航天地面實做產(chǎn)品使用信息平臺的研制與實踐

◎北京航天發(fā)射技術(shù)研究所 張燕 周璇 楊鋒 厲建平 趙明朝

前言

以往航天地面產(chǎn)品只有設(shè)計信息受控、有集中存儲管控，任何時侯均可追蹤查詢產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)狀態(tài)。但一直以來，航天地面實做產(chǎn)品的驗收、使用、檢修、維護等歷史及現(xiàn)狀信息卻未被集中存儲管控，而是混雜于出廠驗收報告、履歷書、試驗報告、發(fā)射總結(jié)、檢修報告、三單、歸零報告中；分散于各檢驗、主管設(shè)計、發(fā)射場人員、巡檢巡修人員、總體人員、項目組人員手中。航天地面實做產(chǎn)品的使用信息卻是至關(guān)重要的。只有各個實做產(chǎn)品使用狀態(tài)信息的準確、完好、可查詢追溯，才能可靠保障航天地面產(chǎn)品參加各項大型試驗任務(wù)及運載系列 “高密度”發(fā)射任務(wù)，有效保證航天地面各系統(tǒng)已批產(chǎn)交付設(shè)備的儲備值守。

因此延長產(chǎn)品信息受控線是必需的，應(yīng)從以往粗放的一類產(chǎn)品設(shè)計狀態(tài)信息受控，向精細化的單個實做產(chǎn)品使用維護狀態(tài)信息受控延伸，這對提高航天產(chǎn)品研制質(zhì)量、提高產(chǎn)品研保能力和效率、提升用戶滿意度，具有重要意義。

航天地面實做產(chǎn)品的特點是種類多、數(shù)量多；重復使用、高頻次、高壽命。每年研制單位都需投入大量的人力、物力去發(fā)射場、用戶等地維護實做產(chǎn)品的完好和使用質(zhì)量。因此根據(jù)航天地面設(shè)備自身的需求特點對航天地面實做產(chǎn)品使用信息平臺提出了以下3個方面的研制要求：

1、實做產(chǎn)品的使用信息集中管控要求

以往因為沒有單個實做產(chǎn)品逐臺份的使用維護數(shù)據(jù)，無法追蹤、收集、共享、查詢和匯總、分析實做產(chǎn)品的使用質(zhì)量，對各項目實做產(chǎn)品的統(tǒng)一管控、狀態(tài)控制、產(chǎn)品維護及質(zhì)量問題處理等帶來不便。

2、實做產(chǎn)品使用信息的大數(shù)據(jù)管理要求

長期以來航天地面實做產(chǎn)品在使用維護過程中積累了大量的數(shù)據(jù)。首先，每個項目設(shè)計產(chǎn)品自頂向下（即顆粒度從大至?。┑姆N類多至成百上千種；其次，項目中每類設(shè)計產(chǎn)品的實做產(chǎn)品數(shù)量又隨著批產(chǎn)交付，在成倍增加，數(shù)據(jù)量增大至上萬個；最終，項目中每個批產(chǎn)實做產(chǎn)品又隨著大型試驗的使用次數(shù)、維護值守時間的延長，數(shù)據(jù)量增大至數(shù)十萬個。再考慮到一個企業(yè)內(nèi)有幾十個項目，因此企業(yè)內(nèi)的實做產(chǎn)品使用質(zhì)量信息數(shù)據(jù)量應(yīng)能達到千萬個量級。

3、實做產(chǎn)品的使用信息與設(shè)計信息一一對應(yīng)的要求

實做產(chǎn)品使用信息平臺的數(shù)據(jù)至少要從出廠驗收數(shù)據(jù)開始，包括大型地面試驗、歷次航天發(fā)射試驗，直至產(chǎn)品交付用戶售后階段的逐年各項維護、維修的綜合信息。另外，考慮到航天發(fā)射場的圖文物狀態(tài)一致性要求、產(chǎn)品批次實物狀態(tài)與設(shè)計技術(shù)狀態(tài)一一對應(yīng)的質(zhì)量要求，該信息平臺要管理從實做產(chǎn)品狀態(tài)對應(yīng)的設(shè)計模型（圖樣）文件、技術(shù)狀態(tài)變化三單信息開始的產(chǎn)品全生命周期鏈條信息。

一、兩化結(jié)合的方案

航天產(chǎn)品的研制特點是產(chǎn)品使用質(zhì)量設(shè)計負責制。但研究所僅是航天產(chǎn)品的設(shè)計單位，而不是制造單位。實做產(chǎn)品的制造工藝和產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量信息不在研究所的把控范圍內(nèi)。但航天實做產(chǎn)品的最終使用質(zhì)量和用戶滿意又是研究所最重要的責任。

