为了适应21世纪中国航天科技的快速发展,赶上世界航天科技先进水平,自2004年以来,航天集团公司在宇航领域倡导出“产品化”的新思路。航天科研单位不仅要完成型号研制,而且要把面向用户、面向市场、提供一流的航天产品放在重要的战略位置。科研单位正从以型号研制为中心向以产品研制为中心的方针转变,在完成现有型号研制任务的基础上,建认独认于型号研制体系之外的产品体系,其中建认健全并推广应用产品型谱是产品体系建设的重要组成部分。
1 型谱建设的意义
随着航天事业的高速发展,型号研制任务也在不断变化,型号产品的种类和数量日益增加。研制任务繁重,各型号的产品根据型号要求量身定制,传统思路就是进行单独设计,研制周期长、人力物力成本高,而且产品状态多,可靠性、通用性差。为解决这一问题,需要快速研制符合功能、性能要求且具有高可靠性、通用性的产品。产品型谱正是能够满足这方面需求,以尽可能少的不同规格产品,满足可预见的最大化使用要求,最终达到货架系列产品化设计和选用。推动产品型谱建设可以让“型号研制任务牵引的研制模式”向“基于成熟产品选用的系统集成模式”转变,缩短型号研制周期,降低研制技术风险,提高科研生产效益,确保型号性能与可靠性,加速专业技术进步。
2 型谱建设实践
2.1 梳理现有产品,掌握发展趋势
特定领域内各型号要求各不相同,传统的研发工作导致产品数量多、研制周期长。所以首先要整合现有型号,由于型号需求的差异,产品很难做到整机产品化,可以从实际使用出发,对产品按照功能、使用环境、接口等进行梳理分类,重点是进行功能梳理,将产品分解为若干个功能模块,通过对这些模块进行通用化设计,形成若干个可靠性高、移植性强的通用模块,应用于型号上,同类型产品可以选配相应的通用模块组装成满足功能、性能需求的产品,从而改变研制生产模式,从无基础的全新设计转变为在通用模块基础上的快速适应性组装设计。但是产品进行模块化设计后,接口差异将成为制约产品化发展的最主要因素,后续将对各型号接口进行研究,对于类似技术状态的产品,尽量统一接口,进一步缩减型谱产品。
除对产品应用现状进行分析外,对产品未来需求、技术发展趋势也需进行前瞻性研究,对预研或待开发产品作出规划。
以航天八院某科研院所某领域几个主要型号的遥测产品为例,通过状态清理,目前在研的6个航天型号有34种产品状态,对以上型号的功能进行分析梳理,整理出各型号对遥测产品的需求,掌握了主要功能需求和功能组合,但由于各型号在接口形式、实现方案上存在较大差异,因此形成了目前的多种状态。由于遥测产品技术状态繁多,生产时从物资备料到装配、调试、试验均为独认控制,无法统筹安排,严重制约了产品生产周期,无形中提高了产品的设计、生产、试验成本,也不利于遥测产品可靠性数据的累计。由此,该研究所总结各型号应用遥测产品的差异,根据产品功能需求,并通过比较不同遥测产品特点最后形成数据采集器、发射机和天线三大类产品。
2.2 编制产品型谱,进行动态管理
航天科技集团公司于2008年全面启动开展宇航产品型谱建设工作,编制完成并发布了卫星公用平台型谱、运载火箭型谱、空间单机产品型谱和运载火箭单机产品型谱,制定了型谱编制指南和管理办法等文件,初步规划了产品型谱的总体框架。于2013年发布了中国航天科技集团公司标准Q/QJA144-2013《宇航产品型谱编制指南》,作为各研究院后续型谱研究报告修订和编制的重要依据。编制产品型谱旨在“总结过去成果、支撑当前应用、引领未来发展”,要按照全面、协调和可持续发展的原则进行编制。编制产品型谱必须考虑以下几方面:首先产品型谱是一种产品系列,但它绝不是将现有产品简单汇总而成的目录,而是具有一系列特定要求、经过优化的产品系列,在时间上必须满足较长时期内型号研制对本类产品的全部使用要求,所以产品规格应尽量完整、无漏项;其次型谱必须是由“最少数目”的规范化产品组成,型谱内所列产品的规格互相不重复,前后两档产品的规格最好能无缝衔接,若规格变化是步进的,则在服从使用要求的前提下,间隔、跨度要适当,力争用最少的规格数量覆盖已识别的产品需求;除此以外,型谱不仅要包括现有产品,而且应包括预研及考虑到未来发展需求的产品,以保证本类产品的持续发展。该科研院所从2015年开始,科研部组织全所开展各专业的产品化策划,组织产品首席专家、产品主管设计对各个研究领域的产品进行了分析梳理,编制出了不同领域内不同系列产品型谱简表,涉及控制、测量、电源,数据采集器,遥测发射机,遥测天线与测控、数传、图像等几十种重点型谱产品,为产品成熟度提升、产品定型、新产品研发、产品升级换代和产品选用等提供了依据。但随着型号的发展和需求的变化,需对型谱不断进行完善补充,实施动态管理,完善型谱产品目录,以满足型号研制的需要。通过近两年的型谱建设实践,该科研院所对产品型谱进行了编制及适时修订,重点型谱产品规格区间进一步明晰,产品覆盖面也更加全面。
3 产品型谱建设推进航天产品化工程
产品化是对传统科研模式的一次意义深远的变革,产品化工程将开发、生产、质量管理、产品定型和应用等过程进行优化,以此达到小子样研制条件下产品高性能、高可靠、高质量要求。产品型谱则是产品工程的顶层规划和核心,产品型谱规划了产品化的发展和应用方向,为产品化工程全面、协调、可持续发展创造了条件。目前该科研院所已经完成了航天多个领域的产品手册、型谱简表和一些相关的指导文件,为有效缩短型号研制周期、产品快速成熟奠定了坚实基础,也指导了该研究所多专业产品的规划、开发、生产和推广、指导各领域型号对专业产品的选用集成。
4 结语
产品型谱建设是一项基础性、长期性的工作,同时也是一项创新性和探索性的工作。持之以恒地推进产品型谱发展,对于开展相关产品预研、工程研制、成熟度提升、产品定型、型号选用、国产化等工作具有重要意义。航天产品向更长寿命、更强功能、更高技术发展,对航天产品化工程的要求也越来越紧迫。航天科研院所必须担负起责任,展望未来,总结经验,不断创新,搞好型谱建设,推进产品化工程,促进航天事业可持续发展。