面向试验鉴定的航天产品试验标准适用性评估模型与方法研究

2023-11-11商乾姜盛鑫陆宏伟施帆中国航天标准化研究所

航天工业管理 2023年9期

商乾、姜盛鑫、陆宏伟、施帆 /中国航天标准化研究所

随着航天产品逐步规模化研制与生产，如何保证航天产品发挥出应有的功能成为一个重大难题。解决这个难题除了抓好研制过程的质量工作外，试验鉴定也是一个重要方法与手段。

航天产品试验鉴定的目的是确定航天产品在最接近真实条件下的能力与适用性，对航天产品是否满足可接受的最低性能要求做出可靠判断，利用试验发现装备的问题缺陷、定位产品研发的最终价值。目前，航天产品试验标准与产品研制全流程结合紧密，尚未面向试验鉴定新要求制定新的标准，同时，重新编制航天产品试验标准也面临着较大困难。因此，对于现有航天产品试验标准进行适用分析具有重要意义。

一、航天产品试验标准概况

航天产品试验标准是产品测试试验的主要依据之一，也是试验工作制度化、规范化建设的重要组成部分。随着航天产品的快速发展，航天产品试验标准的地位作用也愈加重要。经过几十年的创新发展，我国针对航天器、运载器等典型装备已建立了大量研制过程试验技术标准，主要包括国家军用标准和航天行业标准。当前，航天产品试验标准以工作要求类和技术方法类标准为主。工作要求类标准结合各型号研制和试验中的实践经验，明确了各类航天产品在不同研制阶段的试验实施要求、试验验证要求等内容。技术方法类标准明确了各类航天产品在不同研制阶段的具体试验方法、技术接口、评估方法、试验项目、试验程序、试验实施细则等内容。

前期，我国航天产品领域围绕装备型号研制制定了大量的试验标准，用以检验产品的功能、性能满足程度。随着装备试验鉴定工作的全面启动，结合航天产品效能验证的要求进一步明确，现有大量航天产品试验标准不能很好地满足未来试验鉴定要求。因此，构建一种面向试验鉴定的航天产品试验标准适用性评估模型和方法已成为一项亟需解决的问题。

二、航天产品试验鉴定标准适用性评估模型

1.评估要素的设计要求

科学、合理的评估要素是任何评估工作的重要基础和必要依据。评估要素中的子要素实现完全独立是极其困难的，且独立后的子要素也无法形成体系。事实上，评估要素是一组相关子要素的集合。此外，在评估要素的初步选择中，有些要素可能不会反映评估工作，不会对结果产生重大影响；另一方面，评估要素体系过于复杂，这也会让要素相互之间的聚合与权重等计算变得复杂。因此，需要对初始确认的要素体系进行优化验证。研究要素的来源、过程及结果处理等情况，分析利用这些要素开展标准适用性评估的可用性。而结合前面研究的适用性评估分析遵循原则，围绕航天产品试验类标准，针对其是否适用于试验鉴定工作，仍需要通过一系列的要素进行评价。评价要素由一系列子要素构成，反映了被评估对象之间的相关关系，分析理清这些关系有助于评估要素的设计，提升对评估要素的判断。

2.评估要素的设计内容

构建航天产品标准适用性评估要素体系，首先要确定航天产品试验标准适用性评估的总目标，即航天产品试验标准在试验鉴定工作中的适用能力。为了实现目标，考虑按照技术和综合两大方面，构建标准适用性评估要素体系。按照试验鉴定的要求，技术要素可细分为合理性、颗粒性、先进性、广泛性四项子要素，综合要素细分为必要性和配套摸底性两项子要素，如图1 所示。

图1 航天产品标准适用性评估要素体系

（1）合理性

标准的合理性是指从技术方法的准确性、可操作性和全面性的角度评价标准的适用程度。例如，标准正文的技术内容是否完整全面、是否适用于航天产品试验鉴定工作、技术指标是否满足可测量要求、技术手段是否可行。

（2）颗粒性

标准的颗粒性是衡量标准结构适用程度的重要标准，标准化应用对象范围越小，颗粒性越小。标准的颗粒性的设定无统一的要求，对于航天产品试验和鉴定标准，应制定大颗粒的指导标准和小颗粒的操作标准。

