指导标准验证点建设。目前在航空领域，中国航空综合技术研究所为核心基础零部件国家标准验证点；而直接关系型号产品实现的研制标准验证工作可能尚未得到完全覆盖。

1 国内外标准验证工作发展情况

欧美国家的标准验证工作，在标准立项评估和后续研制过程中开展，以控制标准质量，保障其有效实施。国际标准化组织、国际电工委员会等将标准验证作为提升国际标准质量的重要手段，拓展验证机构和资源的合作，开展关键技术指标验证工作。国际电气和电子工程师协会制定、更新IEEE标准《系统、软件、硬件验证和确认》，形成了较为完善的验证流程和方法。美国在《国防部标准化工作的政策与程序》中提出“产品特性需要通过技术在产品或项目的实践来进行佐证”。欧洲实验室认可合作组织通过《国家标准测量和测试设备的可追溯性》指导对国家标准测量测试部分的验证。

我国为提高标准的科学合理性与可操作性、保障标准实施效果，也对标准验证工作提出了要求。中国标准化研究院和原国家质检总局对标准验证的内容、时机、类型、流程和运行模式提出了建议[2]。浙江方圆从职责定位、验证对象和验证时机、运行保障措施、验证具体实施、外部政策支持等方面对标准验证点运行机制进行了探讨[3]。中国计量科学研究院和中国计量大学建立了标准验证的技术、试验和评价体系，提出了标准验证工作基本流程和工作模式，构建了标准验证参考模型并就其与当前标准化相关机制的衔接提出建议[4]。中国船舶工业综合技术经济研究院和哈尔滨工程大学利用三维机械设计软件SolidWorks对产品标准中的结构、规格、性能等要求进行了验证[5]。

国内航空领域作为装备制造业的重要组成部分，在标准验证方面开展了有成效的工作。中国航空综合技术研究所研究了普遍标准验证的目的意义、内容要求和方式方法[6]，针对军工行业标准验证的时机、内容、主体、类型和结果等内容进行了研究[7]。同时，该单位针对产品研制生产过程中与产品实现相关的设计、制造、试验以及服务保障相关的标准，就标准验证的要求和方法进行了探讨，对标准的验证要素、验证过程提出了要求，给出了实验室验证、工程应用验证两类主要的验证方法并进行了案例分析[8]。中国商飞上海飞机设计研究院总结了民用飞机辅助动力装置本体在TSO验证时，需考虑的飞机级安装条件；通过对比FAR25部部分条款与TSO-C77b要求的差异性，分析了直接采用TSO验证结果来表明符合性的FAR相关条款[9]。南京电子技术研究所基于民用雷达产品构建了集成验证平台，验证了结构建模与工艺规划协同、电讯建模与结构建模协同内容的合理性、正确性、可行性[10]。中航西安飞机工业集团股份有限公司指出目前涉及飞机水平测量点的参考标准都缺少对测量点位置度的规定，提出在相关标准中增加有关要求的需求，并就标准规定暂缺情况下的水平测量点位置度设计提出实施意见[11]。

2 无人直升机顶层军用标准试用验证

为保障标准的适用性和先进性，有关单位对一份从顶层规范无人直升机系统发展的国家军用标准进行了联合修订。直升机所结合无人直升机系统研制情况，对标准修订稿进行了试用，以验证标准的适用性、先进性和应用价值，同时对标准结构、条款、实施等方面提出合理化建议。

标准试用验证在先进多用途无人直升机平台上开展，相关型号的需求场景丰富，应用前景广阔。试用验证范围包括机体结构、起落装置、旋翼系统、动力系统、动力控制和起动装置、传动系统、燃油装置、航电系统、飞行控制与管理系统、电气系统、测控与信息传输系统、任务载荷、控制站、综合保障系统等实体，总体、强度、通用质量和其他特性，以及标准化等相关工作，能够对型号研制起到指导和规范作用。

