基于信息化系統(tǒng)的運(yùn)載火箭測試流程管理改進(jìn)

郗琦、邊旭、李皓偉、續(xù)堃 /北京宇航系統(tǒng)工程研究所

現(xiàn)有運(yùn)載火箭測試流程中，有大量的狀態(tài)檢查需要通過狀態(tài)檢查確認(rèn)表格進(jìn)行統(tǒng)一管理，也有大量的測試數(shù)據(jù)需要記錄在各類測試數(shù)據(jù)表格中，通過完善細(xì)化測試細(xì)則等技術(shù)文件，建立了詳細(xì)的狀態(tài)檢查確認(rèn)表，使測試現(xiàn)場操作過程有據(jù)可依，能夠有效避免操作失誤及錯誤等問題。但是表格化的管理方式也存在相應(yīng)的缺陷，主要表現(xiàn)在：一是紙質(zhì)表格帶來的資源浪費(fèi)及保密手續(xù)的相關(guān)事宜；二是測試結(jié)束后，再將測試數(shù)據(jù)重新錄入電子版文件中，既耗時耗力又容易出現(xiàn)錄入錯誤，可能造成不可預(yù)估的嚴(yán)重后果，而且可能存在事后補(bǔ)充填寫的數(shù)據(jù)并非試驗(yàn)進(jìn)行時的實(shí)時記錄，缺乏嚴(yán)肅性。因此，北京宇航系統(tǒng)工程研究所引入電子信息化管理系統(tǒng)，基于系統(tǒng)平臺架構(gòu)理念，采用系統(tǒng)工程理論和方法，在全局上對信息化系統(tǒng)的組成、技術(shù)體制、數(shù)據(jù)資源、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、管理體制等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，提出測試管理的措施及建議，形成指導(dǎo)性、規(guī)范性和操作性強(qiáng)的信息管理方案。

一、總體思路

結(jié)合各型運(yùn)載火箭的特點(diǎn)、不同測試流程的特點(diǎn)及不同發(fā)射場的工作特點(diǎn)，對測試流程進(jìn)行精細(xì)化再造，并梳理為電子版表格。通過流程梳理分解，搭建出更加規(guī)范、清晰的運(yùn)載火箭信息化測試流程（含狀態(tài)檢查確認(rèn)表格及測試數(shù)據(jù)記錄表格）。航天測試流程有其獨(dú)有的工作特點(diǎn)：多系統(tǒng)多崗位協(xié)同作業(yè)、工作項(xiàng)目串并行交替開展、工作場地前后端同步進(jìn)行、工作協(xié)調(diào)關(guān)系錯綜復(fù)雜、時間跨度相對較長，并要求所有系統(tǒng)、崗位協(xié)調(diào)一致，操作、測試、檢查等各項(xiàng)工作一絲不茍，確保萬無一失、穩(wěn)妥可靠，不允許由低層次錯誤引入發(fā)射失利的風(fēng)險，從而確保發(fā)射成功。因此，以信息化形式指導(dǎo)測試過程的每一個具體環(huán)節(jié)，對流程進(jìn)行分解細(xì)化，關(guān)注流程中的每一個工作項(xiàng)目的細(xì)節(jié)，對每一步操作都有明確細(xì)致的要求，各崗位只要“按章辦事”即可確保“第一次就把事情做對”，解決各崗位試驗(yàn)測試流程中存在的流程冗長多余、要求模糊、測試數(shù)據(jù)價值沒有得到有效挖掘等突出問題。

運(yùn)載火箭信息化測試流程管理系統(tǒng)提升航天測試過程的質(zhì)量管控水平，實(shí)現(xiàn)流程的精細(xì)化應(yīng)用，可面向不同的參試人員，解決不同崗位人員在測試工作中的不同需求，讓所有崗位人員在其中找到自己“所需的流程”，使管控層、協(xié)調(diào)層、執(zhí)行層3個層級人員各司其職；解決流程中項(xiàng)目的邏輯問題，明確各工作項(xiàng)目之間的串并行關(guān)系；解決流程的落地實(shí)施問題，確保流程能實(shí)際指導(dǎo)現(xiàn)場工作，具有可操作性、實(shí)施性。

遵循“統(tǒng)一化集中管理、多用戶分布式操作”的基本原則，將數(shù)據(jù)全部做到結(jié)構(gòu)化，便于提取、統(tǒng)計(jì)、分析。人性化設(shè)計(jì)，好用易用，可擴(kuò)展性好，具有很強(qiáng)的自我完善能力和生命力，可進(jìn)行持續(xù)開發(fā)、逐步完善，最終服務(wù)航天發(fā)射任務(wù)的全部場景。

發(fā)射場流程信息化管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能需求：

（1）實(shí)現(xiàn)對3套基本流程（主流程、一級流程、二級流程）、3個基本數(shù)據(jù)庫（基本工作項(xiàng)目、基本技術(shù)狀態(tài)、崗位作業(yè)指導(dǎo)書）的全面管理，并自動建立底層邏輯關(guān)系，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)流程的自動化、精細(xì)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)；

