國外航天元器件標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)簡述

單月暉 連潞文 高媛 郝曉宇

（1軍委裝備發(fā)展部裝備項(xiàng)目管理中心，北京，100034；2中國人民解放軍海軍八〇七廠，北京，102443）

航天用元器件是用于航天型號所需的元器件。伴隨各國航天事業(yè)的發(fā)展，其航天任務(wù)對選用元器件的品種、數(shù)量、功能、性能等方面的需求大幅增長，要求航天用元器件產(chǎn)品需要滿足品種多、批量小、體積小、重量輕、功耗低、適應(yīng)空間特殊環(huán)境、可靠性高等要求。如何有效實(shí)施元器件產(chǎn)品的研制與選用管理，成為各國航天領(lǐng)域面臨的一項(xiàng)緊迫的現(xiàn)實(shí)問題。目前，一些國家的解決途徑是首先建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系，通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)和規(guī)范航天元器件的研制與選用工作。

1 美國標(biāo)準(zhǔn)體系

美國宇航局NASA基于其雄厚的電子工業(yè)基礎(chǔ)、充足的投入、各類政府和非政府組織的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，建立了一套相對嚴(yán)格、完整、開放的航天元器件標(biāo)準(zhǔn)體系，對元器件的設(shè)計(jì)、選用、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、應(yīng)用、失效分析等各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化控制。其組成包括3個(gè)層次：元器件基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)（通用標(biāo)準(zhǔn)）、總規(guī)范（或稱通用規(guī)范）和詳細(xì)規(guī)范，如圖1所示。

圖1 NASA元器件標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)示意圖

美國NASA標(biāo)準(zhǔn)體系是一個(gè)開放的體系，其來源包括自愿協(xié)調(diào)一致標(biāo)準(zhǔn)（指美國軍用標(biāo)準(zhǔn)、美國其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、ISO和IEC標(biāo)準(zhǔn)等）、其他政府標(biāo)準(zhǔn)（如協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、民用標(biāo)準(zhǔn)）、NASA自己的標(biāo)準(zhǔn)。需要特別說明的是，非NASA發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)主要是由NASA主導(dǎo)完成、通過一定的程序直接采用的。當(dāng)非NASA制定的標(biāo)準(zhǔn)不能滿足需求時(shí)，NASA就自己制定標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，NASA制定的標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)元器件的標(biāo)準(zhǔn)共941項(xiàng)，其中大多數(shù)是各空間飛行中心制定的。按標(biāo)準(zhǔn)類別分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 NASA元器件標(biāo)準(zhǔn)類別分類統(tǒng)計(jì)

由表1可見，NASA制定的元器件標(biāo)準(zhǔn)中60%以上是篩選標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品規(guī)范也占相當(dāng)比例，這部分標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上補(bǔ)充了MIL宇航元器件標(biāo)準(zhǔn)的不足。

NASA制定的有關(guān)元器件標(biāo)準(zhǔn)中，元器件類別分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 NASA元器件分類及其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量

從表2可見，NASA制定的航天用元器件標(biāo)準(zhǔn)按元器件的類別劃分，集成電路規(guī)范(主要是篩選規(guī)范及一部分詳細(xì)規(guī)范)占49.31%，其次是半導(dǎo)體分立器件 (包括光電子器件)占18.92%，其他9類元器件NASA制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較少(占26.78%)。GSFC編制的GSFC 311-INST-001《EEE元器件選擇、篩選和鑒定指南》中，主要引用了MIL有宇航級或有可靠性指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范(該指南已修訂為NASA指南EEE-INST-002《EEE元器件選擇、篩選和鑒定和降額指南》)。

2 歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系

歐洲基于保障歐洲各成員國元器件特別是關(guān)鍵元器件本土化發(fā)展，以及對充分利用各成員國間的資源和成果的考慮，從歐洲航天局ESA體系起步，歷經(jīng)多年發(fā)展建成ECSS（歐洲空間標(biāo)準(zhǔn)化合作組織）標(biāo)準(zhǔn)體系和ESCC標(biāo)準(zhǔn)體系。其中，ECSS標(biāo)準(zhǔn)體系立足于航天工程，用于指導(dǎo)元器件用戶方的選用、評價(jià)等質(zhì)量保證工作，分為項(xiàng)目管理 （M）、產(chǎn)品保證 （Q）和工程 （E）專業(yè)3個(gè)部分。ESCC標(biāo)準(zhǔn)體系立足于元器件專業(yè)，用于指導(dǎo)宇航元器件的生產(chǎn)、鑒定，分為5級：政策、支撐標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用規(guī)范（總規(guī)范）、詳細(xì)規(guī)范，如圖2所示。

圖2 ESCC標(biāo)準(zhǔn)化文件體系

據(jù)統(tǒng)計(jì)，ECSS共有122項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其中有關(guān)元器件的標(biāo)準(zhǔn)共有12項(xiàng)，具體見表3。

表3 ECSS元器件標(biāo)準(zhǔn)情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)，ESCC標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)元器件的標(biāo)準(zhǔn)共919項(xiàng)。按標(biāo)準(zhǔn)類別分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4，按元器件類別分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。

表4 ESCC元器件標(biāo)準(zhǔn)分類及其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

從表4可見，宇航元器件標(biāo)準(zhǔn)按標(biāo)準(zhǔn)的類別（性質(zhì)）分，元器件的產(chǎn)品規(guī)范 （包括產(chǎn)品通用規(guī)范和詳細(xì)規(guī)范）約占90%，其次是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，約占10%左右。

