卫星通用单机产品型谱体系构建研究与实践_王茹.pdf

2022年第12期94航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践卫星通用单机产品型谱体系构建研究与实践王茹/航天系统部装备部军事代表局管清华、尹玉明/中国航天标准化研究所摘要：本文针对目前卫星单机产品发展现状，分析卫星单机产品面临的问题，在此基础上提出构建卫星单机产品型谱体系。合并、优化、压缩产品规格，规划设计产品型谱，引领通用产品研发，指导产品选用，支持研制模式转型。关键词：卫星单机；产品型谱；产品化卫星是指环绕一颗行星按闭合轨道作周期性运动的天体。它作为资源投入大、研制风险高、投产数量小、需求变化多的高新技术产品，具有高可靠、高质量及小子样研制的特点，代表了国家最高端的科学技术水平。卫星单机是指由一个或多个零部组件、基础产品连接而成或联合使用，能够完成某项使用功能，并能独立交付总装的卫星产品单元。产品型谱是指用最少数目的不同规格产品，构成能满足现有及可预见到的全部使用要求的宇航产品系列，对规划产2022年第12期95航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践品的发展和应用方向起到了重要的作用1-3。开展航天产品体系和产品型谱建设，构建长寿命、高可靠、低成本、可重复、稳定、高效生产的货架式航天产品体系，规划设计产品型谱，将作为产品研制、成熟度提升、产品规范编制、型号选用的重要依据。可以通过合理控制型号新研单机产品数量，发挥优化研制流程、缩短研制周期、降低研制风险，为型号实施系统方案设计和产品选型提供基本输入,为加速提升科研生产能力建设和产业化发展、促进航天科研生产模式转型升级打下坚实基础。一、卫星单机发展概况及存在问题1发展概况2005 年以来，航天企业大胆改革创新，提出产品化的新思路。研制单位不仅要完成型号研制，而且要把向用户、向市场提供一流航天器产品放在重要位置，正在从“以型号研制为中心”向“型号研制与产品研制并重”的方针转变，其中建立健全并推广应用产品型谱是产品体系建设的重要组成部分。产品型谱描绘核心技术/产品的发展路线，规划产品的规格序列、发展和应用方向，是产品预研、工程研制、成熟度培育、产品定型、型号选用、更新换代与国产化等工作的基本依据。产品型谱是产品化工作的顶层规划和核心，是产品化工作的核心要素。要实施航天产品化建设，必须首先开展产品型谱建设。就一个产品而言，通用性是有限的，只能满足一定范围、一定条件下的使用要求。为了扩大某一类产品的适用范围，就必须增加该类产品的规格，构成产品系列，但产品规格在一定时期内不能无限制扩展，需要经过分析、比较、选优，用最小数目的不同规格产品来满足全部使用要求,将所有这些不同规格产品汇集整理，就形成了产品型谱。“十三五”期间，我国航天型号面临着提升水平、稳定运行、深化应用、规模发展等诸多发展需求，对我国航天产品的研制生产能力和航天发射、测控保障能力等都提出了严峻的挑战。同时，随着国防和军队改革的不断深化，对实际作战过程中进出空间、利用空间和控制空间的能力提出了更高、更广泛和更为迫切的需求。航天型号逐渐从科研试验任务为主向应用服务任务为主转变，逐步由“突破并演示验证宇航关键技术”向“为用户提供稳定可靠的应用服务”转移。为了适应新形势，保证圆满完成后续型号任务，实现航天产品的产业化发展，迫切需要打造一批高质量、长寿命、短周期、货架式的通用基础产品，而第一步就是要建立国家层面的航天产品体系和产品型谱。开展航天产品体系和产品型谱建设的目的和作用包括：一是形成宇航通用产品体系，支撑后续宇航产品化工作。在航天型号中开展宇航通用产品型谱研究与编制工作，针对宇航产品各承制单位建立宇航通用产品体系，提升产业能力；同时形成宇航通用产品型谱，进一步明确后续产品化工作对象和重点。二是合并、优化、压缩产品规格，引领通用产品研发。通过对各级宇航通用产品进行系统梳理，总结产品历史，清理现有产品，合并、优化、压缩产品规格，形成通用产品资源。一方面，使同规格同一技术状态产品在不同领域多次应用，更多地获取产品的真实飞行子样，增加子样积累，提升资源利用效率，推进产品快速成熟。另一方面，整合、优化产品规格配置，使同一规格产品的资源投入有所增加，促进产品快速成熟。此外，通过推动宇航通用产品的系统规划和集成管理，引领后续产品规格化研发，满足未来任务需求，提升宇航通用产品的产业化发展能力。三是指导航天型号选用配套产品，支持研制模式转型。通过制定宇航通用产品型谱，优化整合现有产品规格，提供现阶段可供选用的宇航通用产品，为型号技术方案的确定提供参考，缩短研制周期，保证航天产品的质量和可靠性。同时，通过研究建立宇航通用产品型谱化发展模式，带动产品预研、工程研制、成熟度培育、产品定型、型号选用、更新换代与国产化等各项工作，牵引技术体系、管理体系、队伍体系、资源体系、标准体系的发2022年第12期96航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践展，促进科研生产模式向型号与产品驱动并重转变升级。2存在的问题“十二五”和“十三五”以来，航天企业初步构建了宇航产品型谱的框架，形成了一批可供选用的通用单机产品，编制了相应的指导文件，并经过实际应用后取得了一定成效。但是，目前的成果对产品型谱编制、应用和管理过程的有效支撑仍然存在一定差距。