航天產品標準化指標體系探討*

霍玉倩

（中國航天標準化研究所，北京，100071）

近年來，隨著我國航天事業的加速發展，航天科技集團提出了 “以 ‘去兩化’ （去型號化、去任務化）為主要抓手，型號與產品相結合”的標準化推進模式，加強產品的通用化、系列化設計成為簡化產品種類、降低產品成本、提升產品質量的有效手段。長期以來，關于產品的標準化程度，多是以定性要求提出，很難使標準化的要求得到實質性落實。建立航天產品標準化指標體系的評價方法，即通過指標化和定量化使標準的內容得以真正落實。

1 航天產品標準化指標體系的界定

航天產品標準化指標體系的提出，其最終目標是為了簡化產品種類、降低產品成本、提升產品質量。既通過在產品研制過程中，將標準化作為產品的體系化的研制指標提出來，從而達到通過全面落實標準化要求，將標準化要求由定性向定量化發展，提升產品的內在品質和外聯能力的目的，為產品的研制、生產、使用保障建立良好的基礎。在建立指標體系之前，首先要明確標準化在產品中主要體現在哪些方面，通過產品標準化指標體系能夠達到什么效果和目的。

1.1 標準化是產品的內在品質、外部聯系和交換特性的體現

a）產品的內在品質主要體現在產品組成的零部組件成熟度、穩定性和變形發展能力。

b）產品的外部聯系能力主要是產品具有方便地接受廣泛外來信息、能量或/和補給等輸入以及能方便進行預訂的輸出的通用外部接口。

c）產品的外部交換特性主要是產品的組成單元與其他產品的組成單元具有很好的互用性；產品間有很好的輸入和輸出交換。

1.2 標準化指標體系的目標

基于以上三點，我們將標準化的原則 （包括簡化、統一化、系列化、通用化和組合化）注入到產品的內在品質、聯系特性、交換特性，建立基于產品的標準化指標體系，通過具體量化的指標體系，實現如下目標：

提高產品的組合化水平，支持產品的變形發展和維修保障能力。

通過分析和研究標準化原則在產品設計工作中的應用，明晰標準化在產品設計中的作用，提煉和總結出影響航天產品標準化指標體系的幾個方面。

2 航天產品標準化指標體系的設計

標準化指標體系各指標的設計，主要是考慮產品中需要統一的重要方面。根據產品統一化的需要，標準化指標體系應覆蓋產品技術指標的標準化、組成關系的標準化、外聯關系的標準化、保障關系的標準化、產品構建的標準化等方面。這些指標主要是涉及產品使用、保障、利用、交換和交流等方面，也是提升產品工程化程度的重要衡量依據。

標準化指標不只是一個具體的量化指標，還應包括諸多方面，應是一個指標體系。一般劃分為幾個方面，分別建立不同的評估內容及原則。

按照產品統一化需求的思想，為了實現標準化原則在產品設計中的應用，初步提出將標準化指標體系設計分為5大類：指標標準化、 “三化”率、軟件標準化、標準化系數以及文件完整率。見表1。

表1 標準化指標類別

2.1 指標標準化

指標標準化主要指技術指標標準化。技術指標標準化是產品標準化最重要的內容。技術指標的范圍很寬，如結構、電力、通信和接口等是產品涉及最多的技術指標，不能代表產品全部的技術指標，具體產品的技術指標標準化可根據產品的特點，進行增加或刪減。

以結構技術指標為例，結構技術指標標準化是指結構關鍵技術要素符合標準化規定，如產品的重要尺寸、承載能力、形狀關系等。也就是指產品研制時，采用標準規定的產品的技術指標。從而有利于產品使用的統一保障、產品間零部件的互換和互用。結構技術指標的標準化，為產品間建立了主體的統一性。

結構技術指標的標準化的度量為：產品結構技術指標=標準規定的結構體制參數。產品結構體制的參數主要是承載能力的噸位、工作能力的尺寸、結構約束的形狀等。

再如，接口技術指標標準化。接口技術指標標準化通常指接口技術要素符合標準化規定，主要有機械接口、電子接口、電氣接口和光學接口等。只有研制的產品采用標準化的接口體制，不同企業生產的互聯產品才能有效聯通。

產品接口技術指標標準化的度量為：①產品機械接口=標準規定的接口圖樣和要求；②產品電子接口=標準規定的接口圖樣和要求；③產品電氣接口=標準規定的接口圖樣和要求；④產品光學接口=標準規定的接口圖樣和要求。即，上述指標均以相應標準的規定和要求度量。

2.2 “三化”率

2.2.1 通用化率

產品通用化是指除本類產品以外還能在其他類產品適用的狀態。通用化率是產品同層次件中，通用化件所占該層次件的百分比，如組件通用化率、分組件通用化率、部件通用化率、零件通用化率。

產品的組件通用化率 （TZ）計算公式為：TZ= （MTZ／NZ)×100%，MTZ為產品通用化組件數，NZ為產品的組件總數。

產品的分組件通用化率、部件通用化率、零件通用化率計算方法同上。通用化率指標將推動產品由 “1對1”設計向 “1對多”設計轉變。

2.2.2 系列化率

產品系列化通常是對同一類產品發展規律的分析研究和預測，將產品的主要參數、型式、尺寸、基本結構等作出合理的規劃與安排。系列化率是產品同層次件中，系列化件所占該層次件的百分比，如組件系列化率、分組件系列化率、部件系列化率、零件系列化率。

