以“小微標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)范設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量

張建斌、楊文軍、陳浩 /北京航天自動(dòng)控制研究所

2019 年，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司啟動(dòng)新型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化工作轉(zhuǎn)型升級(jí)。在航天科技集團(tuán)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，各研究院按照《集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方案》的總體部署和《加快推進(jìn)集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作要求（2019—2021 年）》的任務(wù)安排，從強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)能力著手推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)“橫向一致”和“縱向貫通”，有力支撐了航天科技集團(tuán)高質(zhì)量發(fā)展，為確保實(shí)現(xiàn)體系建設(shè)的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

北京航天自動(dòng)控制研究所充分落實(shí)航天科技集團(tuán)以“用”為導(dǎo)向、“建”為補(bǔ)充、“管”為保障的管建用協(xié)同推進(jìn)工作總要求，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施過(guò)程中橫向不一致、縱向不貫通、執(zhí)行不到位等問(wèn)題，聚焦“學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、用標(biāo)準(zhǔn)”，通過(guò)策劃開(kāi)展系列活動(dòng)，營(yíng)造“人人講標(biāo)準(zhǔn)、人人學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、人人用標(biāo)準(zhǔn)”的良好氛圍，有效推動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)的宣貫實(shí)施。研究所在對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析的過(guò)程中，有一類質(zhì)量問(wèn)題逐漸引起重視。比如，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定采用雙點(diǎn)雙線和繼電器的串并實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)，但在約束具體設(shè)計(jì)層面是采用“先并后串”還是“先串后并”、要不要跨接等方面沒(méi)有細(xì)致約束。在軟件的中斷處理中，約定了優(yōu)先級(jí)，要求規(guī)避中斷嵌套，但最為基本的開(kāi)中斷、關(guān)中斷要求不明晰，一些專業(yè)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)以設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的形式存在，不能得到有效傳承，因此重復(fù)性設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)或作業(yè)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定不夠具體導(dǎo)致的設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題，研究所提出了“小微標(biāo)準(zhǔn)”的概念，組織所內(nèi)各專業(yè)編制了一批內(nèi)容更具體、更詳細(xì)，針對(duì)性更強(qiáng)，低于設(shè)計(jì)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的標(biāo)準(zhǔn)—小微標(biāo)準(zhǔn)。

一、工作與實(shí)踐

1.小微標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵

針對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)專業(yè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)規(guī)定不夠具體、約束過(guò)于籠統(tǒng)的問(wèn)題，研究所策劃并組織了小微標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，將標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象聚焦到產(chǎn)品研制或?qū)I(yè)工作過(guò)程中的某一點(diǎn)或點(diǎn)的一個(gè)方面，給出設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、操作等較為細(xì)致的方法、要求、禁忌、提醒等內(nèi)容作為小微標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)、規(guī)范具體節(jié)點(diǎn)細(xì)節(jié)工作。

2.主要做法

在開(kāi)展小微標(biāo)準(zhǔn)編制工作之前，針對(duì)控制系統(tǒng)涉及專業(yè)多、研制流程復(fù)雜的具體情況，明確提出選取最為關(guān)鍵、容易埋雷的研制環(huán)節(jié)和歷史上出現(xiàn)過(guò)不止一次問(wèn)題的環(huán)節(jié)，結(jié)合各專業(yè)質(zhì)量案例和“三個(gè)面向分析”，圈定了首批優(yōu)先編寫(xiě)的小微標(biāo)準(zhǔn)范圍。為確保各專業(yè)準(zhǔn)確理解小微標(biāo)準(zhǔn)的編制要求，在布置工作時(shí)以示例說(shuō)明的方法向各專業(yè)傳遞小微標(biāo)準(zhǔn)的編制思路及切入點(diǎn)，確保小微標(biāo)準(zhǔn)編制質(zhì)量，并符合“小微”的定義。

以某型號(hào)電池激活電壓采樣異常問(wèn)題為例，該問(wèn)題的深層次原因是：使用了3 塊帶A/D 采樣的功能板卡且不是獨(dú)立電源供電，采集時(shí)序設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮板級(jí)設(shè)計(jì)正確性，未考慮整機(jī)層面多塊板卡并行采樣的影響；對(duì)熱電池特性還需要進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)，摸清電池激活時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)帶來(lái)的電特性變化對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)電路功能的影響，避免因采樣時(shí)序設(shè)計(jì)疊加熱電池特性變化形成的潛通路。

因此，需要在以下層面進(jìn)行細(xì)化要求和約束：

（1）多塊采樣板且非獨(dú)立電源供電時(shí)，要考慮采樣的分時(shí)性要求怎么實(shí)現(xiàn)，此處即可形成一個(gè)小微標(biāo)準(zhǔn)1；單板怎么設(shè)計(jì)，單機(jī)內(nèi)部FPGA 怎么調(diào)度，針對(duì)此點(diǎn)可以形成小微標(biāo)準(zhǔn)2；需不需要告知系統(tǒng)人員，系統(tǒng)采樣怎么去規(guī)劃，可以形成小微標(biāo)準(zhǔn)3。

針對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)專業(yè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)規(guī)定不夠具體、約束過(guò)于籠統(tǒng)的問(wèn)題，研究所策劃并組織了小微標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，將標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象聚焦到產(chǎn)品研制或?qū)I(yè)工作過(guò)程中的某一點(diǎn)或點(diǎn)的一個(gè)方面，給出設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、操作等較為細(xì)致的方法、要求、禁忌、提醒等內(nèi)容作為小微標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)、規(guī)范具體節(jié)點(diǎn)細(xì)節(jié)工作。