标准化部门就标准修订稿与现行版本在结构框架和内容要求等方面的异同进行全面分析，在试用验证工作范围内就修订情况形成基本共识。各有关部门结合型号研制实际和预研工作开展情况，试点实施标准主要条款要求，分析其适用情况和技术水平；不便实施的，对比现有工作成果进行符合性说明。

试用验证工作对标准修订稿的“范围、引用文件、术语和定义”等章节进行了综合评价；针对“一般要求”和后续主体章节在基本分析评价的基础上，设置了44个考察点。经实践，标准修订稿在35个考察点得到了“满足型号研制需求”的评价，在另外9个考察点也做到了“基本满足”。未能完全覆盖应用需求的表现分布在系统组成、标准件、机体结构、航电系统、电气系统、任务载荷，以及控制站的一般要求、飞行操纵与管理设备、通信设备等方面。对于每一个考察点所做出的试用验证结论，直升机所均提出了型号文件作为佐证。

标准化部门对试用验证工作进行了全面总结，覆盖全部工作范围，对有关部门在每个考察点所做的具体工作进行了详细描述，完整、系统地展现了标准修订稿在所选型号平台上的试用情况。除了对标准修订稿做出“标准结构完整、内容合理、指标先进、技术水平处于国内领先地位；标准基本满足试用单位当前无人直升机研制需求，符合其主要型号实际，为多型无人直升机的研制和改进提供了依据；标准修订基本达到了预期目标，在国内无人直升机系统行业通用性良好，能够指导国内无人直升机系统发展”等试用验证结论之外，标准化部门综合试用验证情况，从产品和技术发展等角度对标准修订的科学性、合理性进行评价，作为工业部门和标准应用实施单位的代表之一，主要针对系统组成、电磁兼容性、起飞前准备、标准件、机体结构、燃油装置、航电系统、电气系统、测控与信息传输系统、综合保障系统，以及控制站的一般要求、飞行操纵与管理设备、通信设备等标准内容提出了意见建议和疑问。这些疑议有助于标准修订稿结构的梳理和表达的完善，提出了个别内容不够完整或充分之处，关注了其与国内其他标准的协调性、引用文件对本标准的适用性和变化可能，并指出了个别要求不够合理的地方；能够便于联合修订单位进行必要的完善，或就标准的应用实施提出具体指导意见。

需要注意的是，我国标准化工作正逐步从事后标准化占较大比重发展到事前标准化引领、事中和事后并重，标准的制修订模式正从主要为事后总结提炼向注重事前引导转变。标准制修订工作向支持技术自主创新发展和促进产品质量提升等方面进行倾斜，标准的先进性和前瞻性得到了更多关注。有关产业当前的成熟技术和产品，或者正在预先研究中的项目，可能难以完全满足产业发展的需要。因此，对新研标准的验证，不宜局限于解决有无问题或简单以是否符合实际情况为单一判据；着重提升市场竞争力的措施，以及针对中长期发展需求的预测和布局同样是应予重点考虑的要素。由此导致标准技术内容时常没有经过科研生产实践检验等问题，反过来支撑了标准验证工作的必要性。

3 无人直升机型号标准适用性验证

在一款普通无人直升机产品开发过程中，为保障技术路线清晰、研发流程规范、投产运行顺利，直升机所牵头，以国家标准/有关行业标准为指导精神、本单位企业标准主要条款和具体型号技术积累为重要基础，形成了一套型号专用标准。为支撑“国家质量基础的共性技术研究与应用”专项的安排，直升机所结合该项目开展了标准适用性验证工作。

对该批次标准的验证，同样从结构框架和内容要求对比分析、标准实施情况考察等两个主要方向开展；通过标准验证体现其在促进技术应用发展和型号成功等方面取得的效益。现以“电搭接技术要求”“零部件的互换性和替换性”“零组件标印”等基础性和通用性较强的标准为例进行说明。