（3）先进性

标准的先进性是判断被评价标准能否反映当前技术水平或具备一定潜力的发展方向。一方面，看标准技术水平是否体现本领域研究水平，在新时代航天产品建设的背景下，其整体或可采用的核心技术内容至少能反映当前技术水平，或能覆盖航天产品试验鉴定工作对相关指标的考核需求；另一方面，与同领域国际标准相较是否先进，标准引用的国际标准是否先进。

（4）广泛性

标准的广泛性主要指用户对于本标准的应用情况以及标准的被引用情况。一方面，看有多少机构和人员在使用范围内接受并使用了该标准；另一方面，看是否有其他顶级标准引用了该标准。

（5）必要性

标准的必要性主要考量被评估标准在航天试验鉴定领域是否具有应用需求和价值，能否指导航天产品试验鉴定工作，是否立足于对复杂环境适应性、边界性能等进行阐述或考虑。

（6）配套摸底性

标准的配套摸底性主要是用于评判标准间相关内容的重复、交叉、矛盾等，以及对同一技术内容规定的多义性，另外，还要重点考虑：标准在同一层级中出现名称和内容的重复、标准对象的相近重复，即标准间存在覆盖和被覆盖的关系；标准在同一层级中出现标准间的内容交叉，即标准间的内容错位重复；标准存在与上级法规规定有冲突的内容；标准在同一体系中存在标准间内容相矛盾的情况。标准的适用范围应与标准的级别相吻合，若上位标准针对同一标准化对象已有相应的标准，就无须编制重复的标准。

三、航天产品试验标准适用性分析的基本流程

针对航天试验标准的适用性评估分析主要分为三个步骤。第一步是航天产品试验标准的梳理与初筛，依据梳理的航天产品试验标准开展初步分析，将与现行试验鉴定完全无关的试验标准进行筛除；第二步是依据梳理的航天产品试验标准开展标准划分，依据标准内容或标准的具体对象将标准进行合理分类；第三步是依据航天产品试验标准适用性评估模型，给出标准的评估分数，形成评估结论。

1.航天产品试验标准的梳理与初筛

在航天产品试验标准具体应用时，因航天系统复杂而庞大，一类试验通常要参考多项标准，一项试验标准也会应用于不同的专业领域，很难确定标准的适用。标准的引用也经常存在各类问题，标准的指导依据作用无法有效发挥。针对航天试验标准的使用也面临着这种情况，对于应该纳入试验鉴定标准范围的航天试验标准需要全面梳理。

航天试验标准梳理需要从试验领域、试验活动、对象实体、实体关系等方面层层递进，逐步展开。依据梳理的航天产品试验标准开展初步分析，对照各项标准内容明确其适用范围及主要内容摘要。对于与现行试验鉴定完全无关的试验标准，给予“建议不采用”的结论，剩余的标准则给出“待分析”的初步结论，并进入第二阶段工作。

2.航天产品试验标准的划分

航天产品试验标准按照不同试验项目内容和产品对象，可划分为产品类、测试设计类、试验方法类、质量与可靠性类等。根据标准的性质不同，可划分为技术类、工作类、管理类。技术类标准指针对需要统一的航天产品试验技术事项而编制的标准。管理类标准和工作类标准针对的则是管理事项和工作项目。工作类标准是支持技术类标准和管理类标准实施的保证，以从事航天产品试验工作的人或群体为对象，对其工作职责、工作程序与方法、质量要求、范围权限、考核与检查等内容做出规定，主要是对人的工作行为的约束。通过工作标准的制定、实施来落实技术要求和管理事项。可以说，技术类标准是基础，它的贯彻要靠工作类标准来落实。

参考航天产品试验鉴定标准体系框架，将技术类标准和工作类标准进一步细化，技术类标准可以对标为试验鉴定技术类标准中的试验设计类标准、性能评估类标准、建模仿真类标准、环境适应性类标准、通用特性类标准，工作类标准进一步细化为试验鉴定基础类标准中的综合管理类标准、试验鉴定过程类标准中的过程管理类标准。

3.标准适用性评估分析

标准适用性指的是标准在特定条件下适用于规定用途的能力。可从两个方面理解试验鉴定标准适用性：一是在能力要求方面，即试验标准适用和满足试验鉴定规定要求的能力；二是在规定用途方面，即标准化活动的目的和标准可发挥的作用。在当前形势下，试验鉴定标准可以成为发现产品问题缺陷、改进提升产品性能的重要手段。

