以标准化思维建立和实施卫星紧固件优选目录

文/罗世杰孙晓凤

以标准化思维建立和实施卫星紧固件优选目录

文/罗世杰1孙晓凤2

在卫星项目管理中，依据设计选用和工艺选用，日常采购难以形成经济采购批量，本文分析了卫星用紧固件的相关使用情况，对如何建立卫星用紧固件优选目录方案和实施进行了阐述，并对后续其他原材料的采购提出了一些建议。

紧固件 优选目录 失效分析 轻量化

卫星产品特点是“多平台，小批量，高可靠，轻量化”。其结构复杂，是将各分系统、单机、部（组）件和零件连接成一个完整整体的系统工程。要实现预期功能，需要使用大量的标准紧固件，这些紧固件的质量和技术水平直接关系到卫星产品的质量和性能。目前，尚存在“重要件、轻辅件、重制造、轻安装”的制造业通病，轻视了安装过程，往往会导致紧固件失效。针对宇航工程任务的高可靠性、长寿命、特殊环境、不可维修性等特点，在宇航工程任务的实施过程中，要建立和发布紧固件的选用目录，把质量好、可靠性高的产品列入选用目录。

图1 紧固件连接原理图

一、卫星用紧固件选用现状

1. 品种规格多

由于历史原因，我国航天产品上用到的紧固件品种规格很多，且存在同种结构形式、同类材料的紧固件。由于性能指标、使用环境不同而标准各异，如：国家军用标准、航天行业标准、航空行业标准，还有国家标准和企业标准。根据国家机械行业标准体系目录统计，紧固件产品标准分为10类，共382项。其中，螺栓44项、螺柱9项、螺母63项、螺钉61项、木螺钉与自攻螺钉30项、组合件28项、销30项、铆钉55项、垫圈与挡圈60项、焊钉2项。从技术角度来说，这一现状不仅给设计师选用产品带来了极大的困难，而且可能由于选用了技术性能指标不合理的紧固件而给航天产品带来质量隐患；从管理角度来说，由于紧固件在航天产品上用量大，使用面广，品种规格多，若不加以限制，不进行优选，则会造成选用的随意性，从而给设计、生产、采购等管理带来混乱。历史上也有一些零散的对紧固件约束文件，往往没有对紧固件品种、规格进行严格的压缩、优选。通常是沿用老产品的选用范围，设计师用了什么，目录里就出现什么。因此，不能完全达到指导设计师选用技术指标先进、质量有保证的标准紧固件的目的。

2. 新老标准有差异难取舍

① 紧固件国家标准概况

紧固件国家标准是一项非常重要的通用性标准，在我国各行各业设计中被广泛应用。它既是简化设计、缩短产品研制周期、提高产品的通用性与互换性、降低制造成本的重要手段，又是产品进出口和国际技术交流的重要基础。我国紧固件国家标准（GB 70-66系列、GB 65-66系列等）于1966年首次发布，随后于1976年、1985年（等效引进eqv ISO 1982版本）、2000年又先后作了3次修订。现在的2000年版标准是等同采用ISO国际标准制定的。由于我国改革开放、引进先进技术、设备、产品打入国际市场等的需要，全国紧固件标准化技术委员会在1985版的基础上发布了2000年版标准，以解决与国际标准接轨和产品出口时产生的技术性贸易壁垒和国际技术交流中标准不能互换等问题。

② 如何正确选用标准

首先，要搞清楚国家标准对螺栓和螺母是如何分类、性能等级是如何规定的，这是1985版标准与2000版标准在概念上的区别。两版标准经历了从原设计选用标准是为解决结构连接需要，发展为根据设计强度要求选用不同性能等级标准，满足了结构设计要求的转变。

通过测定结果，不难看出云南省8个地区的苍耳子皆符合《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》和2015年版《中华人民共和国药典》，供样品中的4种重金属As、Hg、Pb、Cd都低于限定值，所以云南省8个地区的苍耳子皆为安全药用中药材。同时也为滇产苍耳子的优质分级管理提供基础性依据，进而完善现代方法评价内容。

3. 可靠性分析

通过分析和统计卫星故障，进一步确认紧固件作为原材料选用的重要性。

按照卫星研制质量问题有关标准，将卫星发生在轨质量问题的原因裁剪为七类，分别为器件、设计、环境、软件、工艺、操作和其他。统计了1988—2012年间单位卫星在轨异常情况，具体见图2。

图2 故障统计图

由图2看出，1988—2012年异常现象的原因分布中，对在轨异常的统计分析中，设计问题占37%、环境30%、器件18%。因此，设计、环境和器件成为卫星在轨异常的三大主要因素。

表1 某结构分系统产品保证大纲主要工作内容

从表1可以看出，卫星在设计或生产制造期间因选用材料不合理或有缺陷、设计有漏洞或有偏差、加工工艺不正确或有加工缺陷，会引发卫星在使用中出现重大故障，导致卫星使用寿命终止。

二、优选目录实施前分析

1. 确定推广先进、选择可靠、兼顾经济基本原则

图3 库存紧固件规格统计表图

图4 B类紧固件库存牌号分类统计表

以常用内六角圆柱头螺钉来说，以前型号常用的GB 70-1985《内六角圆柱头螺钉》，随着标准化的发展，该标准细分成了GB/T 70.1-2000《内六角圆柱头螺钉》、GB/T 70.2-2000《内六角平圆头螺钉》、GB/T 70.3-2000《内六角沉头螺钉》三类，故首选GB/T 70.1-2000标准。有些设计选用在规范性引用文件中只写了GB 70，未写明版本号，按国军标质量体系要求，应该按最新版本执行，即按GB/T 70.1-2000执行。这就是所谓的先进性选用原则。

