航天地面實(shí)做產(chǎn)品使用信息平臺(tái)的研制與實(shí)踐

◎北京航天發(fā)射技術(shù)研究所 張燕 周璇 楊鋒 厲建平 趙明朝

前言

以往航天地面產(chǎn)品只有設(shè)計(jì)信息受控、有集中存儲(chǔ)管控，任何時(shí)侯均可追蹤查詢產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)。但一直以來(lái)，航天地面實(shí)做產(chǎn)品的驗(yàn)收、使用、檢修、維護(hù)等歷史及現(xiàn)狀信息卻未被集中存儲(chǔ)管控，而是混雜于出廠驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、履歷書、試驗(yàn)報(bào)告、發(fā)射總結(jié)、檢修報(bào)告、三單、歸零報(bào)告中；分散于各檢驗(yàn)、主管設(shè)計(jì)、發(fā)射場(chǎng)人員、巡檢巡修人員、總體人員、項(xiàng)目組人員手中。航天地面實(shí)做產(chǎn)品的使用信息卻是至關(guān)重要的。只有各個(gè)實(shí)做產(chǎn)品使用狀態(tài)信息的準(zhǔn)確、完好、可查詢追溯，才能可靠保障航天地面產(chǎn)品參加各項(xiàng)大型試驗(yàn)任務(wù)及運(yùn)載系列 “高密度”發(fā)射任務(wù)，有效保證航天地面各系統(tǒng)已批產(chǎn)交付設(shè)備的儲(chǔ)備值守。

因此延長(zhǎng)產(chǎn)品信息受控線是必需的，應(yīng)從以往粗放的一類產(chǎn)品設(shè)計(jì)狀態(tài)信息受控，向精細(xì)化的單個(gè)實(shí)做產(chǎn)品使用維護(hù)狀態(tài)信息受控延伸，這對(duì)提高航天產(chǎn)品研制質(zhì)量、提高產(chǎn)品研保能力和效率、提升用戶滿意度，具有重要意義。

航天地面實(shí)做產(chǎn)品的特點(diǎn)是種類多、數(shù)量多；重復(fù)使用、高頻次、高壽命。每年研制單位都需投入大量的人力、物力去發(fā)射場(chǎng)、用戶等地維護(hù)實(shí)做產(chǎn)品的完好和使用質(zhì)量。因此根據(jù)航天地面設(shè)備自身的需求特點(diǎn)對(duì)航天地面實(shí)做產(chǎn)品使用信息平臺(tái)提出了以下3個(gè)方面的研制要求：

1、實(shí)做產(chǎn)品的使用信息集中管控要求

以往因?yàn)闆]有單個(gè)實(shí)做產(chǎn)品逐臺(tái)份的使用維護(hù)數(shù)據(jù)，無(wú)法追蹤、收集、共享、查詢和匯總、分析實(shí)做產(chǎn)品的使用質(zhì)量，對(duì)各項(xiàng)目實(shí)做產(chǎn)品的統(tǒng)一管控、狀態(tài)控制、產(chǎn)品維護(hù)及質(zhì)量問(wèn)題處理等帶來(lái)不便。

2、實(shí)做產(chǎn)品使用信息的大數(shù)據(jù)管理要求

長(zhǎng)期以來(lái)航天地面實(shí)做產(chǎn)品在使用維護(hù)過(guò)程中積累了大量的數(shù)據(jù)。首先，每個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)品自頂向下（即顆粒度從大至?。┑姆N類多至成百上千種；其次，項(xiàng)目中每類設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)做產(chǎn)品數(shù)量又隨著批產(chǎn)交付，在成倍增加，數(shù)據(jù)量增大至上萬(wàn)個(gè)；最終，項(xiàng)目中每個(gè)批產(chǎn)實(shí)做產(chǎn)品又隨著大型試驗(yàn)的使用次數(shù)、維護(hù)值守時(shí)間的延長(zhǎng)，數(shù)據(jù)量增大至數(shù)十萬(wàn)個(gè)。再考慮到一個(gè)企業(yè)內(nèi)有幾十個(gè)項(xiàng)目，因此企業(yè)內(nèi)的實(shí)做產(chǎn)品使用質(zhì)量信息數(shù)據(jù)量應(yīng)能達(dá)到千萬(wàn)個(gè)量級(jí)。

