适应“型号牵引”的批产航天遥感相机产品保证实践_张泽敏.pdf

适应“型号牵引”的批产航天遥感相机产品保证实践张泽敏，汪洲，杨大伟，杨懿静，葛德谨，史姣红，高慧莲（北京空间机电研究所，北京100094）摘要：结合去型号化及产品保证管理创新理念，适应高分辨遥感相机的研制现状，采用“型号牵引”的产品保证管理模式已成为航天企业进行创新活动的必要途径，特别是研制流程采用一步正样的方式，在保证批量产品质量的情况下，固化生产基线，减少非一致性成本，确保可交付成果的一致性，适应市场需求。在保证质量的情况下，单台套遥感相机分系统的研制周期累计缩短了 55 d，减少了产品控制成本，建立了“流水线式”的批产模式，“型号牵引”的产品保证管理实现航天批产与航天单台套精细化管理间灵活转换，实现优势互补，提升了载荷能快速响应市场的竞争力。关键词：批产；型号牵引；去型号化；遥感相机中图分类号：V443.5文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）06-0059-030引言当今商业航天市场竞争如火如荼，在市场竞争日益激烈的环境下，亚米级高分辨遥感相机的需求从年产单台套向年产多台套转变，“低成本、短周期、快响应”的批产需求成为主流。通用产品去型号化是对原有以型号为主导的产品研制模式的重大变革，目的是使产品研制从型号维度转到产品维度，是宇航任务发展到一定阶段后的必然选择1-4。本文对高分辨遥感相机产品批产去型号化与“型号牵引”的产品保证管理创新实践进行总结，为后续开展高分辨遥感相机产品批产去型号化的产品保证工作改进奠定基础。1遥感相机任务特点及形式分析随着高分辨遥感卫星的研制任务急剧增加，发射型号由几年一颗，到一年一颗，再到一年多颗。高分辨遥感相机的在研型号大幅增加、研制周期缩短、对成功率要求更高，搭建高分辨遥感星座的任务难度增大，产品发展对任务完成起到决定性作用，新任务立项以关键产品的进步为基础。受到产品成本控制、提高管理水平、人力资源增长的限制等因素影响，传统的以型号为主导的产品研制模式不适应当前宇航业务发展形势，必须进行产品研制模式的转变，具体见图 1。2遥感相机去型号化批产工作思路遥感型号呈现出从研制生产模式向定制化批生产转变的特点，如何保证去型号后产品化项目的质量稳定性，须摸索出一套适应产品化生产的行而有效、高效可靠的产保管理模式。通过生产基线控制、优化技术流程、进一步规范产品标识等措施，提出了可适用产品化任务需求的质量管理方式。2.1型号牵引初步形成了产品的类别和型谱基于去型号化工作的思路及各级产品化工作的指导意见，团队形成了产品化相机的投产策略。研制队伍对以前研制相机的状态进行了系统梳理，同时结合高景 一 号 等 型 号 任 务 需 求，按 照 能 够 适 应CAST3000 等平台的原则，优化设计、统一产品状态，采取去型号化的管理方式，将该系列相机统一确定名称为“高分辨率焦距相机分系统”（分系统产品化代号HRC10000）。相机分系统一般由五部分组成，分别为光机主体、视频处理器、管理控制器、二次电源箱和控温仪。而 HRC10000 相机分系统由五部分产品组成，分别为光机主体、成像电路、管理控制器、二次电源箱和控温仪，产品名称及对应代号见下页表 1。相机直属件、外遮光罩等产品需根据卫星平台接口等进行适应性调整，需在整星状态明确后进行设计、研制及配套装配。2.2型号牵引建立了产品研制的基础条件在高景一号 01-04 星相机分系统批量研制生产过程中，以 4 台套相机分系统的型号代号为系统名称建立 AVIDM 及 P6、T5 系统任务名称，四个型号对应四套图纸完成各单机的技术文件及任务下达。针对产品化去的任务特点，即通过一套图纸，研制生产多件技术状态一致的产品化产品。通过各类纪实性文件和收稿日期：2023-05-16第一作者简介：张泽敏（1989），女，四川泸州人，硕士研究生，工程师，从事航天遥感相机产品保证工作。总第 242 期2023 年第 6 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 242No.6，2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.06.024图 1模式转变的形式分析传统科研生产模式和现状以型号为主导的垂直研制管理模式新单位、新产品多，航天产品研制管理能力低新产品研发和产品更新换代贮备不足型号研制队伍资源配置和经验水平低宇航业务发展形势多型号并举，小批量研制，高密度发射长寿命、高可靠运行，一次成功要求高型号系统复杂，新技术比例高型号研制周期要求短不适应专题综述机械管理开发第 38 卷表格对过程中的技术状态更改等进行控制，规定产品和相应文件的标识办法、确保产品文实一致且一一对应，规范了基本的要求、设计、生产、测试验证条件。2.3型号牵引产生了产品的管理要求以型号牵引，总结型号的管理要求与实践，形成了相机分系统硬件和软件的管理要求。结合电子数据包，落实了航天精细化管理。按产品化的单板标识完成各个环节的单板技术状态纪实工作，确保单板和元器件配套情况可追溯，技术状态需受控。电子学产品以单机形式呈现，产品化型谱里的产品分别适用于不同平台，货架产品是实验室调试完成并完成常规环境试验考核，根据研制进展实时更新软件版本标识。