因此就產(chǎn)品研制到使用的全生命周期鏈條信息而言，研究所對產(chǎn)品有一處的生產(chǎn)信息是斷裂的?，F(xiàn)采取了實做產(chǎn)品使用信息直接與設(shè)計信息對接的措施，來彌補制造信息的缺失，從而實現(xiàn)了實做產(chǎn)品使用信息的完整性。

（一）梳理實做產(chǎn)品使用信息的業(yè)務(wù)模式

通過對航天地面典型項目的實做產(chǎn)品“臺帳”信息的需求梳理，歸納總結(jié)出實做產(chǎn)品使用信息需要的15類數(shù)據(jù)模版，它們分別是：

產(chǎn)品實物基本數(shù)據(jù)、產(chǎn)品出廠驗收數(shù)據(jù)、產(chǎn)品出廠交付數(shù)據(jù)、產(chǎn)品地面試驗數(shù)據(jù)、產(chǎn)品發(fā)射試驗數(shù)據(jù)、產(chǎn)品定期校驗數(shù)據(jù)、產(chǎn)品定期檢修數(shù)據(jù)、故障維修數(shù)據(jù)、產(chǎn)品使用壽命（包括里程、次數(shù)和時間三種類型壽命類型）數(shù)據(jù)、技術(shù)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)、更改單數(shù)據(jù)、質(zhì)疑單數(shù)據(jù)、偏離單數(shù)據(jù)、軟件產(chǎn)品數(shù)據(jù)、產(chǎn)品備件庫數(shù)據(jù)。通過這15類、共計302個屬性字段的數(shù)據(jù)梳理，基本覆蓋并滿足了航天地面設(shè)備對實做產(chǎn)品使用信息所有事件的需求。

同時這15類實做產(chǎn)品信息還彼此有關(guān)聯(lián)、嵌套的使用關(guān)系，例如：當某個有產(chǎn)品代號和產(chǎn)品編號的實物產(chǎn)品參加了一次航天發(fā)射試驗時，根據(jù)實際需要同時關(guān)聯(lián)填寫與該實做產(chǎn)品此次使用相關(guān)的——產(chǎn)品實物基本數(shù)據(jù)、產(chǎn)品出廠驗收數(shù)據(jù)、產(chǎn)品定期校驗數(shù)據(jù)、產(chǎn)品發(fā)射試驗數(shù)據(jù)、故障維修數(shù)據(jù)、產(chǎn)品備件庫數(shù)據(jù)等多個數(shù)據(jù)信息。以此類推，有多少具體的實做產(chǎn)品參加了此次航天發(fā)射試驗，就需要錄入多少個上述數(shù)據(jù)信息。

通過將這些離散的元數(shù)據(jù)逐個錄入至“航天地面實做產(chǎn)品使用信息平臺”，來替代航天發(fā)射試驗總結(jié)報告的編寫。等需要跟蹤實做產(chǎn)品信息時，又能夠通過檢索、查詢、匯總、導出的方式，還原某次航天發(fā)射試驗所有實做產(chǎn)品狀態(tài)信息的匯總、分析結(jié)果。

（二）實做產(chǎn)品信息與設(shè)計信息的一一對應(yīng)

對于設(shè)計產(chǎn)品有技術(shù)狀態(tài)變化時會面臨：某批實做產(chǎn)品對應(yīng)某設(shè)計產(chǎn)品的一個技術(shù)狀態(tài)；而另一批實做產(chǎn)品對應(yīng)了該設(shè)計產(chǎn)品的另一個技術(shù)狀態(tài)。

該實做產(chǎn)品信息平臺采用了與設(shè)計平臺共用PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)）平臺的方式，通過將有產(chǎn)品代號、產(chǎn)品編號的實做產(chǎn)品基本信息與同技術(shù)狀態(tài)的設(shè)計信息模型（圖樣）文件相映射關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)了實做產(chǎn)品的使用信息與產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)狀態(tài)信息一一對應(yīng)，保持圖文物技術(shù)狀態(tài)一致的查詢檢索功能。

（三）簡練的實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

理論上分析：每一類設(shè)計產(chǎn)品都會有許許多多個的實做產(chǎn)品。按照每一類設(shè)計產(chǎn)品的顆粒度從系統(tǒng)到分系統(tǒng)、單機、組件、部件、零件，那就需要自頂向下的去創(chuàng)建一個個實做產(chǎn)品信息“臺帳”。

