以標準化思維建立和實施衛星緊固件優選目錄

文/羅世杰孫曉鳳

以標準化思維建立和實施衛星緊固件優選目錄

文/羅世杰1孫曉鳳2

在衛星項目管理中，依據設計選用和工藝選用，日常采購難以形成經濟采購批量，本文分析了衛星用緊固件的相關使用情況，對如何建立衛星用緊固件優選目錄方案和實施進行了闡述，并對后續其他原材料的采購提出了一些建議。

緊固件 優選目錄 失效分析 輕量化

衛星產品特點是“多平臺，小批量，高可靠，輕量化”。其結構復雜，是將各分系統、單機、部（組）件和零件連接成一個完整整體的系統工程。要實現預期功能，需要使用大量的標準緊固件，這些緊固件的質量和技術水平直接關系到衛星產品的質量和性能。目前，尚存在“重要件、輕輔件、重制造、輕安裝”的制造業通病，輕視了安裝過程，往往會導致緊固件失效。針對宇航工程任務的高可靠性、長壽命、特殊環境、不可維修性等特點，在宇航工程任務的實施過程中，要建立和發布緊固件的選用目錄，把質量好、可靠性高的產品列入選用目錄。

圖1 緊固件連接原理圖

一、衛星用緊固件選用現狀

1. 品種規格多

由于歷史原因，我國航天產品上用到的緊固件品種規格很多，且存在同種結構形式、同類材料的緊固件。由于性能指標、使用環境不同而標準各異，如：國家軍用標準、航天行業標準、航空行業標準，還有國家標準和企業標準。根據國家機械行業標準體系目錄統計，緊固件產品標準分為10類，共382項。其中，螺栓44項、螺柱9項、螺母63項、螺釘61項、木螺釘與自攻螺釘30項、組合件28項、銷30項、鉚釘55項、墊圈與擋圈60項、焊釘2項。從技術角度來說，這一現狀不僅給設計師選用產品帶來了極大的困難，而且可能由于選用了技術性能指標不合理的緊固件而給航天產品帶來質量隱患；從管理角度來說，由于緊固件在航天產品上用量大，使用面廣，品種規格多，若不加以限制，不進行優選，則會造成選用的隨意性，從而給設計、生產、采購等管理帶來混亂。歷史上也有一些零散的對緊固件約束文件，往往沒有對緊固件品種、規格進行嚴格的壓縮、優選。通常是沿用老產品的選用范圍，設計師用了什么，目錄里就出現什么。因此，不能完全達到指導設計師選用技術指標先進、質量有保證的標準緊固件的目的。

2. 新老標準有差異難取舍

① 緊固件國家標準概況

緊固件國家標準是一項非常重要的通用性標準，在我國各行各業設計中被廣泛應用。它既是簡化設計、縮短產品研制周期、提高產品的通用性與互換性、降低制造成本的重要手段，又是產品進出口和國際技術交流的重要基礎。我國緊固件國家標準（GB 70-66系列、GB 65-66系列等）于1966年首次發布，隨后于1976年、1985年（等效引進eqv ISO 1982版本）、2000年又先后作了3次修訂。現在的2000年版標準是等同采用ISO國際標準制定的。由于我國改革開放、引進先進技術、設備、產品打入國際市場等的需要，全國緊固件標準化技術委員會在1985版的基礎上發布了2000年版標準，以解決與國際標準接軌和產品出口時產生的技術性貿易壁壘和國際技術交流中標準不能互換等問題。

② 如何正確選用標準

首先，要搞清楚國家標準對螺栓和螺母是如何分類、性能等級是如何規定的，這是1985版標準與2000版標準在概念上的區別。兩版標準經歷了從原設計選用標準是為解決結構連接需要，發展為根據設計強度要求選用不同性能等級標準，滿足了結構設計要求的轉變。

