CN113419551A - 一种航天器总装状态变更控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种航天器总装状态变更控制方法，包括：使得总装状态管理模块以总体视角系统地对航天器上所有单机产品总装状态进行把关控制，以矩阵的形式严格控制航天器装配过程中的状态变更，进而形成全过程管理；状态转移控制矩阵以出厂技术状态和发射场技术流程为依据，以时间变化作为控制横轴，状态待变更产品作为纵轴，采用矩阵列表形式铺设；状态转移控制矩阵还从以出厂技术状态的角度，确定哪些产品出厂状态为发射状态哪些为非发射状态，将两部分产品状态剥离，将出厂非发射状态产品作为发射场总装过程控制重点。
Description
技术领域
本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种航天器总装状态变更控制方法。
背景技术
航天器工程是复杂的系统工程，总装是航天器研制过程中的重要一环，航天器总装即是将验收合格的航天器上所有部、组件和仪器设备按照总装设计和工艺要求，由总装工艺技术人员和操作工人组装成为航天器的装配或操作过程。航天器总装实施过程分为组件/部件总装、功能组件总装、舱段总装和整星总装。总装过程中涉及的产品多而杂，不仅种类多，数量也庞大，同时由于设计约束条件限制，部分产品总装操作步骤多且复杂，因此对总装实施过程监控十分必要，尤其是航天器总装过程中的状态变更控制更是重中之重。
总装现场常用记录文件为总装工艺跟踪卡，跟踪卡中详细记录了总装操作过程。按照操作产品对象不同总装跟踪工艺卡可以细分为机装、电装和热装等工艺卡，每部分卡片由对应类型操作的工艺人员负责整理跟踪记录。
当前存在的问题：工艺跟踪卡记录详细，从总体、质量或计划调度角度(总体技术层或管理层)了解总装当前状态，需仔细翻阅各个总装部分跟踪卡，内容过多，耗时较长，入手较慢，短时间内做不到全局把握。当前没有从系统层统领全局记录航天器总装产品状态变更过程的文件。
发明内容
有鉴于上述技术问题，本发明提供了一种航天器总装状态变更控制方法，包括：
使得总装状态管理模块以总体视角系统地对航天器上所有单机产品总装状态进行把关控制，以矩阵的形式严格控制航天器装配过程中的状态变更，进而形成全过程管理；
状态转移控制矩阵以出厂技术状态和发射场技术流程为依据，以时间变化作为控制横轴，状态待变更产品作为纵轴，采用矩阵列表形式铺设；
状态转移控制矩阵还从以出厂技术状态的角度，确定哪些产品出厂状态为发射状态哪些为非发射状态，将两部分产品状态剥离，
将出厂非发射状态产品作为发射场总装过程控制重点。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，
使得分系统管理模块包括航天器总装中涉及的各分系统信息；
使得操作管理模块包括航天器总装中涉及的操作项；所述操作管理模块与所述分系统管理模块相关联，从而确定各操作项与分系统的对应关系；
使得工艺流程管理模块与所述操作管理模块相关联，以建立标准化工艺流程；
使得总装状态控制模块根据所需执行的航天器总装任务，选取所述工艺流程管理模块中相应的标准化工艺流程，建立总装状态管理任务，所述总装状态管理任务对航天器总装的全过程进行监控和管理。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，分系统的建立基于航天器总装配套表，根据涉及的产品分类或产品进行分系统的设立；
所述分系统管理模块中的分系统具有一层或多层级设置，操作项对应至所在分系统的最底层；
所述分系统管理模块中的分系统包括单机产品、热控产品、结构产品、电缆网和其他产品；
操作管理模块包括航天器总装中涉及的所有操作项，操作项是总装过程中最细化的工步，涵盖了整个过程中安装、测试、拆卸、校准所有涉及的操作内容。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，还包括：
工艺流程依据研制技术流程和总装实施技术流程的顺序流程进行设置；
根据不同的航天器设置相应的多套标准化工艺流程；
在同一标准化工艺流程基础上结合实际需求进行相应改动，来形成针对特定需求的新的标准化工艺流程；
使得工艺流程管理模块与操作管理模块相关联，一个标准化工艺流程包括将若干个操作项顺序串联从而形成工艺全过程；
通过组织操作项的布局、调整操作项的顺序来建立不同的标准化工艺流程。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，所述工艺流程管理模块包括若干分块工序，所述分块工序具有一层或多层级设置，每个分块工序的最底层包括至少一个操作项；
