航天器系統工程標準實施數據分析

彭洪江

（中國航天科技集團有限公司五院512所，北京，100086）

航天器系統工程是一項大型復雜綜合性系統工程，涉及航天器任務分析、航天器工程、姿態和軌道控制、結構與機構、熱控制、電源和供配電、測控和通信、電磁兼容性、產品保證等眾多專業技術，以及項目管理等現代管理方法，包括航天器設計、制造、總裝、試驗和測試、發射和在軌運行全過程所有活動。

航天器系統工程標準化以航天器系統工程涉及的所有專業、產品、方法和活動為標準化對象，對現實問題或潛在問題制定共同使用和重復使用的條款——標準，以獲得最佳的秩序和最佳效益。從理論上來講，對這些標準化對象進行標準化的機會是均等的。但是由于經費、人力、物力等資源有限，又不可能做到機會均等，需要進行標準化決策，以確定對哪些對象進行標準化、標準化的順序是什么，以及怎樣開展標準化。另外，影響標準化決策的因素還包括國家戰略、企業規劃、科技創新、政策導向、技術水平、市場需求、國際貿易、標準化效益以及決策者偏好等。

目前，關于標準化決策的文獻資料極少，標準化決策方法也局限于專家咨詢法、會議評審法、層次分析法和調查評估法等常規方法。這些決策方法，主觀性相對較強，定量成分少，定性成分多，不易令人信服。

盡管影響標準化決策的因素復雜多樣，從輸入方面難以找到解決標準化決策的客觀、量化方法。但是，作為標準化輸出的標準的使用情況，可以直觀判斷標準化決策成功與否。從標準實施情況出發，總結規律，能夠為標準化決策提供直觀有效的依據。本文引入變量 “標準使用頻次”，對五院航天器標準數據庫中航天器系統工程標準使用情況進行統計分析，給出各專業標準化優先順序，探索客觀、量化的標準化決策方法。

1　航天器系統工程標準范圍及分類

1.1　航天器系統工程標準范圍

筆者將航天器系統工程標準范圍限定為五院院級標準，主要是出于為五院院級航天器系統工程標準化決策提供依據的目的。另外，還有以下幾點考慮。

a）雖然航天器系統工程標準涉及國家標準、國家軍用標準、航天行業標準、航天科技集團公司標準和五院、八院等院級標準，以及載人航天、北斗導航、高分等專項標準，但是，由于標準的發布單位或部門不同，標準的目的不同，使用范圍也不相同，對不同單位或部門發布的標準在使用上進行比較，對我院標準化決策沒有太多的實際意義。

b）五院院級標準基本覆蓋航天器系統工程各專業和技術，能夠反映航天器系統工程標準化決策的典型結果。

c）只有五院院級標準使用數據我們可獲得，此外的標準我們很難得到全面、有效、可靠的實施數據。而五院院級標準，由于航天器標準全文數據庫對全院開放，各所廠也將其數據庫進行了鏈接，因此，獲得的數據比較全面、可靠、客觀。

1.2　航天器系統工程標準分類

標準可以從不同的角度，依據不同屬性進行分類。本文按照標準化對象的專業屬性，結合航天器標準體系規劃的層次，將航天器系統工程標準分為三大類、22子類，具體分類見表1。“項目管理標準”包括項目范圍管理、項目風險管理、技術狀態管理等標準，由于標準數量較少，沒有細分子類。

表1　按標準化對象專業屬性的標準分類

作為主分類的補充，筆者主要從標準的功能維度，對術語標準、接口標準、設計指南、設計規范、工藝規范、產品規范、技術要求、試驗方法、測試方法、編寫規定、檢定規程和校準規范等11類標準進行分析研究。

2　航天器系統工程標準數據采集

航天器系統工程標準使用情況的數據全部來自航天器標準全文數據庫。截至2017年12月4日，現行有效五院院級標準共計1210項。

對于每項標準，選取從2006年12月航天器標準數據庫試運行開始，至2017年12月4日上午9點為止，標準累積瀏覽次數作為分析研究的基礎數據。2006年12月以前標準的使用情況沒有統計在內。2006年12月以后發布實施的標準，從標準發布后錄入數據庫系統起統計使用情況。對于不同版本的標準，由于其標準化對象沒有改變或稍微變化，本文將各版本標準瀏覽次數之和作為分析研究的基礎數據。

對于每一類標準，由基礎數據得到其各項標準累積瀏覽次數的算術平均值，作為分析研究的對比數據。項目管理標準不劃分子類進行分析，產品保證標準和工程標準按照表1中給定的子類進行分析。功能維度的標準不劃分子類進行分析。

