“结对子”协同推进航天“两器”产品化管理实践

方静、郑帮林、刘鹏 /北京遥测技术研究所

北京遥测技术研究所是我国航天遥测及测控技术的开拓者和国家定点专业科研单位，主要“两器”（传感器、变换器）产品有数百个品种，涉及温度、压力、液位、振动、冲击、噪声、过载、角速率、热流、流量、位移、压差等各类参数，是全国规模最大、种类最全的航天军用“两器”的研发设计制造基地。由于各型号对“两器”技术指标、测试方法等要求不统一，产品多采用量身定制方式，即便要求相近、原理相同、技术相似，但规格、接口和技术状态并不统一，导致设计难度和风险加大，研制周期变长；技术状态较多，难以保证产品质量的稳定性和一致性。随着型号任务的不断增加，型号牵引的产品研制模式仍然占绝对主导地位，产品品种、数量急剧增加，“两器”测点的需求多样化，产品种类多、数量大、小量多批的单一定单生产模式难以适应多型号高密度发射的任务需求。通过深入推进产品化工作，可压缩产品种类、状态，提升产品通用化、系列化、组合化程度，实施组批生产模式，形成货架产品体系，提高研制生产效率。

从2017 年开始，中国航天科技集团有限公司全面启动航天装备产品化工作，大力倡导总体与单机单位上下联动、协同推进产品化工程，以应对新形势下高强度研制、高密度发射、批量化生产和商业航天的发展需求。航天科技集团确定北京遥测技术研究所与北京宇航系统工程研究所协同开展“集团级对子”工作，双方在“两器”产品货架构建和型谱建设、成熟度提升、组批生产和验收等方面结对互促，共同抓好产品化“结对子”工作落地，从而更好地保证型号任务的完成。

一、工作开展情况

1.建立协同工作组织，确保计划推进

北京遥测技术研究所和北京宇航系统工程研究所建立了协同工作组，形成协同工作机制，由“一把手”负责决策与综合推进工作，由双方研究室领导与相关技术负责人、质量管理等人员组成工作组，分别负责产品化推进、产品选用与质量提升等工作，双方的产品化主管人员为工作组联络员，明确相关人员的职责和分工。

双方建立了定期交流机制，共同制定“结对子”工作专项年度计划。在项目进展过程中，协同工作组针对工作推进情况采取例会、电话、邮件等形式，在型谱货架建设、成熟度提升等方面定期进行深入交流沟通，由专人监督计划执行，推进各项工作开展。

2.以产品型谱规划为基础，开展通用产品研制，建设货架目录

（1）型谱规划与通用产品研制

北京遥测技术研究所依据各型号配套“两器”的测量需求，对已研制及在研的产品进行状态清理，清理产品的类型、主要技术指标、研制和应用现状，结合国内外同类产品研究现状，制定 “两器”产品型谱。以温度传感器为例，对温度参数的测量呈现向极限温度的发展趋势，并且开始由单纯的遥测参数向控制类参数转化。铂电阻温度传感器型谱简表如表1 所示。

表1 铂电阻温度传感器型谱简表

为推进产品统型、压缩货架产品种类、缩短货架产品交付周期，北京宇航系统工程研究所组织配套单位对“两器”产品开展第三方测评。通过对第三方测评各单位产品测试数据进行对比，依据北京遥测技术研究所的“两器”型谱研究报告，以相应成熟基本型产品外形为基础，统一产品接口标准，牵头制定了QJA653、QJA654、QJA655、QJA656、QJA657、QJA658、QJA659 过载、空气压力、温度、热流、振动、冲击与噪声传感器、变换器等7 项设计要求，并于2018 年以航天科技集团标准的形式下发，梳理形成了《“两器”产品接口标准及产品验收要求》。

按照北京宇航系统工程研究所制定的7 类“两器”产品通用技术要求，北京遥测技术研究所贯彻通用化、系列化、组合化设计思路，以经过现役型号多次验证的成熟产品为基础，去除原有的型号任务属性，确保技术先进性，同时进行国产化改进，确保元器件自主可控，完成了七大类147个品种的通用“两器”研制工作。对照通用技术要求、接口标准与验收规范、条件，确定了共建型谱简表，“两器”产品的型谱产品数量为392 项，品种压缩率达45%。

（2）货架产品目录建立

以型谱规划、通用产品研制工作为基础进行迭代优化，确定共建货架“两器”产品数量328 项，主要由现役多型号配套的成熟“两器”产品与通用“两器”产品组成，均纳入北京宇航系统工程研究所《2020 年测量系统货架产品目录》，其中优选品种共142 项（通用“两器”产品均为优选品种），占43.3%；共97 个系列产品，相同系列不同品种的“两器”产品的主要区别是敏感元件的量程不同，结构相同，除敏感元件外内部组件相同；变换器类产品仅调试元件值不同，其结构相同，内部组件相同，多通道产品可由单通道产品组合而成；相同产品类别不同产品系列也可选用相同的组件，有利于按“两器”产品系列下沉一级开展部组件级的货架研制与选用工作（见表2）。

表2 “两器”货架产品统计表

（3）元器件优选目录与部组件、零件货架建设

在北京宇航系统工程研究所的需求牵引下，北京遥测技术研究所持续优化所内元器件选用目录，形成《北京遥测技术研究所元器件优选目录（2020 版）》，共收录优选元器件2171 项，限用元器件5333 项，慎用元器件103 项。与2019 版目录的7285 项相比，项目缩减了70%。北京遥测技术研究所元器件控制中心每年度对研究室元器件清单进行统计，按照受控EBOM 中目录外元器件的规格占比对优选目录的落实情况进行考核，保证优选目录落地。