3、實(shí)做產(chǎn)品的使用信息與設(shè)計(jì)信息一一對(duì)應(yīng)的要求

實(shí)做產(chǎn)品使用信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)至少要從出廠驗(yàn)收數(shù)據(jù)開始，包括大型地面試驗(yàn)、歷次航天發(fā)射試驗(yàn)，直至產(chǎn)品交付用戶售后階段的逐年各項(xiàng)維護(hù)、維修的綜合信息。另外，考慮到航天發(fā)射場(chǎng)的圖文物狀態(tài)一致性要求、產(chǎn)品批次實(shí)物狀態(tài)與設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)的質(zhì)量要求，該信息平臺(tái)要管理從實(shí)做產(chǎn)品狀態(tài)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)模型（圖樣）文件、技術(shù)狀態(tài)變化三單信息開始的產(chǎn)品全生命周期鏈條信息。

一、兩化結(jié)合的方案

航天產(chǎn)品的研制特點(diǎn)是產(chǎn)品使用質(zhì)量設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)制。但研究所僅是航天產(chǎn)品的設(shè)計(jì)單位，而不是制造單位。實(shí)做產(chǎn)品的制造工藝和產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量信息不在研究所的把控范圍內(nèi)。但航天實(shí)做產(chǎn)品的最終使用質(zhì)量和用戶滿意又是研究所最重要的責(zé)任。

因此就產(chǎn)品研制到使用的全生命周期鏈條信息而言，研究所對(duì)產(chǎn)品有一處的生產(chǎn)信息是斷裂的?，F(xiàn)采取了實(shí)做產(chǎn)品使用信息直接與設(shè)計(jì)信息對(duì)接的措施，來(lái)彌補(bǔ)制造信息的缺失，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)做產(chǎn)品使用信息的完整性。

（一）梳理實(shí)做產(chǎn)品使用信息的業(yè)務(wù)模式

通過(guò)對(duì)航天地面典型項(xiàng)目的實(shí)做產(chǎn)品“臺(tái)帳”信息的需求梳理，歸納總結(jié)出實(shí)做產(chǎn)品使用信息需要的15類數(shù)據(jù)模版，它們分別是：

產(chǎn)品實(shí)物基本數(shù)據(jù)、產(chǎn)品出廠驗(yàn)收數(shù)據(jù)、產(chǎn)品出廠交付數(shù)據(jù)、產(chǎn)品地面試驗(yàn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品發(fā)射試驗(yàn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品定期校驗(yàn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品定期檢修數(shù)據(jù)、故障維修數(shù)據(jù)、產(chǎn)品使用壽命（包括里程、次數(shù)和時(shí)間三種類型壽命類型）數(shù)據(jù)、技術(shù)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)、更改單數(shù)據(jù)、質(zhì)疑單數(shù)據(jù)、偏離單數(shù)據(jù)、軟件產(chǎn)品數(shù)據(jù)、產(chǎn)品備件庫(kù)數(shù)據(jù)。通過(guò)這15類、共計(jì)302個(gè)屬性字段的數(shù)據(jù)梳理，基本覆蓋并滿足了航天地面設(shè)備對(duì)實(shí)做產(chǎn)品使用信息所有事件的需求。

同時(shí)這15類實(shí)做產(chǎn)品信息還彼此有關(guān)聯(lián)、嵌套的使用關(guān)系，例如：當(dāng)某個(gè)有產(chǎn)品代號(hào)和產(chǎn)品編號(hào)的實(shí)物產(chǎn)品參加了一次航天發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要同時(shí)關(guān)聯(lián)填寫與該實(shí)做產(chǎn)品此次使用相關(guān)的——產(chǎn)品實(shí)物基本數(shù)據(jù)、產(chǎn)品出廠驗(yàn)收數(shù)據(jù)、產(chǎn)品定期校驗(yàn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品發(fā)射試驗(yàn)數(shù)據(jù)、故障維修數(shù)據(jù)、產(chǎn)品備件庫(kù)數(shù)據(jù)等多個(gè)數(shù)據(jù)信息。以此類推，有多少具體的實(shí)做產(chǎn)品參加了此次航天發(fā)射試驗(yàn)，就需要錄入多少個(gè)上述數(shù)據(jù)信息。

