航天器產品規(guī)范編制研究

張樂　劉寶平

（北京空間科技信息研究所，北京，100086）

航天器產品規(guī)范編制研究

張樂劉寶平

（北京空間科技信息研究所，北京，100086）

文摘：根據航天器產品的特點，從產品規(guī)范重點章節(jié)的編寫要求與內容等方面對如何編制航天器產品規(guī)范作了闡述，對部分內容進行舉例說明。

航天器；產品規(guī)范；標準編制。

產品規(guī)范是為裝備訂購而規(guī)定訂購對象應符合的要求及其符合性判據等內容的一類標準［1］。隨著我國航天產業(yè)的快速發(fā)展、型號任務的迅猛增長，航天器研制部門面臨著多型號并舉、批量化生產的新局面，航天器產品研制也從傳統(tǒng)的訂購模式向更市場化的采購模式轉變。為提高科研生產效率，應采用標準化的工作模式，充分發(fā)揮標準作為技術法規(guī)的作用，通過制定產品規(guī)范對產品的技術狀態(tài)進行固化，有效指導裝備訂購和產品研制。

產品規(guī)范一般主要由產品研制方的技術人員負責編寫，他們中很多人都是第一次編寫標準，對產品規(guī)范的編寫要求理解得不夠深入，沒有站在用戶的角度去考慮問題，標準編寫中常出現內容缺失、描述混亂等問題。雖然GJB 0.2－2001《軍用標準文件編制工作導則第2部分：軍用規(guī)范編寫規(guī)定》等標準和文獻［2-3］對規(guī)范類標準如何編寫進行了規(guī)定與說明，但它們的規(guī)定較為宏觀，沒有考慮航天器產品工作環(huán)境復雜、可靠性要求高、測試試驗復雜等特點，無法有效指導航天器產品規(guī)范的編制，因此有必要根據航天器產品的特點，開展航天器產品規(guī)范的編制研究，以指導技術人員更好地編寫標準，提高標準質量，從而更好地發(fā)揮標準的規(guī)范作用。

產品規(guī)范的格式非常固定，包括6章內容：范圍、引用文件、要求、質量保證規(guī)定、交貨準備及說明事項。其中第3章 “要求”和第4章“質量保證規(guī)定”是標準的實質內容，也是決定標準質量的關鍵點。為指導技術人員更好地編制產品規(guī)范，使用戶更全面地了解產品，同時考慮產品規(guī)范很多內容的描述相對固定的實際情況，根據航天器產品的特點，筆者主要針對體現航天產品特點的章節(jié)如何編寫進行說明。

1　“要求”的編寫內容及要求

第3章 “要求”中主要規(guī)定產品的組成、功能、性能、接口、重量、尺寸、功耗、元器件和材料、環(huán)境適應性、抗輻照、老煉、電磁兼容性、壽命、安全性、可靠性、接地和隔離、外觀、標志等內容。需要注意的是，這一章是規(guī)定具體的技術要求，而不是如何滿足這些要求的方法。

1.1組成

“組成”主要是幫助用戶了解和理解產品。由于不同廠商掌握的技術不同，在設計理念、設計原理等方面存在差異，這種差異直接體現在了產品的組成上。因此，在說明產品的組成時，應著眼于產品的功能實現，而不是產品的具體實現，應從功能模塊的角度對產品的組成進行宏觀描述，最好還能體現不同功能模塊之間的邏輯關系。對于已經形成產品型譜的分系統(tǒng)級以上產品，在描述產品的組成時還應結合產品型譜中所規(guī)定的產品配置，保證標準與產品化管理的一致性。

舉例：圖1是星載可見光遙感相機的組成示意框圖，它不僅給出了相機的典型組成，同時還對相機與衛(wèi)星平臺、數傳系統(tǒng)的關系進行了說明，讀者通過圖1可以直觀地了解相機的組成和工作原理。

圖1　星載可見光遙感相機組成示意框圖

1.2功能

“功能”是產品的本質屬性，與具體實現無關，是一類產品區(qū)別于其他類型產品的關鍵。在說明產品的功能時，應從產品的主要功能和輔助功能兩個方面進行描述。對于產品的主要功能（如相機的成像功能），應從工作原理和工作流程的角度進行描述；對于產品的輔助功能 （如相機的焦距調整、積分時間調整等功能），只需要簡單地列舉即可。

1.3性能

“性能”反映產品的質量，是決定產品是否滿足用戶要求的關鍵。產品的性能通過一系列細化的指標項目體現出來，但并不是所有的指標項目都需要在標準中進行規(guī)定和量化。在篩選指標項目時，應選擇那些用戶關心的、體現產品特點的指標項目，同時這些指標項目還應是反映產品對外性能，且能被檢驗的項目。在規(guī)定具體的指標要求時，應給出明確的指標范圍，對于不能給出明確指標要求的項目 （如相機的分辨率、成像幅寬等），應給出確定指標要求的計算公式、影響因素或約束條件。

