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航天器型号标准化的思考

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摘要:

简介航天器型号标准化的概念、实质和特点,论述航天器型号标准化的重要性和迫切性,综合运用标准化、系统工程、风险管理和认识论等理论,提出与航天器研制特点相匹配的“八步法”以及推动型号标准化的主要措施。

关键词:

航天器;型号标准化;型号研制

航天器型号标准化开展20年来,在卫星和飞船型号研制中进行了有益实践和探索,在某些型号中取得了突出的成绩。但是,总体来看,航天器型号研制与标准化“两张皮”的问题依然没有解决,究其原因主要有:①概念上,没有抓住航天器型号标准化的实质;②思想上,没有真正认识航天器型号标准化的重要作用;③措施上,没有形成与航天器研制特点相适应方法和机制。为使航天器型号标准化更好地支撑企业战略转型,迫切需要对航天器型号标准化进行深入思考,以期突破航天器型号标准化工作的“瓶颈”。

1航天器型号标准化概念及其特点

1.1概念和实质

自上世纪90年代初原国防科工委提出在武器装备科研生产中开展标准化工作开始,随着《国防科工委武器装备研制生产标准化工作规定》(科工法[2004]176号)的发布,航空、航天、船舶、兵器等军工企业根据自身型号特点,开展了型号标准化实践,并形成了大量文献。其中对型号标准化的定义,虽然表述略有不同,但实质相同。比较典型的描述是:型号标准化是为实现特定项目的研制要求,运用系统工程方法,根据研制项目的具体约束,对研制项目提出并实施一整套相互联系的标准和标准化要求的一种标准化活动。型号标准化既是标准化活动,又是型号研制活动,但首先是型号研制活动,是型号研制中的标准化活动。而上述定义强调型号标准化是一种标准化活动,作者认为,没有充分体现型号标准化是型号研制活动这一实质,容易让人误解为型号标准化是独立于型号研制的附加活动。此外,该定义还存在三点不足:①型号标准化目标只体现了用户的研制要求,没有体现承研单位能力提升和技术发展的要求,承研单位不能只考虑用户要求,而忽略自身发展的要求;②标准化原理和方法的运用不够突出,这是型号标准化的主要特征;③“一整套相互联系的标准”包含在“标准化要求”之内,表述上重复。基于对型号标准化的再认识,笔者认为航天器型号标准化是:为实现特定航天器型号研制目的,运用标准化和系统工程的基本原理和方法,根据研制型号的具体特征,对研制型号提出并实施标准化要求的一系列型号研制活动。航天器型号标准化的实质是一系列型号研制活动,包括管理活动和技术活动。只有紧紧把握这一实质,才能深刻领会和理解航天器型号标准化是什么,才能正确把握其内涵和外延。

1.2特点

航天器型号标准化与航天器研制系统复杂、费用高、周期长、性能高、跨系统、组织协调难度大、风险高以及小批量等特点相适应,具有以下特点。

a)航天器型号标准化系统特征明显。不但包括产品实现活动,还包括项目管理和产品保证活动。产品实现的重点是系统级和分系统级产品研制活动。

b)航天器型号标准化贯穿型号研制全过程。从概念性研究阶段(0阶段)开始,到在轨测试阶段(E阶段)结束,重点是方案设计阶段(B阶段)、初样研制阶段(C阶段)和正样研制阶段(D阶段)。

c)航天器型号标准化紧密围绕各研制阶段特征。B阶段突出型号方案选择、技术基线全面落实;C阶段突出分配基线充分验证、生产基线最终确定和复核复算;D阶段突出固化制造工艺、按照生产基线生产制造产品和航天器出厂检查。

d)航天器型号标准化是组织能力提升和技术发展的基础。航天器型号标准化的对象是特定航天器型号,由型号项目办来推动,不但要考虑型号研制要求,还要考虑组织能力提升和技术发展等承研单位组织层面的要求。

e)航天器型号标准化主要任务是实施标准。运用标准化和系统工程的原理和方法,在研制过程中实施标准是航天器型号标准化的主要任务。标准制定是组织层面的标准化行为,可以由承担该型号任务的人员来完成。

2开展航天器型号标准化的意义

2.1航天器型号标准化是型号任务圆满成功的重要保证标准

以科学、技术和实践经验的综合成果为基础,是群体智慧的结晶,是人类科学、技术和实践的重要成果。标准是型号研制的重要依据,航天器型号标准化是保证“做事按依据”的有效工具和手段。通过实施航天器型号标准,将长期积累的航天器工程研制技术和管理经验以及优秀的科研成果应用到型号研制中,能够规范型号研制行为、缩短研制周期、降低研制成本、提高研制质量,从而保证型号研制任务安全、可靠、高效地圆满完成。