2.4型号牵引促进了产品的国产化程度产品的研制过程中各领域型号均有，可打破封锁，从各个环节消除型号的影响，以产品的维度来自主实现产品的研制，最终为型号提供满足要求的可靠产品，实现自主可控。3产品保证管理创新创新是企业提升自身核心竞争力、应对激烈的市场竞争及不断变化的外部环境的必要途径，然而随着信息化程度越来越高、技术更新速度越来越快，企业已很难封闭地独立完成创新过程，管理模式急需创新。3.1“八统一”原则即统一产品技术状态与管控、统一原材料和元器件的采购与复验、统一产品生产计划管理、统一零部件产品保证要求、统一产品测试方法和环试条件、统一产品生产标识、统一整机产品交付验收程序、统一产品数据包管理。“八统一”原则，具体如图 2 所示。3.2加强产品化生产基线的检查产品化生产前要加强生产准备状态的检查工作。设计、工艺、操作和检验人员应总结前期研制生产阶段的质量控制情况，通过梳理前期遇到的问题和采取的解决措施，制定后续研制过程中的质量控制措施，并将其细化量化到设计文件和工艺文件中，确保措施序号产品代号产品名称备注1HRCM10000高分辨相机光机主体基础型2HRCV10000高分辨相机成像电路（包括焦面单元一、焦面单元二、视频处理器）硬件一种型谱，即基础型；软件状态根据整星需求调整3HRCC10000高分辨相机管理控制器硬件一种型谱，即基础型；软件状态根据整星需求调整4HRCP10000高分辨二相机次电源箱（包括二次电源箱、和信号、积分、管理、调焦 DCDC 模块）两种型谱，即基础型、A 型5HRCT10000高分辨相机控温仪硬件两种型谱，即基础型、A 型；软件状态根据整星需求调整6HRCH10000高分辨相机外遮光罩基础型（隶属光机主体）7HRCD10000高分辨相机直属件基础型（隶属光机主体）表 1HRC10000 相机单机名称及代号图 2“八统一”原则产品代号与产品技术状态唯一对应模块化产品允许设立子型，但应遵循最少配置原则，子型状态均应经过广所级审定通用产品应形成标准文件体系，作为技术状态的统一载体各产品配置应以版本控制的方式进行管理，应实现可追溯性对各型号需求进行统筹，明确统一的采购和复验要求以标准或受控文件形式传递至采购方和复验方根据产品的订单需求、物资订货周期及存储周期等因素综合分析、统一采购探索建立可供生产线形成货架能力的常备物资机制应规范生产流程，协调相关方避免各类临时确认环节，便于形成统一的产品生产计划。统筹通用产品相关需求，形成组批生产计划，按照产品维度进行生产计划维护管理避免型号直接上线“管”进度的问题组件产品应在组批生产，整机装配前对功能、性能进行充分验证，避免造成批次故障同类外协任务存在多供方时，应按照统一的产保要求进行过程控制，确保配套的一致性应建立统一的测试验证程序、形成细则，纳入标准文件体系。应与各型号协调一致，达成统一的产品试验条件，并以产品规范或试验规范为载体落实。应建立产品和型号两级验收机制产品批产完成后，按照产品规范及产品化 IDS 执行入库验收，成为货架产品交付型号时，依据单机任务书、采购合同等文件，执行交付验收，形成交付产品生产指导性文件应使用产品化标识，并按生产基线要求配置到生产线，作为生产依据应以产品代号+产品生产编号信息进行具体标识，每台产品具有唯一的编号信息过程记录应与产品唯一生产编号信息致，保证记录与产品的唯对应性和可追溯性应建立统一的过程记录模板应建立统一的标准产品数据包，用于用户选用确认、验收备查型号选用通用产品，应对产品数据包内容进行确认，若有新要求应于任务下达前提出统一产品技术状态与管控统一原材料和元器件的采购与复验统一产品生产计划管理统一零部件产品保证要求统一产品测试方法和环试条件统一整产品交付验收程序统一产品生产标识统一产品数据包管理八统一602023 年第 6 期落实到位，控制了产品化产品的质量稳定性。3.3优化技术流程，整合生产过程结合基线型号研制过程中的经验，优化技术流程。次镜装调瓶颈环节序耗时较长，周期在 2040 d。通过从次镜垫片的测试、加工、检测、装调固定入手，分析各环节的影响因素，并根据经验优化整个镜头垫片的适配流程，将垫片的适配周期降至 7 d 时间。类似通过生产、工艺、检验流程的优化，以及质量职责的再分配，可使产品化生产效率和产品质量得到显著提升。3.4规范产品标识为适应产品化生产过程质量管理的需求，项目组在基线型号产品编号规则的基础上，梳理产品装配关系和配做尺寸需求，明确产品编号及各个结构件、光学件以及电路板和结构框产品的刻字要求。确保过程数据的可追溯性，便于后期检索、分析和统计工作。4取得工作成效项目团队严格执行质量规章制度，产品化相机采取电子数据包在线采集、文件精简固化、纸质文件“做减法”等措施，实现了产品化与型号之间关系灵活转换的最佳实践，固化了工作成果，夯实了质量基础，保证了产品质量。去型号化的特点和优势，如图 3 所示。高景一号（01/02/03/04 星组成）星座已正式建成，是北京空间机电研究所（以下简称为“研究所”）商遥团队参与研制的建成的第一个高分辨率卫星星座，更是研究所研制的在轨运行数量最多的系列相机，地面像元分辨率最高可达亚米级。作为研究所高站位、远布局的产品化相机的首发星座，集前面各星相机优点于一身，团队探索出一条高质量、短周期、快响应批产化相机之路。对前多颗在轨卫星及高景一号（4 星）4 台相机各单台套分系统电接口的阻抗、电阻、电阻误差 2%以内。4 台相机像质良好，一致性良好。