但實際上，對于實做產(chǎn)品使用質(zhì)量的信息平臺，沒有必要與設(shè)計產(chǎn)品同等顆粒度。

實做產(chǎn)品的使用信息僅與使用階段保障產(chǎn)品完好的維護、維修、大修的要求和約束信息緊密相關(guān)。實做產(chǎn)品的底層節(jié)點（即最小顆粒度）根據(jù)其特點，并不是結(jié)構(gòu)上不可再分的零件。判斷節(jié)點是否再分是根據(jù)基層級、中繼級、基地級可拆卸分解、更換的備件或零件的維修性、互換性而定。底層節(jié)點可以是諸如零件一樣的基本單元，也可以是一個部件或一個組件。即，實做產(chǎn)品使用中用到哪個層級（顆粒度），就建到哪個層級。這樣的實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與設(shè)計產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)化簡練了許多。

航天地面的實做產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一般只到三級，例如XX供氣系統(tǒng)——XX配氣臺——XX閥件；XX特種車——XX控制柜——XX旋鈕。

二、平臺研制與實踐

（一）便捷的數(shù)據(jù)錄入模式

雖然確立了簡練的實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但每一次任務(wù)后，需要錄入平臺的實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)量仍是較大的。如果一個個信息逐項錄入，會給任務(wù)人員增加負擔，不便于信息平臺的推廣使用。

因此該平臺開發(fā)了excel表，將眾多實做產(chǎn)品的同一種使用數(shù)據(jù)匯總批量導入，然后平臺自動將匯總表拆解成每一個實做產(chǎn)品的元數(shù)據(jù)進行存儲和展示。

圖1 實做產(chǎn)品信息的查詢、統(tǒng)計

批量導入實做產(chǎn)品使用信息的方式，大大提高了該平臺的使用便捷性。例如，一個主管設(shè)計參加了某次試驗任務(wù)，由于人力資源優(yōu)化分工，他一個人同時還兼任了其他3個崗位的任務(wù)。根據(jù)簡練的實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他仍需要錄入3個層級、24個實做產(chǎn)品的各5種使用信息，即他任務(wù)后需要將120個使用信息錄入到平臺中。如果120個信息一個個的分別填寫，粗略估算需要10h；但采用excel表批量導入信息時，只需要分別導入5種使用信息的匯總表，從填寫信息到導入平臺，粗略估算只需要1h。

（二）便捷的信息查詢和匯總、統(tǒng)計

對已經(jīng)錄入平臺的實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)，有權(quán)限人員可以根據(jù)任何已知信息，進行查詢和匯總。

例如：已知產(chǎn)品名稱，可以查詢出所有該產(chǎn)品名稱的實做產(chǎn)品信息；已知發(fā)射場任務(wù)代號，可以查詢出所有該次發(fā)射場任務(wù)的實做產(chǎn)品信息。

已知的信息越多，即添加的查詢條件越多，越容易過濾、查詢到具體實做產(chǎn)品的某個使用維護信息。

當需要匯總某項目某次任務(wù)的所有實做產(chǎn)品使用信息時，可將查詢到的實做產(chǎn)品信息全部列表展示后，按照需求進行排序、過濾，并匯總導出，便于分析、統(tǒng)計、決策。（參見圖1）

（三）實做產(chǎn)品代際關(guān)系的信息檢索

以往只有設(shè)計產(chǎn)品狀態(tài)受控時，通過查詢圖紙或模型，只能知道產(chǎn)品的設(shè)計裝配結(jié)構(gòu)隸屬關(guān)系。但是，對于有具體產(chǎn)品編號的實做產(chǎn)品，卻無法查詢出在某個發(fā)射場或某個批產(chǎn)交付系統(tǒng)中，哪個具體產(chǎn)品編號的單機從屬于哪個具體產(chǎn)品編號的分系統(tǒng)；哪個具體產(chǎn)品編號的閥件裝配于哪個具體產(chǎn)品編號的配氣臺中。

現(xiàn)在通過實做產(chǎn)品信息平臺，只要數(shù)據(jù)信息已經(jīng)錄入，就可以實現(xiàn)對實做產(chǎn)品“爺、父、子”代際關(guān)系的遍歷查詢。例如：如果想查某一個配氣臺里的閥件故障維護記錄，只需輸入該配氣臺的產(chǎn)品編號，就可按“父、子”代際關(guān)系向下，查出該閥件的具體產(chǎn)品編號，并查出該產(chǎn)品編號閥件的任何使用維護記錄。（參見圖2）

