張利彬、劉苑伊、張熙 /北京宇航系統工程研究所
指揮領域系統作為裝備系統的典型系統,以信息的采集、傳輸、融合、處理為核心,使體系效能得以發揮最大作用,全面提升武器裝備實戰能力。隨著指揮領域系統的大規模批生產和實際應用,因對新生事物應用認識不到位、新專業范疇上工程型號準備不足、國產化配套廠家對航天質量管控流程掌握不到位和進度節點緊張等客觀因素影響,質量管控問題尤為突出,分析其原因,大致歸結為以下幾類:一是指揮領域系統的內涵與外延日趨增多,難以沿用傳統指揮通信單元的批生產經驗;二是系統涉及的產品種類較多,包括定型通裝、特定研制和商用貨架產品等,難以按照通用的管控措施實現統一的管理和控制;三是新需求帶來新技術的應用,進而引入了新的配套廠家,對質量管控流程無法掌握;四是對新的工藝方法、新的國產化元器件和新單機試驗考核方法,尚有認識上的差距;五是研制進度不斷加快,從研制到鑒定、從鑒定到批生產,從批生產到大規模建設,進度日趨緊迫,質量在一定程度上讓位于進度,往往導致前一個問題尚未徹底處理,另一批就已經交付了,對各個配套廠家的批生產生產保障能力是嚴峻的考驗。
指揮領域系統包含的產品種類多,數量多,軟件配置項多,硬件單機數量數以千計,軟件配置項數以百計,這種現象在指揮領域系統研制中屢見不鮮。單套種類、數量、軟件配置項創歷史新高,且這種現象在后續批生產建設中將成為常態,可以預見,交付后的技術狀態控制、維護維修保障的工作量相比以前的交付將是幾十倍的增加。
指揮領域系統涉及多個專業范疇,各專業之間的耦合度強,彼此之間的輸入/輸出接口復雜多樣,相互之間存在嵌套和交互。各個任務剖面下相應工作的完成,都需要梳理輸入、輸出接口關系和明確分工界面,經過層層轉發和執行,共同完成用戶意圖,在此信息鏈路過程中因環節轉發和交互無形中增加了系統的風險。
“邊研制、邊鑒定、邊批生產和邊使用”的“多邊”狀態已成為指揮領域系統的研制常態。隨著項目研制進度的急劇加快和“后墻不倒”的紅線倒逼,使得“多邊”并舉已成為一種滿足多方需要的有效措施。隨著主管部門研制理念的轉變,將使用環節提前到研制階段。
指揮領域系統屬于典型的行業電子系統,其以計算機、電子、通信、軟件等先進技術為基礎,結合工程應用場景,構建了滿足某種特定需要的地面電氣系統??紤]到以上專業技術更新迭代速度快,其造成的直接影響就是指揮領域系統內的各單機產品的更新換代比較快,在研制過程中驗證過的技術往往在批生產時已經相對落后。比如計算處理器的更新換代,通信技術的日新月異,用戶需求和技術引領的落實責任都集中到指揮領域系統上。
指揮領域系統需要考慮到裝備使用各個任務剖面下的人員操作流程、操作習慣、異常情況處置等多種工況條件。因人員職位高低、秉性性格和知識結構的不同,對同一套系統的要求和反饋也各有差異,增加更多人文關懷要素,是衡量指揮領域系統的重要標尺。比如針對長期值班的需求,需要考慮到席位的按需定制,人員的最小包絡,同時考慮到人員長期在崗的疲勞、疲倦和厭煩等心理因素,在人機界面的設計時,要考慮界面上要素簡潔性,操作的便捷性和多種界面風格的可配置,以滿足多種人員長期值班的需求。
綜合考慮指揮領域系統的研制特點、質量形勢和現實情況,從“一個深度、兩個維度、三個廣度、四個角度”開展針對性的質量管控措施。一個深度是指揮領域系統的質量管控程序(辦法),用于指導指揮領域系統的研制、生產和建設各環節。兩個維度主要指系統級和單機產品(軟硬件),依據不同層次等級制定針對性的質量管控措施。三個廣度分別指預研類、研制類和建設類,根據項目來源渠道啟用相應的質量管控措施。四個角度分別指研制流程、試驗環節、驗收環節和技術狀態變化環節,研制流程重點關注輸入、輸出接口關系以及過程把控;試驗環節重點關注硬件單機、軟件配置項和系統級試驗的設計和考核有效性;驗收環節重點關注硬件、軟件和系統級產品的驗收;技術狀態變化重點關注軟硬件技術狀態的更改、系統技術狀態變化等。
一個深度是指探索形成一套用于指揮領域系統的質量管控程序(辦法),結合指揮領域系統的研制特點,以及作為地面功能支撐系統的定位,探索形成適用于指揮領域系統的質量管控程序(方法),這是解決目前研制流程“水土不服”和“夾生飯”的根本方式,讓指揮領域系統質量管控“有法可依”。
(1)系統級