另外，由于產品的形式不同，它們在某些指標項目的定義和具體要求上存在差異 （如全色相機和多光譜相機的光譜特性，線陣相機和面陣相機的視場角），對于這些項目，應針對不同形式的產品分別給出具體的要求。同時，還需要在第6章“說明事項”的“分類”一節(jié)中進行說明。對于已經形成產品型譜的產品，還可將型譜簡表歸納總結為資料性附錄，以便更全面地說明產品性能。

1.4接口

“接口”指產品的對外接口，一般分為電接口、機械接口及熱接口。

a）電接口主要包括電源接口和遙測遙控接口。電源接口主要規(guī)定產品的標稱電壓以及對浪涌電流、過流保護等方面的要求；遙測遙控接口主要規(guī)定總線類型、遙控指令類型、遙測參數格式等內容。對于分系統(tǒng)級產品來說，還涉及與其他分系統(tǒng)的接口 （如相機與數傳系統(tǒng)的接口、轉發(fā)器與天線的接口等），主要規(guī)定通信方式、傳輸速率、幀格式等內容。

b）機械接口主要包括質量特性和安裝面。質量特性主要規(guī)定產品的質心、轉動慣量、力學基頻等內容；安裝面主要規(guī)定對產品平面度、表面粗糙度等方面的要求。

c）熱接口主要規(guī)定產品的工作溫度范圍、導熱措施、隔熱措施、溫控措施等內容。對于工作環(huán)境復雜的產品，應針對艙內部分和艙外部分提出不同的熱控要求。

1.5環(huán)境適應性

環(huán)境適應性是指產品能適應什么樣的環(huán)境條件，但對于航天器產品來說，在研制階段是無法把航天器放到真正的空間環(huán)境中去驗證其環(huán)境適應性的，實際工作中通過環(huán)境試驗來模擬空間環(huán)境，以驗證產品的環(huán)境適應性。在說明產品的環(huán)境適應性時，應規(guī)定產品需要進行的試驗項目，包括力學試驗 （涉及沖擊、加速度、正弦振動、隨機振動等試驗項目）、熱試驗（涉及熱真空、熱循環(huán)、熱平衡等試驗項目）、真空放電試驗等，同時還應規(guī)定試驗的條件和量級。另外，對于由多個模塊組成的復雜產品，由于各模塊經歷的空間環(huán)境不同，應針對不同的模塊分別進行規(guī)定。對于相機來說，就需要對相機整體及其各組成模塊分別進行力學試驗、熱試驗等環(huán)境試驗，全方位地驗證其環(huán)境適應性。

1.6其他項目

電磁兼容性、可靠性等項目與產品的研制和應用密切相關，雖然已有GJB 151B－2013《軍用設備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》、GJB 450A－2004《裝備可靠性工作通用要求》等標準對相關問題進行規(guī)定，但這些標準的要求太通用，無法滿足各類航天器產品的不同要求。在說明這些項目時，應根據不同產品的特點對發(fā)射限值、保護限值、開關次數、失效率等方面的內容給出定量要求。

重量、尺寸、功耗、壽命、可靠性等項目與航天器任務需求密切相關，需要根據航天器總體設計和分系統(tǒng)設計進行分配，很難給出統(tǒng)一的要求。

在標準中應說明哪些具體要求按各型號哪些專用技術文件的規(guī)定執(zhí)行。元器件、材料等項目目前已經有 QJ 3065.1－1998《元器件選用管理要求》等標準對相關事宜進行了規(guī)定，在說明這些項目時，直接引用相關標準即可。外觀、標志等項目的描述比較固定，可以參考目前已發(fā)布的標準。

2　“質量保證規(guī)定”的編寫內容及要求

第4章 “質量保證規(guī)定”中主要規(guī)定產品的檢驗分類、檢驗條件、檢驗要求、合格判據、檢驗方法等內容。

2.1鑒定檢驗和交收檢驗

航天器產品的檢驗分為鑒定檢驗和交收檢驗。鑒定檢驗在產品研制階段進行，一般需要對第3章 “要求”中規(guī)定的所有項目進行檢驗。交收檢驗在產品驗收階段進行，相比于鑒定檢驗，交收檢驗的項目會少一些，這主要是因為某些項目 （如過激勵要求、沖擊試驗等）的檢驗方法帶有一定的破壞性，會對產品造成不可修復的損傷。另外，當產品的設計余量很大或繼承性很好時，某些項目 （如微放電試驗、功率耐受試驗等）也可以不進行交收檢驗。