2.2航天器型号标准化是标准的源泉和基础

标准是企业的软实力,是企业核心竞争力的重要体现。在市场经济条件下,标准直接影响一个产业的竞争力。谁来制定标准,谁就掌握了市场竞争的话语权。标准来源于实践,毛泽东在《实践论》中指出“通过实践而发现真理,又通过实践而证实真理和发展真理”。航天器型号标准化是关于标准的重要实践,是标准的源泉和基础。通过航天器型号标准化,发现缺失的标准,促进新标准的产生;标准在航天器型号实践中经受检验,通过型号实践得以完善和提升;技术发展通过型号实践来探索和总结,以标准的形式来固化;型号研制积累的丰富实践经验和创新成果,以标准的形式来传承,为型号后续发展提供充足的源动力。

2.3航天器型号标准化是标准化自身发展的需要

航天器型号标准化是标准化的重要内容,也是产品标准化的组成部分。通过航天器型号标准化实践,可以进一步了解和掌握型号标准化的规律,探索和丰富型号标准化的理论、工具和方法,优化型号标准化流程。航天器作为国家层面的战略性产品,其标准化工作对于整个国防军工产品标准化工作有着示范性作用,并丰富了标准化的内涵。

3航天器型号标准化工作方法与措施

3.1航天器型号标准化方法———“八步法”

笔者参考ECSS-M-ST-80C:2008《空间项目管理-风险管理》、ECSS-S-ST-00C:2012《系统描述、实施与一般要求》和ISO14300-1:2001《空间系统-过程管理-第1部分:构建项目》,并结合国内航天器研制实际,提出航天器型号标准化方法即“八步法”,如图1所示。步骤一:识别型号特征。根据相近型号的经验和教训,识别型号的项目特征和技术特征,确定型号背景、范围、规模和定位等影响型号成功的关键因素。项目特征包括风险对策及政治、财政、计划、经济和合同等方面。技术特征包括任务目标(含寿命、环境)、技术复杂度、工艺、建造、质量、产品导向以及科学导向等方面。步骤二:分析型号特征,识别风险。分析型号特征,识别重大成本、计划、重大技术、关键事件和特殊约束,识别与评估固有风险和诱发风险,将风险因素写入型号文件,并判断其产生原因和影响。型号在战略、组织、经济和技术等方面的主要特征包括:任务目标(如科学、经济或政治)、产品类型(如航天器、设备、仪器、地面支持设备)、任务特征(如轨道、寿命)、环境约束(如外部接口、内部接口)、预期成本和计划、承担义务或商务协议类型(如固定价格、赔偿费用)、设计或技术成熟度、产品复杂性、组织或合同复杂性、供应商供货状态等。步骤三:确定型号标准化要求。根据型号研制任务要求,结合步骤一和步骤二的结果,综合考虑研制周期、资源条件、技术发展、能力提升、国内外同类型号标准化状况和水平,以系统管理思想、标准化原理为指导,运用简化、统一化、通用化、系列化、组合化等标准化方法,确定型号标准化要求。标准化要求主要包括:标准化目标和范围,标准实施要求,通用化、系列化和组合化要求,接口和互换性要求,技术文件标准化要求,各研制阶段标准化任务及协调要求等。标准化要求一般在型号方案研制阶段确定,按产品层级自上而下传递,下层级产品标准化要求要落实上一层级产品标准化要求。标准化要求可以单独成文件,也可与其他文件合并,一般系统级标准化要求单独成文件。步骤四:选择适用标准。根据前三步的结果,评估航天器标准体系与型号需求的相关性,确定型号适用标准(其引用的其他标准也适用该型号)。由于型号类型、规模和复杂性不同,各型号适用的标准不同。选用标准要考虑型号研制阶段。为了建立整体逐步实施的要求,型号早期研制阶段初始选择的适用标准要覆盖型号所有阶段,在初始选择完成后,选择满足该阶段特殊要求的标准。步骤五:完成要求。从成本、计划、技术、已识别风险及其降低策略等方面对适用标准包含的要求进行评估,以确定其对型号的适用程度。每一项标准的每条要求均要评估,并将其分为三类:直接适用、修改适用和不适用。如果一项标准的所有要求均为直接适用,这项标准即为直接适用标准;如果一项标准中有修改适用的要求,这项标准则为部分适用标准;如果航天器标准中缺少相应的要求,即为不适用,该要求不是型号专用的,应生成一条新要求,并在一项航天器标准中标识出来,或从其他标准中选用,这样的要求为附加要求。附加要求应被证明是合理的,其完整的表述要记录下来。步骤六:协调要求。对型号适用的所有要求的连贯性和一致性进行评审,消除因要求冲突、重复和缺失带来的风险。步骤七:文件化要求。直接适用的标准一般通过对标准全文引用的方式实现文件化;部分适用标准的要求以及附加要求一般通过“航天器要求矩阵”的方式实现文件化。步骤八:实施、监督、反馈和评估。标准的实施以航天器型号文件为媒介,在型号研制过程中通过型号文件来实施标准。标准实施的监督与型号研制同步开展,支持标准监督的人、物、检测手段与型号研制和质量保证体系联系在一起,不独立存在。标准实施的监督在航天器各级产品研制单位之间、研制单位内部,以及型号总体直至元器件、原材料等所有层次不同环节上全方位进行。标准化评审可单独进行,也可与设计评审统一组织。与设计评审统一组织时,其评审组内应有足够的标准化专家。必要时,在型号方案研制阶段、初样设计阶段和正样研制阶段单独进行标准化转阶段评审。标准实施情况应反馈给标准化部门,为标准的维护和完善提供必要的信息。反馈的信息包括:标准要求的适用性分类、型号研制对标准要求的符合性、对标准或航天器标准体系修改的建议、标准制定的建议等。在型号研制任务完成后,对型号标准化要求的完成情况和效果进行总结、评估。