通過(guò)將這些離散的元數(shù)據(jù)逐個(gè)錄入至“航天地面實(shí)做產(chǎn)品使用信息平臺(tái)”，來(lái)替代航天發(fā)射試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告的編寫。等需要跟蹤實(shí)做產(chǎn)品信息時(shí)，又能夠通過(guò)檢索、查詢、匯總、導(dǎo)出的方式，還原某次航天發(fā)射試驗(yàn)所有實(shí)做產(chǎn)品狀態(tài)信息的匯總、分析結(jié)果。

（二）實(shí)做產(chǎn)品信息與設(shè)計(jì)信息的一一對(duì)應(yīng)

對(duì)于設(shè)計(jì)產(chǎn)品有技術(shù)狀態(tài)變化時(shí)會(huì)面臨：某批實(shí)做產(chǎn)品對(duì)應(yīng)某設(shè)計(jì)產(chǎn)品的一個(gè)技術(shù)狀態(tài)；而另一批實(shí)做產(chǎn)品對(duì)應(yīng)了該設(shè)計(jì)產(chǎn)品的另一個(gè)技術(shù)狀態(tài)。

該實(shí)做產(chǎn)品信息平臺(tái)采用了與設(shè)計(jì)平臺(tái)共用PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)）平臺(tái)的方式，通過(guò)將有產(chǎn)品代號(hào)、產(chǎn)品編號(hào)的實(shí)做產(chǎn)品基本信息與同技術(shù)狀態(tài)的設(shè)計(jì)信息模型（圖樣）文件相映射關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)做產(chǎn)品的使用信息與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)信息一一對(duì)應(yīng)，保持圖文物技術(shù)狀態(tài)一致的查詢檢索功能。

（三）簡(jiǎn)練的實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

理論上分析：每一類設(shè)計(jì)產(chǎn)品都會(huì)有許許多多個(gè)的實(shí)做產(chǎn)品。按照每一類設(shè)計(jì)產(chǎn)品的顆粒度從系統(tǒng)到分系統(tǒng)、單機(jī)、組件、部件、零件，那就需要自頂向下的去創(chuàng)建一個(gè)個(gè)實(shí)做產(chǎn)品信息“臺(tái)帳”。

但實(shí)際上，對(duì)于實(shí)做產(chǎn)品使用質(zhì)量的信息平臺(tái)，沒有必要與設(shè)計(jì)產(chǎn)品同等顆粒度。

實(shí)做產(chǎn)品的使用信息僅與使用階段保障產(chǎn)品完好的維護(hù)、維修、大修的要求和約束信息緊密相關(guān)。實(shí)做產(chǎn)品的底層節(jié)點(diǎn)（即最小顆粒度）根據(jù)其特點(diǎn)，并不是結(jié)構(gòu)上不可再分的零件。判斷節(jié)點(diǎn)是否再分是根據(jù)基層級(jí)、中繼級(jí)、基地級(jí)可拆卸分解、更換的備件或零件的維修性、互換性而定。底層節(jié)點(diǎn)可以是諸如零件一樣的基本單元，也可以是一個(gè)部件或一個(gè)組件。即，實(shí)做產(chǎn)品使用中用到哪個(gè)層級(jí)（顆粒度），就建到哪個(gè)層級(jí)。這樣的實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)化簡(jiǎn)練了許多。

航天地面的實(shí)做產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一般只到三級(jí)，例如XX供氣系統(tǒng)——XX配氣臺(tái)——XX閥件；XX特種車——XX控制柜——XX旋鈕。

二、平臺(tái)研制與實(shí)踐

（一）便捷的數(shù)據(jù)錄入模式

雖然確立了簡(jiǎn)練的實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但每一次任務(wù)后，需要錄入平臺(tái)的實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)量仍是較大的。如果一個(gè)個(gè)信息逐項(xiàng)錄入，會(huì)給任務(wù)人員增加負(fù)擔(dān)，不便于信息平臺(tái)的推廣使用。

因此該平臺(tái)開發(fā)了excel表，將眾多實(shí)做產(chǎn)品的同一種使用數(shù)據(jù)匯總批量導(dǎo)入，然后平臺(tái)自動(dòng)將匯總表拆解成每一個(gè)實(shí)做產(chǎn)品的元數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和展示。

圖1 實(shí)做產(chǎn)品信息的查詢、統(tǒng)計(jì)

