艦船電子裝備技術狀態紀實與精細化控制方法*

張 勇

(海軍駐大連426廠軍事代表室 大連 116005)

艦船電子裝備技術狀態紀實與精細化控制方法*

張 勇

(海軍駐大連426廠軍事代表室 大連 116005)

論文從艦船電子裝備的研制特點入手,分析了艦船電子裝備研制、生產、使用過程中技術狀態紀實的要求與特點,提出了精細化的艦船電子裝備技術狀態紀實范圍和基于“一機一檔”的管理與控制方法。

艦船電子裝備; 精細化; 技術狀態; 紀實; 控制

(Naval Representative Office in Dalian 426 Factory, Dalian 116005)

Class Number TN97

1 引言

技術狀態管理是一個有關產品基線定義、產品標識和更改管理的規范化和文檔化的綜合系統,是一門工程管理和質量控制技術,貫穿于產品研制、生產、使用的全過程。作為系統工程管理的關鍵組成部分,技術狀態管理對大型復雜產品或系統的研制起到重要的管控作用,確保在研制、生產的任何時刻,都能使用正確的技術文件,保持批產產品物理特性和功能特性的穩定性和一致性,滿足合同和研制任務書的要求。

技術狀態管理包括技術狀態標識、技術狀態控制、技術狀態審核、技術狀態紀實四項相互關聯的活動,為實現產品的技術狀態正確、完整、協調、可追溯,保證產品的正常使用及維護,產品技術狀態的紀實與控制占有重要地位。隨著電子信息技術的發展和艦船電子裝備功能的不但豐富,艦船電子裝備已成為艦船武器系統和信息平臺的核心,具有技術密集、軟件密集、系統集成度高的特點,這使艦船電子裝備技術狀態紀實與控制必須越來越精細化,才能達到技術狀態紀實正確、完整、協調、可追溯的目標,確保在研制、生產、服務的任何時刻,都能使用正確的技術文件。

2 艦船電子裝備技術狀態紀實的要求與特點

艦船武器裝備的研制特點,決定了小批量多型號的設計、生產和服務模式為當前艦船電子裝備研制單位主要的生產經營模式,軍用加固計算、顯控臺等通用電子設備為適應雷達、聲納、水聲對抗、電子對抗、光電、指控、火控和武器控制等電子信息裝備的配套,在貫徹裝備研制通用化、系列化和模塊化的“三化”研制思想下,雖然保持了基本配置的相對穩定,但面對不同的用戶、應用需求,產品的技術狀態往往會發生改變,如果不記錄每一臺套產品的技術狀態,這將會給產品今后的使用、維護及售后服務帶來隱患。

隨著當前海軍各型服役艦艇數量的不斷增加,使用年限的延長,現代化改裝加快,在研在役艦船電子裝備的使用和維修保障性工作也對技術狀態管理提出了更高要求,主要表現在進口元器件或COST貨架產品停產或禁運等原因,導致后續補充備件和戰儲備件的生產帶來的技術狀態變更,嵌入式軟件資源隨海軍作戰需求的變化和硬件設備的技術升級,導致艦船電子裝備應用軟件和低層驅動軟件技術狀態的變更。

艦船電子裝備自身的復雜性,涉及電子信息技術的方方面面,如果不能在硬件、軟件、結構和工藝方面對電子設備各個層次的技術狀態進行完整的記實,實施產品技術狀態精細化管理,容易造成技術狀態失控,帶來艦船電子裝備研制和使用風險,影響艦船電子武器裝備的戰備完好性。確定技術狀態紀實的范圍和方法,實行艦船電子裝備“一機一檔”管理,是實現小批量、多型號、單臺套、多品種復雜電子設備技術狀態管理的有效途徑。

3 確定技術狀態記實的范圍

產品的技術狀態主要反映在產品技術文件中,要完整全面記錄產品的技術狀態,則應該對產品在研制、生產、使用和服務過程中所有對產品技術狀態有影響的工作內容形成文件,并確保文件與產品的功能特性和物理特性完全一致。產品技術狀態紀實的范圍應根據實際需要進行選定,選定的范圍過少,不足以反映產品技術狀態；若選定的范圍過大,不但加大工作量,而且也會帶來過多的冗余信息,對于最終產品技術狀態信息的獲取也會帶來不便。科學、全面、完整、客觀、真實地記錄電子設備各個層次的硬件、軟件、結構和工藝狀態,實施科學有序管理,是保證產品質量的重要環節。

