一种适用于航天发射的开放式流程设计方法及系统

摘要

本发明公开了一种适用于航天发射的开放式流程设计方法，所述方法包括：获取一次航天发射中发射场所有可做工作项目；将所有可做工作项目划分为必做项目集、免做项目集和开放项目集；将开放项目集划分为测试验证项目集、技术工艺项目集和质量安全保证项目集；逐项评估测试验证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估技术工艺项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估质量安全保证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；将必做项目集的工作项目和开放项目集中在发射场实施的工作项目及其实施条件，融入发射场测试发射工艺流程，从而完成航天发射测试发射工艺流程设计。

说明书

技术领域

本发明涉及航天发射领域，具体涉及一种适用于航天发射的开放式流程设计方法及系统。

背景技术

为确保航天发射成功，受航天发射高风险高可靠等特性的影响，现有航天发射测试发射工艺流程设计一直坚持做一切无害化的工作，即一项工作是否列入测试发射工艺流程不是看其是否对确保成功有益，而是看其是否对确保成功是否损害，只要没有损害就将其放到测试发射工艺流程中，目的在于尽可能地提高航天发射的安全性和可靠性。

但是，随着我国民商航天发射进入工程实现并开始对全社会提供航天运输服务，使用现有航天发射测试发射工艺流程设计技术开发出的民商航天发射工艺流程存在发射成本过高，不能适应民商航天发射追求利益最大化的要求，具体包括：

1、未考虑每个工作项目的质量安全属性及其对任务最终结果的影响，简单地将能够开展的工作都编入航天发射测试发射工艺流程，导致流程周期过长，发射成本过高。

2、未考虑前序工作完成结果、任务现场状况和不可预测因素等对是否需要开展某个工作项目的影响，导致设计的流程是一个“封闭的系统”，不能很好地适应变化了的情况。

3、流程开发几乎是“一次设计、终生有效”，导致开发出的航天发射测试发射流程不能根据航天产品成熟度、发射场技术服务成熟度优化流程设计；

因此，客观上要求开发一项能满足“只做应该做的工作”要求的航天发射工艺流程设计方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题，提出了一种适用于航天发射的开放式流程设计方法，所述方法包括：

获取一次航天发射中发射场所有可做工作项目；

将所有可做工作项目划分为必做项目集、免做项目集和开放项目集；

将开放项目集划分为测试验证项目集、技术工艺项目集和质量安全保证项目集；逐项评估测试验证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估技术工艺项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估质量安全保证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；

将必做项目集的工作项目和开放项目集中在发射场实施的工作项目及其实施条件，融入发射场测试发射工艺流程，从而完成航天发射测试发射工艺流程设计。

进一步的，所述必做项目集包括：

航天产品设计开发方案明确的在发射场实施的检查测试及试验验证项目；

航天产品生产工艺设计明确的在发射场实施的集成装配及对接调试项目；

质量安全保证法规规定的在发射场实施的强制检查项目；和

航天产品和设施设备在运往发射场的途中，或者在发射场工作过程中，受应力作用可能导致状态发生变化的项目；

所述免做项目集包括：

航天产品厂前已实施过，与项目相关的航天产品和设施设备的状态正确且直至运载器点火发射其状态都不会发生改变的测试验证类项目；

不实施也能满足任务对质量安全的要求的技术工艺类项目；

经仿真推演证明实施该项目后的效益小于阈值的质量安全保证项目；

所述开放项目集包括所有可做工作项目中除必做项目和免做项目外的其他工作项目，开放项目为只有满足一种或多种约束条件时才能开展的项目。

进一步的，所述测试验证项目是通过检查、试验、监视和测量后，确认航天产品和设施设备功能性能正常的活动；所述技术工艺项目是按照产品实现流程需要完成的装配活动；所述质量安全保证项目是用来保证航天产品、设施设备以及航天发射全系统的质量安全满足规定标准和准则的活动。