通過測定結果，不難看出云南省8個地區的蒼耳子皆符合《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》和2015年版《中華人民共和國藥典》，供樣品中的4種重金屬As、Hg、Pb、Cd都低于限定值，所以云南省8個地區的蒼耳子皆為安全藥用中藥材。同時也為滇產蒼耳子的優質分級管理提供基礎性依據，進而完善現代方法評價內容。

3. 可靠性分析

通過分析和統計衛星故障，進一步確認緊固件作為原材料選用的重要性。

按照衛星研制質量問題有關標準，將衛星發生在軌質量問題的原因裁剪為七類，分別為器件、設計、環境、軟件、工藝、操作和其他。統計了1988—2012年間單位衛星在軌異常情況，具體見圖2。

圖2 故障統計圖

由圖2看出，1988—2012年異常現象的原因分布中，對在軌異常的統計分析中，設計問題占37%、環境30%、器件18%。因此，設計、環境和器件成為衛星在軌異常的三大主要因素。

表1 某結構分系統產品保證大綱主要工作內容

從表1可以看出，衛星在設計或生產制造期間因選用材料不合理或有缺陷、設計有漏洞或有偏差、加工工藝不正確或有加工缺陷，會引發衛星在使用中出現重大故障，導致衛星使用壽命終止。

二、優選目錄實施前分析

1. 確定推廣先進、選擇可靠、兼顧經濟基本原則

圖3 庫存緊固件規格統計表圖

圖4 B類緊固件庫存牌號分類統計表

以常用內六角圓柱頭螺釘來說，以前型號常用的GB 70-1985《內六角圓柱頭螺釘》，隨著標準化的發展，該標準細分成了GB/T 70.1-2000《內六角圓柱頭螺釘》、GB/T 70.2-2000《內六角平圓頭螺釘》、GB/T 70.3-2000《內六角沉頭螺釘》三類，故首選GB/T 70.1-2000標準。有些設計選用在規范性引用文件中只寫了GB 70，未寫明版本號，按國軍標質量體系要求，應該按最新版本執行，即按GB/T 70.1-2000執行。這就是所謂的先進性選用原則。

以QJ 2582-1993《鈦及鈦合金螺栓、螺釘》標準來說，之前我們采購的有表面涂覆二硫化鉬的鈦合金螺釘，主要是便于拆裝，但經過實際使用，發現涂覆二硫化鉬可能會造成粉末掉落，這就產生了多余物，這是航天設備所不能容忍的。確保質量可靠的緊固件用于航天設備是又一項重要原則。

經濟性就是考慮采購成本，形成采購批量的過程，通過規范設計選用，達到降本增效的目的。

2. 庫存數據分析及定性分析

經討論，確定了A、B、C三類緊固件。A類為貨值高的鈦合金緊固件（見圖3），B類為通用性強的常規緊固件，C類為不常用的銷、鍵等較為特殊的緊固件。經過分析，建議B類通用化緊固件中的螺釘優選牌號為1Cr18Ni9Ti材質，為避免螺釘與螺母發生“咬死”的失效，故螺母優選牌號為30CrMnSiA材質。平墊圈優選牌號為1Cr18Ni9Ti材質，彈簧墊圈優選牌號為1Cr18Ni9Ti材質（圖4）。對于A、C類緊固件，按2年內在制、在研型號進行統計，建議后續對于優選目錄內的規格設立常備庫存。