①特種車。當特種車作為指揮領域系統上裝設備的承載體時,其質量管控措施主要如下:對上裝單機的產品型號、出廠編號、數量、設計單位、生產單位等進行一張表格管理;對上裝單機及系統的軟件名稱、版本、部署位置和部署時間進行統計管理;裝車集成的工藝審核;整車各項試驗的檢查,包括供電性能、整車性能與車輛尺寸、安全性檢查、自然環境適應性和電磁兼容等;整車車態匹配性能考核。
②固定場所。當固定場所作為指揮領域系統上裝設備的承載體時,其質量管控措施主要如下:對安裝單機的產品型號、出廠編號、數量、設計單位、生產單位等進行一張表格管理;對安裝單機及系統的軟件名稱、版本、部署位置和部署時間進行統計管理;各類產品要根據驗收標準執行驗收流程;執行質量打分評分制度,根據出現的質量問題,進行降級處理。
(2)單機級
①指控類。指控類產品按任務來源可分為提任務書、提技術要求和提選型要求三種形式,每種形式執行的質量管控流程各有差異:
提任務書的單機產品將根據系統提出技術條件和質量保證大綱,執行產品研制、生產、交付和售后的質量管控流程,這類產品屬于定制類產品,需任務提出方和任務承擔方之間形成良好的溝通關系,特別是跟流程相關的產品,必須根據航天產品質量管理流程開展相應的質量管理工作。
提技術要求的單機產品大多為定型產品或通裝產品,在系統使用過程中不對其原有的功能、性能指標提出異議,重點關注環境適應性的相關指標,采用適應性分析報告的形式進行技術狀態確認,對于試驗項目覆蓋的項目,可以采信原有的結果;對于原有試驗不覆蓋的項目,要根據大包絡進行試驗條件的確認。
提選型要求的產品一般為貨架產品,大多以單機形式存在,且適用于固定場所,這類產品系統在選擇之前要出選型報告,其功能、性能指標根據貨架產品本身的指標執行和相關的國軍標執行,但在環境適應性上進行摸底和評估,最終給出結論。以貨架的計算機產品為例,除了按照單機廠家的出廠行業標準外,還需要參照通用規范,對其貨架計算機產品的綜合性能進行評估,拿出一套適用于工程需求的質量管控方法。
②通信類。通信類產品一般分為提任務書和提技術要求的產品,提任務書的產品包括新研產品和一定程度上的適應性改進產品,這類產品將根據系統技術條件和質量保證大綱, 執行產品研制、 生產、交付和售后的質量管控流程;提技術要求的產品一般為通裝產品,這類產品重點關注環境適應性的相關指標和跟原來任務書有差異的地方,采用適應性分析報告的形式進行技術狀態確認,質量管控措施需要征得雙方的共同認可。
③安全保密類。安全保密類產品建議按照用戶方定型的具體要求執行,系統僅在電氣接口、安裝機械接口進行適配,其他諸如產品配置更新、產品交付、售后維護和技術迭代等事宜以用戶方為主。
④軟件類。軟件產品包括應用軟件、基礎支撐軟件和單機軟件等,其質量管控措施主要如下:根據軟件類型開展質量管控:承研的流程應用類軟件,按照GJB5000B質量體系文件執行;基礎支撐軟件需要進行評測或者型號工程應用經驗方可使用;一般單機軟件按照GJB5000A 質量體系文件執行;形成軟件研制開發流程,并遵循執行;軟件按版本進行統一控制,根據軟件平臺的規??煞譃橄到y版本和功能模塊的小版本,每個小版本的變動將引起系統版本的升級,對系統版本和功能模塊的小版本進行多方確認;嚴格執行開發庫、受控庫和產品庫的出入庫管理,把控軟件產品狀態;制定軟件編碼規范,開發人員提交的代碼需經過靜態檢查、編譯通過、人工審核后才能進入開發庫。提交產品庫都需進行開發方測試。
⑤結構類。結構類產品大多是根據系統需求定制的安裝結構件,一般為上裝機柜、操作臺體和接口窗等,此類產品重點關注安裝尺寸、機械接口和抗振動性能等環節。
(1)預研類
對于預研類項目,其主要目的在于技術引領、技術創新和摸邊探底,對于此類項目的質量管控,更多關注新技術的應用,關注功能、性能的實現,產品形式更多是樣機為主,在自然環境適應性、電磁兼容等方面的考核應酌情縮減。
(2)研制類
對于研制類項目,一般為項目的正式研制產品,將根據型號規定的產品質量保證大綱嚴格執行,對于型號有明確規定的范疇和條目,要嚴格執行型號規定;對于存在特殊性的產品,要及時向項目團隊進行匯報,并執行相應的審批流程。
(3)建設類
對于建設類項目,其技術狀態和選用產品,以用戶需求為先。應根據雙方認可的系統技術狀態,制定具有針對性的質量管控措施。根據產品種類、產品狀態、產品時機和產品數量等因素,制定多方認可的質量管控程序,并在建設過程中嚴格執行。
(1)研制流程
①輸入接口。針對輸入接口的質量把控,分為以下幾點:明確指揮領域系統的輸入接口,做到圖、文、物的一致;采用正式會簽的形式, 明確輸入條件和信息反饋閉環;輸入文件的更改,需要重新走會簽流程,通知相關的會簽方,重新確認執行。