进一步的，逐项评估测试验证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；包括：

通过航天产品出厂前应力分析、运输应力分析和发射场环境应力分析，逐项评估开放项目集中的测试验证项目集C1，根据分析结果确定：

厂前已实施过，相关的航天产品和设施设备的状态正确且直至运载器点火发射其状态都不会发生改变，则将其直接放入免做项目集；

厂前已实施过，相关的航天产品和设施设备的状态正确但到运载器点火发射其状态肯定会受到影响，则将其直接放入必做项目集；

厂前未实施，则将其直接放入必做项目集；

到运载器点火发射，相关的航天产品和设施设备的状态不能确定相关的航天产品和设施设备的状态是否会受到影响，则将其放入第一开放式项目集C1'；

逐项评估第一开放项目集C1'中每个项目的实施条件，包括前序工作完成后的结果、任务现场状况和不可预测因素。

进一步的，逐项评估技术工艺项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；包括：

从人、机、料、法、环和测五个方面，逐项评估开放项目集中技术工艺项目集C2，依据评估结果确定：

确定即便不实施该项目也一定能满足任务对质量安全的要求，则将该项目直接放入免做项目集；

确定不实施该项目，有10％以上的可能性不能满足任务对质量安全的要求，则将该项目直接放入必做项目；

确定不实施该项目，有10％以下的可能性不能满足任务对质量安全的要求，则将该项目放入第二开放式项目集C2'；

逐项评估确认第二开放项目集C2'中每个项目的实施条件，包括前序工作完成后的结果、任务现场状况和不可预测因素。

进一步的，逐项评估质量安全保证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件，包括：

通过法规制度规范、技术工艺要求、任务特殊要求和效益分析，逐项评估开放项目集中质量安全保证项目集C3，根据评估结果确定：

在该次任务中属强制要求的质量安全保证项目直接放入必做项目集；

实施该项目后的效益很差，直接将其放入免做项目集；

其他质量安全保证项目则放入第三开放式项目集C3'；

逐项评估确认第三开放项目集C3'中每个项目的实施条件，包括前序工作完成后的结果、任务现场状况和不可预测因素。

本发明还提出了一种适用于航天发射的开放式流程设计系统，所述系统包括：

工作项目划分模块，用于获取一次航天发射中发射场所有可做工作项目，将所有可做工作项目划分为必做项目集、免做项目集和开放项目集；

开放项目集划分及评估模块，用于将开放项目集划分为测试验证项目集、技术工艺项目集和质量安全保证项目集；逐项评估测试验证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估技术工艺项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估质量安全保证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；

发射场测试发射工艺流程设计模块，用于将必做项目集的工作项目和开放项目集中在发射场实施的工作项目及其实施条件，融入发射场测试发射工艺流程，从而完成航天发射测试发射流程设计。

本发明的优势在于：

1、本发明的方法基于每个工作项目的特性及其对任务最终结果的影响，将航天发射所有工作项目划分成必做、免做和开放三种类别，使流程能有效剔除免做项目，进而大幅缩短任务周期、降低发射成本；

2、本发明的方法设定实施每个开放项目的约束条件，包括前序工作完成结果、任务现场状况和不可预测因素等，并将约束条件融入流程，使封闭流程变成开发的流程，从而使流程能更好地适应变化了情况，极大增强了流程对航天发射现场变化情况的适应性和快速响应能力；

3、本发明的方法打破了现有技术方案“一次设计、终生有效”的开发模式，使每次航天发射测试发射均要根据航天产品成熟、发射场技术服务成熟、变化了的情况进行快速工艺流程开发，进而确保每次航天发射工艺流程“最优”、成本“最低”。

附图说明

图1为本发明的适用于航天发射的开放式流程设计方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提出了一种适用于航天发射的开放式流程设计方法，针对某次航天发射，掌握发射场的工作条件，梳理确认航天产品(包括运载火箭、航天器、应用系统、航天员系统等)在发射场能够开展的工作项目；该方法包括：

步骤1)汇总航天产品在发射场可做工作项目(包括必须在发射场开展的工作项目)。

依靠工程分析的输出，收集、汇总航天产品在发射场所有能够实施的工作项目，确保在航天发射测试发射流程设计过程中不会遗漏工作项目。

步骤2)对工作项目进行分类。

将步骤1)汇总获取的工作项目依据技术工艺流程进行分类，区分必做项目、免做项目和开放项目。

必做项目M是必须实施的工作项目。

必做项目包括：

(1)航天产品设计开发方案明确的在发射场实施的检查测试、试验验证项目；

(2)航天产品生产工艺设计明确的在发射场实施的集成装配、对接调试项目；

(3)质量安全保证法规规定的在发射场实施的强制检查项目；

(4)航天产品和设施设备在运往发射场的途中，或者在发射场工作过程中，受应力作用可能导致状态发生变化的项目；

(5)其他情况要求必须在发射场开展的工作项目。

免做项目E是不必实施的工作项目(包括对发射成功有害的项目、无害但也无益的项目、虽有益但成本不允许和条件不具备的项目)。

免做项目包括：

(1)属测试验证类项目，航天产品厂前已实施过，与项目相关的航天产品和设施设备的状态正确且直至运载器点火发射其状态都不会发生改变的工作项目；

(2)属技术工艺类项目，确定即便不实施该项目也一定能满足任务对质量安全的要求；

(3)属质量安全保证项目，经实践或仿真推演证明实施该项目后的效益很差；

(4)通过其他途径证实没有必要实施的工作项目。

开放项目是指在某次航天发射所有可以在发射场开展的工作项目中，除必做和免做项目外的其他项目，其典型特征是只有满足一种或多种约束条件时才能开展的项目。

开放项目C是指如果满足某一条件可以不必实施或者满足某一条件必须实施的项目，如卫星在发射场测试中的精测，经确认卫星在出厂前已完成精测且满足要求，环境应力分析确认卫星到达发射后与精测相关的技术状态不会发生变化，那么，在卫星发射场测试项目中就可以省去此工作项目。

