CN103699939A

CN103699939A - 一种宇航用元器件应用验证流程建立方法

Info

Publication number: CN103699939A
Application number: CN201310570955.6A
Authority: CN
Inventors: 朱恒静; 张莹; 李强; 张洪伟; 李海燕; 范晓明
Original assignee: China Academy of Space Technology CAST
Current assignee: China Academy of Space Technology CAST
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明涉及一种宇航用元器件应用验证流程的建立方法，包括四个步骤：应用验证工作分析、流程逻辑结构模型建立、优化计算调整和流程复核。应用验证工作分析根据元器件和需求建立应用验证的评价指标体系；流程逻辑结构模型建立基于工作分析的工作分解表，将验证工作项目和子项目及其逻辑关系用单代号网络图表示，建立应用验证流程和相关流程的关联逻辑结构图以及应用验证详细流程的逻辑结构图；优化计算调整基于逻辑结构图和时间参数，得出优化调整后的流程网络图以及相应的工期和关键线路；流程复核是对调整后的网络图，依据建立准则进行复核，对于提出的问题进行反馈和修改，最终确定流程。该方法能有效指导实际的应用验证工作的展开。

Description

一种宇航用元器件应用验证流程建立方法

技术领域

本发明属于宇航用元器件应用验证领域，特别涉及建立宇航用元器件应用验证流程的方法。

背景技术

宇航元器件应用验证是指元器件在宇航工程应用前为确定其技术和应用状态满足宇航应用的成熟度或在宇航工程中的适用度并综合分析评价得出其可用度而开展的一系列试验、评估、测试和综合评价等工作。

宇航元器件应用验证一般包括元器件阶段、地面阶段应用验证和飞行阶段应用验证3个阶段。同时，结合元器件验证过程中的载体环境和应用流程，将地面阶段应用验证划分为2种验证方式，分别为：板验证方式和系统验证方式。应用验证流程是在综合考虑元器件的研制状态、使用成熟度、验证必要性及选择性等各方面因素的基础上，给出优化的验证流程图，指导应用验证的实施。

目前国内尚无该验证流程方法的技术。

发明内容

在本发明的验证过程中，有选择的选择验证阶段和方式，以达到适当剪裁的目的，综合考虑应用验证相关资源（时间、样品等），考虑应用验证与元器件研制、元器件质量保证、型号研制流程的关联关系，确定应用验证流传与元器件研制、元器件质量保证及宇航型号研制流程（统称相关流程）之间的切入和反馈关系，建立应用验证流程-元器件-宇航型号关联流程逻辑结构图以及应用验证自身的流程逻辑结构图；采用基于网络图的流程表示模型对应用验证流程网络图进行优化，建立有效指导实际的应用验证工作展开的流程图。

本发明的应用验证流程建立过程包括四个步骤：应用验证工作分析、流程逻辑结构模型建立、优化计算调整和流程复核。其中：

应用验证工作分析步骤根据元器件和需求建立应用验证的评价指标体系，由此分析和确定应用验证的验证工作项目和子项目及其逻辑关系、所用资源和主要节点，该步骤包括对相关流程及与应用验证关系的分析；

流程逻辑结构模型建立步骤基于工作分析的工作分解表，将验证工作项目和子项目及其逻辑关系用单代号网络图表示，建立应用验证流程和相关流程的关联逻辑结构图以及应用验证详细流程的逻辑结构图；

优化计算调整步骤基于逻辑结构图和时间参数，采用关键路径法计算流程网络图的工期和关键线路，并进行分析和面向用户资源的调整，得出优化调整后的流程网络图以及相应的工期和关键线路；

流程复核步骤对调整后的网络图，依据建立准则进行复核，对于提出的问题进行反馈和修改，最终确定流程。

进一步的，其中应用验证工作分析一般包括工作分解和资源分析、应用验证与相关流程的相关性分析；工作分解和资源分析是对器件验证工作内容进行进一步分解和细化，确定个项目间的逻辑关系，并对其中的重要验证项目进行识别；应用验证与相关流程的相关性分析是确定与应用验证相关的元器件研制流程、元器件质保流程、宇航型号研制流程与应用验证流程的切入点与反馈点。