3.2推动航天器型号标准化的主要措施

a)落实航天器型号标准化职责。航天器型号标准化通过赋予型号研制队伍相应的标准化职责来落实。型号项目办是型号标准化责任主体。型号总指挥是型号标准化第一责任人。型号行政指挥系统负责安排型号标准化计划,提供经费和其他资源保障。型号总设计师负责领导型号标准化。型号研制各级各类人员负责各自业务范围的标准化任务。企业标准化职能部门为型号标准化提供标准化技术支持,并开展标准信息服务、收集型号反馈信息、组织制定标准。

b)加强以航天器标准体系为核心的标准化信息体系建设。标准化信息体系包括标准化法律、法规、规章制度、国内外标准及宣贯材料、标准化图书和期刊等信息资源,是实施型号标准化的重要基础。航天器标准体系是标准化信息体系的核心,包括管理标准、产品保证标准、工程技术标准和产品标准等四个系列。目前,标准化信息系统虽然能够满足型号研制的基本需要,但与型号标准化的需求相比,在数量、质量、水平、覆盖范围等方面还存在相当大的差距,必须大力加强其建设。

c)推进航天器领域标准规划。规划的目的是固化和传承载人航天、通信、导航、深空探测、遥感等领域特色技术和产品研制成果,有效支撑领域后续型号研制和企业组织能力的提升。规划的作用是从组织层面对各领域型号提出标准化要求。主要任务是:研究分析航天器领域型号研制现状和技术发展趋势;识别该领域特色技术和产品;梳理该领域特色技术和产品配套标准;提出该领域特色技术和产品标准制修订建议,以及迫切需求的航天器通用标准;规定该领域特色标准和重要航天器通用标准应在哪些型号上实施。

d)健全航天器型号标准化保障机制。航天器型号标准化必须依靠制度。要把标准化系数、标准化效益、型谱产品使用率等纳入型号评估体系,把型号标准化开展情况纳入企业科研生产评估体系,把型号标准化任务完成情况纳入人员评估体系,建立保障型号标准化顺利开展的目标体系、考核办法、奖惩机制。通过规章制度的完善,建立型号标准化管理制度,形成型号项目办、企业科研生产管理部门、产品保证部门、信息化部门、标准化部门等各部门协调配合的联动机制。航天器型号标准化的实质是一系列型号研制活动,对象是特定航天器型号,主要任务是实施标准。航天器型号研制中必须开展型号标准化,这既是型号任务圆满成功的要求,又是企业发展和标准化自身发展的要求。“八步法”航天器型号标准化方法,从识别型号特征开始,到实施、监督、反馈、评估结束,是与航天器研制特点相匹配的型号标准化方法。推动航天器型号标准化的主要措施包括落实航天器型号标准化职责、加强以航天器标准体系为核心的标准化信息体系建设、推进航天器领域标准规划、健全航天器型号标准化保障机制等。

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作者:彭洪江 张京波 单位:北京空间科技信息研究所

航天器工程杂志责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次