艦船電子裝備技術狀態紀實的精細化管理應從設備配置清單、圖樣、技術文件,細化到具體的模塊和部件單元的各個細節上,要注重模塊上跨接器狀態、元器件規格型號標識、可編程邏輯器件的邏輯、嵌入式應用軟件、存儲器上的軟件固件產品等細微狀態的紀實與控制。主要關注以下方面的問題：

1) 模塊元件表中器件規格型號標識不完整帶來的技術狀態變化

模塊元器件清單中元器件規格型號標識(器件的前后綴)不完整,容易造成在器件名稱相同,封裝、管腳、外形尺寸完全一致,裝配和檢驗工藝文件中,不易發現由于器件前后綴不同,導致在不同批次的產品中,出現功耗、速度、驅動能力、質量等級差異的器件裝配到設計定型模塊上,改變了模塊的技術狀態,以致引起模塊工作時序、驅動程序初始化環境變化等內部時序和指令狀態異常,帶來模塊工作不穩定等潛在質量隱患。

2) 可編程邏輯器件邏輯的紀實不規范,帶來的邏輯版本控制問題

可編程邏輯器件(Programmable Logic Device,PLD)是一類半定制的通用性器件,用戶可以通過對PLD器件進行編程來實現所需的邏輯功能。與專用集成電路ASIC相比,PLD具有靈活性高、設計周期短、成本低、風險小等優勢,因而在艦船電子模塊中得到了廣泛應用。該類器件技術狀態的紀實與控制,包括器件本身的規格型號、嵌入器件的邏輯版本以及寫入邏輯的工具環境,任一部分如不進行規范完整的技術狀態紀實與控制,都會導致模塊在研制、生產和技術服務過程中帶來技術狀態變化,給模塊功能帶來重大的質量隱患,并給技術服務帶來困難。紀實的方法可在模塊可編程器件上貼注標識,注明邏輯文件名。邏輯文件的命名方法如：local_用戶名_模塊板號_版本號,并將邏輯的編寫和修改納入過程質量控制范圍,在模塊工藝卡和產品維修服務單中進行記錄。

3) 對存儲器件等嵌入式軟件固件的燒制與版本進行控制

艦船電子裝備屬軟件密集型武器裝備,軟件規模大,分布廣,再加上海軍作戰需求的變化大和硬件設備的技術升級快,設備應用軟件和低層驅動軟件的維護和升級變化快,如不隨硬件狀態協同進行嵌入式軟件的技術狀態管理和配置管理,將給軟件維護帶來諸多問題,只有把硬件的狀態和嵌入的軟件版協同進行紀實與控制,才能保持設備狀態的完好,如BIOS的配置與管理。

在產品研制過程中,設計文件是產品的加工、生產、檢驗及今后產品的使用、維護的依據。因而,選定的紀實范圍包括產品所有的設計文件。對于每一臺套的產品中,產品所有的整、部、零件及使用的外購件、材料均在紀實范圍之內。此外,對于產品技術狀態改變有影響的一些技術文件也應納入紀實范圍之內,如產品研制合同、產品研制總要求、有關的方案論證、研制任務書、研制要求改動的相關文件(如：會議紀要等),這些文件是產品技術狀態發生改變的依據。

4 “一機一檔”的紀實方法

從每一臺套產品研制開始建立檔案,記錄產品所有的技術狀態,從硬件、軟件、結構、工藝等各個層次進行全面紀實。尤其是產品設計文件的狀態,包括產品設計文件的組成、每份設計文件從整機到部件、零件、甚至外購件使用的狀態。對在試驗、制造、檢驗、產品提交、用戶使用等各階段產生的技術狀態變更進行控制,并反映在記錄中,保證各類文件與產品實際狀態的一致,將這些文件按照合同、項目分類建檔到每個獨立的設備或用戶上,形成“一機一檔”,這將為保證艦船電子裝備的技術狀態正確、完整、協調、可追溯,帶來極大的便利,是實現產品技術狀態規范化管理的一項重要基礎工作。

“一機一檔”主要包括以下類別文件：

1) 設計輸入和要求類文件,如合同、技術協議等；

2) 設計輸出和生產制造類文件,如結構和電氣圖紙、嵌入式軟件文檔及代碼等；

3) 質量問題分析處理類文件,如設備質量問題報告單、質量問題歸零報告等；

4) 維修服務記錄；

5) 產品技術狀態說明；

6) 產品技術狀態清單。

產品技術狀態說明作為每一臺套產品總的技術狀態的說明,應在產品出所時進行歸檔；出所后,若技術狀態發生改變,則應通過更改手續對其進行更改,產品技術狀態說明應該包括以下內容：

