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    國內(nèi)首臺地球同步軌道高分辨凝視相機(jī)精細(xì)化管理

    2017-07-31 11:02:24劉晨周泉馬國輝王翰辰
    現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息 2017年15期
    關(guān)鍵詞:大面型號探測器

    劉晨+周泉+馬國輝+王翰辰

    摘要:高分四號相機(jī)系統(tǒng)是我國第一臺地球同步軌道高分辨率對地觀測相機(jī),首次采用了面陣凝視成像體制,開辟了我國地球同步軌道高分辨率對地觀測技術(shù)的新領(lǐng)域。高分四號相機(jī)作為首發(fā)高軌面陣凝視成像相機(jī),技術(shù)難度大,關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目多,研制周期十分緊張,因此項目組在研制過程中制定了“策劃先行、制定關(guān)鍵路徑專題計劃、過程風(fēng)險控制、嚴(yán)格計劃監(jiān)控”的方法和原則,加強對項目關(guān)鍵路徑的計劃把控及監(jiān)督,有效的推動了項目的高效運行劃的推進(jìn),為項目研制成功奠定了基礎(chǔ)。

    關(guān)鍵詞:地球同步軌道高分辨凝視相機(jī);精細(xì)化管理

    中圖分類號:V445.8 文獻(xiàn)識別碼:A 文章編號:1001-828X(2017)015-0-02

    一、概述

    高分四號地球同步軌道大面陣凝視相機(jī)是一臺工作于地球同步軌道上用于對地觀測的光學(xué)遙感相機(jī)。作為我國第一臺地球同步軌道高分辨率對地觀測相機(jī),首次采用了面陣凝視成像體制,開辟了我國地球同步軌道高分辨率對地觀測技術(shù)的新領(lǐng)域。

    相機(jī)同時具有可見光近紅外成像通道和中波紅外成像通道,技術(shù)難度大,關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目多,研制周期十分緊張。

    項目團(tuán)隊在研制過程中制定了“策劃先行、制定關(guān)鍵路徑專題計劃、過程風(fēng)險控制、嚴(yán)格計劃監(jiān)控”的方法和原則,將PMI項目管理體系應(yīng)用于型號研制管理,加強對項目范圍管理以及關(guān)鍵路徑的計劃把控及監(jiān)督,形成了一系列項目管理的基準(zhǔn)規(guī)范,有效的推動了項目的高效運行劃的推進(jìn)。

    二、項目精細(xì)化管理

    每個項目都會創(chuàng)造獨特的產(chǎn)品、服務(wù)或者成果,由于項目的獨特性,所以每一個項目會存在項目自身的主要制約因素,而對于高分四號相機(jī)的研制,由于相機(jī)研制周期短,關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)多,技術(shù)難度大,項目的主要制約因素就需要從范圍、進(jìn)度及風(fēng)險這三個方面重點分析及管理。

    1.范圍管理

    范圍管理的核心是界定項目的范圍,也就是要明確項目涉及的所有任務(wù)。由收集需求、范圍定義、創(chuàng)建WBS、范圍核實和范圍控制等幾方面構(gòu)成,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)項目管理,因而范圍管理是項目決策的設(shè)施基礎(chǔ)。

    根據(jù)型號產(chǎn)品的責(zé)任體系表、產(chǎn)品技術(shù)流程及全周期策劃, 高分四號相機(jī)形成了產(chǎn)品研制的實現(xiàn)流程,再細(xì)化分解成了各個部組件的實現(xiàn)流程,各個部組件責(zé)任人根據(jù)組件實現(xiàn)流程持續(xù)跟進(jìn)產(chǎn)品的實現(xiàn)過程,通過型號每周的內(nèi)部計劃協(xié)調(diào)會,各個組件負(fù)責(zé)人匯報部組件的進(jìn)展及下周的計劃安排和需要協(xié)調(diào)的資源,如果實際進(jìn)度偏離了產(chǎn)品實現(xiàn)的進(jìn)度基準(zhǔn),型號團(tuán)隊則討論并實施進(jìn)度壓縮措施,若進(jìn)度壓縮措施依然無法滿足偏離量,則采用型號進(jìn)度應(yīng)急儲備來修改產(chǎn)品實現(xiàn)流程以保證型號能夠按照里程碑節(jié)點完成研制及交付。

    相機(jī)在全周期研制階段都貫徹及實施了上述的范圍管理措施,型號內(nèi)部凝聚力強,產(chǎn)品研制過程溝通及流轉(zhuǎn)順暢,研制工作項目明確,工作內(nèi)耗減至極低,圓滿的完成了型號研制任務(wù)。

    2.時間管理

    項目管理的重要環(huán)節(jié)是時間管理,而由于航天產(chǎn)品研制的特殊性,整星的發(fā)射節(jié)點制約著相機(jī)分系統(tǒng)的研制時間,所以對于相機(jī)研制的項目管理來說,時間管理是最關(guān)鍵也是最重要的一環(huán),必須要確保項目在要求的時間內(nèi)順利完成。