在編寫這部分內容時，應根據各產品研制的實際情況確定各階段需要進行的檢驗項目。除此之外，在說明產品的檢驗要求時，還應對檢驗對象進行規(guī)定。航天行業(yè)對產品質量、可靠性的要求非常高，每套 （臺）上天的設備都必須進行嚴格的交收檢驗。而鑒定檢驗主要針對新研制的產品以及設計、裝配發(fā)生重大變化而重新生產的產品，成熟產品不需要再進行鑒定檢驗。對于交收檢驗來說，還需要規(guī)定合格判據，考慮到航天產品研制難度較大，存在讓步接收等情況，合格判據不宜寫得太死。

2.2檢驗方法

“檢驗方法”一節(jié)需要對第3章 “要求”中涉及的除 “組成”和 “功能”以外的所有項目的檢驗方法進行規(guī)定。對于性能指標項目，其檢驗方法一般包括4部分內容：測試原理、測試示意框圖、測試步驟和數據處理。其中，“測試原理”應說明測試的理論依據；“測試示意框圖”應說明測試系統(tǒng)如何搭建以及被測產品與測試系統(tǒng)之間的連接關系；“測試步驟”應說明檢驗工作具體是如何開展的，需要測量和記錄哪些物理量；“數據處理”應明確需要計算的物理量，并給出相關計算公式。對于某些測試項目 （如轉發(fā)器的輸入輸出特性測試等），還需要對數據進行統(tǒng)計分析、繪制關系曲線等其他數據處理操作。

對于同一個性能指標項目來說 （如相機的調制傳遞函數測試），由于測試條件、測試精度等方面差異，采用不同的測試方法往往會得到不同的測試結果，而性能指標的測試結果又直接關系到產品的驗收通過與否，因此測試方法的選擇就顯得尤為重要。當某一個性能指標項目存在多種測試方法時，應對這些測試方法進行對比分析，選擇產品研制方和用戶共同認可的唯一方法寫入標準，避免因測試方法不同而引起糾紛。

對于環(huán)境適應性、電磁兼容性、老煉等項目，目前已經有了相關的檢驗標準，如QJ 2630《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》、GJB 151B－2013《軍用設備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》和QJ 908B－2012《電子產品老煉試驗條件》等，這些標準對各類產品具有通用性。因此，在編寫這部分內容時，如果產品沒有特殊要求，應盡可能引用現有標準。

壽命、可靠性、安全性等項目對檢驗條件的要求較高，由于研制經費和研制周期的限制，在實際型號研制過程中很難通過測試、試驗等手段進行檢驗，一般都是通過審查相關設計報告的方式來確認在產品設計和研制過程中是否有相應的保障措施。

對于其他項目，一般都是通過數字多用表、量具、衡器直接測量 （如搭接電阻、尺寸、安裝面、重量等），相對來說比較簡單，在編寫這部分內容時，簡單地說明用哪些測試儀器及設備測量產品的哪些參數即可。

3　第6章 “說明事項”的編寫內容及要求

“說明事項”一章需要重點關注 “分類”和“訂購文件中應明確的內容”這兩節(jié)的寫法。“分類”不是寫產品的所有分類，而是寫標準中涉及到的分類要素和分類形式，不同形式產品的性能指標不同，需要分別提要求。“訂購文件中應明確的內容”主要是列舉標準中未明確規(guī)定的內容，包括引用文件的版本、第3章中沒有給出明確指標要求的項目等內容，這些內容需要在產品訂購合同中進行補充說明。另外，如果產品在安裝、使用過程中有什么注意事項，也可以寫在“說明事項”一章中。

經過近50年的發(fā)展，我國的航天器研制取得了巨大進步，覆蓋了通信、遙感、導航、載人、深空探測等領域。標準是一個行業(yè)規(guī)范化的標志，是一個國家軟實力的體現。隨著高分辨率對地觀測系統(tǒng)、空間基礎設施等國家重大專項的啟動和整星出口國際合作項目的增多，為規(guī)范航天器產品研制和提高產品質量，需要通過產品規(guī)范管理好采購和驗收這兩個用戶最關注的環(huán)節(jié)。

標準的編制質量直接決定了標準的使用效果，本文對如何編制航天器產品規(guī)范進行了說明，從通用性的角度讓技術人員對產品規(guī)范的編制有了直觀的認識。但考慮到航天器產品的多樣性和復雜性，在實際編制過程中，技術人員還需要根據不同產品的特點具體問題具體分析，從而有效地提高標準的編制質量，讓標準更好地為型號研制服務。

［1］程旭輝．GJB 0《軍用標準文件編制工作導則》實施指南 ［M］．北京：國防工業(yè)出版社，2001-11.

［2］王一帆．編寫國家軍用標準 （規(guī)范類）應注意的問題 ［J］．機械工業(yè)標準化與質量，2004（7）.

［3］陳筱嫻．編寫軍用通信產品規(guī)范重點章節(jié)應注意的問題 ［J］．中國標準化，2013（3）.

張樂 （1985年—），男，碩士，工程師，專業(yè)方向：航天器及其應用標準化。