航天型号大型地面试验管控与知识资源管理研究

◎北京宇航系统工程研究所 徐利杰 魏威 陈风雨 何巍 陈海鹏

航天型号大型地面试验管控与知识资源管理研究

◎北京宇航系统工程研究所 徐利杰 魏威 陈风雨 何巍 陈海鹏

近些年，我国航天产业快速发展，航天型号大型地面试验众多，而传统的基于文件形式的试验管理模式已不能满足当前海量试验数据管理的需求。因此，针对航天型号研制中试验多、数据多、信息量大、数据关联性强的特点，需要系统性地开展试验信息化管理研究，并将独立、分散的试验信息进行统一、集中管理与应用，建立满足信息安全管理要求的机制，为更加有效地应用试验信息提供支撑。

北京宇航系统工程研究所通过探索大型地面试验管控流程和试验实施方法，借助信息化手段实现海量试验数据的复用，对大型地面试验管控方法和流程进行固化，以此为抓手打造集合知识管理、过程管理、设计管理的信息化管理软件，以期有效促进型号研制质量的提升。

一、大型地面试验模式存在的问题

目前，我国航天型号试验基本上是按照既定的传统模式开展，具体而言，在试验信息化方面存在以下几个方面的问题：

一是缺乏有效的试验数据管理，对试验数据的利用不足。

在试验数据管理上缺乏统一的数据标准，试验数据处于零散的采集、存储、汇总、使用及分析状态，没有统一的数据汇总和关联保证机制，数据之间没有集成度和关联性，也没有与产品项目设计、制造全过程相关的试验信息树，难以将所有试验数据汇总并综合分析处理。

二是缺乏有效的试验进程管理，对人员能力提出了更高要求。

伴随着我国航天事业的飞速发展，近几年大量的新职工充实到型号研制一线，他们固然有接受能力强、干劲足等优势，但也存在经验较为缺乏的实际情况。如何有效牵头组织开展一项试验的全过程、全要素策划和实施，依然是经常困惑一线设计人员的重要问题。

三是缺乏有效的试验知识管理，前期宝贵的经验得不到充分利用。

中国航天近60年的型号研制积累了大量的试验数据与宝贵的试验设计经验，但由于信息化条件不足、数据积累不足等诸多原因，造成在试验知识的管理方面存在很大不足，集中表现为历史试验中积累的经验和出现的问题不为后人所知。

纵观各型号，关于地面试验的设计文件存在不统一、不规范的现象，同时，大型地面试验参与单位多，各单位的职责不同，关键质量控制节点较多，规范管理难度较大。因此，有必要建立知识管理平台，实现知识资源的有效利用，规范试验质量控制流程，提升试验验证的有效性和组织管理的规范性。

二、大型地面试验质量控制流程

研究所通过对航天型号试验管理和质量控制流程的探索，总结提炼出了具有航天特殊性的质量控制流程。针对抓总负责的每项试验，研究所指定一名总负责人负责试验全过程的论证、实施和总结。试验论证阶段的重点工作为确定试验方案，提出试验要求，完成试验大纲的编写；实施阶段的重点工作为确定试验实施方案并进行评审，对参试产品进行验收，完成试验前质量分析并通过评审，开展实施过程的技术状态确认和试验结果的记录；试验总结的重点工作为数据分析和经验固化。

通过“1份策划、2套文件、3支队伍、4个质量点”开展大型地面试验过程的控制，具体流程如图1所示。

1.试验论证阶段

所谓“预则立，不预则废”，一份好的试验策划等于试验成功的一半（1份策划）。试验准备阶段首先要形成大型地面试验策划，明确试验目的、状态、内容及计划等，同时该策划需要根据试验的进展及时更新调整，并在此基础上编制试验方案、试验大纲及试验有效性分析（4个质量点之一）。

试验方案围绕试验目的编制，规定试验方法、测试项目、测试设备，试验环境、试验次数和进度及参试系统的技术状态和边界等。试验方案应首先在试验负责方内部进行评审，可邀请承担方专家参加。评审中除有关常规试验覆盖的内容以外，重点考察该试验特殊性是否体现和由此带来的技术状态更改是否落实。通过评审后，分别以试验任务书和技术要求的形式提供给试验承担方和其它配套单位，并完成会签。

在此基础上，试验负责方细化制定试验流程和分工，提出产品配套表（含软件）、设备配套表，分别由试验承担方和其它配套单位会签。试验负责方整合上述所有文件，汇总形成试验大纲，并将其作为该试验的顶层技术文件。试验大纲需组织评审，并要求试验承担方和各个配套系统的代表参加。