步骤3)对开放项目进行再分类。

将步骤2)获取的开放项目集C中的所有项目进一步划分为测试验证项目C1、技术工艺项目C2和质量安全保证项目C3。测试验证项目C1是通过检查、试验、监视和测量确认航天产品和设施设备功能性能正常的活动，如星箭联合检查。技术工艺项目C2是按照产品实现流程需要完成的装配活动，如星箭对接。质量安全保证项目C3是用来保证航天产品、设施设备以及航天发射全系统的质量安全满足规定标准和准则的活动，如转阶段的质量评审。这样划分的目的在于为后续针对不同类别的开放项目使用不同的分析方法做好准备。

步骤4)通过航天产品出厂前应力分析、运输应力分析、发射场环境应力分析等，逐项评估开放项目集C中的测试验证项目集C1，根据分析结果确定：

(1)厂前已实施过，相关的航天产品和设施设备的状态正确且直至运载器点火发射其状态都不会发生改变，则将其直接放入免做项目集E'；

(2)厂前已实施过，相关的航天产品和设施设备的状态正确但到运载器点火发射其状态肯定会受到影响，则将其直接放入必做项目M'；

(3)厂前未实施，则将其直接放入必做项目M'；

(4)到运载器点火发射，相关的航天产品和设施设备的状态不能确定相关的航天产品和设施设备的状态是否会受到影响，则将其放入开放式项目C1'。

步骤5)从人、机、料、法、环、测等方面，逐项评估开放项目C中的技术工艺项目集C2，依据评估结果确定：

(1)确定即便不实施该项目也一定能满足任务对质量安全的要求，则将该项目直接放入免做项目集E'；

(2)确定不实施该项目，有10％以上的可能性不能满足任务对质量安全的要求，则将该项目直接放入必做项目M'；

(3)确定不实施该项目，有10％以下的可能性不能满足任务对质量安全的要求，则将该项目放入开放式项目C2'。

步骤6)通过法规制度规范、技术工艺要求、任务特殊要求和效益分析，逐项评估开放项目C中质量安全保证项目集C3，根据评估结果确定：

(1)在该次任务中属强制要求的质量安全保证项目直接放入必做项目M'；

(2)实施该项目后的效益很差，直接将其放入免做项目集E'；

(3)经上述(1)(2)过滤后的其他质量安全保证项目则放入开放式项目C3'。

步骤7)逐项评估确认开放项目集C1'、C2'和C3'中每个项目的实施条件，包括前序工作完成后的结果、任务现场状况和不可预测因素等，然后将实施条件融入到流程设计之中。

即，执行航天发射测试发射工艺流程时，只有实施条件成立时才会执行该开放项目，否则，越过该开放项目，直接进入下一工作项目。

步骤8)使用项目工作计划网络图等工具，完成航天发射测试发射工艺流程设计。

本发明还提出了一种适用于航天发射的开放式流程设计系统，系统包括：

工作项目划分模块，用于获取一次航天发射中发射场所有可做工作项目，将所有可做工作项目划分为必做项目集、免做项目集和开放项目集；

开放项目集划分及评估模块，用于将开放项目集划分为测试验证项目集、技术工艺项目集和质量安全保证项目集；逐项评估测试验证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估技术工艺项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；逐项评估质量安全保证项目集的工作项目，根据评估结果确认是否在发射场实施及其实施条件；

发射场测试发射工艺流程设计模块，用于将必做项目集的工作项目和开放项目集中在发射场实施的工作项目及其实施条件，融入发射场测试发射工艺流程，从而完成航天发射测试发射流程设计。

本发明的保护点在于：

(1)基于每个工作项目的特性及其对任务最终结果的影响，将航天发射所有工作项目划分成必做、免做和开放三种类别，将开放项目进一步划分为测试验证项目、技术工艺项目和质量安全保证项目三种类别。

(2)为每个开放项目确定实施时的约束条件，包括前序工作完成结果、任务现场状况和不可预测因素等，并将约束条件融入流程，使封闭流程保持开放性。

(3)打破了“一次设计、终生有效”的开发模式，每次航天发射测试发射均要根据航天产品成熟度、发射场技术服务成熟度、变化了的情况进行快速工艺流程开发。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。