（2）技術(shù)狀態(tài)變化時，自動實(shí)現(xiàn)1級工作流程、2級工作流程的更新設(shè)計(jì)及優(yōu)化；

（3）實(shí)現(xiàn)流程與基本工作項(xiàng)目、崗位作業(yè)指導(dǎo)書的自動匹配；

（4）實(shí)現(xiàn)對崗位資源的優(yōu)化配置，崗位作為發(fā)射任務(wù)的資源，可能存在一崗多人或一人多崗的情況，需要系統(tǒng)適應(yīng)該狀態(tài)，并能實(shí)現(xiàn)對終端的崗位作業(yè)書管理；

（5）實(shí)現(xiàn)對技術(shù)狀態(tài)的全面掌控；

（6）與質(zhì)量管理要求關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對靶場工作質(zhì)量的全面跟蹤及預(yù)警；

（7）實(shí)現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的管理及歷史數(shù)據(jù)比對分析；

（8）自動輸出帶時間軸的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)圖，1級、2級流程圖，系統(tǒng)級任務(wù)網(wǎng)絡(luò)圖等直觀圖形。

二、工作流程開展

結(jié)合型號測試流程信息化功能需求，采用交互式電子手冊（IETM）技術(shù)研制基于信息化的運(yùn)載火箭測試管理系統(tǒng)。系統(tǒng)將測試流程數(shù)據(jù)通過網(wǎng)頁手段發(fā)布在內(nèi)網(wǎng)上，設(shè)計(jì)人員可以通過內(nèi)網(wǎng)直接訪問網(wǎng)頁進(jìn)入到系統(tǒng)中，根據(jù)自己的測試崗位來獲取對應(yīng)權(quán)限范圍，使用系統(tǒng)提供的查詢、下載等功能獲得測試流程信息。以C-PAD為載體，最終實(shí)現(xiàn)一個集資料、數(shù)據(jù)、信息知識為一體的綜合應(yīng)用信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對使用人員的身份確認(rèn)及對現(xiàn)場技術(shù)資料的工程化管理，實(shí)現(xiàn)測試過程的電子化、標(biāo)準(zhǔn)化和無紙化。根據(jù)操作終端、服務(wù)器端和數(shù)據(jù)管理端功能需求，基于信息化的運(yùn)載火箭測試管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 基于信息化的運(yùn)載火箭測試管理系統(tǒng)架構(gòu)

1.硬件架構(gòu)

（1）服務(wù)器端

服務(wù)器端負(fù)責(zé)測試中所有的數(shù)據(jù)存儲和管理，測試中任務(wù)的編輯、上傳、下載在服務(wù)器端可以修改，主要包括測試任務(wù)、設(shè)備信息、測試記錄數(shù)據(jù)、故障庫、技術(shù)文件等信息。

（2）操作終端

本系統(tǒng)操作終端選用為PAD，由測試人員持有，測試人員使用賬號登陸，系統(tǒng)將根據(jù)賬號所分配權(quán)限自動進(jìn)入任務(wù)。系統(tǒng)設(shè)置管理員權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對測試文件離線更改操作。測試管理終端軟件支持無網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，在數(shù)據(jù)下載與上傳時連接網(wǎng)絡(luò)，測試操作界面基于標(biāo)準(zhǔn)測試記錄表單，保證測試數(shù)據(jù)記錄的效率與準(zhǔn)確性。

系統(tǒng)從功能設(shè)計(jì)上分工明確，覆蓋對測試任務(wù)的安排、測試流程的開發(fā)、測試任務(wù)的發(fā)布、測試過程的執(zhí)行、測試數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的上傳存儲整個測試流程的管理。

2.軟件架構(gòu)

（1）用戶功能

用戶功能的意義是為系統(tǒng)用戶提供一個功能全面的訪問、查詢、下載數(shù)據(jù)的人機(jī)交互界面。

（2）瀏覽功能

瀏覽頁面是用戶登入到系統(tǒng)之后的首頁面，為方便用戶查找相關(guān)表格、快速使用查詢、比對等功能，瀏覽頁面提供2種表格瀏覽方式。

（3）目錄索引瀏覽

使用目錄樹進(jìn)入用戶所在型號任務(wù)的崗位，瀏覽相關(guān)表格，并進(jìn)行加入比對、加入下載、預(yù)覽等操作。當(dāng)用戶點(diǎn)擊不同的任務(wù)崗位時，主頁面分不同的標(biāo)簽頁顯示當(dāng)前的任務(wù)崗位，方便用戶進(jìn)行操作。在各個確認(rèn)表欄目內(nèi)，提供預(yù)覽、加入下載、加入比對等功能。

（4）引導(dǎo)式瀏覽

點(diǎn)擊快捷圖標(biāo)進(jìn)入各個功能模塊，快速進(jìn)行查詢、比對、統(tǒng)計(jì)等操作。在點(diǎn)擊圖標(biāo)之后，系統(tǒng)會彈出選擇框，引導(dǎo)用戶進(jìn)行搜索范圍、比對表格選擇、統(tǒng)計(jì)范圍等信息的確認(rèn)。