批量導(dǎo)入實(shí)做產(chǎn)品使用信息的方式，大大提高了該平臺(tái)的使用便捷性。例如，一個(gè)主管設(shè)計(jì)參加了某次試驗(yàn)任務(wù)，由于人力資源優(yōu)化分工，他一個(gè)人同時(shí)還兼任了其他3個(gè)崗位的任務(wù)。根據(jù)簡(jiǎn)練的實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他仍需要錄入3個(gè)層級(jí)、24個(gè)實(shí)做產(chǎn)品的各5種使用信息，即他任務(wù)后需要將120個(gè)使用信息錄入到平臺(tái)中。如果120個(gè)信息一個(gè)個(gè)的分別填寫，粗略估算需要10h；但采用excel表批量導(dǎo)入信息時(shí)，只需要分別導(dǎo)入5種使用信息的匯總表，從填寫信息到導(dǎo)入平臺(tái)，粗略估算只需要1h。

（二）便捷的信息查詢和匯總、統(tǒng)計(jì)

對(duì)已經(jīng)錄入平臺(tái)的實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)，有權(quán)限人員可以根據(jù)任何已知信息，進(jìn)行查詢和匯總。

例如：已知產(chǎn)品名稱，可以查詢出所有該產(chǎn)品名稱的實(shí)做產(chǎn)品信息；已知發(fā)射場(chǎng)任務(wù)代號(hào)，可以查詢出所有該次發(fā)射場(chǎng)任務(wù)的實(shí)做產(chǎn)品信息。

已知的信息越多，即添加的查詢條件越多，越容易過(guò)濾、查詢到具體實(shí)做產(chǎn)品的某個(gè)使用維護(hù)信息。

當(dāng)需要匯總某項(xiàng)目某次任務(wù)的所有實(shí)做產(chǎn)品使用信息時(shí)，可將查詢到的實(shí)做產(chǎn)品信息全部列表展示后，按照需求進(jìn)行排序、過(guò)濾，并匯總導(dǎo)出，便于分析、統(tǒng)計(jì)、決策。（參見圖1）

（三）實(shí)做產(chǎn)品代際關(guān)系的信息檢索

以往只有設(shè)計(jì)產(chǎn)品狀態(tài)受控時(shí)，通過(guò)查詢圖紙或模型，只能知道產(chǎn)品的設(shè)計(jì)裝配結(jié)構(gòu)隸屬關(guān)系。但是，對(duì)于有具體產(chǎn)品編號(hào)的實(shí)做產(chǎn)品，卻無(wú)法查詢出在某個(gè)發(fā)射場(chǎng)或某個(gè)批產(chǎn)交付系統(tǒng)中，哪個(gè)具體產(chǎn)品編號(hào)的單機(jī)從屬于哪個(gè)具體產(chǎn)品編號(hào)的分系統(tǒng)；哪個(gè)具體產(chǎn)品編號(hào)的閥件裝配于哪個(gè)具體產(chǎn)品編號(hào)的配氣臺(tái)中。

現(xiàn)在通過(guò)實(shí)做產(chǎn)品信息平臺(tái)，只要數(shù)據(jù)信息已經(jīng)錄入，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)做產(chǎn)品“爺、父、子”代際關(guān)系的遍歷查詢。例如：如果想查某一個(gè)配氣臺(tái)里的閥件故障維護(hù)記錄，只需輸入該配氣臺(tái)的產(chǎn)品編號(hào)，就可按“父、子”代際關(guān)系向下，查出該閥件的具體產(chǎn)品編號(hào)，并查出該產(chǎn)品編號(hào)閥件的任何使用維護(hù)記錄。（參見圖2）

（四）實(shí)做產(chǎn)品信息的權(quán)限

將該平臺(tái)內(nèi)的用戶，根據(jù)不同項(xiàng)目分別創(chuàng)建項(xiàng)目權(quán)限，在該項(xiàng)目?jī)?nèi)的人員具有查看該項(xiàng)目實(shí)做產(chǎn)品使用信息的權(quán)限，而項(xiàng)目外人員看不到該項(xiàng)目實(shí)做產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)。

只有實(shí)做產(chǎn)品的創(chuàng)建人員及與其同組的人員或特殊添加的人員，才具有錄入和修改該實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)的權(quán)限。