    高分四號相機(jī)的工程研制實現(xiàn)緊緊圍繞各類部組件設(shè)計、產(chǎn)品研制及試驗等任務(wù)開展,由于相機(jī)的組件較為復(fù)雜,需要占用大量的人力、設(shè)備和場地資源,不僅僅在型號內(nèi)部會產(chǎn)生資源沖突,同時,在目前多型號并行研制的情況下,資源沖突更為嚴(yán)重,多項目資源沖突的難以預(yù)測性和突發(fā)性對進(jìn)度管理影響不容忽視。

    所以在相機(jī)研制過程的進(jìn)度管理計劃的控制層面,型號團(tuán)隊把進(jìn)度管理目前放在主要關(guān)鍵路徑上,針對關(guān)鍵路徑上的計劃活動,從技術(shù)、質(zhì)量、資源約束等制約因素逐項開展進(jìn)度風(fēng)險影響因子分析,列出影響因素,針對這些影響因素,使用專家咨詢、類推比較和經(jīng)驗教訓(xùn)研究等方法和工具開展定量進(jìn)度風(fēng)險評估,風(fēng)險值越高,進(jìn)度風(fēng)險越大,將每項活動的工期風(fēng)險值進(jìn)行排序,對風(fēng)險值高的計劃活動的各項影響因素制定應(yīng)對措施,形成進(jìn)度風(fēng)險管理計劃,并且隨著項目推進(jìn),時刻對進(jìn)度風(fēng)險進(jìn)行監(jiān)控,一方面對新出現(xiàn)的進(jìn)度風(fēng)險進(jìn)行化解,另一方面更新影響因子列表,調(diào)整進(jìn)度風(fēng)險優(yōu)先級,形成新的進(jìn)度風(fēng)險管理計劃。

    根據(jù)上述進(jìn)度管理控制方法,高分四號相機(jī)通過關(guān)鍵路徑法等進(jìn)度計劃工具確定了制約相機(jī)的短線計劃:可見光視頻電路的研制,并通過提前投產(chǎn)可見光CMOS視頻試驗板多輪測試的風(fēng)險減輕策略以及趕工、快速跟進(jìn)等進(jìn)度壓縮的應(yīng)對策略來規(guī)劃相機(jī)CMOS器件及其配套電路的風(fēng)險應(yīng)對措施及風(fēng)險管理計劃,讓可見光視頻產(chǎn)品的研制及調(diào)試工作縮短了一個月的周期,從而讓高分四號正樣產(chǎn)品按計劃順利交付整星。

    3.風(fēng)險管理

    項目團(tuán)隊在高分四號項目立項初期已識別相機(jī)研制全周期階段的風(fēng)險,要想取得型號研制成功,項目應(yīng)致力于整個項目期間積極、持續(xù)的開展風(fēng)險管理。在高分四號項目研制過程中,項目團(tuán)隊的各個層級都有意識的積極識別并有效管理風(fēng)險,制定了高分四號相機(jī)的風(fēng)險接受準(zhǔn)則,明確了項目風(fēng)險管理目標(biāo)及實施要求,為后續(xù)相機(jī)風(fēng)險管理工作的開展提供了依據(jù)。

    根據(jù)風(fēng)險發(fā)生的可能性及嚴(yán)重性進(jìn)行了等級劃分,從風(fēng)險可能性等級和嚴(yán)重性等級兩個維度建立了風(fēng)險評價指數(shù)矩陣,如下表所示:

    并且按照風(fēng)險綜合評級指數(shù),型號項目風(fēng)險接受準(zhǔn)則如下:

    Ⅲ類:指數(shù)20—25為高風(fēng)險,落在該區(qū)域的風(fēng)險不可接受,可能對型號有重大危害,應(yīng)制定專題計劃,專人負(fù)責(zé)跟蹤監(jiān)控;

    Ⅱ類:指數(shù)5—16為中度風(fēng)險,落在該區(qū)域的風(fēng)險為不希望有的風(fēng)險,可能對型號有危害,應(yīng)積極地管理和考慮備選應(yīng)對措施;

    Ⅰ類:指數(shù)1—4為低風(fēng)險,不經(jīng)評審即可接受,對型號基本無危害,應(yīng)監(jiān)控管理。

    在高分四號項目啟動初期,項目團(tuán)隊就已將相機(jī)可見光探測器及其配套電路的研制列為相機(jī)研制階段的高風(fēng)險項目。

    由于為了滿足地面像元分辨率和單景觀測幅寬要求,可見光近紅外通道探測器像元規(guī)模大,可見光近紅外譜段成像的探測器選型有CCD探測器和CMOS探測器兩種方案,這兩種類型的探測器各有優(yōu)缺點,采用這兩種類型探測器的相機(jī)技術(shù)途徑也存在區(qū)別,需進(jìn)行探測器的選型方案風(fēng)險進(jìn)行評估。

