航天產品分級分類方法研究

卿壽松、韓天龍、張妍、尹玉明 /中國航天標準化研究所

黨的十九大報告提出，中國特色社會主義進入新時代，我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，并明確提出了建設航天強國、質量強國戰略，這是中國特色社會主義進入新時代航天科技工業建設的奮斗目標。中國航天科技集團有限公司肩負著發展航天事業、建設航天強國的神圣使命，航天科技集團第七次工作會議明確提出了建設覆蓋“全領域、全級次、全過程、全要素”的型號供應商管理體系，以及型號與產品驅動并重的科研生產模式，為高質量發展提供體制機制保障。

2018 年，航天科技集團發布了《航天型號供應商管理及體系建設指導意見》，明確提出對供應商實施分級分類管理。2019 年，航天科技集團發布了《集團公司新時期產品化工作總體實施方案》，形成與航天型號發展相適應的新時期產品化工作管理新模式。為了全面提升供應商管理水平，適應新時期產品化工作需要，提供管理支撐，航天科技集團組織開展了航天產品分級分類研究。

一、基本概念及存在的問題

1.分類學

根據《漢語大辭典》，“分”即區劃開，“類”即很多相似事物的綜合，“分類”即根據事物的特點分別歸類。分類學是區分事物類別的學科，有廣義和狹義之分。廣義分類學是系統學，指分門別類的學科；狹義分類學特指生物分類學。航天產品分類應屬于系統學的范疇。

系統學作為可提供把握事物復雜性的方法論，本質上是研究客體對象的功能行為和特征，而不深究于對象本質；其研究對象與研究目的相關，具有相對性，便于研究復雜系統。

航天系統涉及的學科領域廣泛、技術難度大、專業面廣，隸屬于簡單巨系統，是典型的復雜系統，適用于系統學的研究范疇，可通過對航天系統的子系統、要素功能、用途等特征進行研究，按照工作需求形成科學的航天產品分類方法。

2.航天產品

QJ1714A-1999《航天產品設計文件管理制度》將航天產品定義為：“航天產品系指導彈、運載火箭、航天器、地面設備等及其組成部分，包括‘硬件產品 ’和‘軟件產品’”。航天產品構成復雜多樣，與國內各行各業都有關系，需要大量協作配套單位的支撐。如果不形成一套規范的航天產品結構體系，將會給產品乃至供應商管理等工作帶來更多難題。

3.存在的問題

目前，國內在航天產品分級分類研究方面已經開展了部分工作，發布了QJ 20398-2016《衛星產品分級分類與代碼》、QJ 20399-2016《運載火箭分級分類與代碼》等標準，開展了星箭產品型譜研究等工作，但仍存在以下問題：

一是成果覆蓋不全面?，F有標準僅規定了星箭單機級以上產品的分級分類方法，其中單機產品僅提出按照專業劃分，對于實際操作的指導意義不強。同時，產品型譜僅涵蓋86 類星箭領域重點單機產品，未完整涵蓋全部領域產品，現有成果無法滿足航天產品的工作需求。

二是產品名稱不統一。產品名稱在產品分類方法研究中的作用至關重要，不同單位、不同領域對于同一功能產品的命名方式不同，如艙體的命名存在儀器艙、連接艙和尾艙等多種命名方式，規范統一的分級分類方法需要統一的名稱支撐，便于在應用中形成共識。

三是劃分維度不一致。按照研制單位或領域特點研究已形成的分級分類成果，對于部分在不同領域功能相同或相近的單機來說，其所處層次或所屬類別可能相差甚遠。而對于單機、部件等功能性產品，更應打破領域界限，保持維度一致，使其可直接與產品配套單位相關聯，提升管理效率。

二、國內外基本情況

1.美國航天工業供應鏈層級

自2011 年起，美國陶銳集團公司（Tauri）按照美國國防部“逐部類逐層級”評估美國國防工業八大部類工業基礎的總體要求，對美國航天工業(衛星和運載火箭)供應鏈進行了分析評估，供應鏈層級按照系統、分系統、組裝件、部件和零件、硬件和材料等5 個層次進行劃分。其中，對于衛星系統，分系統分為電源、推進等7 項，組裝件分為磁力計、輻射計等47 項，部件和零件分為解析器、變壓器等31 項，硬件和材料分為氨、密封墊等32 項；對于運載火箭系統，分系統分為電源、結構等6 項，組裝件分為級間段、計算機等36 項，部件和零件分為比較儀、陀螺儀等38 項，硬件和材料分為氨、密封墊等33 項。美國航天工業供應鏈層級劃分情況見表1。

