国外航天元器件标准体系的建设简述

单月晖 连潞文 高媛 郝晓宇

（1军委装备发展部装备项目管理中心，北京，100034；2中国人民解放军海军八〇七厂，北京，102443）

航天用元器件是用于航天型号所需的元器件。伴随各国航天事业的发展，其航天任务对选用元器件的品种、数量、功能、性能等方面的需求大幅增长，要求航天用元器件产品需要满足品种多、批量小、体积小、重量轻、功耗低、适应空间特殊环境、可靠性高等要求。如何有效实施元器件产品的研制与选用管理，成为各国航天领域面临的一项紧迫的现实问题。目前，一些国家的解决途径是首先建立相关的标准体系，通过技术标准带动和规范航天元器件的研制与选用工作。

1 美国标准体系

美国宇航局NASA基于其雄厚的电子工业基础、充足的投入、各类政府和非政府组织的标准基础，建立了一套相对严格、完整、开放的航天元器件标准体系，对元器件的设计、选用、生产、检验、应用、失效分析等各环节进行严格的标准化控制。其组成包括3个层次：元器件基础标准（通用标准）、总规范（或称通用规范）和详细规范，如图1所示。

图1 NASA元器件标准体系结构示意图

美国NASA标准体系是一个开放的体系，其来源包括自愿协调一致标准（指美国军用标准、美国其他工业标准、ISO和IEC标准等）、其他政府标准（如协会标准、民用标准）、NASA自己的标准。需要特别说明的是，非NASA发布的标准主要是由NASA主导完成、通过一定的程序直接采用的。当非NASA制定的标准不能满足需求时，NASA就自己制定标准。据不完全统计，NASA制定的标准中有关元器件的标准共941项，其中大多数是各空间飞行中心制定的。按标准类别分类统计结果见表1。

表1 NASA元器件标准类别分类统计

由表1可见，NASA制定的元器件标准中60%以上是筛选标准，产品规范也占相当比例，这部分标准在很大程度上补充了MIL宇航元器件标准的不足。

NASA制定的有关元器件标准中，元器件类别分类统计结果见表2。

表2 NASA元器件分类及其标准数量

从表2可见，NASA制定的航天用元器件标准按元器件的类别划分，集成电路规范(主要是筛选规范及一部分详细规范)占49.31%，其次是半导体分立器件 (包括光电子器件)占18.92%，其他9类元器件NASA制定的标准数量较少(占26.78%)。GSFC编制的GSFC 311-INST-001《EEE元器件选择、筛选和鉴定指南》中，主要引用了MIL有宇航级或有可靠性指标的标准或规范(该指南已修订为NASA指南EEE-INST-002《EEE元器件选择、筛选和鉴定和降额指南》)。

2 欧洲标准体系

欧洲基于保障欧洲各成员国元器件特别是关键元器件本土化发展，以及对充分利用各成员国间的资源和成果的考虑，从欧洲航天局ESA体系起步，历经多年发展建成ECSS（欧洲空间标准化合作组织）标准体系和ESCC标准体系。其中，ECSS标准体系立足于航天工程，用于指导元器件用户方的选用、评价等质量保证工作，分为项目管理 （M）、产品保证 （Q）和工程 （E）专业3个部分。ESCC标准体系立足于元器件专业，用于指导宇航元器件的生产、鉴定，分为5级：政策、支撑标准、基础标准、通用规范（总规范）、详细规范，如图2所示。

图2 ESCC标准化文件体系

据统计，ECSS共有122项标准，其中有关元器件的标准共有12项，具体见表3。

表3 ECSS元器件标准情况

据统计，ESCC标准中有关元器件的标准共919项。按标准类别分类统计结果见表4，按元器件类别分类统计结果见表5。

表4 ESCC元器件标准分类及其标准数量统计

从表4可见，宇航元器件标准按标准的类别（性质）分，元器件的产品规范 （包括产品通用规范和详细规范）约占90%，其次是基础标准，约占10%左右。

从表5可见，宇航元器件标准按元器件的类别分，集成电路规范 （主要是详细规范）占48.35%，其次是半导体分立器件（可能包括光电子器件）占17.64%，其他元器件ESA制定的标准数量较少（占34.01%）。