    在進(jìn)行方案選擇時,項目組首先考慮了CCD探測器,大面陣CCD探測器在十一五預(yù)研的時候項目組已進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),在大面陣CCD器件高速低噪聲焦面電路和信號處理電路的研制已完成了技術(shù)積累,在預(yù)研相機(jī)系統(tǒng)性能測試時,器件性能表現(xiàn)優(yōu)越。

    但是,大面陣CCD探測器方案存在不具備抗飽和溢出功能、需要機(jī)械快門配合成像、積分時間不能按需調(diào)整的不足。首先,不具備抗飽和溢出功能。其次,成像時需要高精度的機(jī)械快門,機(jī)械快門的工作時間長,是單點失效環(huán)節(jié),技術(shù)風(fēng)險較大。再次,受機(jī)械快門工作方式限制,積分時間只能設(shè)置為3檔,不能按成像條件靈活調(diào)整積分時間,用戶無法獲得不同成像條件下的高信噪比圖像,所以大面陣CCD探測器方案風(fēng)險發(fā)生的可能性較大,影響程度也比較嚴(yán)重,風(fēng)險評估值較高。

    而CMOS探測器的研制技術(shù)起步較晚,長期以來在成像性能上與CCD探測器有一定差距,近年來隨著CMOS探測器工藝的快速發(fā)展,大面陣CMOS探測器性能已與大面陣CCD探測器相差無幾,并且CMOS探測器具有1000倍的抗飽和溢出能力,避免了圖像飽和溢出影響,積分時間可按地面目標(biāo)反射率設(shè)置,能夠提高成像清晰度;探測器具有全局電子快門,不需要機(jī)械快門,但是由于CMOS器件為國外進(jìn)口, 為了確保該器件順利引進(jìn),國外不進(jìn)行抗輻照性能等敏感指標(biāo)測試,從而帶來的器件可靠性的風(fēng)險無法規(guī)避。

    并且CMOS探測器及其配套視頻焦面電路的研制,所內(nèi)也未開展一輪完整的研制,技術(shù)風(fēng)險較大,風(fēng)險綜合評價也比較高,但是通過兩個方案各自風(fēng)險控制措施,可以明顯看出大面陣CMOS探測器方案的風(fēng)險發(fā)生可能性大大降低。上述兩種方案的風(fēng)險評估結(jié)果見表2。

    由上述風(fēng)險評估結(jié)構(gòu)得知,方案一發(fā)生風(fēng)險的可能性較高,且難于控制,導(dǎo)致整個風(fēng)險綜合評級較高,而方案二,需要對投產(chǎn)可見光CMOS視頻試驗板多輪測試及質(zhì)量控制過程方面進(jìn)行控制,可將風(fēng)險綜合評級指數(shù)降低到可接受的范圍。經(jīng)過比較,大面陣CMOS探測器在技術(shù)上更加適合高分四號相機(jī)分系統(tǒng)的應(yīng)用需求,最終確定選用該方案。

    對于已識別的高分四號相機(jī)可見近紅外譜段探測器方案的高度風(fēng)險項目,除了制定相應(yīng)的控制措施,項目組還以周報的形式對風(fēng)險進(jìn)行持續(xù)跟進(jìn),實時評估已識別的風(fēng)險,并對風(fēng)險降低后的性能和效果進(jìn)行確認(rèn),關(guān)注風(fēng)險發(fā)展趨勢,確保風(fēng)險項目得到控制。通過以上管理措施,確保識別出的高風(fēng)險項目嚴(yán)格受控,逐步將高風(fēng)險降低至可接受的范圍,通過相機(jī)研制過程中監(jiān)控風(fēng)險,并根據(jù)風(fēng)險的變化及時跟新項目管理計劃,有效的進(jìn)行了過程風(fēng)險控制,為項目研制成功奠定了基礎(chǔ)。

    三、結(jié)語

    綜上所述,相機(jī)型號的管理不僅涉及到研制過程的各個方面,而且包括項目前期的立項階段和運行以及項目收尾階段的工作,強調(diào)了項目生命周期全過程和全方位的管理,強調(diào)型號研制隊伍與用戶之間的溝通,強調(diào)項目的計劃管理和跟蹤,范圍管理、風(fēng)險管理等。要從項目管理的角度對項目的全過程進(jìn)行管理和控制,型號研制只有真正實施項目管理,并運用之相配套的、規(guī)范的質(zhì)量保證體系,才能真正從根本上提高自身的管理水平和競爭力。

    參考文獻(xiàn):

    [1]練敏隆.“高分四號”衛(wèi)星凝視相機(jī)設(shè)計與驗證[J].航天返回與遙感,2016,4.

    [2]馬文坡.“高分四號”衛(wèi)星凝視相機(jī)技術(shù)特點[J].航天返回與遙感,2016,4.

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