进一步的，其中所述重要验证项目为具有一票否决指标的验证工作项目、对整个应用验证质量起关键作用的验证工作项目和对整个应用验证的质量、工期、费用起关键作用和阶段结束的验证工作项目。

进一步的，其中所述元器件研制流程的切入点确定根据用于对元器件本身的验证要求，以及生产厂的验证需求在正样状态下的验证结果；所述元器件研制流程的反馈点确定根据生产厂对验证的要求；所述元器件质保流程确定根据质保单位对验证的要求；所述宇航型号研制与应用验证流程反馈点确定根据型号各节点对元器件的验证需求。

进一步的，其中优化计算调整步骤中，面向用于资源的调整是工期和样品的调整。

进一步的，其中优化计算调整步骤中，进一步包括关联工期计算和流程调整步骤。

进一步的，其中所述关联工期计算为从网络图从左至右计算工作项目的最早开始时间；所述流程调整基于用户导向准则，保证用于的工期不受应用验证的影响，在不影响工期的前提下，调整流程。

附图说明

图1：工时标注示例。

图2：应用验证流程建立的一般过程。

图3：未调整的SRAM关联流程的局部。

图4：调整后SRAM关联流程的局部。

图5：SRAM应用验证流程。

具体实施方式

本发明的应用验证流程建立过程包括四个步骤：应用验证工作分析、流程逻辑结构模型建立、优化计算调整和流程复核。

1应用验证工作分析

根据元器件和需求建立应用验证的评价指标体系，由此分析和确定应用验证的验证工作项目和子项目及其逻辑关系、所用资源和主要节点等。由于应用验证的实施需要考虑其他相关流程的计划进度，因此应用验证的工作分析要包括对这些相关流程及与应用验证关系的分析。工作分析的结果可用工作分解表表示。

应用验证工作分析一般包括：

（1）工作分解和资源分析

对器件验证工作内容进行进一步分解和细化，确定各项目间的逻辑关系，并对其中的重要验证项目进行识别，重要验证项目是指：

a. 具有一票否决指标的验证工作项目，这将成为应用验证结果评价的关键评价点；

b. 对整个应用验证质量起关键作用的验证工作项目，这将成为质量管理的关键质量控制点；

c. 对整个应用验证的质量、工期、费用等起关键作用和阶段结束等的验证工作项目，这将成为项目管理的关键评审点。

应用验证资源主要包括应用验证工作项目所需样品和工时（不包括该验证工作项目的准备时间）等。准备条件包括验证工作项目所需的各种验证用设备及检测系统、样品状态等。

（2）应用验证与相关流程的相关性分析

确定与应用验证相关的元器件研制流程、元器件质保流程、宇航型号研制流程与应用验证流程的切入点与反馈点。

元器件研制流程切入点确定主要根据用户对元器件本身的验证要求以及生产厂的验证需求。元器件质保流程切入点确定主要是根据元器件在正样状态下的验证结果（若反馈结果认为需要进一步验证，则应在质保阶段补充验证）。宇航型号研制流程切入点确定主要是根据用户对元器件应用于产品、空间环境的适应性的验证要求以及宇航型号研制单位的验证需求。

元器件研制流程反馈点的确定主要是根据生产厂对验证的要求（何时提交、提交何内容）。元器件质保流程主要是根据质保单位对验证的要求。宇航型号研制流程反馈点的确定主要根据型号各阶段对元器件的验证需求。

2流程逻辑结构模型建立

基于工作分析的工作分解表，将验证工作项目和子项目及其逻辑关系（主要指其先后顺序和关联关系）用单代号网络图表示，建立应用验证流程和相关流程的关联逻辑结构图以及应用验证详细流程的逻辑结构图。

3优化计算调整

基于逻辑结构图和时间参数，采用关键路径法计算流程网络图的工期和关键线路，并进行分析和面向用户资源（主要是工期和样品）的调整，得出优化调整后的流程网络图以及相应的工期和关键线路。

（1）关联工期计算

从网络图左至右计算工作项目的最早开始时间。A的最早开始时间为零，B的最早开始时间等于其紧前项目A的最早开始时间与A的工时之和，即0+2=2，同理可计算C的最早开始时间为0+2=2，D的最早开始时间为max{2+4，2+2}=6，E的最早开始时间为6+5=11。将计算结果直接标注于网络图中相应位置，如图1所示。