所述分块工序包括集成测试总装、热试验总装、力学试验总装、出厂总装和发射场总装。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，使得人员管理模块包括航天器总装中涉及的人员信息；
所述人员管理模块分别与所述分系统管理模块和所述操作管理模块相关联，从而确定各操作项和各分系统所对应的人员。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，使得输入模块接收外部指令来对相应模块进行操作管理；
使得输出模块接收各模块生成的输出信息以及将所述输出信息传送至接收终端。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，工艺流程管理模块仅向总装状态控制模块提供工艺流程模板，以使总装状态控制模块在总装状态管理任务中对于工艺流程的管理和修改不影响工艺流程管理模块中标准化工艺流程的内容。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，总装状态管理任务对于整个航天器总装进行全流程的监控，实时反馈当前的工作进度，通过对流程进度和/或操作项的完成度来反映当前任务中的总装状态；
根据相应操作项的完成情况，标注或确认地面保护件的拆装状态、单机安装状态、热控改装状态、电缆安装状态、结构产品总装状态、螺钉点胶及紧固状态；
所述总装状态管理模块通过对流程进度和/或操作项的完成度来反映当前任务中的总装状态。
可选的，在所述的航天器总装状态变更控制方法中，所述总装状态管理模块将已完成的航天器总装任务保存为历史总装记录。
本发明针对现有航天器总装过程中状态变更控制的不足之处，提出一种航天器总装状态变更控制方法。该方法的设计思想在于，以总体视角系统地对航天器上所有单机产品总装状态进行把关控制，以矩阵的形式严格控制航天器装配过程中的状态变更，进而形成全过程管理，其中记录详细完整、内容覆盖面全、操作变化灵活、过程可追溯，利于质量控制，从总体角度系统地掌握卫星总装(详细到每个产品)详情，便于工艺流程控制，便于总体协调调度，便于工作分解和量化，便于控制研制周期；由于航天器上产品和操作被详细分解，便于记录，便于过程追溯，为双想和举一反三提供基础；输出矩阵表格形式，状态变更清晰，一目了然。
以下将结合附图对本发明的构思、具体方法及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的方法中的各个模块关系示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的实施构思框架图；
图3是本发明的一个较佳实施例的另一实施构思框架图；
图4是图3中发射场总装阶段的实施构思框架图。
具体实施方式
在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。附图为原理图或者概念图，各部分厚度与宽度之间的关系，以及各部分之间的比例关系等等，与其实际值并非完全一致。
如图1所示，本实施例的航天器总装状态变更控制方法由航天器总装管理系统实施，航天器总装管理系统包括分系统管理模块、操作管理模块、工艺流程管理模块、总装状态管理模块、人员管理模块、输入模块和输出模块。
分系统管理模块包括航天器总装中涉及的各分系统信息，分系统的建立基于航天器总装配套表，具体地，可以根据涉及的产品分类或产品进行分系统的设立，如本实施例中设立的五个分系统，分别是单机产品、热控产品、结构产品、电缆网和其他产品。
操作管理模块包括航天器总装中涉及的所有操作项，操作项是总装过程中最细化的工步，涵盖了整个过程中安装、测试、拆卸、校准等所有涉及的操作内容。
操作管理模块与分系统管理模块相关联，从而确定各操作项与分系统的对应关系，即每一个操作项都对应于一个分系统，如某一操作项安装星模被标记到单机产品分系统。
在另一些实施例中，分系统可以设置为多层级，即分系统下还进一步设置了一层或多层子系统，如单机产品分系统下又分为单机1、单机2等以具体产品划分的子系统，为了便于总装管理，每个操作项需要对应到最底层的子系统，如前述中某一操作项安装星模被标记到单机产品分系统，如单机产品分系统还具有上述单机1、单机2……划分的子系统，那么该操作项应当被标记到单机1或与其同一层级的单机产品上，该操作项的具体意义即可理解为针对单机1的星模安装，同样地，其也自然使针对单机产品的星模安装。
工艺流程管理模块包括标准化工艺流程，其中的工艺流程可以依据研制技术流程和总装实施技术流程的顺序流程进行设置，并且可以根据不同的航天器设置相应的多套标准化工艺流程，也可以在同一标准化工艺流程基础上结合实际需求进行相应改动，来形成针对特定需求的新的标准化工艺流程。
