卫星工程大总体协调过程中涉文档类型

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摘 要：本文基于笔者从事卫星工程大总体的相关工作经验,在充分调研国内外工程大总体协调过程中涉及的文档体系的基础上,从管理文件体系和技术文件体系两个角度进行了分析归纳,相信对从事相关工作的同行能有所裨益.

关 键 词 ：工程大总体 文档 类型 协调

中图分类号：P185 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0251-02

大总体的工作协调过程实际上是在大总体和运载火箭、卫星、发射场、测控和应用五大分系统间生成、转化和传递大量的信息流、物质流和能量流的协调过程.在整个过程的各个阶段中信息流在传递的同时不断地扩充,将每个阶段产生的新的信息不断地处理、融合、集成.

在大总体的工作流程中所涉及的信息主要包括各项试验数据、工程进度计划、五大系统间接口标准、各类工程技术文件、管理文件、方案报告、编写规范等.这些信息涉及的信息类型主要为包括各种不同数据格式的文件信息.其中大总体与各分系统以及各个分系统之间的编写规范文件就有11个之多,包括测控与地面应用系统接口控制文件；测控与卫星系统接口控制文件；测控与运载火箭系统接口控制文件；工程大总体方案标准编写规范；工程手册综合分册编写规范；火箭与发射场接口文件；卫星工程发射场合练大纲编写规范；卫星工程发射飞行大纲编写规范；卫星与地面应用系统接口控制文件；卫星与发射场接口控制文件；卫星与火箭接口控制文件.另外,卫星型号研制过程中所产生的大量的文件信息也是大总体与各分系统之间进行交互的重要的信息来源.

卫星研制中产生的文件信息可分为工程技术文件体系及管理文件体系.

1.管理文件体系

卫星研制中应当编制许多管理文件以指导和协调研制活动,其中系统级的管理文件、接口数据管理文件和产品保证文件有着重要的作用并具有其特点.

1.1 系统级管理文件

在方案阶段结束时,应当编制三份系统级管理文件,用来确定研制工作的组织、分工、研制战略、工作分解、进度计划、产品配套矩阵及对工作的控制方法[1].

1.1.1 卫星研制管理计划

这份文件应当建立卫星项目的基本管理要求及方法.它主要包括组织机构和分工、项目研制、计划控制和成本控制等四部分.

1.1.2 卫星研制和试验计划

这项计划应确定在卫星项目各个级别上应进行的研制和试验活动.这些活动的目的是要验证卫星在寿命期间的各项性能要求.本计划应包括研制策略、研制阶段、系统工程、有效载荷的研制和试验,平台各分系统的研制和试验,地面支撑设备的研制和试验,元器件采购活动和策略以及总装试验等.

1.1.3 卫星工作分解结构

工作分解结构是以产品为中心,对卫星工程包含的全部工作进行系统的有层次分解层的一种谱系.能够清楚地反映产品和各种功能性服务工作之间的关联.工作分解结构配以工作包和必要的数据库,可以将卫星的成本核查、进度控制以及人员考核等置于更科学更系统的管理之下.

1.2 接口管理文件

卫星系统级接口管理文件如下：

（1）卫星与运载火箭的接口；（2）卫星与地面测控系统的接口；（3）卫星与地面数据接收系统的接口；（4）卫星与发射场的接口.

设备级接口管理文件由11种接口数据单组成.使用它们可以全面反映设备接口特性数据,可以进行严格的状态管理,并保证接口数据协调工作的质量.

机械特性接口数据单；

（1）设备示意图接口数据单；（2）热特性接口数据单；（3）热特性示意图接口数据单；（4）电功率接口数据单；（5）电特性接口数据单；（6）电路方块图接口数据单；（7）接插件表接口数据单；（8）接插件接点分配接口数据单；（9）遥测表接口数据单；（10）遥控指令表接口数据单.

1.3 工作说明文件

在研制卫星、卫星分系统及其设备时,应制定三项重要的文件,即合同正文、技术规范和工作说明.工作说明确定了对研制工作的管理要求,如计划管理要求,产品保证要求,应交付的产品及其交付要求,试验要求及培训、监造和技术转让要求等.系统、分系统和设备的工作说明形成了一个树状文件,如图1所示.这一树状文件的编制应当自上而下地进行.顶层文件习惯上称为管理计划,而不称为工作说明.底层文件习惯上称为工作包.工作包相当于一份派工单,描述了一项不可分割的基本任务内容、交付形式及进度要求等.

1.4 产品保证文件

卫星研制中应编制一系列产品保证文件,主要有产品保证大纲、产品保证基本要求、设计评审程序、产品保证审查程序、最终项目产品验收程序、产品标志规定、文件格式及分类等；质量保证、采购控制、入库检验、制造、总装和试验、环境控制、不一致性处理及计量和校准；软件的质量保证；元件、材料和工艺的控制及管理等[3].