產品組件的系列化率 （XZ）計算公式為：XZ= （MXZ／NZ） ×100%， MXZ為產品系列化組件數，NZ為產品系統的組件總數。

產品的分組件系列化率、部件系列化率、零件系列化率可同理計算。

2.2.3 組合化率

產品組合化是產品按獨立功能劃分形成的功能單元可分解合成的產品，以便于產品的分解設計和分解制造，有利于產品的變型發展和功能擴展。組合化率是產品同層次件中組合化件所占該層次件的百分比，如組件組合化率、分組件組合化率、設備/裝置組合化率。

產品的組件組合化率 （KZ）計算公式：KZ=（MKZ／NZ） ×100%， MKZ為產品組合化組件數， NZ為產品的組件總數。

產品的分組件組合化率、設備/裝置組合化率可同理計算。

2.3 軟件標準化

標準化原則在軟件中的應用，主要體現在軟件成熟度。依據GJB 5000A-2008《軍用軟件研制能力成熟度模型》中的規定，軟件根據研制能力采用分級表示法，將軟件研制能力成熟度分為5個等級：1級為初始級；2級為已管理級；3級為已定義級；4級為已定量管理級；5級為優化級。

2.4 標準化系數

標準化系數分為：標準化件數系數、標準化種數系數和重復系數。一般在標準化大綱中會提出標準化系數的要求。在定型的標準化審查報告中，要求對標準化系數進行嚴格認真計算，并將標準化系數作為考核是否通過標準化審查的依據。

2.4.1 標準化件數系數

標準化件數系數是產品中標準零、部、整（組）件總件數，通用 （借用）零、部、整 （組）件總件數，外購的標準零、部、整 （組）件總件數這三者之和與產品中全部零、部、整 （組）件總件數的比值，具體公式見QJ 20065.13-2011《航天型號標準化文件編制要求 第13部分：設計定型標準化審查報告》附錄A.2。

2.4.2 標準化種數系數

標準化種數系數是產品中標準零、部、整（組）件總的品種數，通用 （借用）零、部、整（組）件總的品種數，外購的標準零、部、整（組）件總的品種數這三者之和與產品中全部零、部、整 （組）件總的品種數的比值，具體公式見QJ 20065.13-2011附錄A.3。

2.4.3 重復系數

重復系數是產品中全部零、部、整 （組）件總件數與總的品種數的比值，具體公式見QJ 20065.13-2011附錄 A.4。

2.5 文件完整率

文件完整性是指技術文件種類的完整性，主要是要求研制提供的技術文件種類要能全面覆蓋研制的全部技術狀態。產品研制需要固化的技術文件種類包括定型蓋章的文件和不蓋章的文件。技術文件的完整性大類包括定型申報類文件、研究試驗文件、設計文件、軟件文檔、其他文檔（相冊、錄像片等）、配套產品的成套設計定型文件。

文件完整率是產品研制時編制的圖樣、表格、文字等技術文件種類數占標準規定的技術文件完整性全部種類數的百分比。文件完整率是產品研制過程對技術狀態進行標準化考核的一項指標。

表2給出了航天產品標準化指標體系各技術指標的名稱及度量標準。

3 產品標準化指標體系的應用

3.1 應用的對象

文中涉及到的航天產品，包括了導彈、運載火箭、航天器、地面設備等及其組成部分。標準化指標體系的提出也滲透到系統、分系統、單機、組件、零部件等各級產品層級，同時也涉及到硬件產品和軟件產品。

但是，文中提出的5類指標并不是在每一個產品都需要全部應用，應用多少指標要根據產品的技術屬性、產品層級等來確定，如沒有軟件的產品就沒有 “軟件標準化”指標。對于單機產品、零部組件產品，考核的指標類別也不盡相同。因此，標準化指標體系各指標的應用可根據實際情況進行剪裁。

3.2 應用的時機

標準化指標體系應用的時機涉及到航天產品的論證、方案、工程研制、定型 （鑒定）等各階段。

a）論證和方案階段，主要是提出具體的各項標準化指標要求，方案階段的指標要求會比論證階段的更具體明確。

表2 航天產品標準化指標體系

b）工程研制階段，通過對產品的設計來落實標準化指標體系中的各項指標，標準化的指標是產品設計的指導性、約束性條件。

c）定型 （鑒定）階段，主要是對照檢查標準化指標體系各項指標的落實情況。

因此，研制后的產品的標準化狀態，通過評價來確定標準化指標體系的落實狀態。產品研制后標準化指標體系各項指標的實施評價，主要依據論證和工程研制的方案確定的內容進行逐項檢查。

3.3 應用的方法

為了方便不同產品、不同產品層級在論證和方案階段提出標準化指標體系的各項指標，應根據不同的產品類型制定出其適用的標準化指標體系評價內容，并列出每項指標對應的相關標準內容。

鑒于5類指標不是在每一個產品中都需要全部應用的，各項指標的確定目標主要依據如下幾種情況：①用于建立產品技術主體的標準，如對技術指標標準化；②為提高產品的系列化程度的，如系列化率；③為提高產品的通用化程度的，如通用化率；④為提高產品的組合化程度的，如組合化率；④為充分利用已有成果、降低產品研制成本，如標準化系數；⑤為規范化的，如文件的完整率。

通過標準化指標體系各項指標的應用，將會大大提升產品的內在品質、對外聯系和交換特性。表3將初步給出不同產品層級、標準化指標體系各指標的選擇和應用情況，供參考。

表3 標準化指標體系指標應用

文中提出的5類標準化指標并不是在每一個產品都需要全部應用的，應用多少指標要根據產品的技術屬性、產品層級等來確定，可根據實際情況進行剪裁。為了方便不同產品、不同產品層級在論證和方案階段提出標準化設計率的各項指標，建議各單位根據不同的產品類型制定出其適用的標準化指標體系要求，并列出每項指標對應的相關標準內容。