表5 ESCC各类元器件配套的标准数量统计

欧洲标准体系注重顶层策划，围绕用户需求加强生产过程控制，重视标准体系更新与管理，建立了完善的元器件信息实时发布与反馈渠道，同时尽量保持与国际标准和惯例协调一致，为后续推广以及上升为国际标准奠定了坚实的基础。

3 日本标准体系

日本基于其良好的电子工业基础，早期直接照搬美军标准建立试验方法类、外形尺寸类、质量体系建设类等标准，后历经多次航天活动重大故障，完善了测试、质量控制和质量保证类标准，逐步建立起相对独立、覆盖范围广的标准体系，全面指导和规范元器件的设计、生产和使用过程。

日本标准体系是一个开放的、可动态更新的体系，包括元器件研发与生产、保证与选用两部分。日本重视元器件生产过程控制，强调使用方参与元器件生产、检验的全过程，并从标准建设的角度大力支持核心器件的研发与生产，以保证关键元器件不受制于人。

目前收集到的JAXA元器件标准包括2项顶层总规范，10项总规范，13项详细规范及部分配套应用数据单，标准清单见附表。

附表 JAXA元器件标准清单

4 综合分析

综合分析美国、欧洲、日本建设航天元器件标准体系的实践，可以得出以下初步结论。

一是，立足国家工业基础、航天任务需求开展标准体系建设，特别是建立开放性、可动态更新的体系结构，处理好利用国际资源与解决本国现实问题之间的关系，逐步发展完善。

二是，加强研制方与使用方之间的协作，实现用户需求在研制过程的反馈与细化落实，使质量控制点逐步细化并不断前移，促进元器件产品质量的提升。

三是，加强标准信息的管理，综合运用信息系统、网络平台等手段，建立标准信息实时发布与动态反馈的渠道，支撑标准体系的广泛使用和持续改进。

5 对我国航天领域标准体系建设的思考

借鉴国外航天领域元器件标准体系的建设实践，建立和完善我国航天领域的标准体系。通过标准指导和规范航天装备的设计、生产、检验、应用等各环节工作，是把握机遇、迎接挑战的一条可行之路。建议从以下几个方面进一步加强我国航天领域标准体系建设工作。

一是，针对航天领域发展特点和主要使用需求，持续做好标准体系顶层谋划，建立具有开放性、结构层次清晰的体系结构，结合新技术发展和应用，逐步丰富标准体系，保持体系先进性。

二是，每个层次的标准规范建设，可充分利用现有资源，即优先选用实际应用效果比较好的现有标准，遴选比较成熟的企业标准通过规定的程序升级为行业标准，并将后一种遴选常态化，依托技术发展情况定期组织实施，逐步丰富标准体系的内容。

三是，重视我国航天领域各类标准和国际标准的接轨，为各应用领域的国际交流与合作提供技术语言，为开拓国际市场、赢得话语权搭建技术平台，推动中国航天标准“走出去”。

四是，综合运用各种先进的信息化手段，建立航天领域标准信息实时发布、动态反馈的渠道，加强对航天领域标准体系的管理与推广应用。

航天领域标准体系建设，是规范和助力航天事业发展的一项重要工作。作者以弹、箭、星、船等航天产品中必不可少的元器件产品为研究切入点，结合典型国家对航天用元器件产品的研制与选用等管理实践，梳理分析这些国家建设航天用元器件标准体系，通过技术标准带动和规范航天元器件研制与选用的情况，总结凝练了经验做法，并由此推广到我国航天领域的标准体系建设，以期对完善我国航天元器件标准体系建设有一定的借鉴意义。