2.技术文件体系

卫星研制中还要编制大量技术文件.其中四份系统级文件、规范树及评审数据包等有十分重要的作用.

2.1 系统级技术文件

在方案阶段结束时应当编写四份系统级技术文件参加初样设计评审.它们是卫星研制的技术指导文件.

2.1.1 卫星规范

这份规范应当确定所有的对卫星设计、性能、研制和试验的要求.它是卫星研制的技术基础,应当包括以下几点.

（1）任务运行要求（发射窗口、轨道覆盖、飞行程序、应急模式等）；（2）有效载荷性能要求；（3）服务舱性能要求；（4）设计和建造要求；（5）电磁相容性要求；（6）环境要求和产品保证要求等.

2.1.2 设计和建造规范

这份文件建立了各分系统应遵循的通用设计和接口要求；以确保它们之间的相容性和适当的相互作用.它主要包括通用要求、机械要求、电接口要求、信号接口要求和通用数据管理要求等. 2.1.3 电磁相容性规范

对卫星系统应当确定通用电磁相容性要求、电磁干扰安全裕度要求、与运载的电磁相容性要求、与发射场电磁相容性要求以及在轨环境电磁相容性要求等.此外,还应当确定卫星系统电磁相容性试验要求,包括电磁相容性试验计划及试验方法.

对卫星分系统、设备以及卫星地面支撑设备也应确定通用的和特殊的电磁相容性要求及试验准则.

2.1.4 环境规范

这份文件应当确定卫星及其设备在整个寿命期间所要经历的各种环境条件以及为了验证其性能而应进行的各种环境试验的要求.环境条件应当包括以下几点.

（1）总装测试期间的环境条件；（2）运输和吊运期间的环境条件；（3）发射前在整流罩中的环境条件；（4）从发射到星箭分离期间的环境条件；（5）在轨环境条件.

环境试验要求应包括试验条件和试验内容.试验内容中应按系统、分系统和设备分别论述.应当确定应进行何种试验及试验的级别.

2.2 规范树

系统级规范、分系统级规范和设备级规范建立了卫星各级的技术要求.图2表示了这一树状文件体系.

图2中顶层的“卫星应用系统规范”是通常所说的大总体规范,它确定了卫星应用系统的全面要求及对其下五大系统的要求.

2.3 设计评审数据包

按研制进程可划分为初步设计评审数据包、关键设计评审数据包和最终设计评审数据包,评审数据包就是通常所说的技术方案报告.

在系统设计评审数据包中,应当论证系统要求实现的程度.主要内容有系统方案的选择和任务分析；有效载荷的设计方案,分析、仿真和试验结果；姿轨控制方案及分析和试验结果,电气设计,机械设计,热设计,星上数据管理方案,可靠性分析结果,总装试验计划、技术流程和试验结果等.在数据包后应附有设计验证矩阵,单点故障和关键项目清单等.

在分系统和设备的设计评审数据包中,除了应详细介绍它们的方案、构成、工作原理、方块固,并定量分析各工作模式外,还应提出对机、电和热方面的接口要求,详细论述影响各项重要性能的因素,实现它们的困难,所采取的措施、分析方法和结果,仿真方法和结果以及试验方法和结果等.数据包后要附有接口数据单、FMEA /FMECA、设计验证矩阵、元器件、材料和工艺表、单点故降和关键项目表.

2.4 试验大纲及细则

对卫星、分系统和设备都要编制试验大纲.评审通过后,要编制试验细则.这些文件是进行试验的指导性文件.

2.5 最终产品项目数据包

对每项应交付的设备,都应同时交付这份数据包.它由下述文件组成.

（1）履历书,包括试验数据单,总工作时间和次数,插拔记录,不一致性报告等；（2）接口数据单；（3）检验报告；（4）产品数据单；（5）产品证书,包括合格证书、设备规范、试验报告和设计验证矩阵；（6）包装箱手册；（7）运输、吊运和贮存要求等.

以上所述的大总体的各类编写规范、接口文件以及卫星研制过程中的工程技术文件与管理文件的数据格式大多是文本格式（.DOCWPSTXTHTMLHELP等格式）,但大总体与各分系统进行交互的信息类型还包含其它的数据格式,包括有图像（.JPGGIFBMPICOTIF等格式）、视频（.IRMVB等格式）、音频（.CDMP3,MIDWMA等格式）以及卫星轨道仿真计算软件STK生成的.m dl文件格式等等.在本文中,将不同数据格式的电子文件统一称为文档.据统计,大总体日常涉及到的文档类型就达几十种之多,因此对于这些不同类型的数据格式信息,如何有效地选择、加工、存储、组织管理、输入输出,成为卫星大总体工作中信息集成中一项重要的内容.大总体工作流程中所涉及的文档类型如图3所示.