（2）電池激活時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)帶來(lái)的電特性變化對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)電路功能的影響怎樣識(shí)別、分析，怎樣讓電池廠家摸底，是否需要在相關(guān)任務(wù)書(shū)要求中提及，可以形成小微標(biāo)準(zhǔn)4。

（3）新電池激活時(shí)，需要采取的第三方測(cè)試手段有哪些，怎么去判別，可以形成小微標(biāo)準(zhǔn)5。

小微標(biāo)準(zhǔn)1 的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象是多塊板采樣分時(shí)性的實(shí)現(xiàn)方法，需要明確FPGA 的調(diào)度方法和系統(tǒng)采樣化設(shè)計(jì)方法、要求等內(nèi)容；小微標(biāo)準(zhǔn)2 的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象是電池激活影響的識(shí)別、分析等的方法和要求；小微標(biāo)準(zhǔn)3的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象是電池激活時(shí)需要采取的第三方測(cè)試方法。通過(guò)以上示例，小微標(biāo)準(zhǔn)的編制要求得到準(zhǔn)確傳遞。

3.主要成果

按照研究所對(duì)小微標(biāo)準(zhǔn)的編制要求，各研究室、專業(yè)迅速對(duì)本部門、本專業(yè)產(chǎn)品研制過(guò)程中易發(fā)生問(wèn)題的工作點(diǎn)進(jìn)行梳理，從設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、測(cè)試、操作等方面共提出小微標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目89 項(xiàng)，啟動(dòng)小微標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)工作，經(jīng)初稿編制、組織審查、報(bào)批后，2020 年8 月完成全部89 項(xiàng)小微標(biāo)準(zhǔn)的歸檔和發(fā)布，并開(kāi)始實(shí)施，表1 為部分小微標(biāo)準(zhǔn)目錄。89項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了控制系統(tǒng)研制的導(dǎo)航與制導(dǎo)、系統(tǒng)綜合、單機(jī)、軟件、試驗(yàn)等所有專業(yè)。目前，各專業(yè)已完成標(biāo)準(zhǔn)宣貫培訓(xùn)，并開(kāi)始用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)師完成具體設(shè)計(jì)工作。

表1 部分小微標(biāo)準(zhǔn)編制目錄

二、實(shí)踐效果

小微標(biāo)準(zhǔn)概念的提出及實(shí)踐是解決標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施過(guò)程中“執(zhí)行不到位”頑疾的一種嘗試，解決了相關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不具體，不夠細(xì)化、量化，導(dǎo)致在執(zhí)行層面出現(xiàn)橫向不一致甚至設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的問(wèn)題。89 項(xiàng)小微標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)、規(guī)范了控制系統(tǒng)產(chǎn)品研制或?qū)I(yè)工作過(guò)程中的具體細(xì)節(jié)工作，給出了設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、操作的細(xì)致要求與內(nèi)容，一經(jīng)發(fā)布應(yīng)用就取得了較好的效果，為產(chǎn)品研制的設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量、產(chǎn)品可靠性、測(cè)試有效性、操作正確性等方面的提高、提升提供了支撐和保障。

系統(tǒng)總體專業(yè)編制的《消反峰電路設(shè)計(jì)規(guī)范》《運(yùn)載火箭箭地接口電路設(shè)計(jì)要求》等小微標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)、統(tǒng)一了消反峰電路設(shè)計(jì)原則和推薦設(shè)計(jì)參數(shù)，明確了箭地接口設(shè)計(jì)準(zhǔn)則并給出了推薦設(shè)計(jì)電路，已應(yīng)用于地面裝備化系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，并指導(dǎo)了相關(guān)型號(hào)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)工作。

軟件專業(yè)編制的《地面測(cè)發(fā)控故障排查要求》，用于系統(tǒng)試驗(yàn)發(fā)生故障后的現(xiàn)場(chǎng)處置，由于試驗(yàn)條件或工作場(chǎng)景限制不允許保持現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)時(shí)，在斷電或系統(tǒng)重啟前進(jìn)行必要操作，獲取當(dāng)前軟件運(yùn)行狀態(tài)，包括網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)、任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、堆棧/內(nèi)存分配等信息，保留現(xiàn)場(chǎng)信息，以便于后續(xù)定位故障。該標(biāo)準(zhǔn)已在某型號(hào)系統(tǒng)試驗(yàn)的故障排查得到試用，對(duì)故障模式的排除起到重要作用，也有效指導(dǎo)了現(xiàn)場(chǎng)人員的規(guī)范操作。

小微標(biāo)準(zhǔn)概念的提出及工作實(shí)踐體現(xiàn)了研究所以問(wèn)題為導(dǎo)向、針對(duì)問(wèn)題原因精準(zhǔn)施策的閉環(huán)質(zhì)量管理思想。針對(duì)各專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)存在約束過(guò)于籠統(tǒng)的問(wèn)題，關(guān)注控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵或容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié)，從細(xì)微處著手，進(jìn)一步規(guī)范了設(shè)計(jì)工作。在組織小微標(biāo)準(zhǔn)編制、評(píng)審、歸檔過(guò)程中，著眼于設(shè)計(jì)一線實(shí)際情況，簡(jiǎn)化了管理流程，保證在3 個(gè)月的時(shí)間內(nèi)完成了89 項(xiàng)小微標(biāo)準(zhǔn)的編制、歸檔工作。從小微標(biāo)準(zhǔn)概念的提出、策劃、編制直至標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，體現(xiàn)了研究所標(biāo)準(zhǔn)化工作緊密結(jié)合科研生產(chǎn)、聚焦設(shè)計(jì)根源及基礎(chǔ)，促進(jìn)了設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。后續(xù)，研究所將結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施等情況繼續(xù)組織開(kāi)展小微標(biāo)準(zhǔn)的編制及完善。