（2）流程调整

流程调整的目的，一方面是基于用户导向准则，为了尽量保证用户的工期不受应用验证的影响，另一方面是为了在不影响工期的前提下，尽量节约资源，提高验证效率。

4流程复核

对调整后的网络图，依据建立准则进行复核，并可聘请相关专家及用户进行评审。对于提出的问题进行反馈和修改，最终确定流程。流程的最终表现形式是关联流程和详细流程的流程图，以及相应的工期和关键线路。

应用验证流程建立的一般过程如图2所示。

应用实例

1.工作分析

1.1 SRAM应用验证的工作分解和资源分析

a. SRAM的应用验证工作分解

1) 根据SRAM功能简单，应用情况单一的特点，在板验证中，已基本覆盖SRAM的所有验证内容，用户如果没有特殊需要，可不进行专门的系统验证；

2) 另外，宇航中使用时主要关心它的高可靠性、存储速度快、抗辐照能力以及存储容量等。同时关注SRAM的其他环境适应能力，包括力学环境、真空环境、辐射环境。故针对SRAM，以下验证工作项目可以裁掉，即EMI、抗原子氧能力评估、真空释气。其他验证工作项目同一般通用元器件。

b. 验证工作项目逻辑关系确定

1) 生产厂宇航元器件研制要素调研分析、产品设计和工艺评价、初样结构分析在正样结构分析、极限评估试验、抗辐射能力评估之前，最后做质保的结构分析；

2) 因为生产厂宇航元器件验证要素调研分析、产品设计和工艺评价均是以审阅的方式在生产厂进行的验证，且不需要样品，而结构分析需要样品，且三者之间没有严格的关系。出于节约验证人员、验证时间的考虑，此三项验证工作项目并行进行；

3) 结构分析、极限评估试验和抗辐射能力评估均为破坏性试验，根据可靠性理论，三个验证工作项目之间的顺序可以调换。由于结构分析可以判断样品是否符合宇航应用，具有一票否决的属性，可考虑将结构分析放在极限评估试验和抗辐射之前。抗辐射与极限评估试验时间较长。可考虑将抗辐射能力评估和极限评估试验并行进行；

4) SRAM板验证方式（初样、正样、交付批）和系统验证方式的验证工作项目之间的先后关系与通用流程一样，只是验证工作项目有所裁剪；

5) 相关信息见工作分解表表1。

c. 验证工作项目资源和准备条件分析

1) 元器件实验板及检测系统研制是板验证方式的准备条件，应在板验证方式之前完成；

2) 整机验证用单机及检测系统研制是系统验证方式的准备条件，应在系统验证方式之前完成；

3) 为了节约资源，整机验证用单机及检测系统研制可在元器件实验板级及检测系统研制改造的基础上得到；

4) 各项验证工作项目所需的工时和样品见应用验证工作分解表表1。

1.2应用验证与相关流程的相关性分析

a. SRAM研制流程、质保流程以及宇航型号研制流程的调研与分析

1) SRAM研制流程、质保流程以及宇航型号研制流程的工作项目及其先后关系、所需时间均与通用元器件的一样；SRAM生产厂希望应用验证中心能尽早的在标准及确认和鉴定确认之前给出初样验证和正样验证的结果，以改进元器件的质量；质保单位希望能尽早的在验收之前获得质保验证的结果；型号的电性件至少要求通过鉴定的元器件，而为了降低应用风险，鉴定件对元器件的要求较高，要求通过验证的元器件。正样件与鉴定件所用元器件状态要一致；

2) 现有的SRAM研制流程、质保流程和宇航型号研制流程比较完整，包括初样、正样、鉴定确认等验证工作项目，符合应用验证的验证需要。不需要对各流程进行细分或打包处理。

b. 应用验证与SRAM研制、质保流程以及宇航型号研制流程的切入点和反馈点确定

1) 根据元器件生产厂和质保单位的验证需求以及对反馈的要求（在标准及确认和鉴定确认之前获得初样验证和正样验证的结果），为了能够尽早的发现问题，可以在初样之后切入生产厂宇航元器件验证要素调研分析、产品设计和工艺评价、初样结构分析；在评测及确认之后切入极限评估试验、抗辐射能评估；同样，对于质保单位，可以在监制之后切入结构分析；为了能够较好的满足型号的使用要求，综合考虑选取最终状态的元器件作为验证的状态，即切入点可选在发放之后，可切入元器件装联验证；