“电搭接技术要求”相比HB 7695—2001《军用飞机复合材料电搭接技术要求》，在标准结构和内容等方面结合型号研制需要进行了重新布置；与HB 8412—2014《民用飞机系统电搭接通用要求》主要涉及方面保持一致，但具体章节或条款互有侧重。经验证表明，“电搭接技术要求”满足型号研制需求，同时在国内首创关于复合材料结构无人直升机的电搭接标准，满足型号研制全机电磁兼容性要求，贴合当前基础工业发展实际，技术水平国内先进，具备中长期的可操作性和应用潜力，能够指导型号产品生产，有助于消减贸易技术壁垒，提高市场竞争力；搭接用材基本采用国内航空体系常用的HB 6—38—2002《带两个纵向接头的搭铁线》等标准，可通过简化品种规格实现批量化采购和低库存，有助于减少原料采购费用和消耗，提高利用率；推荐标准工艺和工序以提高电搭接作业的规范化、成熟化程度，通过稳定重复作业提高劳动生产率、缩短施工周期；标准化的设计、用材和工艺，能够减少不合格率、保障产品使用性能、提高其质量和可靠性、延长使用寿命，有利于产品定位提高和品牌升级。

“零部件的互换性和替换性”与HB 6892—1993《航空飞行器零部件的互换性和替换性》相比，既有相互对应的章节布局，也有彼此独立的内容设置。经验证表明，该标准在设计、制造和使用、维修等方面均等取得预期效果，其中在设计方面，通过从顶层强化互换性和替换性要求，引导设计人员广泛采用标准件、通用件，有效缩短了研制周期，并为型号的后续发展提供了大量的实用资源；在制造方面，为分散加工、集中装配提供了便利，有利于应用各类互换单元和标准件，能够在形成一定规模后促进现代化工艺装备和先进生产方式的应用，提高劳动生产率，产生多方面的衍生收益；在使用、维修方面，便于装机件意外损坏或按计划定期更换时，用最短时间代价完成备件替换，从而提高无人直升机的利用率，延长其使用寿命。

型号专用标准“ 零组件标印”相对于H B5936—2011《零组件标印》，主要内容协调无冲突，但更加专注于具体产品本身，在一定范围内结合产品需求进行了特化。无人直升机研发经历周期长、涉及零部件数量多、结构相似件多。“零组件标印”标准主要解决零部件装配、分解、周转和试验等处置过程中的有效识别问题。标准提出了标印的位置、类别、内容、方法代号、标注等要求，设计人员需要根据零部件使用环境情况选择适宜的标印方法，根据结构特点选择合适的标印位置。该标准的应用能够为先进状态管理方式下的二维条码标印、全生命周期零部件管理等方面提供一定基础。

直升机所总结验证工作，为整套标准提出了“结构完整、内容合理，技术水平处于国内领先地位；基本满足项目研制需求，能够为后续研制和改进工作提供依据；基本达到了预期目标，行业通用性良好，能够指导基础技术发展”等结论。国内同期或后续发展的无人直升机项目，多有沿用有关标准内容的情况。该系列标准的实施，在一定程度上促进了多型无人直升机对技术要求的统一、对技术风险的规避，以及规模效应的形成。另外，直升机所在该验证项目中，同步考察了无人直升机环境适应性、强度刚度、旋翼/传动、电磁兼容性和供电、地面开车、飞行性能和品质等试验，系留、调整、任务和鉴定等试飞，以及其他试验测试工作，验证了环境试验、供电测试、地面试验等标准的适用性。

4 结 语

标准验证工作得到了国内外的广泛重视，有望为我国产业稳步提升和新质生产力解放提供抓手，也为市场竞争开辟了新的赛道，对标准化从业人员提出了挑战。无人直升机乃至其他复杂产品在全生命周期中涉及的专业领域较多，需要应用的标准规模较大。建议在产品研制过程中结合可能运用的新技术、新工艺等创新内容，参考产品主要使用场景和关键功能、性能指标，主要针对新研标准和工程实践尚不充分的重大标准策划、实施验证工作；在考察标准完整性、准确性、适用性、先进性的同时，检验其合理性和可操作性，促成关键技术成熟和新产品研发成功的同步实现。

参考文献

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作者简介

廖子祥，高级工程师，主要从事航空标准化和质量技术研究工作。

（责任编辑：张瑞洋）