②輸出接口。針對輸出接口的質量把控,分為以下幾點:明確系統技術狀態,明確各單機、各軟件的技術狀態邊界,并經過上會評審確認;系統與單機之間、設計與生產之間、系統集成與單機交付之間制定明確的輸出接口關系,通過會簽確認的形式,明確責任邊界;制定明確的產品交付路線圖和產品周轉履歷卡,每個環節的相關人員要進行簽字確認,確保本環節的質量責任落實到位。
③過程把控。針對研制、生產過程的質量把控,分為以下幾點:根據產品類型,制定研制、生產過程的關鍵點把控,由主管設計人員下廠跟產把關;在新研產品的樣機調試階段,任務書提出方需下廠跟產,掌握新研產品的核心要點;通裝產品的交收試驗開始前和開始后,技術要求提出方需下廠確認,關注單機產品試驗考核的有效性;貨架產品在成批規模出廠前,選型要求提出方需對批次性的檢查表格和生產過程進行下廠確認。
(2)試驗環節
①硬件單機試驗設置與考核。針對硬件單機試驗的質量把控,分為以下幾點:硬件單機配套廠家需根據系統提出的技術條件對硬件產品的試驗條件進行宣貫和分解,并落實到單機產品的試驗規范中,系統需對硬件單機的試驗規范進行會簽;試驗的進展中產生的問題,要及時通報給系統負責人;單機配套廠家需將試驗結果和試驗總結上報給系統。
②軟件配置項試驗考核。針對軟件配置項試驗的質量把控,分為以下幾點:根據軟件配置項的功能和等級,設計測試用例,進行軟件測試;軟件平臺的試驗考核,需將各功能模塊先完成試驗考核,然后進行集成測試考核;軟件考核不僅考慮正常的功能流程,同時考慮異常情況下、非正常操作下的考核;組織軟件專家對軟件測試結果進行評審。
③系統級試驗設計與考核。針對系統級試驗的質量把控,分為以下幾點:明確系統功能和定位,分解出考核系統功能的試驗工況;系統級試驗考核的重點是信息鏈路和功能實現;系統級試驗考核,重在接口匹配性、功能完善性和流程合理性;系統級試驗需要有相關的試驗記錄,試驗完成后要及時完成試驗總結和上報。
(3)驗收環節
①硬件。針對硬件驗收環節的質量把控,分為以下幾點:硬件驗收包含質量報告;在明確單機研制履歷,技術狀態更改過程,質量問題歸零情況和試驗過程等,對方案評審和產品交付的技術狀態的差異進行重點說明;在明確工藝路線圖、生產流轉關系、原材料、元器件使用情況、生產過程文件、測試數據、過程問題記錄和后續質量控制情況等。
②軟件。針對軟件驗收環節的質量把控,分為以下幾點:根據軟件任務書的要求,逐項對軟件的功能進行對標驗收;根據提出的定量指標,需逐項回答,明確軟件測試工況與真實工況的一致性;軟件平臺集成前,需對各功能模塊的出入庫版本進行統計確認;軟件驗收前,需要與硬件完成適配和使用,方可具備驗收條件;軟件驗收時,提供全套的軟件研制總結報告。
③系統。針對系統驗收環節的質量把控,分為以下幾點:系統驗收對照任務書或技術要求提出的功能、性能要點,進行逐條回答;系統驗收需要型號、總體、和用戶等多方參加把關和確認;系統驗收需要明確系統內軟硬件單機的技術狀態,對試驗過程數據有清楚的記錄,對試驗結果的有效性要有明確的結論;系統驗收需要對系統出現過的問題有清晰的描述和解決結論,對于遺留的問題需要在會上進行明確。
(4)技術狀態變化
①硬件。針對硬件技術狀態變化環節的質量把控,分為以下幾點:提任務書的硬件技術狀態更改按標準執行,按技術狀態更改控制流程開展;提技術要求的硬件技術狀態更改通過開會確認的方式進行更改認可;提選型報告的硬件產品狀態更改,根據行業標準,由使用單位確認認可。
②軟件。針對軟件技術狀態變化環節的質量把控,分為以下幾點:軟件技術狀態變化需進行影響域分析,由相關專家組審核把關;針對發生技術狀態變化的部分,要進行測試;更改后的軟件需完成與硬件環境的適配,并在真實的硬件平臺上進行考核驗證。
③系統。針對系統技術狀態變化環節的質量把控,分為以下幾點:系統技術狀態變化需經型號、總體和用戶等多方認可;系統技術狀態變化需提前進行技術驗證方可更改,對更改產生的影響要進行分析;系統技術狀態變化需在系統內、系統之間進行充分的考核驗證,方可放行。
本文依據當前指揮領域系統的質量形勢,分析了指揮領域系統的研制特征,從“一個深度、兩個維度、三個廣度、四個角度”等方面提出面向系統的針對性質量管控措施,為進一步提升指揮領域系統的質量管理工作提供依據,為后續指揮領域系統的質量工作提供指導。
▲(責任編輯 張曉帆)