從表5可見，宇航元器件標(biāo)準(zhǔn)按元器件的類別分，集成電路規(guī)范 （主要是詳細(xì)規(guī)范）占48.35%，其次是半導(dǎo)體分立器件（可能包括光電子器件）占17.64%，其他元器件ESA制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較少（占34.01%）。

表5 ESCC各類元器件配套的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系注重頂層策劃，圍繞用戶需求加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制，重視標(biāo)準(zhǔn)體系更新與管理，建立了完善的元器件信息實(shí)時(shí)發(fā)布與反饋渠道，同時(shí)盡量保持與國際標(biāo)準(zhǔn)和慣例協(xié)調(diào)一致，為后續(xù)推廣以及上升為國際標(biāo)準(zhǔn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 日本標(biāo)準(zhǔn)體系

日本基于其良好的電子工業(yè)基礎(chǔ)，早期直接照搬美軍標(biāo)準(zhǔn)建立試驗(yàn)方法類、外形尺寸類、質(zhì)量體系建設(shè)類等標(biāo)準(zhǔn)，后歷經(jīng)多次航天活動(dòng)重大故障，完善了測試、質(zhì)量控制和質(zhì)量保證類標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立起相對獨(dú)立、覆蓋范圍廣的標(biāo)準(zhǔn)體系，全面指導(dǎo)和規(guī)范元器件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用過程。

日本標(biāo)準(zhǔn)體系是一個(gè)開放的、可動(dòng)態(tài)更新的體系，包括元器件研發(fā)與生產(chǎn)、保證與選用兩部分。日本重視元器件生產(chǎn)過程控制，強(qiáng)調(diào)使用方參與元器件生產(chǎn)、檢驗(yàn)的全過程，并從標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的角度大力支持核心器件的研發(fā)與生產(chǎn)，以保證關(guān)鍵元器件不受制于人。

目前收集到的JAXA元器件標(biāo)準(zhǔn)包括2項(xiàng)頂層總規(guī)范，10項(xiàng)總規(guī)范，13項(xiàng)詳細(xì)規(guī)范及部分配套應(yīng)用數(shù)據(jù)單，標(biāo)準(zhǔn)清單見附表。

附表 JAXA元器件標(biāo)準(zhǔn)清單

4 綜合分析

綜合分析美國、歐洲、日本建設(shè)航天元器件標(biāo)準(zhǔn)體系的實(shí)踐，可以得出以下初步結(jié)論。

一是，立足國家工業(yè)基礎(chǔ)、航天任務(wù)需求開展標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，特別是建立開放性、可動(dòng)態(tài)更新的體系結(jié)構(gòu)，處理好利用國際資源與解決本國現(xiàn)實(shí)問題之間的關(guān)系，逐步發(fā)展完善。

二是，加強(qiáng)研制方與使用方之間的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)用戶需求在研制過程的反饋與細(xì)化落實(shí)，使質(zhì)量控制點(diǎn)逐步細(xì)化并不斷前移，促進(jìn)元器件產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

三是，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)信息的管理，綜合運(yùn)用信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等手段，建立標(biāo)準(zhǔn)信息實(shí)時(shí)發(fā)布與動(dòng)態(tài)反饋的渠道，支撐標(biāo)準(zhǔn)體系的廣泛使用和持續(xù)改進(jìn)。

5 對我國航天領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的思考

借鑒國外航天領(lǐng)域元器件標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)實(shí)踐，建立和完善我國航天領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系。通過標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)和規(guī)范航天裝備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、應(yīng)用等各環(huán)節(jié)工作，是把握機(jī)遇、迎接挑戰(zhàn)的一條可行之路。建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步加強(qiáng)我國航天領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作。

一是，針對航天領(lǐng)域發(fā)展特點(diǎn)和主要使用需求，持續(xù)做好標(biāo)準(zhǔn)體系頂層謀劃，建立具有開放性、結(jié)構(gòu)層次清晰的體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合新技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，逐步豐富標(biāo)準(zhǔn)體系，保持體系先進(jìn)性。

二是，每個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)，可充分利用現(xiàn)有資源，即優(yōu)先選用實(shí)際應(yīng)用效果比較好的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，遴選比較成熟的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通過規(guī)定的程序升級為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并將后一種遴選常態(tài)化，依托技術(shù)發(fā)展情況定期組織實(shí)施，逐步豐富標(biāo)準(zhǔn)體系的內(nèi)容。

三是，重視我國航天領(lǐng)域各類標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的接軌，為各應(yīng)用領(lǐng)域的國際交流與合作提供技術(shù)語言，為開拓國際市場、贏得話語權(quán)搭建技術(shù)平臺(tái)，推動(dòng)中國航天標(biāo)準(zhǔn)“走出去”。

四是，綜合運(yùn)用各種先進(jìn)的信息化手段，建立航天領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)信息實(shí)時(shí)發(fā)布、動(dòng)態(tài)反饋的渠道，加強(qiáng)對航天領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系的管理與推廣應(yīng)用。

航天領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，是規(guī)范和助力航天事業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要工作。作者以彈、箭、星、船等航天產(chǎn)品中必不可少的元器件產(chǎn)品為研究切入點(diǎn)，結(jié)合典型國家對航天用元器件產(chǎn)品的研制與選用等管理實(shí)踐，梳理分析這些國家建設(shè)航天用元器件標(biāo)準(zhǔn)體系，通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)和規(guī)范航天元器件研制與選用的情況，總結(jié)凝練了經(jīng)驗(yàn)做法，并由此推廣到我國航天領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，以期對完善我國航天元器件標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)有一定的借鑒意義。