（5）比對功能

目前，測試流程管理系統(tǒng)返回的表格文檔內(nèi)容主要有數(shù)值型和確認(rèn)型2種類型。經(jīng)過對文檔的整理，需要進(jìn)行測量并填寫數(shù)值的項(xiàng)目在總表格中所占比重約為10%，并且部分文檔需要同時填寫數(shù)值與確認(rèn)。

數(shù)據(jù)比對功能可以提供不同的表格之間的屬性比對，用戶可以在查詢功能頁面或?yàn)g覽頁面點(diǎn)擊表格后的加入比對按鈕，將文檔加入到比對列表中，或者通過文檔比對功能引導(dǎo)頁面逐項(xiàng)添加需要比對的文檔，用戶可以在比對功能引導(dǎo)頁面上自主添加不同型號、任務(wù)、崗位的文檔。無論用戶是在搜索等頁面點(diǎn)擊的加入比對，還是在引導(dǎo)頁面添加的比對文件，最終都會在比對功能頁面上顯示。

（6）統(tǒng)計(jì)功能

用戶可以點(diǎn)擊頁面上部的統(tǒng)計(jì)功能按鈕進(jìn)入統(tǒng)計(jì)功能頁面，該頁面會顯示對型號、任務(wù)、系統(tǒng)、崗位的表格確認(rèn)信息的統(tǒng)計(jì)，包括該測試人員參與的任務(wù)、各個任務(wù)下分別是什么崗位、在各個崗位已經(jīng)完成了多少任務(wù)以及還有多少表格沒有完成。

在測試流程中基本做到崗位人員上崗操作人手一個PAD，提高了測試操作的正確性及測試質(zhì)量管控的精細(xì)化程度，取得較好的應(yīng)用反饋，為發(fā)射任務(wù)的順利開展和圓滿成功提供了有力保障。通過C-Pad電子化檢查確認(rèn)系統(tǒng)，建立了型號通用型測試信息化管理體系，利用交互式操作終端實(shí)現(xiàn)了操作與記錄表格的電子化及信息化，從而規(guī)范了測試管理流程，提高了測試效率，降低了低層次質(zhì)量問題發(fā)生的頻率，為提升精細(xì)化管理水平發(fā)揮了一定的作用。

3.用戶角色設(shè)定

該系統(tǒng)區(qū)分用戶權(quán)限，對不同用戶賦予不同職責(zé)及權(quán)限。

（1）超級管理員

具備所有權(quán)限，其他人員的權(quán)限由超級管理員設(shè)置，可以參與所有型號的設(shè)計(jì)和管理工作。

（2）管理員

具備本型號全部數(shù)據(jù)的查看權(quán)限,只能參與指定型號的設(shè)計(jì)工作，具有型號屬性。

（3）系統(tǒng)指揮

具備全部流程的查看權(quán)限及對本系統(tǒng)內(nèi)部所有數(shù)據(jù)的修改權(quán)限，只能參與指定型號的設(shè)計(jì)工作，具有型號屬性。

（4）崗位人員

具備全部流程、部分崗位人員崗位作業(yè)書的查看權(quán)限，具備本崗位所有數(shù)據(jù)的修改權(quán)限，只能參與指定型號的設(shè)計(jì)工作，具有型號屬性。

4.實(shí)施效果

（1）提高總體的抓總能力

該系統(tǒng)可深入到系統(tǒng)內(nèi)部、崗位內(nèi)部，明晰工作項(xiàng)目之間的底層邏輯關(guān)系，掌握每一個基本工作單元的操作和檢查要點(diǎn)，并可迅速實(shí)現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的提取和分析。

（2）提供經(jīng)驗(yàn)知識庫支撐

通過對基本工作單元、基本技術(shù)狀態(tài)的細(xì)致梳理和精細(xì)化設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)知識的積累，促使隱性知識顯性化、顯性知識系統(tǒng)化、系統(tǒng)知識共享化，從而形成知識資產(chǎn)，達(dá)到快速培養(yǎng)新人、有效傳遞高密度發(fā)射任務(wù)中積累的發(fā)射場知識、經(jīng)驗(yàn)的目的，促進(jìn)航天人才快速成長，為航天發(fā)射連續(xù)成功提供知識庫支撐和工具平臺保障。

基于信息化系統(tǒng)的運(yùn)載火箭測試流程管理系統(tǒng)利用交互式操作終端，實(shí)現(xiàn)操作與記錄表格的電子化、信息化，規(guī)范了測試管理流程，提高了測試效率，建立了型號通用型測試信息化管理系統(tǒng)，達(dá)到了工作流程更加清晰、質(zhì)量管控更加有力、測試操作更加精細(xì)的效果，確保一次就把事情做對，使得工作質(zhì)量與資源利用效率更高。