通过对近3 年ERP 信息化系统产品投产数据进行分析，按照“投产次数多、适于组批投产、适于直接选用”的原则，初步形成研究所货架产品清单，包含部组件产品83 项、零件产品336 项。温度、热流、振动、冲击、噪声等变换器类产品仅采用6 种结构零件，可组装成不同通道数的13个系列产品。

3.加强质量分析和过程控制，开展产品质量提升工作

北京遥测技术研究所针对近3 年型号质量归零问题进行举一反三，加强对共性、典型质量问题的认识和梳理，加强过程控制，开展工艺细化量化工作推进，制定了《型号产品测试覆盖性问题长效整治策划工作方案》《2020 年工艺细化量化推进工作实施方案》等各项管理措施，旨在切实做好“三个面向”质量分析与质量管理工作，从管理规范体系建设和技术规范体系建设两大方面推进工艺细化、量化工作，开展重点产品质量提升工作，进一步提高质量分析工作的针对性、实效性，有效确保质量分析工作、质量管理工作真实落地，提高产品质量水平。

根据相对行程传感器型谱产品和非型谱产品的现状，提出用型谱产品（CI1-31-1/3、CI1-32-1/3和CI1-33-1/3）替代非型谱产品的解决方案，即采用军用电位器代替目录外电位器，输出线性方程改为二次方程，解决非型谱产品的敏感元件可靠性较低、不在目录内且供货不稳定的问题，目前型谱产品已经过试验验证，并通过多个型号的飞行试验考核。

为提升CW1-21-1 温度传感器的可靠性，对产品电缆进行更改，取消AF-1、AF-200 导线锡焊转接工艺，采用敏感元件直接与电缆焊接方式，提高产品电缆抗拉抗压能力，更改后的产品CW1-21-1A 经过各项环境试验验证，并搭载发动机地面试车试验，目前CW1-21-1A 已通过多发次飞行试验考核。

通用化过载传感器采用刚柔一体式印制板和小型化内腔式粘接方案，大幅缩减整机结构尺寸；优化温度补偿调试环节，产品温度误差降低为原来的30%，梳理完成了工艺技术状态，识别了关键特性与关键工艺环节，产品通过力、热、环境等各类环境鉴定试验，已经完成多次飞行试验验证。

4.基于信息化平台，开展货架产品组批生产

北京遥测技术研究所旨在优化产品研制流程，规范货架产品组批生产与使用操作程序，控制货架产品状态，控制成本，提高履约率，有效实现从见订单生产向见订单生产与货架产品相结合的供货方式转变，基于SAP 信息化系统建设了单机、部组件、零件货架产品组批生产和配套使用管理平台，实现了型号产品和货架产品并行协同管理，建立了自产及外协货架产品立题与生产流程，按照部组件、零件的货架产品清单，已完成首批部组件55 项、零件23 项货架产品的组批投产工作。货架产品组批生产流程如图1 所示。

图1 货架产品组批生产流程框图

北京宇航系统工程研究所编制了《测量系统典型产品通用技术条件》，规定了测量系统传感器和变换器集中订货、组批验收试验条件、试验方法、检验规则及其它要求，实现同一产品代号产品试验条件统一，为货架产品组批生产与验收奠定了基础。

二、取得的成效

1.货架产品选用及标准规范研究

北京宇航系统工程研究所优先选用共建型谱和共建货架产品，北京遥测技术研究所按共建型谱和共建货架产品向北京宇航系统工程研究所进行推荐选用，“两器”货架产品选用率达82.7%。

北京遥测技术研究所编制了振动传感器、噪声传感器及变换器、温度传感器及变换器、热流传感器及变换器、冲击传感器及变换器、过载传感器、空气静压力传感器、空气脉动压力传感器、空气微压力传感器等13 个小类通用的“两器”产品规范。

2.研产效能提升

按照“围绕基础产品做组件、围绕组件做单机、围绕单机做系统”的原则，以集成选用设计为主导思想，建立了通用产品（含基础产品）选用控制机制；基于信息化平台开展货架产品研制管理平台建设，实现了货架产品和型号并行协同的管理模式，节约了研制成本和工作量。

目前已启动了第一批部组件、零件货架产品的投产工作。变换器类的结构框架零件采取铸造工艺加工、组批投产方式生产，按每年变换器结构零件用量为7000 套计算，铸造加工与机械加工相比预计节省加工成本300 万元/年，加工周期缩短至2 个月，生产效率大幅提高。在明确环境试验条件、验收要求的前提下，可实现北京遥测技术研究所“两器”货架产品交付周期不超过3个月的目标。

三、建议及体会

北京遥测技术研究所与北京宇航系统工程研究所密切配合，开展“集团级对子”工作，在共建型谱编制、货架构建、产品质量和成熟度提升、货架产品组批生产和验收等方面协同推进了产品化建设，取得了一定的成果，为航天科技集团产品化工作提供了参考。北京宇航系统工程研究所虽然制定了典型产品通用技术条件，但各型号选用货架产品后仍按各自的总体技术条件进行试验，验收规范落地实施的阻力较大。建议后续由北京宇航系统工程研究所协调各型号项目，统一货架产品试验条件，将产品组批验收工作落地。“结对子”工作仍需上级单位牵引，尚未形成自发的上下联动的机制，应进一步将“结对子”制度化、常态化，做实产品化工作。

产品通用化、标准化程度提升后，面临的市场竞争程度也随之加大。北京遥测技术研究所必须保证产品质量可靠、技术领先、物美价廉，持续促进技术进步，成为行业标准的制定者，只有保持行业领先，才能保住并扩大现有市场。▲