以QJ 2582-1993《钛及钛合金螺栓、螺钉》标准来说，之前我们采购的有表面涂覆二硫化钼的钛合金螺钉，主要是便于拆装，但经过实际使用，发现涂覆二硫化钼可能会造成粉末掉落，这就产生了多余物，这是航天设备所不能容忍的。确保质量可靠的紧固件用于航天设备是又一项重要原则。

经济性就是考虑采购成本，形成采购批量的过程，通过规范设计选用，达到降本增效的目的。

2. 库存数据分析及定性分析

经讨论，确定了A、B、C三类紧固件。A类为货值高的钛合金紧固件（见图3），B类为通用性强的常规紧固件，C类为不常用的销、键等较为特殊的紧固件。经过分析，建议B类通用化紧固件中的螺钉优选牌号为1Cr18Ni9Ti材质，为避免螺钉与螺母发生“咬死”的失效，故螺母优选牌号为30CrMnSiA材质。平垫圈优选牌号为1Cr18Ni9Ti材质，弹簧垫圈优选牌号为1Cr18Ni9Ti材质（图4）。对于A、C类紧固件，按2年内在制、在研型号进行统计，建议后续对于优选目录内的规格设立常备库存。

三、编制优选目录

为从根本上解决由于选用不当引起的质量隐患，遵循“推广先进、选择可靠、兼顾经济”的基本原则，笔者参与编制了Q/RJ 334-2012《八院卫星型号用标准紧固件选用范围》，在对标准紧固件的品种、规格、材料/性能等级/强度等级、温度等级、热处理、表面处理等进行压缩优选的基础上，提出各类标准紧固件的选用原则、选用建议、产品目录和供应商信息。在对这些标准紧固件选用现状进行研究分析的基础上，针对紧固件的品种（宇航用紧固件），应尽量从航天行业标准、国家军用标准、航空行业标准中选取；对于地面设备以及电子仪器、设备，可以更多地选用较为经济的国家标准紧固件。对最终收入《选用目录》的标准紧固件，在标准紧固件目录中列出了其品种（标准号）、规格、材料/性能等级/强度等级、温度等级、热处理及表面处理等信息；并首次给出标准紧固件在航天产品上的“选用建议”。选用建议分为“优先选用”、“选用”和“限制选用”：“优先选用”为推荐用户首选的标准紧固件产品；当“优先选用”推荐的标准紧固件产品不能满足用户的使用要求时，可从“选用”一栏中给出的标准紧固件产品中选用；“限制选用”一栏给出的标准紧固件产品主要是为了满足定型产品的选用需要。

四、实施效果

Q/RJ 334-2012的发布与实施，在卫星产品的研制和控制设计选用质量等方面发挥了重要作用，主要表现为：

① 为编制各系统级新产品综合标准化要求提供基本依据；

② 为设计师合理选用标准紧固件提供指南和技术支持；

③ 帮助设计师选用质量比较稳定的紧固件，减少紧固件的质量隐患和质量事故；

④ 帮助设计师选用性能先进的紧固件，对推广先进的紧固件、限用淘汰落后紧固件将起到重要作用，从而推动紧固件的技术进步，促进型号设计水平和可靠性的提高；

⑤ 对选用品种进行了优选、压缩，有利于紧固件的标准化管理和其他技术管理；

⑥ 规范了设计选用，部分紧固件做了常备库存，减少了采购频次。

经过2013年和2014年的实施和运行，减少了因起订量等原因导致的采购裕量，节省了反复采购的精力耗费，并节约了近2万元采购经费。

五、结束语

当前形势下，国家号召“军民融合，转型发展”，企业也在进行市场化尝试，对紧固件进行目录管理，提高了卫星用紧固件的可靠性。紧固件选用目录的建立为物资保障向标准化、型谱化、平台化的选用和推广做了有益的尝试，也为今后其他物资（原材料等）推进平台化选型，提供了有益的参考。设立常备库存后，也为缩短物资配套周期、降本增效提供了有益的尝试。

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（作者单位：1上海卫星装备研究所2上海航天精密机械研究所）

信息专递——

陕西省全面推进地理标志产品保护精准扶贫

近日，陕西省质监局和陕西省扶贫开发办公室联合制定了《全面推进地理标志产品保护精准扶贫的实施意见》，提升了地理标志产品保护精准扶贫的作用。

该实施意见指出，将强化政府引领、行业主导，从地理标志产品培育、申报、后续监管及奖励政策等方面给予支持，妥善解决阻碍地理标志产品保护开发的问题，打造产品有特色、质量过得硬、消费者喜爱、经济效益好的地理标志产品。同时，大力开展贫困地区地理标志产品重点培育申报工作，制定地理标志产品地方标准，发挥龙头企业带动作用和农业产业化模式，全面提升地理标志产品效益。以省、市、县三级质检机构为基础，建立和完善地理标志产品检验检测体系，选择和建立陕西省地理标志产品示范基地或示范区，加大技术帮扶力度，实现标准化生产的全覆盖和全过程质量监管，在此基础上推广“产品+公司+基地+标准”的生产模式，提高地理标志产品规模化生产水平。另外，整合地理标志产品的历史、人文、品牌资源，大力实施品牌带动战略。

Aiming at the management of the satellite project, where daily purchasing selections are based on design and process, and difficult to form economic purchasing volume, the paper analyzes the use of satellite fasteners, elaborates a scheme to establish the preferred directory of the fastener for satellite and put into practice. The paper proposes some suggestions for the purchase of other raw materials.

Fastener; Preferred directory; Failure analysis; Lightweight