标准适用性评估分析包括评估要素和评估方法两部分内容，结合合理性、适宜性、先进性、广泛性、必要性、配套摸底性对航天产品试验标准逐项评价，得到评价分数，并给出评估结论。

四、航天产品试验鉴定标准适用性评估方法

1.评估方法

航天产品试验鉴定标准适用性评估要素将各专家打分构造成判断矩阵。判断矩阵的构建是专家通过个人知识和经验对评估要素的重要性进行比较和评分。这是层次分析过程的核心内容，也是一个从定性到定量的过程。构建的判断矩阵合理科学，层次分析法确定的权重才能科学。专家分析和比较各级评估要素，运用比较结果进行权值分数构造。

子要素的分值对评估结果正确性具有非常重要的影响。通过一定的计算方法将专家评分的定性评估结果转化为定量评估结果并作为权值赋给相应的子要素，使最终计算出的评估结果更具有客观性、更能说明航天产品试验鉴定标准适用性所处的程度，航天产品试验鉴定标准评分方法如图2 所示。

图2 航天产品试验鉴定标准评分方法

2.评估要素评分准则

按照各类标准的不同特点和工作要求，构建了如表1 所示的航天产品试验鉴定标准适用性评价的权值表，相关说明如下：

表1 航天产品试验鉴定标准适用性评价权值

（1）试验设计类标准

试验设计类标准主要包括航天产品设计输入、设计准则、设计程序、任务分析、设计实现及设计验证等相关要求。先进性和必要性是确定试验设计类标准是否高效适用的主要子要素，因此予以较大的权重，其余的子要素相对均匀。

（2）性能评估类标准

性能评估类标准主要包括航天产品的各种性能指标评估方法标准。先进性和广泛性是确定性能评估类标准是否高效适用的主要子要素，因此予以较大的权重，其余的子要素相对均匀。

（3）建模仿真类标准

建模仿真类标准主要包括航天测控系统、控制系统等各大系统仿真要求标准，合理性和先进性是确定建模仿真类标准是否高效适用的主要子要素，因此予以较大的权重，其余的子要素相对均匀。

（4）环境适应类标准

环境适应性类标准主要包括在空间环境进行的电磁试验、电试验、温度试验等标准，合理性和必要性是确定环境适应性类标准是否高效适用的主要子要素，因此予以较大的权重，其余的子要素相对均匀。

（5）通用特性类标准

通用特性类标准主要包括可靠性、维修性、保障性、安全性等通用特性指标参数选择和确定的要求，广泛性和必要性是确定环境适应性类标准是否高效适用的主要子要素，因此予以较大的权重，其余的子要素相对均匀。

（6）综合管理类标准

综合管理类标准主要包括产品的研制技术要求、质量保证规定等相关标准。适宜性和必要性是确定综合管理类标准是否高效适用的主要子要素，因此予以较大的权重，其余的子要素相对均匀。

（7）过程管理类标准

过程管理类标准主要包括规定运载器相关产品应满足的要求以确保其适用性的标准。广泛性和配套摸底性是确定过程管理类标准是否高效适用的主要子要素，因此予以较大的权重，其余的子要素相对均匀。

3.标准适用性评估分类

根据上述对于合理性、先进性、适宜性、广泛性、必要性、配套摸底性等子要素的要求，结合每项子要素的权重，利用上述构建的标准适用性评估模型进行逐项分析，开展航天产品试验标准适用性评估流程设计。以航天产品试验标准为评估对象，首先开展初步梳理，筛除与现行试验鉴定完全无关的标准，进一步分析相关的标准。再利用适用性评估模型和权值表开展合理性、先进性、适宜性、广泛性、必要性、配套摸底性的逐项分析，给出标准的成熟度等级。对于总分数在65～80 分的标准，给出“建议修订”的结论；对于总分数在80 分以上的标准，给出“建议采用”的结论；对于总分数在65 分以下的标准，给出“建议不采用”的结论。建议采用类标准适用于试验鉴定工作技术和应用现状，并满足航天企业试验应用的需要。建议修订类标准基本适用于试验鉴定工作，技术内容需要进一步整合修订，以满足航天产品试验鉴定领域技术体制和管理体制的要求。建议不采用类标准与试验鉴定工作关联性不强、技术内容不具备一定潜力的发展方向。航天产品试验鉴定标准评估流程如图3 所示。