航天地面实做产品使用信息平台的研制与实践

2018-05-28北京航天发射技术研究所张燕周璇杨锋厉建平赵明朝

网信军民融合 2018年1期

◎北京航天发射技术研究所张燕周璇杨锋厉建平赵明朝

前言

以往航天地面产品只有设计信息受控、有集中存储管控，任何时侯均可追踪查询产品的设计技术状态。但一直以来，航天地面实做产品的验收、使用、检修、维护等历史及现状信息却未被集中存储管控，而是混杂于出厂验收报告、履历书、试验报告、发射总结、检修报告、三单、归零报告中；分散于各检验、主管设计、发射场人员、巡检巡修人员、总体人员、项目组人员手中。航天地面实做产品的使用信息却是至关重要的。只有各个实做产品使用状态信息的准确、完好、可查询追溯，才能可靠保障航天地面产品参加各项大型试验任务及运载系列 “高密度”发射任务，有效保证航天地面各系统已批产交付设备的储备值守。

因此延长产品信息受控线是必需的，应从以往粗放的一类产品设计状态信息受控，向精细化的单个实做产品使用维护状态信息受控延伸，这对提高航天产品研制质量、提高产品研保能力和效率、提升用户满意度，具有重要意义。

航天地面实做产品的特点是种类多、数量多；重复使用、高频次、高寿命。每年研制单位都需投入大量的人力、物力去发射场、用户等地维护实做产品的完好和使用质量。因此根据航天地面设备自身的需求特点对航天地面实做产品使用信息平台提出了以下3个方面的研制要求：

1、实做产品的使用信息集中管控要求

以往因为没有单个实做产品逐台份的使用维护数据，无法追踪、收集、共享、查询和汇总、分析实做产品的使用质量，对各项目实做产品的统一管控、状态控制、产品维护及质量问题处理等带来不便。

2、实做产品使用信息的大数据管理要求

长期以来航天地面实做产品在使用维护过程中积累了大量的数据。首先，每个项目设计产品自顶向下（即颗粒度从大至小）的种类多至成百上千种；其次，项目中每类设计产品的实做产品数量又随着批产交付，在成倍增加，数据量增大至上万个；最终，项目中每个批产实做产品又随着大型试验的使用次数、维护值守时间的延长，数据量增大至数十万个。再考虑到一个企业内有几十个项目，因此企业内的实做产品使用质量信息数据量应能达到千万个量级。

3、实做产品的使用信息与设计信息一一对应的要求

实做产品使用信息平台的数据至少要从出厂验收数据开始，包括大型地面试验、历次航天发射试验，直至产品交付用户售后阶段的逐年各项维护、维修的综合信息。另外，考虑到航天发射场的图文物状态一致性要求、产品批次实物状态与设计技术状态一一对应的质量要求，该信息平台要管理从实做产品状态对应的设计模型（图样）文件、技术状态变化三单信息开始的产品全生命周期链条信息。

一、两化结合的方案

航天产品的研制特点是产品使用质量设计负责制。但研究所仅是航天产品的设计单位，而不是制造单位。实做产品的制造工艺和产品的生产质量信息不在研究所的把控范围内。但航天实做产品的最终使用质量和用户满意又是研究所最重要的责任。

因此就产品研制到使用的全生命周期链条信息而言，研究所对产品有一处的生产信息是断裂的。现采取了实做产品使用信息直接与设计信息对接的措施，来弥补制造信息的缺失，从而实现了实做产品使用信息的完整性。

（一）梳理实做产品使用信息的业务模式

通过对航天地面典型项目的实做产品“台帐”信息的需求梳理，归纳总结出实做产品使用信息需要的15类数据模版，它们分别是：

产品实物基本数据、产品出厂验收数据、产品出厂交付数据、产品地面试验数据、产品发射试验数据、产品定期校验数据、产品定期检修数据、故障维修数据、产品使用寿命（包括里程、次数和时间三种类型寿命类型）数据、技术状态变化数据、更改单数据、质疑单数据、偏离单数据、软件产品数据、产品备件库数据。通过这15类、共计302个属性字段的数据梳理，基本覆盖并满足了航天地面设备对实做产品使用信息所有事件的需求。

同时这15类实做产品信息还彼此有关联、嵌套的使用关系，例如：当某个有产品代号和产品编号的实物产品参加了一次航天发射试验时，根据实际需要同时关联填写与该实做产品此次使用相关的——产品实物基本数据、产品出厂验收数据、产品定期校验数据、产品发射试验数据、故障维修数据、产品备件库数据等多个数据信息。以此类推，有多少具体的实做产品参加了此次航天发射试验，就需要录入多少个上述数据信息。

通过将这些离散的元数据逐个录入至“航天地面实做产品使用信息平台”，来替代航天发射试验总结报告的编写。等需要跟踪实做产品信息时，又能够通过检索、查询、汇总、导出的方式，还原某次航天发射试验所有实做产品状态信息的汇总、分析结果。

（二）实做产品信息与设计信息的一一对应

对于设计产品有技术状态变化时会面临：某批实做产品对应某设计产品的一个技术状态；而另一批实做产品对应了该设计产品的另一个技术状态。

该实做产品信息平台采用了与设计平台共用PDM（产品数据）平台的方式，通过将有产品代号、产品编号的实做产品基本信息与同技术状态的设计信息模型（图样）文件相映射关联，从而实现了实做产品的使用信息与产品的设计技术状态信息一一对应，保持图文物技术状态一致的查询检索功能。

（三）简练的实做产品数据结构

理论上分析：每一类设计产品都会有许许多多个的实做产品。按照每一类设计产品的颗粒度从系统到分系统、单机、组件、部件、零件，那就需要自顶向下的去创建一个个实做产品信息“台帐”。

但实际上，对于实做产品使用质量的信息平台，没有必要与设计产品同等颗粒度。

实做产品的使用信息仅与使用阶段保障产品完好的维护、维修、大修的要求和约束信息紧密相关。实做产品的底层节点（即最小颗粒度）根据其特点，并不是结构上不可再分的零件。判断节点是否再分是根据基层级、中继级、基地级可拆卸分解、更换的备件或零件的维修性、互换性而定。底层节点可以是诸如零件一样的基本单元，也可以是一个部件或一个组件。即，实做产品使用中用到哪个层级（颗粒度），就建到哪个层级。这样的实做产品数据结构与设计产品数据结构相比，优化简练了许多。

航天地面的实做产品结构一般只到三级，例如XX供气系统——XX配气台——XX阀件；XX特种车——XX控制柜——XX旋钮。

二、平台研制与实践

（一）便捷的数据录入模式

虽然确立了简练的实做产品数据结构，但每一次任务后，需要录入平台的实做产品数据量仍是较大的。如果一个个信息逐项录入，会给任务人员增加负担，不便于信息平台的推广使用。

因此该平台开发了excel表，将众多实做产品的同一种使用数据汇总批量导入，然后平台自动将汇总表拆解成每一个实做产品的元数据进行存储和展示。

图1 实做产品信息的查询、统计

批量导入实做产品使用信息的方式，大大提高了该平台的使用便捷性。例如，一个主管设计参加了某次试验任务，由于人力资源优化分工，他一个人同时还兼任了其他3个岗位的任务。根据简练的实做产品数据结构，他仍需要录入3个层级、24个实做产品的各5种使用信息，即他任务后需要将120个使用信息录入到平台中。如果120个信息一个个的分别填写，粗略估算需要10h；但采用excel表批量导入信息时，只需要分别导入5种使用信息的汇总表，从填写信息到导入平台，粗略估算只需要1h。