2) 因为生产厂需要在正样和鉴定确认之前给出验证结果，同时为了尽早的将验证信息反馈给研制单位，以便于对其产品进行相应的设计生产调整，可以在标准及确认和鉴定确认之前给出反馈。同样，对于质保单位，可以在到货检验和补充筛选之前反馈；

3) 型号研制单位要求电性件至少需要通过鉴定的元器件，而鉴定件对元器件的要求较高，要求通过验证的元器件，正样件与鉴定件所用元器件状态要一致；由于SRAM功能简单，应用情况单一，如果用户没有特殊要求，一般不用进行专门的系统验证。因此，为了降低元器件在宇航应用的风险，应在鉴定件电装之前完成板验证，保证正样件与鉴定件所用元器件状态一致。

c. 应用验证与SRAM研制流程、质保流程以及宇航型号研制流程的相关性分析结果见表2、表3和表4。

表1 SRAM应用验证工作分解表

Figure 2013105709556100002DEST_PATH_IMAGE001

表2 SRAM研制流程工作分解表

表3 SRAM质保流程工作分解表

工作项目	紧前项目	之后切入的验证工作项目	之前反馈的验证工作项目	工时（天）
					监制	生产定型及合同验收（元器件研制流程）	结构分析（质保）		3
验收	监制、交付批生产（元器件研制流程）			5
					到货检验和补充筛选	验收		结构分析（质保）	15
发放	到货检验和补充筛选	元器件装联验证（交付批）		1

表4 宇航型号研制流程工作分解表

2.逻辑结构建立

本发明选用SRAM作为具体实例，建立其关联流程的逻辑结构。建立步骤如下：

2.1建立SRAM应用验证及其相关流程逻辑结构

a. SRAM相关流程逻辑结构的建立

1) 分别根据表4宇航型号研制流程工作分解表，表2 SRAM研制流程工作分解表、表3元器件质保流程调研表，依次绘制宇航型号研制流程、元器件研制流程和元器件质保流程；

2) 根据表3、表4，建立三个关联流程间的相互关系。由于SRAM宇航型号流程、元器件研制流程和质保流程工作分解表与一般通用元器件的相同，故其建立过程也相同。

b. 建立SRAM应用验证流程逻辑结构

根据表1 SRAM应用验证工作分解表中“验证工作项目”和“紧前验证工作项目”绘制应用验证流程，全部验证工作项目绘制完成后，在网络图底端标注出应用验证的各个阶段。同时，在绘制时应特别注意：在SRAM元器件验证阶段，不需进行抗原子氧能力、EMI、真空释气这三项验证工作项目；

四个流程建立完成后，将各自的流程名称标于对应流程逻辑结构前以示区分。

2.2绘制SRAM切入反馈关系

根据表2、3、4相关流程工作分解表中“之后切入的验证工作项目”及“之前反馈的验证工作项目”建立应用验证与宇航型号研制流程、元器件研制流程，元器件质保流程的切入、反馈关系，以从应用验证流程向上引虚箭线表示反馈关系，从相关流程向下引虚箭线表示切入关系。

最后，对已建立的流程逻辑图进行详细的检查确认，同时对布局进行调整，尽量减少箭线交叉、曲折，使流程图易于理解。

3.优化计算与调整

3.1关联流程工期和关键线路计算

a. 关联流程工期的计算

1) 设置虚拟节点。将流程中的多个起始节点和终点节点分别连到虚拟起始节点和虚拟的终点节点，虚拟节点内分别标注“开始”和“结束”；

2) 标注工时。在网络图中顺着箭线方向，分别在每个工作项目的附近标注工时，标注方法如图1；此处注意，工时的标注和时间参数的计算只需到系统验证的最后一个反馈点后的一个工作项目，即为型号鉴定件的电装，把它看作关联流程网络图的终点节点；