工艺流程管理模块与操作管理模块相关联，一个标准化工艺流程即是将若干个操作项顺序串联从而形成工艺全过程，通过组织操作项的布局、调整操作项的顺序来建立不同的标准化工艺流程。
为了便于工艺流程的管理和数据统计，可以通过分块工序建立工艺流程，然后在各分块工序下选择相应的操作项序列，如本实施中分块工序按流程顺序包括集成测试总装、热试验总装、力学试验总装、出厂总装和发射场总装，这样不同分块工序中的操作项选择和组织可以由相应分管部门进行设置，整个工艺流程的设置建立，可以分解到不同部门同时进行，优化并强化了工艺流程设置管理。
在另一些实施例中，也可以在分块工序下进一步设置一层或多层子分块工序，具体的操作项被组织安排在各级子分块工序中，无论设置多少层级，最底层必须包括至少一个操作项。
人员管理模块包括航天器总装中涉及的人员信息，如管理人员、研发人员、安装人员、测试人员等等。人员管理模块分别与分系统管理模块和操作管理模块相关联，从而确定各操作项和各分系统所对应的人员。如涉及安装的操作项关联相应的操作人员，涉及审批的操作项关联相应的管理人员等；对于分系统来说，即是根据分系统的划分，将人员进行组群划分，如涉及单机产品分系统的人员。
总装状态控制模块根据所需执行的航天器总装任务，选取工艺流程管理模块中相应的标准化工艺流程，建立总装状态管理任务，总装状态管理任务对航天器总装的全过程进行监控和管理。对于总装状态控制模块来说，工艺流程管理模块仅向其提供工艺流程模板(标准化工艺流程)，其在总装状态管理任务中对于工艺流程的管理甚至修改，并不会影响工艺流程管理模块中标准化工艺流程的内容。
总装状态管理任务对于整个航天器总装进行全流程的监控，可以实时反馈当前的工作进度，通过对流程进度和/或操作项的完成度来反映当前任务中的总装状态。如根据相应操作项的完成情况，来标注或确认诸如地面保护件的拆装状态、单机安装状态、热控改装状态、电缆安装状态、结构产品总装状态、螺钉点胶及紧固状态等一系列总装过程中涉及的状态指示。通过将每一阶段操作状态控制量化、数字化，实质上就将总装状态变更量化为总装操作项由XXXX项到0项的演变过程，如图2和图3所示，其中M、N、X、Y、Z分别为单机产品、热控产品、结构产品、电缆网和其他产品涉及的待操作项数量，p、q、u、v、w分别为集成测试总装、热试验总装、力学试验总装、出厂总装和发射场总装涉及的待操作项数量，总的待操作项数量A＝M+N+X+Y+Z＝p+q+u+v+w。
输入模块作为外部指令与内部各模块间的接口，通过接收外部指令来对相应模块进行操作管理，如对于分系统管理模块中各分系统及其子系统的编辑(包括新增/修改/删除)，对于操作管理模块中操作项的编辑以及操作项与人员和/或分系统的关联信息编辑，对于工艺流程管理模块中标准化工艺流程的编制，对于人员管理模块中人员信息的编辑，对于总装状态管理模块中总装状态管理任务的编辑、查询以及输出请求。
输出模块用于接收各模块生成的输出信息以及将输出信息传送至接收终端，接收终端包括外部存储设备、显示设备、打印设备、其他主机等等。如将分系统管理模块、操作管理模块和工艺流程管理模块和人员管理模块中的信息输出显示或保存，又如将总装状态管理模块中总装状态管理任务的相应信息输出打印(以表格或图文形式)以作为记录单或明细表等等，如表1和表2所示。
表1：星上产品发射场总装状态转移统计表
表2：某型号星上产品发射场总装状态转移矩阵明细表
对于总装状态管理模块中已完成的总装状态管理任务，可将其保存为历史总装记录，以便于对历史数据进行统计分析等，从而进一步优化工艺流程管理。
如图4和表2所示，本实施例中状态转移控制矩阵以出厂技术状态和发射场技术流程为依据，在发射场操作记录的基础上借鉴金字塔灵感。以时间变化作为控制横轴，状态待变更产品作为纵轴，采用矩阵列表形式铺设。状态控制底层以卫星出厂技术状态为控制基线，出厂时间为控制时间起点，此时星上部分产品状态为中间过程状态；状态控制顶层截止时间为卫星发射，星上产品均为发射状态；由底层至顶层，历经各个阶段的操作和测试，星上产品逐渐由中间状态定格为发射状态，直至射前XX阶段状态设置后星上产品均为发射状态，检查和确认无误后，卫星具备发射条件。
本实施例的状态转移控制矩阵还从以出厂技术状态的角度，确定哪些产品出厂状态为发射状态哪些为非发射状态(含产品为发射状态，但发射场有操作)，将两部分产品状态剥离，发射场总装过程控制重点为出厂非发射状态产品。状态转移控制矩阵将卫星发射场状态转移控制可视化，为便于理解，本实施例中以表格形式体现并做进一步说明，形成状态转移矩阵控制表，该表与发射场技术流程同步，表中详细记录了各个阶段星上产品出厂状态、发射场操作、固化时间，每固化一个星上状态后续控制表记录中将减少一项，最终，控制表待操作项由出厂时的w项到发射时的0项。控制表记录时经过层层把关，操作完成时经历分系统、总体及质量确认签字，阶段状态完成时经总签师字审核。确保每个状态每个操作合理准确，做到无遗漏、无误操作，把好卫星发射场操作每一关。使发射场星上操作管理更规范化，每个阶段星上状态一目了然，不仅方便管理也方便质量控制。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，包括：