（五）實(shí)做產(chǎn)品信息的受控

當(dāng)實(shí)做產(chǎn)品信息錄入系統(tǒng)后，可以批量數(shù)據(jù)走流程審簽，使數(shù)據(jù)內(nèi)容得到確認(rèn)和受控。

當(dāng)實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息有誤或者有變化需要修改時(shí)，已簽署受控的信息仍可由原錄入者進(jìn)行修改，重新發(fā)起流程對(duì)修改后的信息進(jìn)行受控。

圖2 實(shí)做產(chǎn)品代際關(guān)系的信息檢索

（六）本地安裝和瀏覽器兩種模式

根據(jù)企業(yè)需求，研發(fā)了本地安裝和瀏覽器兩種應(yīng)用模式并存的實(shí)做產(chǎn)品信息平臺(tái)。兩種模式各有其特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)景：

本地安裝模式的信息平臺(tái)功能最為全面，特別是便于實(shí)做產(chǎn)品信息的批量錄入；瀏覽器模式的信息平臺(tái)便于異地和管理層對(duì)實(shí)做產(chǎn)品數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，例如審批和瀏覽查詢。

三、實(shí)踐效果

該平臺(tái)研制完成后，編寫了2本相關(guān)的使用說(shuō)明書，完成了2個(gè)操作視頻放置于企業(yè)公用K盤；進(jìn)行了6次大型用戶培訓(xùn)以及12次種子選手一對(duì)一的授課；完成了相關(guān)3個(gè)所標(biāo)的發(fā)布，并編寫了《地面發(fā)射支持系統(tǒng)產(chǎn)品信息庫(kù)錄入要求》。

該平臺(tái)試用期間，以XX系列的高密度發(fā)射和某項(xiàng)目交付設(shè)備的巡檢巡修——兩個(gè)項(xiàng)目為典型應(yīng)用，已上傳數(shù)據(jù)近萬(wàn)條。

實(shí)踐效果如下：

1、實(shí)現(xiàn)了實(shí)做產(chǎn)品信息的共享、集中

該平臺(tái)收集實(shí)做產(chǎn)品的各項(xiàng)信息，形成設(shè)計(jì)人員、發(fā)射場(chǎng)人員、巡檢巡修人員及項(xiàng)目組管理人員共用的實(shí)做產(chǎn)品信息跟蹤平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)做產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)、出廠交付狀態(tài)、使用及售后服務(wù)等過(guò)程信息的快速查閱和各方信息共享，為統(tǒng)籌開展產(chǎn)品綜合保障服務(wù)、產(chǎn)品問(wèn)題處理以及產(chǎn)品維護(hù)任務(wù)閉環(huán)完成情況提供了基礎(chǔ)。

2、實(shí)現(xiàn)了實(shí)做產(chǎn)品的使用信息大數(shù)據(jù)要求

實(shí)做產(chǎn)品的各項(xiàng)使用信息可追溯，使實(shí)做產(chǎn)品從傳統(tǒng)的無(wú)信息模式向系統(tǒng)、全面的大數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)變，優(yōu)化了信息鏈條和環(huán)節(jié)，提升了能力和效率。

3、產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量受控

實(shí)做產(chǎn)品的使用信息與設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)，產(chǎn)品主管人員與替崗人員產(chǎn)品實(shí)物狀態(tài)交接清楚。實(shí)做產(chǎn)品信息平臺(tái)的效益主要體現(xiàn)為加強(qiáng)了實(shí)做產(chǎn)品使用技術(shù)狀態(tài)的精細(xì)化控制，規(guī)范、落實(shí)了產(chǎn)品全生命周期管控要求，使實(shí)物產(chǎn)品使用質(zhì)量水平得到提升，保障了發(fā)射任務(wù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)“航天地面實(shí)做產(chǎn)品使用信息平臺(tái)”經(jīng)過(guò)試用穩(wěn)定后，已正式推廣應(yīng)用至我研究所的所有項(xiàng)目。隨著實(shí)做產(chǎn)品使用信息的陸續(xù)錄入，可進(jìn)一步挖掘這些大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)匯總價(jià)值，將蘊(yùn)含的關(guān)于產(chǎn)品使用特征、產(chǎn)品固有性能、售后維護(hù)規(guī)律、企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)等相關(guān)的寶貴信息進(jìn)一步顯性提煉出來(lái)，為航天地面產(chǎn)品的研保發(fā)揮出更大作用。