高景一号四星实现了产品化与型号之间关系灵活转换的最佳实践，通过一系列措施，单台套相机分系统研制时间累计缩短 55d，固化了工作成果，夯实了质量基础，提升了产品质量。5结语通过对前期批产型号的产品保证工作的梳理和摸索，型号队伍逐渐积累了一定的经验。“型号牵引”的产品保证模式已成为航天企业进行创新活动的必要途径，特别是研制过程更需要采取灵活的方式，在保证批量产品质量的情况下，固化生产基线，减少非一致性成本，确保可交付成果的一致性，适应市场需求，通过项目“型号牵引”，实现航天批产与航天单台套精细化管理间灵活转换，实现优势互补，提升企业竞争力。参考文献1冯晓宇，杜建祥，侯闹，等.光学系统焦距高精度测试方法J.航天返回与遥感，2020，41（4）：101-110.2沙治波，俞越，焦建超.国外微纳遥感载荷技术最新进展J.航天返回与遥感，2021，42（5）：39-48.3梅强，曹学强，张博文，等.空间光学相机焦面拼接热变形对图像配准影响J.航天返回与遥感，2021，42（5）：31-38.4王斌.航天产品静电防护管理与过程控制J.航天返回与遥感，2021，42（4）：129-136.（编辑：李俊慧）图 3去型号化的特点和优势通用产品适应面广产品状态精简管理要求统一每类品种需求量大型号介入程度较弱按自身规律发展特点优势能够形成小规模生产易于产品的状态管理能够提高生产效率能够有效利用资源有利于质量控制有利于产品的升级换代Product Assurance Practice of Batch Production Space Remote Sensing Cameras Adapted toModel TractionZhang Zemin,Wang Zhou,Yang Dawei,Yang Yijing,Ge Dejin,Shi Jiaohong,Gao Huilian（Beijing Institute of Space Mechanics,Beijing 100094）Abstract:Combining with the concept of de-modeling and product assurance management innovation,and adapting to the current situation ofhigh-resolution remote sensing camera development,adopting the product assurance management mode of model traction has become anecessary way for aerospace enterprises to carry out innovation activities,especially the development process adopts the one-step positivesampling method to ensure batch product quality,solidify the production baseline In particular,the development process adopts a one-stepprototype approach to solidify the production baseline while ensuring batch product quality,reducing non-conformance costs,ensuringconsistency of deliverables,and adapting to market demand.Under the condition of quality assurance,the development cycle of single set remotesensing camera subsystem has been shortened by 55 d,which reduces the cost of product control,establishes the assembly line batchproduction mode,and the type traction product assurance management realizes spaceflight batch production and spaceflight subsystem.Theproduct assurance management of model traction achieves flexible conversion between aerospace batch production and aerospace single-unitrefinement management,realizes complementary advantages,and enhances the competitiveness of the load to respond to the market quickly.Key words:batch production;model traction;de-modeling;remote sensing camera张泽敏，等：适应“型号牵引”的批产航天遥感相机产品保证实践61