一是卫星单机产品规格、接口和技术状态不统一，每个产品都需要依据型号要求重新研制，造成产品品种规格多，无法做精做深一个产品4-6。二是不同总体单位对同一产品的命名不统一，对同一产品划归的分系统不统一，需开展分级分类研究。三是引领航天产品技术发展的产品探索不够，覆盖后续型号应用需求还不全面，对于产品的技术发展路线指引不够。基于以上 3 点，有必要开展卫星单机产品型谱体系构建工作，优化压缩产品规格，统一产品命名方式，规划设计产品型谱，引领产品发展方向7-9。二、工作思路按照“需求覆盖、横向到底、纵向到边”的思路，以典型型号为牵引，以卫星配套单机为对象，确立平台基线，制定卫星关键单机产品型谱。1需求覆盖充分梳理后续航天产品建设对卫星轨道、承载能力、机动能力等方面的需求，以典型卫星型号作为各个平台的技术状态基线，实现规划的卫星平台可全面满足产品建设需求。2纵向到底以主用卫星型号为对象，纵向分解确立平台产品配套，对功能相近、繁杂的非重点产品进行初步打包归并，确定每个卫星平台的配套产品基线。3横向到边立足跨平台、跨型号，横向拉通，规范统一产品类别与名称，按照关重度、通用性等要求，对产品配套进行剪裁，确定平台基线固化所对应的产品类别10-13。卫星单机产品型谱编制工作思路如图 1 所示。三、卫星单机产品型谱体系构建1梳理卫星平台通过分析后续航天产品建设能力需求，科学、合理地对现有卫星平台进行规划设计，确定型谱特征参数和型谱架构，对现有卫星平台进行整合，根据卫星轨道、整星发射重量对平台分类，去掉专用平台，最后将符合条件的卫星平台纳入卫星平台型谱。以典型卫星型号为代表，统筹其他型号需求，纵向摸清各平台单机产品配套情况，横向拉通不同平台、不同型号对单机产品的技术要求，梳理跨平台、跨型号的产品配套清单。2卫星产品分级分类横向拉通不同卫星平台之间图1 卫星单机产品型谱编制工作思路定配套根据需求优化卫星平台固化平台产品配套确定单机产品种类包络筛选确定产品类别定种类制定产品分级分类标准筛选确定单机产品类别确定卫星平台的配套单机种类制定单机产品型谱定规格分类开展产品统型制定各类单机产品规范梳理形成单机产品规格框定平台单机上货架的产品类别建立配套产品矩阵成果成果成果2022年第12期97航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践的产品，统一不同研究院、不同平台的同类别产品所属专业、产品名称等内容，形成卫星平台配套产品清单。结合鉴定定型要求，按照通用性、批量化、关重度、互换性等原则，去除不易开展产品化工作的产品以及结构件、材料、零部件等基础类产品，从卫星平台配套产品清单中筛选出通用单机产品类别作为卫星通用单机产品型谱编制的对象，如图 2 所示。3产品规格优化统型按照“充分继承、横向统一”的原则，针对卫星通用单机产品类别，以现役产品为主，对卫星型谱平台涉及的规格进行梳理、优化和统型，按照适当的间隔、跨度设置产品型谱规格，以最少的产品规格数量满足已识别的应用需求。统一不同单位、不同平台的同类别单机所属专业、产品名称与型谱代号编制规则，形成卫星通用单机产品型谱。开展卫星单机产品型谱研究与制定，通过产品的梳理、优化和统型，形成有序发展、成熟、可应用的一系列航天通用产品，构建卫星单机产品型谱体系，在提高研制效益和效率、提升产品质量与可靠性水平、引领技术进步和专业化建设、完善航天科研生产体系、优化产业结构方面，为促进航天科研生产能力的全面改善发挥重要作用。（责任编辑 于维姝）参考文献1 单联洁，高峰，隋国生.型谱化光纤陀螺及系统先进制造模式研究J.航天制造技术，2012(06):11-13.2 周海京，杜刚，王喜奎.宇航产品型谱化发展研究与实践 J.航天工业管理，2011(07):6-10.3 张伟，王锴，张泰峰，等.卫星用型谱化高比功率电源控制器研究J.电源技术，2021，45(01):78-80.4 尹玉明，闫璇，王喜奎.卫星公用平台型谱规划 J.航天标准化，2019(04):5-9.5 孙伟江，王文峰，慕晓英，等.航天产品型谱建设管理研究 J.航天工业管理，2019(11):28-34.6 郑冲，章林锋，张婷，等.装备型谱的理论基础研究 J.航天标准化，2019(03):20-23.7 鲁扬，林英强，王嘉淼.基于产品型谱的平台化研发模式初探 J.航天标准化，2019(02):32-34+39.8 郑冲，章林锋，唐斌，等.标准化原理在卫星导航应用终端型谱论证中的应用 J.国防科技，2019，40(02):73-77.9 袁静.建设与完善产品型谱 推进航天产品化工程 J.现代工业经济和信息化，2017，7(03):39-40.10 王文峰，刘伟亮，杨烨宙.卫星 系 统 级、单 机 级 产 品 型 谱 管 理过程实践 J.质量与可靠性，2012(05):20-25.11 苗春林，张佩锋，孙育军，等.航天通用产品型谱的建设与完善J.质量与可靠性,2012(05):17-19.12 石锐.航天产品型谱建设探索与实践J.质量与可靠性，2012(05):26-30.13 张荣霞.基于型谱数据库的卫星产品配置技术研究 J.机械科学与技术，2012，31(09):1429-1433.卫星平台结构分系统热控分系统供配电分系统测控分系统数传分系统中心承力筒机械太阳翼热管配电器电源控制器测控应答机固态功率放大器数传处理机固态存储器图2 卫星单机产品型谱体系架构