由基礎數據得到航天器系統工程所有標準累積瀏覽次數的算術平均值和中位數，作為每一類標準使用情況研究的對比基準數據。

標準瀏覽次數與使用頻次存在正向相關性，瀏覽次數越高，標準的使用頻次越高。建立準確的回歸關系非常困難，且本文研究的目的在于確定優先順序，因此，假定瀏覽次數等同于使用頻次 （以下統稱為使用頻次）。

3　航天器系統工程標準數據分析結果

3.1　標準數據分析總體結果

航天器系統工程標準使用頻次總平均值為576次，有373項標準的使用頻次超過總平均值，占所有標準的31%。標準使用頻次中位數為326次。位列標準使用頻次前三位的是：《航天器研制技術流程編寫規定》（8226次）、《航天器常用非金屬材料復驗規定》 （7723次）、《航天器元器件降準則》（6507次）。有108項標準使用頻次沒有超過50次。

3.2　專業標準數據分析結果

圖1給出了按照標準化對象專業屬性的標準分類以及專業標準的數據分析結果。不同專業標準在使用頻次上存在著顯著的差異。從專業標準使用頻次得到的標準化決策優先順序見表2。

項目管理標準的使用頻次最高，其次由高到低的順序：環境工程標準＞產品保證管理標準＞質量保證標準＞可靠性和環境適應性保證標準＞元器件保證標準＞軟件保證標準＞熱控制標準＞材料、零件和工藝保證標準＞總體標準＞電源和總體電路標準，這些專業標準的平均使用頻次超過了總平均值。安全性保證標準、制造技術標準、結構與機構標準、有效載荷專業標準、測控和通信標準、地面支持設備保證標準、姿態和軌道控制標準、推進標準的平均使用頻次低于總平均值，但高于或極其接近中位數。數字化設計制造標準、地面接收站、監測站、CDAS站標準和回收與著陸標準的平均使用頻次遠低于中位數。

3.3　功能維度標準數據分析結果

圖2給出了功能維度標準數據分析的結果。從功能維度標準數據分析得到的11類標準的決策優先順序見表3。

圖1　專業標準數據分析結果

表2　由使用頻次得到的專業標準化決策優先順序

表3　11類標準的決策優先順序

圖2　功能維度標準數據分析結果

11類標準在使用頻次上也存在著顯著的差異。設計指南、術語標準和技術要求這3類標準使用頻次遠高于總平均值，位于標準使用頻次的第一梯隊。編寫規定、試驗方法、接口標準、工藝規范這4類標準使用頻次在總平均值附近，位于第二梯隊。設計規范、產品規范和測試方法這3類標準使用頻次略高于中位數。

3.4　分析結果的評估

首先，以上數據分析結果來源于我院航天器標準全文數據庫中標準實際瀏覽次數，對標準瀏覽次數統計的影響，直接會對分析結果帶來偏差。雖然通過數據庫瀏覽標準已經成為主流，但不可否認，會存在一定數量的紙質文檔。紙質文檔的使用次數，難以統計到最終的分析數據中。仍存在以下問題：①航天器標準全文數據庫運行前標準的使用次數沒有統計在內；②航天器標準全文數據庫中的標準發布時間跨度非常大，而標準發布時間的長短，直接影響標準累計瀏覽次數；③某些國家標準、國家軍用標準、行業標準、集團公司標準和 （或）所廠標準與院標準在內容上重復，這些標準的使用，也對院級標準的瀏覽次數產生影響。但是，這些問題，是所有標準類別都需面對的問題，不會對某一類標準瀏覽次數產生較大的相對影響，也不會對分析結果產生特別顯著的影響。

其次，采用各類標準使用頻次的算術平均值作為對比數據，是一種基于靜態的數據分析方法，其結果體現的是存量的優先順序。標準使用頻次是隨時變化的，動態數據缺失，增量狀態難以體現，雖然不會對分析結果產生影響，但是當前狀態下各類標準的使用情況是統計不出來的，會對標準化決策帶來一定的影響。采用算術平均值作為對比數據，還會把每一類標準中使用頻次最高和最低的標準忽略掉。

最后，標準分類相對比較宏觀，總體標準、制造技術標準等標準分類只有進一步細分，才能更好地揭示各類標準使用規律。

綜上所述，盡管航天器系統工程標準存在相當多的干擾因素，但其使用情況分析結果總體上是客觀、合理和可信的。

航天器系統工程各類標準在使用上存在顯著的差異。本文給出的各類別標準化優先順序，能夠為五院院級航天器系統工程標準化決策提供依據。影響航天器系統工程標準化決策的因素很多，究竟哪種因素起決定作用，需要具體問題具體分析。采用標準使用頻次進行統計分析的方法，能夠為標準化決策提供依據和支持，是標準化決策客觀、量化發展的一個研究方向，但尚需進一步完善。