以“小微標準”規范設計細節，提升設計質量

張建斌、楊文軍、陳浩 /北京航天自動控制研究所

2019 年，中國航天科技集團有限公司啟動新型企業標準體系建設，推動標準化工作轉型升級。在航天科技集團的統一領導下，各研究院按照《集團公司標準體系建設方案》的總體部署和《加快推進集團公司標準體系建設工作要求（2019—2021 年）》的任務安排，從強化標準化基礎能力著手推動標準“橫向一致”和“縱向貫通”，有力支撐了航天科技集團高質量發展，為確保實現體系建設的目標奠定了堅實基礎。

北京航天自動控制研究所充分落實航天科技集團以“用”為導向、“建”為補充、“管”為保障的管建用協同推進工作總要求，針對標準應用實施過程中橫向不一致、縱向不貫通、執行不到位等問題，聚焦“學標準、用標準”，通過策劃開展系列活動，營造“人人講標準、人人學標準、人人用標準”的良好氛圍，有效推動了標準的宣貫實施。研究所在對設計質量問題進行分析的過程中，有一類質量問題逐漸引起重視。比如，相關設計規范規定采用雙點雙線和繼電器的串并實現冗余設計，但在約束具體設計層面是采用“先并后串”還是“先串后并”、要不要跨接等方面沒有細致約束。在軟件的中斷處理中，約定了優先級，要求規避中斷嵌套，但最為基本的開中斷、關中斷要求不明晰，一些專業的設計細節以設計經驗的形式存在，不能得到有效傳承，因此重復性設計問題時有發生。針對標準或作業指導書規定不夠具體導致的設計質量問題，研究所提出了“小微標準”的概念，組織所內各專業編制了一批內容更具體、更詳細，針對性更強，低于設計作業指導書的標準—小微標準。

一、工作與實踐

1.小微標準的內涵

針對設計規范對專業設計細節規定不夠具體、約束過于籠統的問題，研究所策劃并組織了小微標準的編制工作，將標準化對象聚焦到產品研制或專業工作過程中的某一點或點的一個方面，給出設計、試驗、操作等較為細致的方法、要求、禁忌、提醒等內容作為小微標準，用于指導、規范具體節點細節工作。

2.主要做法

在開展小微標準編制工作之前，針對控制系統涉及專業多、研制流程復雜的具體情況，明確提出選取最為關鍵、容易埋雷的研制環節和歷史上出現過不止一次問題的環節，結合各專業質量案例和“三個面向分析”，圈定了首批優先編寫的小微標準范圍。為確保各專業準確理解小微標準的編制要求，在布置工作時以示例說明的方法向各專業傳遞小微標準的編制思路及切入點，確保小微標準編制質量，并符合“小微”的定義。

以某型號電池激活電壓采樣異常問題為例，該問題的深層次原因是：使用了3 塊帶A/D 采樣的功能板卡且不是獨立電源供電，采集時序設計時僅考慮板級設計正確性，未考慮整機層面多塊板卡并行采樣的影響；對熱電池特性還需要進一步深化認識，摸清電池激活時刻化學反應帶來的電特性變化對整個控制系統電路功能的影響，避免因采樣時序設計疊加熱電池特性變化形成的潛通路。

因此，需要在以下層面進行細化要求和約束：

（1）多塊采樣板且非獨立電源供電時，要考慮采樣的分時性要求怎么實現，此處即可形成一個小微標準1；單板怎么設計，單機內部FPGA 怎么調度，針對此點可以形成小微標準2；需不需要告知系統人員，系統采樣怎么去規劃，可以形成小微標準3。

針對設計規范對專業設計細節規定不夠具體、約束過于籠統的問題，研究所策劃并組織了小微標準的編制工作，將標準化對象聚焦到產品研制或專業工作過程中的某一點或點的一個方面，給出設計、試驗、操作等較為細致的方法、要求、禁忌、提醒等內容作為小微標準，用于指導、規范具體節點細節工作。

（2）電池激活時刻化學反應帶來的電特性變化對整個控制系統電路功能的影響怎樣識別、分析，怎樣讓電池廠家摸底，是否需要在相關任務書要求中提及，可以形成小微標準4。

（3）新電池激活時，需要采取的第三方測試手段有哪些，怎么去判別，可以形成小微標準5。

小微標準1 的標準化對象是多塊板采樣分時性的實現方法，需要明確FPGA 的調度方法和系統采樣化設計方法、要求等內容；小微標準2 的標準化對象是電池激活影響的識別、分析等的方法和要求；小微標準3的標準化對象是電池激活時需要采取的第三方測試方法。通過以上示例，小微標準的編制要求得到準確傳遞。

3.主要成果

按照研究所對小微標準的編制要求，各研究室、專業迅速對本部門、本專業產品研制過程中易發生問題的工作點進行梳理，從設計、試驗、測試、操作等方面共提出小微標準項目89 項，啟動小微標準的編寫工作，經初稿編制、組織審查、報批后，2020 年8 月完成全部89 項小微標準的歸檔和發布，并開始實施，表1 為部分小微標準目錄。89項標準涵蓋了控制系統研制的導航與制導、系統綜合、單機、軟件、試驗等所有專業。目前，各專業已完成標準宣貫培訓，并開始用于指導設計師完成具體設計工作。

表1 部分小微標準編制目錄

二、實踐效果

小微標準概念的提出及實踐是解決標準應用實施過程中“執行不到位”頑疾的一種嘗試，解決了相關專業標準規定不具體，不夠細化、量化，導致在執行層面出現橫向不一致甚至設計錯誤的問題。89 項小微標準指導、規范了控制系統產品研制或專業工作過程中的具體細節工作，給出了設計、試驗、操作的細致要求與內容，一經發布應用就取得了較好的效果，為產品研制的設計效率、設計質量、產品可靠性、測試有效性、操作正確性等方面的提高、提升提供了支撐和保障。

系統總體專業編制的《消反峰電路設計規范》《運載火箭箭地接口電路設計要求》等小微標準，總結、統一了消反峰電路設計原則和推薦設計參數，明確了箭地接口設計準則并給出了推薦設計電路，已應用于地面裝備化系統級產品設計中，并指導了相關型號的設計、改進工作。

軟件專業編制的《地面測發控故障排查要求》，用于系統試驗發生故障后的現場處置，由于試驗條件或工作場景限制不允許保持現場狀態時，在斷電或系統重啟前進行必要操作，獲取當前軟件運行狀態，包括網絡通信狀態、任務運行狀態、堆棧/內存分配等信息，保留現場信息，以便于后續定位故障。該標準已在某型號系統試驗的故障排查得到試用，對故障模式的排除起到重要作用，也有效指導了現場人員的規范操作。

小微標準概念的提出及工作實踐體現了研究所以問題為導向、針對問題原因精準施策的閉環質量管理思想。針對各專業設計規范在設計實現細節存在約束過于籠統的問題，關注控制系統設計中最為關鍵或容易出現質量問題的環節，從細微處著手，進一步規范了設計工作。在組織小微標準編制、評審、歸檔過程中，著眼于設計一線實際情況，簡化了管理流程，保證在3 個月的時間內完成了89 項小微標準的編制、歸檔工作。從小微標準概念的提出、策劃、編制直至標準發布，體現了研究所標準化工作緊密結合科研生產、聚焦設計根源及基礎，促進了設計質量的提升。后續，研究所將結合標準實施等情況繼續組織開展小微標準的編制及完善。