（四）實做產(chǎn)品信息的權(quán)限

將該平臺內(nèi)的用戶，根據(jù)不同項目分別創(chuàng)建項目權(quán)限，在該項目內(nèi)的人員具有查看該項目實做產(chǎn)品使用信息的權(quán)限，而項目外人員看不到該項目實做產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)。

只有實做產(chǎn)品的創(chuàng)建人員及與其同組的人員或特殊添加的人員，才具有錄入和修改該實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)的權(quán)限。

（五）實做產(chǎn)品信息的受控

當實做產(chǎn)品信息錄入系統(tǒng)后，可以批量數(shù)據(jù)走流程審簽，使數(shù)據(jù)內(nèi)容得到確認和受控。

當實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息有誤或者有變化需要修改時，已簽署受控的信息仍可由原錄入者進行修改，重新發(fā)起流程對修改后的信息進行受控。

圖2 實做產(chǎn)品代際關(guān)系的信息檢索

（六）本地安裝和瀏覽器兩種模式

根據(jù)企業(yè)需求，研發(fā)了本地安裝和瀏覽器兩種應(yīng)用模式并存的實做產(chǎn)品信息平臺。兩種模式各有其特點及其應(yīng)用場景：

本地安裝模式的信息平臺功能最為全面，特別是便于實做產(chǎn)品信息的批量錄入；瀏覽器模式的信息平臺便于異地和管理層對實做產(chǎn)品數(shù)據(jù)的簡單應(yīng)用，例如審批和瀏覽查詢。

三、實踐效果

該平臺研制完成后，編寫了2本相關(guān)的使用說明書，完成了2個操作視頻放置于企業(yè)公用K盤；進行了6次大型用戶培訓以及12次種子選手一對一的授課；完成了相關(guān)3個所標的發(fā)布，并編寫了《地面發(fā)射支持系統(tǒng)產(chǎn)品信息庫錄入要求》。

該平臺試用期間，以XX系列的高密度發(fā)射和某項目交付設(shè)備的巡檢巡修——兩個項目為典型應(yīng)用，已上傳數(shù)據(jù)近萬條。

實踐效果如下：

1、實現(xiàn)了實做產(chǎn)品信息的共享、集中

該平臺收集實做產(chǎn)品的各項信息，形成設(shè)計人員、發(fā)射場人員、巡檢巡修人員及項目組管理人員共用的實做產(chǎn)品信息跟蹤平臺，實現(xiàn)了實做產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)狀態(tài)、出廠交付狀態(tài)、使用及售后服務(wù)等過程信息的快速查閱和各方信息共享，為統(tǒng)籌開展產(chǎn)品綜合保障服務(wù)、產(chǎn)品問題處理以及產(chǎn)品維護任務(wù)閉環(huán)完成情況提供了基礎(chǔ)。

2、實現(xiàn)了實做產(chǎn)品的使用信息大數(shù)據(jù)要求

實做產(chǎn)品的各項使用信息可追溯，使實做產(chǎn)品從傳統(tǒng)的無信息模式向系統(tǒng)、全面的大數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)變，優(yōu)化了信息鏈條和環(huán)節(jié)，提升了能力和效率。

3、產(chǎn)品實物質(zhì)量受控

實做產(chǎn)品的使用信息與設(shè)計技術(shù)狀態(tài)一一對應(yīng)，產(chǎn)品主管人員與替崗人員產(chǎn)品實物狀態(tài)交接清楚。實做產(chǎn)品信息平臺的效益主要體現(xiàn)為加強了實做產(chǎn)品使用技術(shù)狀態(tài)的精細化控制，規(guī)范、落實了產(chǎn)品全生命周期管控要求，使實物產(chǎn)品使用質(zhì)量水平得到提升，保障了發(fā)射任務(wù)。

四、結(jié)束語

現(xiàn)“航天地面實做產(chǎn)品使用信息平臺”經(jīng)過試用穩(wěn)定后，已正式推廣應(yīng)用至我研究所的所有項目。隨著實做產(chǎn)品使用信息的陸續(xù)錄入，可進一步挖掘這些大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總價值，將蘊含的關(guān)于產(chǎn)品使用特征、產(chǎn)品固有性能、售后維護規(guī)律、企業(yè)發(fā)展趨勢等相關(guān)的寶貴信息進一步顯性提煉出來，為航天地面產(chǎn)品的研保發(fā)揮出更大作用。