使得总装状态管理模块以总体视角系统地对航天器上所有单机产品总装状态进行把关控制，以矩阵的形式严格控制航天器装配过程中的状态变更，进而形成全过程管理；
状态转移控制矩阵以出厂技术状态和发射场技术流程为依据，以时间变化作为控制横轴，状态待变更产品作为纵轴，采用矩阵列表形式铺设；
状态转移控制矩阵还从以出厂技术状态的角度，确定哪些产品出厂状态为发射状态哪些为非发射状态，将两部分产品状态剥离，
将出厂非发射状态产品作为发射场总装过程控制重点。
2.如权利要求1所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，
使得分系统管理模块包括航天器总装中涉及的各分系统信息；
使得操作管理模块包括航天器总装中涉及的操作项；所述操作管理模块与所述分系统管理模块相关联，从而确定各操作项与分系统的对应关系；
使得工艺流程管理模块与所述操作管理模块相关联，以建立标准化工艺流程；
使得总装状态控制模块根据所需执行的航天器总装任务，选取所述工艺流程管理模块中相应的标准化工艺流程，建立总装状态管理任务，所述总装状态管理任务对航天器总装的全过程进行监控和管理。
3.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，根据涉及的产品分类或产品进行分系统的设立；
所述分系统管理模块中的分系统具有一层或多层级设置，操作项对应至所在分系统的最底层；
所述分系统管理模块中的分系统包括单机产品、热控产品、结构产品、电缆网和其他产品；
操作管理模块包括航天器总装中涉及的所有操作项，操作项是总装过程中最细化的工步，涵盖了整个过程中安装、测试、拆卸、校准所有涉及的操作内容。
4.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，还包括：
工艺流程依据研制技术流程和总装实施技术流程的顺序流程进行设置；
根据不同的航天器设置相应的多套标准化工艺流程；
通过组织操作项的布局、调整操作项的顺序来建立不同的标准化工艺流程；
在同一标准化工艺流程基础上结合实际需求进行相应改动，来形成针对特定需求的新的标准化工艺流程；
使得工艺流程管理模块与操作管理模块相关联，一个标准化工艺流程包括将若干个操作项顺序串联从而形成工艺全过程。
5.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，所述工艺流程管理模块包括若干分块工序，所述分块工序具有一层或多层级设置，每个分块工序的最底层包括至少一个操作项；
所述分块工序包括集成测试总装、热试验总装、力学试验总装、出厂总装和发射场总装。
6.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，使得人员管理模块包括航天器总装中涉及的人员信息；
所述人员管理模块分别与所述分系统管理模块和所述操作管理模块相关联，从而确定各操作项和各分系统所对应的人员。
7.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，使得输入模块接收外部指令来对相应模块进行操作管理；
使得输出模块接收各模块生成的输出信息以及将所述输出信息传送至接收终端。
8.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，工艺流程管理模块仅向总装状态控制模块提供工艺流程模板，以使总装状态控制模块在总装状态管理任务中对于工艺流程的管理和修改不影响工艺流程管理模块中标准化工艺流程的内容。
9.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，总装状态管理任务对于整个航天器总装进行全流程的监控，实时反馈当前的工作进度，通过对流程进度和/或操作项的完成度来反映当前任务中的总装状态；
根据相应操作项的完成情况，标注或确认地面保护件的拆装状态、单机安装状态、热控改装状态、电缆安装状态、结构产品总装状态、螺钉点胶及紧固状态；
所述总装状态管理模块通过对流程进度和/或操作项的完成度来反映当前任务中的总装状态。
10.如权利要求2所述的航天器总装状态变更控制方法，其特征在于，所述总装状态管理模块将已完成的航天器总装任务保存为历史总装记录。
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