三、編制優選目錄

為從根本上解決由于選用不當引起的質量隱患，遵循“推廣先進、選擇可靠、兼顧經濟”的基本原則，筆者參與編制了Q/RJ 334-2012《八院衛星型號用標準緊固件選用范圍》，在對標準緊固件的品種、規格、材料/性能等級/強度等級、溫度等級、熱處理、表面處理等進行壓縮優選的基礎上，提出各類標準緊固件的選用原則、選用建議、產品目錄和供應商信息。在對這些標準緊固件選用現狀進行研究分析的基礎上，針對緊固件的品種（宇航用緊固件），應盡量從航天行業標準、國家軍用標準、航空行業標準中選取；對于地面設備以及電子儀器、設備，可以更多地選用較為經濟的國家標準緊固件。對最終收入《選用目錄》的標準緊固件，在標準緊固件目錄中列出了其品種（標準號）、規格、材料/性能等級/強度等級、溫度等級、熱處理及表面處理等信息；并首次給出標準緊固件在航天產品上的“選用建議”。選用建議分為“優先選用”、“選用”和“限制選用”：“優先選用”為推薦用戶首選的標準緊固件產品；當“優先選用”推薦的標準緊固件產品不能滿足用戶的使用要求時，可從“選用”一欄中給出的標準緊固件產品中選用；“限制選用”一欄給出的標準緊固件產品主要是為了滿足定型產品的選用需要。

四、實施效果

Q/RJ 334-2012的發布與實施，在衛星產品的研制和控制設計選用質量等方面發揮了重要作用，主要表現為：

① 為編制各系統級新產品綜合標準化要求提供基本依據；

② 為設計師合理選用標準緊固件提供指南和技術支持；

③ 幫助設計師選用質量比較穩定的緊固件，減少緊固件的質量隱患和質量事故；

④ 幫助設計師選用性能先進的緊固件，對推廣先進的緊固件、限用淘汰落后緊固件將起到重要作用，從而推動緊固件的技術進步，促進型號設計水平和可靠性的提高；

⑤ 對選用品種進行了優選、壓縮，有利于緊固件的標準化管理和其他技術管理；

⑥ 規范了設計選用，部分緊固件做了常備庫存，減少了采購頻次。

經過2013年和2014年的實施和運行，減少了因起訂量等原因導致的采購裕量，節省了反復采購的精力耗費，并節約了近2萬元采購經費。

五、結束語

當前形勢下，國家號召“軍民融合，轉型發展”，企業也在進行市場化嘗試，對緊固件進行目錄管理，提高了衛星用緊固件的可靠性。緊固件選用目錄的建立為物資保障向標準化、型譜化、平臺化的選用和推廣做了有益的嘗試，也為今后其他物資（原材料等）推進平臺化選型，提供了有益的參考。設立常備庫存后，也為縮短物資配套周期、降本增效提供了有益的嘗試。

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（作者單位：1上海衛星裝備研究所2上海航天精密機械研究所）

信息專遞——

陜西省全面推進地理標志產品保護精準扶貧

近日，陜西省質監局和陜西省扶貧開發辦公室聯合制定了《全面推進地理標志產品保護精準扶貧的實施意見》，提升了地理標志產品保護精準扶貧的作用。

該實施意見指出，將強化政府引領、行業主導，從地理標志產品培育、申報、后續監管及獎勵政策等方面給予支持，妥善解決阻礙地理標志產品保護開發的問題，打造產品有特色、質量過得硬、消費者喜愛、經濟效益好的地理標志產品。同時，大力開展貧困地區地理標志產品重點培育申報工作，制定地理標志產品地方標準，發揮龍頭企業帶動作用和農業產業化模式，全面提升地理標志產品效益。以省、市、縣三級質檢機構為基礎，建立和完善地理標志產品檢驗檢測體系，選擇和建立陜西省地理標志產品示范基地或示范區，加大技術幫扶力度，實現標準化生產的全覆蓋和全過程質量監管，在此基礎上推廣“產品+公司+基地+標準”的生產模式，提高地理標志產品規模化生產水平。另外，整合地理標志產品的歷史、人文、品牌資源，大力實施品牌帶動戰略。

Aiming at the management of the satellite project, where daily purchasing selections are based on design and process, and difficult to form economic purchasing volume, the paper analyzes the use of satellite fasteners, elaborates a scheme to establish the preferred directory of the fastener for satellite and put into practice. The paper proposes some suggestions for the purchase of other raw materials.

Fastener; Preferred directory; Failure analysis; Lightweight