2.國內研究現狀

（1）現行相關標準

QJ 1714.1B-2011《航天產品設計文件管理制度 第一部分：總則》。標準規定了航天硬件產品按照零件、部件、組（整）件、設備（裝置）、分系統、系統等6 個層級劃分，并進行了相應定義。其中，“設備（裝置）”與目前使用較多的“單機”含義和范圍相近，而且此分級方法從系統到零件覆蓋完全，符合目前產品實際，這種分級方法可以作為參考。

QJ 20398-2016《衛星產品分級分類與代碼》。標準規定了衛星單機級以上產品的分級分類要求，根據構成衛星產品的層次結構，按照功能分解的原則及功能系統的從屬關系，將衛星產品分為衛星總體、分系統和單機3 級。衛星總體可按任務性質、衛星質量、衛星運行軌道、生產型號系列、衛星壽命等維度劃分；分系統按衛星平臺所屬分系統和衛星有效載荷所屬分系統劃分；衛星單機按照單機產品的專業特性劃分。

QJ 20399-2016《運載火箭產品分級分類與代碼》。標準規定了運載火箭單機級以上產品的分級分類要求，依據構成運載火箭的產品層次結構，按照功能分解的原則及功能系統的從屬關系，將運載火箭產品分為運載火箭總體、分系統和單機3 級。運載火箭總體可按國產系列型號、軌道運載能力、級數、級間組合形式、發動機類型、芯級直徑等維度劃分；分系統按運載火箭所屬分系統劃分；運載火箭單機按照產品專業特性劃分。

QJA 40-2009《航天型號配套物資分類與代碼》。該標準是系列標準，規定了航天型號用元器件、緊固件、金屬材料、非金屬材料和復合材料分類與編碼的原則與方法，并給出分類與代碼。電氣、電子和機電元器件部分，按其本質屬性進行分類編碼；緊固件部分，按航天型號緊固件的使用和管理特點進行分類；金屬材料和非金屬材料部分，按其基本屬性進行分類，可分為4 個層級；復合材料部分，一般分為3 個層級，第一層按復合材料基體的屬性進行分類，下一層次依據材料屬性、形態等進行分類。

（2）產品型譜研究

2008 年，航天科技集團開始型譜的編制工作，2015 年形成了86 類宇航通用單機產品型譜。衛星通用單機產品涉及結構與機構、導航制導與控制、測控與通信、熱控制、電源與供配電、推進、天線、數據管理、數據傳輸、通信有效載荷、光學遙感有效載荷、微波遙感有效載荷、導航有效載荷13 個專業53 類產品，運載火箭通用單機涉及箭體結構、動力系統、控制系統、測量系統、電源產品、火工裝置6 個專業33 類產品。

（3）國內系統級設備商產品層級

以華為公司為例，國內大部分系統級設備商的產品開發貨架分為7 層，如圖1 所示。

產品開發貨架根據產品或技術成熟情況按照系統、子系統、整機、單機、部件、組件、器件進行劃分，不同層次、級別的產品/技術都是貨架的一部分，在產品開發時可以參考貨架上的成熟產品或技術進行更優選擇，以實現共享和快速交付。

在確立產品貨架層級的基礎上，按照面向對象或客戶，將產品分為3 類：一是內部共享產品，又名內部共用基礎模塊（CBB），指在不同產品之間公用的器件、部件、模塊，通常指1、2、3 級，與專業技術相關；二是面向細分客戶群的產品，指面向某一客戶群的單機、整機或軟件模塊，可作為上一層的共享模塊，常指3、4、5 級；三是解決方案級產品，指需要跨幾個產品或領域進行系統集成的產品組合，部分分系統能共享，但系統基本上能在產品基礎上進行一定定制，通常指6、7 級。