另外，试验有效性分析应包括参试产品状态与飞行产品之间的差异对试验结果的影响，试验状态的覆盖性、与飞行状态之间的差异如何修正补偿，试验边界对试验结果的影响以及试验方法（激振、测量）的正确性和完整性等内容。

2.试验实施阶段

由试验承担方编制试验实施方案，实施方案是对试验承担方满足试验提出方要求的一个重要确认环节，可提前暴露试验实施方案中的不协调因素，是确保试验有效性的关键。实施方案应由试验抓总方对承担方进行评审。

完成实施方案评审后，总体按照验收要求、验收表格开展产品或系统验收，并对技术状态进行确认，形成试验前质量确认报告（4个质量点之二）。

为保证试验的顺利进行及试验质量，试验主管单位在试验开始前应组织召开试验准备评审会（4个质量点之三）。由上级单位和相关专家对试验准备情况进行评议，给出是否可以开展试验的评审结论，并形成评审结论报告。会前，试验产品、设备、使用文件应配套齐全，状态检查清楚；试验组织机构和参试人员完成确定；完成试验前质量复查；参试系统配合试验主管单位编写完成试验准备评审报告。

进入实施阶段后，试验总负责人要担负起相应的技术责任，协助主任设计师开展试验状态确认及把关工作。为了快速、准确处理现场、协调过程中的技术问题，试验总负责人应收集试验相关文件。同时，为保证试验的有序推进，设计师队伍、调度队伍、质量队伍（3支队伍）应各司其职，积极发挥作用，为试验圆满成功提供组织保障。

3.试验总结阶段

图1 大型地面试验质量控制流程

试验后，应及时整理试验记录、分析、总结，试验承担方应形成试验结果分析报告，试验提出方应完成试验总结报告（4个质量点之四）。试验主管质量部门应组织召开试验结果评审会，由相关单位和专家对试验结果进行评议，给出试验结果有效性的评审结论，并形成评审结论报告。如有质量问题，按Q/Y144《型号产品质量问题归零管理要求》进行归零。

三、试验管控平台建设方案

航天型号在研制过程中开展了大量的大型地面试验，积累了很多试验文档和数据，但是大部分都存在于个人的手中，没有集中进行管控，导致数据查找困难、知识传承出现断档。为此，迫切需要开发一个信息化知识管理平台，开展航天型号试验文档、试验数据和过程控制文件的管理。

图2 试验信息化平台基本原理图

另外，新型号开展的大型地面试验配套文件和过程控制往往因人、队伍而异，在工作精细化程度方面也不尽相同。为此，迫切需要开发一个试验流程自动生成和管控软件，根据试验的各类要素选择结果，按照质量控制流程自动生成全流程工作项目和要点，为精细化管理打下基础。

1.总体框架

试验信息化平台是一个具有强大的数据处理与综合应用能力的管理平台，面向航天型号试验，强调信息化技术的应用，采用“平台+应用”的工作模式，为航天型号工程技术人员提供一个统一、规范、完整的试验信息平台。该平台的基本原理图如图2所示。

2.主要功能设计

一是建立适用于单机、系统和总体的试验信息化平台。

试验信息化平台应能够适用于航天型号研制中涉及的各单机、系统和总体单位，即平台既要满足单机级别的试验需求，也要满足总体试验需求，并且单机、系统和总体试验的数据是互联互通的，能够实现试验数据的共享与应用。

二是建立基于知识库、进程库和数据库结构的试验信息化平台。

形成基于知识库、进程库和数据库的“三库”结构试验信息化平台。“三库”结构相互支撑，其中知识库重点解决知识管理与规范设计问题，进程库重点解决试验管理与提高效率问题，数据库重点解决数据管理与融合应用问题。

知识库能够提供所有型号相关试验的信息；帮助型号在研制之初确定试验项目，确保试验的充分性；能够规范试验中所应编制的试验文件，避免设计与试验人员的随意性。

进程库要进行试验任务规划，要提供试验流程的创建、再塑及过程控制、流程跟踪等功能。

在信息化管理平台中建立试验数据中心，包括数据仓库、文档管理、产品信息、数据导入、信息应用等部分；同时，可以建立试验数据分析平台，向技术人员提供数据完整性、试验数据奇异值筛选以及数据提取等数据有效性工具，对试验数据开展比较分析，获得各类数据之间的关系等。

三是建立基于平台和应用相结合的试验信息化平台。

试验信息化平台基于信息化技术实现，单机试验完毕后，系统单位在第一时间能够看到试验信息；系统试验完毕后，总体单位在第一时间能够看到试验信息；试验准备过程中，设计或者管理人员在主页界面能够看到相关产品准备情况；能够随时、随地检索历史上类似产品在特定试验中的数据。