(1)產品概況(如：產品臺套編號、型號、名稱、安裝地點(用戶)、配置清單,產品的功能框圖、主要戰技指標、外形與安裝尺寸,嵌入式軟件清單和版本等內容)；

(2)技術狀態變化說明(若產品為原型產品時,可不寫；否則,則應在本章說明本產品與原型產品的差別等內容)；

產品技術狀態清單則應從不同角度詳細說明本套產品技術狀態的情況,作為產品歷史追溯、使用維護的重要依據。

產品中各文件的版本信息應與產品臺套號相對應,并以數據管理系統形式實時進行記錄,并可通過數據管理系統隨時產生產品技術狀態清單。

由于產品技術狀態的改變可能會發生在產品研制、使用的全過程,產品狀態的變更原因多種多樣,方式也千差萬別。因此,對產品技術狀態實施“一機一檔”管理,同時需要做到以下幾點：

1) 及時性

因為產品技術狀態的變更可能發生在產品的全壽命周期,當產品已研制一段時間之后,再進行記錄,那么以前的狀態就可能發生丟失。產品技術狀態的紀實需要在產品研制的一開始就要進行記錄,形成產品技術狀態紀實系統。

2) 實時性

由于產品技術狀態的變更可能發生在隨時隨地,因而對于產品技術狀態的記錄要具有實時性,一但發生狀態的改變,就應該進行記錄。否則,就不能獲得特定的時刻的產品技術狀態的準確信息。

3) 協調性

對于產品技術狀態的紀錄還需要具有協調性,對于狀態發生變更時不同的文件應相協調一致,特別是軟硬件結合緊密的相關文檔。

5 產品技術狀態紀實的管理與控制

產品技術狀態紀實的管理與控制涉及產品設計、生產、服務、原材料采購等產品形成的各個環節,需要設計人員、生產人員、質量管理與檢驗人員、科技管理人員等眾多部門的人員參加,并要在產品總體、硬件、軟件、工藝各個層次得到控制,這與企業的生產流程、運作模式、組織結構、產品特點、管理制度、網絡化信息水平密切相關。

為了實現艦船電子裝備技術狀態紀實的精細化管理,建立完整、規范、準確的“一機一檔”,達到技術狀態紀實正確、完整、協調、可追溯的目標,在技術狀態紀實管理與控制方面必須做好兩方面的工作。

一是要建立一套與企業生產流程和產品特點相適應的管理標準。因為產品技術狀態的改變可能在產品研制的各個環節中產生,那么需要建立相應的管理標準規定各有關職能部門在產品技術狀態記錄工作中的職責和工作程序。

二是要建立基于產品流程、涵蓋產品形成各個部門的網絡化信息平臺和技術狀態數據庫。解決復雜電子設備各個產品層次技術狀態紀實基礎數據在各部門間的采集、審查、追蹤,保證技術狀態變更的及時性、實時性和協調性,確保在研制、生產、服務的任何時刻,在產品數據庫的“一機一檔”中能方便、迅捷地找到正確的技術文件和生成當前產品的技術狀態變更匯總清單。

6 結語

實施精細化的技術狀態紀實與控制是艦船電子裝備質量控制的關鍵技術之一,紀實內容和控制方法應根據產品的特點、企業的生產、運作流程不斷地細化和深化,逐步發覺技術狀態紀實與控制的盲區,本文只是對艦船電子裝備技術狀態紀實與控制容易忽略的地方進行了論述,并提出了精細化的管理思路。

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Ship Electronic Equipment Technological Status Document and its Fine-grained Control Methods

ZHANG Yong

This paper starts from the R&D characteristics of ship electronic equipment, the requirements and characteristics of technological status documents in process of ship electronic equipment research, development, manufacturing and application are analyzed, and the range of fine-grained ship electronic equipment technological status documents is proposed, as well as the management and control methods based on “one document for one equipment”.

ship electronic equipment, fine-grained, technological status, document, control

2016年7月9日,

2016年8月25日

張勇,男,碩士,高級工程師,研究方向:電子裝備質量監督。

TN97

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.12.032