三、分級分類研究

1.分級分類原則

系統全面。以系統概念作為出發點，符合分類學原理；面向武器和宇航等業務領域，覆蓋全面。

繼承發展。對于系統、分系統、原材料、元器件等，總結并繼承現行標準以及型譜等相關工作成果；對于單機、部組件產品，充分考慮技術發展情況，提出分類方法，引領未來發展。

橫向貫通。打破型號與領域界限，單機產品按照專業劃分類別，同時優化整合相同或相近的產品，避免多領域交叉與冗余，實現產品名稱、規范等橫向一致。

縱向到底。按照層級配套關系開展研究，面向各業務領域從系統、分系統、單機、部組件到原材料、元器件等基礎產品等進行分級。其中，單機產品作為重點全面管控。

開放實用。面向各研制單位、供應商開放使用，可用于支撐型號選用、信息化建設等工作，提升操作性、實用性。同時，其他相關工作亦可進行參照。

2.分級思路

依據“系統全面”“繼承發展”“縱向到底”的原則，航天產品分級方法應以產品特點劃分層級。對于單機級以上產品，以所屬型號研制特點與流程為主線劃分；對于單機級及以下產品，以其功能屬性為主線劃分。應以產品的結構層次為基礎，完整覆蓋系統、分系統、單機、部件、組件、零件、元器件、原材料等全要素，以及研制生產全流程；應繼承現有標準中的已有成果，單機級以上產品按照系統、分系統、單機劃分產品層級；應保持產品的所屬層級唯一，針對同類產品在獨立交付與配套交付2 種方式中產品層級可能不一致的問題，依據產品實際進行統一。

圖1 華為公司產品開發貨架層次

參考QJ1714.1B 以及相近層級產品特點，將部件與組件統稱為“部組件”；參考QJA40 及產品化工作實際，將元器件、緊固件、金屬材料、非金屬材料、復合材料和零件統稱為“基礎產品”。在此基礎上，提出航天產品按照系統、分系統、單機、部組件、基礎產品等5 級劃分。

3.分類思路

依據“繼承發展”“橫向貫通”“開放實用”的工作原則，在分級思路的基礎上，圍繞產品研制實際和功能特性對具有共性的產品進行合并，形成統一的產品類別。在此基礎上，以產品層級為主線，依據不同層級產品的功能特性分別研究并分類。各層級產品分類思路包括：

（5）完善項目庫的建設。項目庫是預算管理的基礎和支撐，對項目庫實行常年開放和滾動管理。一是強化項目庫約束。未納入項目庫管理的項目，原則上不予安排預算資金。二是做好日常項目編報和管理。對于經論證通過的項目，應及時納入項目庫，成熟一個，編報一個，并依據“輕重緩急”排序。一旦學校有專項資金到達，財務部門就可以依據到達的資金額度和項目排序安排預算，改變以往臨時申報、評審、立項的做法，大大提高資金的下達效率。

系統。按照業務領域或任務實際，劃分為武器系統、運載火箭系統、空間飛行器系統及其他。其中，武器可按照發動機類型、發射平臺等維度細化；運載火箭可參考QJ20399 細化；空間飛行器中衛星產品可參考QJ20398 細化。

分系統。其功能特性等與所屬系統相關，應結合所屬系統的用途、功能等屬性劃分。

單機。作為可獨立完成某項使用功能的產品，需獨立交付，為了在供應商管理過程中針對同類產品制定的相關質量要求做到全面管控，首先應對相同或相近功能產品進行歸并。在此基礎上，鑒于目前航天科技集團所涉及的單機產品較多，為分類方法科學清晰，便于后續管理工作實施，提出將單機產品按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4 個層級劃分。

單機的第Ⅰ層級按照機械、電子等專業類別分類，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ層級是在第Ⅰ層級的基礎上，根據產品功能屬性、工藝等特征劃分。各層級間產品應保持結構層次一致，不存在從屬關系。各層級分類情況示意見圖2。

圖2 航天產品各層級分類情況示意圖

部組件。航天科技集團涉及的部組件數量較大，為優化管理流程，提出按照機構、結構等專業特性劃分，相關單位在實際工作中進行細化。

基礎產品。繼承現有成果，參照Q/QJA 40 進行分類。

航天產品的分級分類思路研究可為全級次產品的合格供應商名錄制定提供依據，推動“全領域、全級次、全過程、全要素”的型號供應商管理體系建設；可為新時期產品化工作中型譜對象產品清單的建立提供依據，推動產品型譜體系、產品貨架建設與貨架產品管理，為后續產品規范編制提供基礎；可為“兩化”融合及管理信息化建設等工作提供理論依據，為推動航天科技集團以質量為中心的供應商管理、產品化工作以及與型號及產品驅動并重的科研生產模式轉型提供支撐?！?/p>