3) 计算最早开始时间。从左到右计算每个工作项目的最早开始时间，并将时间标于网络图中相应位置；

4) 计算工期。计算完系统验证最后一个反馈点后的一个工作项目的最早开始时间，即鉴定件的电装，关联流程的工期即可得出。经过计算，SRAM关联流程的工期为1425天。

b. 关联流程关键线路的确定

1) 计算最迟开始时间。在网络图中逆着箭线方向计算每个工作项目的最迟开始时间，并将时间标于网络图中的相应位置；

2) 计算总时差，得出关键线路。计算各工作项目的总时差，得出关键工作项目，并标注关键线路。标注关键线路的SRAM应用验证流程如图2所示；

此外需要注意，如遇到标注“必要时”的验证工作项目，认为这些验证工作项目是需要做的，计算时，与流程中的其他验证工作项目同等对待。具体流程中则需根据实际情况选择“必要时”的验证工作项目是否需要做。

3.2流程调整及应用验证工期计算

a. 面向用户工期的应用验证流程调整

SRAM应用验证流程的关键工作项目包括了应用验证的以下验证工作项目：交货批后的元器件装联验证、功能性能测试、力试验、热试验、稳定性试测试系统验证的系统适应性测试、系统适应性试验、系统稳定性测试。

板验证和系统验证中的关键工作项目可通过增加资源、提前完成准备工作、借用型号的测试环境等方法缩短工时，达到调整目的。系统验证的关键工作项目可侧重使用提前完成准备工作或者借用型号测试环境的方法。

b. 面向资源节约的应用验证流程调整

图2中，应用验证流程元器件正样状态后的验证工作正样结构分析、极限评估试验、抗辐射能力评估，关键验证工作项目为抗辐射能力评估，时间为60天。因为结构分析具有基本判断的功能，一旦结构分析不合格，其后的验证工作项目可不做，所以在不影响工期的前提下，可以将某些验证工作项目和结构分析串行，再与抗辐射能力评估并行。但前提为串行的验证工作项目工期不可超过抗辐射能力评估的工时。

根据以上分析，可以做如下图的调整，图3为未调整的流程局部，图4为调整后的流程局部。

c. 应用验证工期的计算

同样以未调整后的工时，给出计算方法。在实际中，计算时采用为经过面向用户工期调整后验证工作项目的工时计算应用验证工期。

1) 本流程可划分为初样验证、正样验证、交付批验证、实验板级和系统验证和飞行验证五个区域；

2) 分析五个区域时间的关系可知，五个区域是串联关系；

3) 每个区域的工期分别为7天、60天、7天、78天；

将所得的各工期相加7+60+7+78=152，所以应用验证的工期是152天。

Claims

1.一种宇航用元器件应用验证流程建立方法，包括四个步骤：应用验证工作分析、流程逻辑结构模型建立、优化计算调整和流程复核；其中：

2.如权利要求1所述的方法，其中应用验证工作分析一般包括工作分解和资源分析、应用验证与相关流程的相关性分析；工作分解和资源分析是对器件验证工作内容进行进一步分解和细化，确定个项目间的逻辑关系，并对其中的重要验证项目进行识别；应用验证与相关流程的相关性分析是确定与应用验证相关的元器件研制流程、元器件质保流程、宇航型号研制流程与应用验证流程的切入点与反馈点。

3.如上述权利要求之一所述的方法，其中所述重要验证项目为具有一票否决指标的验证工作项目、对整个应用验证质量起关键作用的验证工作项目和对整个应用验证的质量、工期、费用起关键作用和阶段结束的验证工作项目。

4.如上述权利要求之一所述的方法，其中所述元器件研制流程的切入点确定根据用于对元器件本身的验证要求，以及生产厂的验证需求在正样状态下的验证结果；所述元器件研制流程的反馈点确定根据生产厂对验证的要求；所述元器件质保流程确定根据质保单位对验证的要求；所述宇航型号研制与应用验证流程反馈点确定根据型号各节点对元器件的验证需求。

5.如上述权利要求之一所述的方法，其中优化计算调整步骤中，面向用于资源的调整是工期和样品的调整。

6.如上述权利要求之一所述的方法，其中优化计算调整步骤中，进一步包括关联工期计算和流程调整步骤。

7.如上述权利要求之一所述的方法，其中所述关联工期计算为从网络图从左至右计算工作项目的最早开始时间；所述流程调整基于用户导向准则，保证用于的工期不受应用验证的影响，在不影响工期的前提下，调整流程。