信息化在“嫦娥一號”衛星上的應用

各位領導、各位專家、各位IT的領軍人物們，上午好！

非常高興，我有機會在今年的CIO年會上介紹一下信息化技術在“嫦娥一號”衛星上的應用。

我做關于信息化的演講，開個玩笑，是不太適合的，因為我本身是“嫦娥一號”衛星總指揮和設計師。但是在1988年到2002年長達14年的時間里，我承擔了中國空間技術研究院信息化總工程師的工作，所以也可以報告一下這方面的內容。

我首先簡單介紹一下“嫦娥一號”衛星，然后談一談信息化技術的應用和信息技術應用的成效。

“嫦娥一號”衛星簡介

“嫦娥一號”衛星的研制和發射，是我國深空探測活動的開端，在我國航天史上將成為繼人造衛星和載人航天工程后的第三個里程碑。作為我國第一顆月球探測衛星，“嫦娥一號”衛星主要由中國航天科技集團空間技術研究院負責研制，為完成我國的航天任務貢獻了力量。

根據我國月球探測工程的總體規劃，月球探測一期工程的主要目標是研制環月探測衛星，突破地月轉移等環月飛行的關鍵技術，對月球進行環繞遙感探測，初步建立工程目標和科學目標。

工程目標是研制和發射我國第一顆月球探測衛星，初步掌握繞月探測基本技術，首次開展月球科學探測，為月球探測貢獻經驗。科學目標是獲取月球表面的三維影像，分析月球表面有用元素含量和物質類型的分布特點，探測月球環境等。

“嫦娥一號”衛星的發射質量約2350kg，干重為1150kg，推進劑1200kg，攜帶140kg的載荷，在距月面200km的極月圓軌道上，對月球及月球空間進行科學探測。衛星的壽命為一年。衛星物理上由9個分系統組成，可分為服務系統和載荷兩大部分，服務系統包括結構、熱控、制導等。

整個飛行過程分為7個階段，射前準備、主動段、調相軌道、地月轉移等等，到目前已經全部完成。它是10月24日由運載火箭送入到近地點200km、遠地點51000km、傾角31度的地球橢圓軌道上的。到目前為止，我們已經獲得了月球圖面的形象。

這實現了我國在空間技術領域的多項新技術的突破，包括奔月軌道設計，衛星的制導、導航與控制、S波段定向天線、紫外月球敏感器等，實現了遠距離測控通信、熱控、供配電等。

有一段時間，網上有一個不負責任的消息，說衛星丟了。衛星沒有丟，那是因為天體運行的規律，我們有長達幾個小時的時間會看不到這個衛星，這不叫丟了，這是在我們的考慮之中的。正是因為這樣，衛星系統具有非常高的自給自足的功能。

信息化技術的應用

“嫦娥一號”衛星是我國航天事業開展深空探測的開篇作。其意義重大，其研制的特點是性能高、交付周期短、首發成功。迫切需要采用信息化技術改造工作流程、改進研制手段、提高管理水平和研制能力，重點要解決以下矛盾 。

第一，任務與能力之間的矛盾; 第二，產品性能與新的要求之間的矛盾; 第三，多學科交叉與專業分工之間的矛盾; 第四，系統高度集成性與研制單位地理分散性的矛盾。

“嫦娥一號”衛星是一個完全自主創新的國家重大項目，有著技術上與管理上的多項創新點。我們僅用3年多的時間就高質量地完成了這一艱巨任務，且一次成功，運行到現在，沒有任何細小的問題，這得益于多方面的貢獻，其中，信息技術是重要的因素。

在立項之初，我們就充分利用了仿真手段，確立了合理的方案、優化的參數，特別是最優的軌道設計，這為順利完成任務奠定了堅實的基礎。

我們建立了復雜而逼真的數字環境模型，進行各項試驗，以驗證設計的正確性。因為我們不可能先發衛星到月球上去實驗一下，所有的試驗全部要在地面上驗證。我們進行了熱試驗、運行監控試驗等等。

我們充分利用歷史數據，通過數據重用和分析仿真減少了部分試驗，節省了時間和經費。大家都知道，一個衛星上天必須進行大量的試驗，而逼真的實驗往往需要花費大量的金錢和精力，現在用數據就可以進行了。

我們大量采用了改造和引進自動化研究的各種機械、電子、高頻、無線等軟件，保證了衛星產品設計一次到位的質量要求。

我們還采用了數字化的手段，完成了衛星的總體布局、總裝設計和結構設計，取消了傳統的實物模型裝星，縮短了設計時間，提高了設計更改的快速反應。

信息技術應用的成效

“嫦娥一號”的例子充分說明了，信息化使得我們可以用3年的時間，完成過去8～9年才能完成的工作。我們從下面的過程可以看出來， 數字化的設計，改變了以往的設計流程。過去傳統的流程需要20天，我們現在的流程1～2天就可以完成了。

數字化的設計、制造促進了流程的再造，實現了質量的提升。在衛星結構的研制中，廣泛應用CAD/CAM/CAE技術，在各種工裝與模具的設計中全面采用了三維設計，三/二維CAD出圖率達到了100%。通過對重要、關鍵件的加工仿真，取消了零件的試切削，不僅縮短了加工周期，創造了經濟效益，而且提高了加工質量，減少了差錯。

用航天PDM軟件/AVDIM進行工程電子文檔包括報告、圖紙、圖表的流轉、簽署、分發和版本控制。我們用網絡技術建立了統一的桌面辦公和近、遠距視頻交流環境，加速了研制部門、發射場、飛控中心間的信息流通，這使我們能夠在任何時間、任何地點獲得信息。

我們建立了以數字實物仿真為主的地面飛控決策支持系統，制定了應對策略，保證嫦娥奔月、環月的可靠性; 建立了動畫視頻顯示系統，在實際飛行數據驅動下，形象逼真地展示了衛星飛行的全過程，方便全國人民觀察、了解衛星的飛行過程。

在管理當中，利用系統工程理論和現代管理方法，對航天產品的研制、工程管理和過程進行控制，是航天事業成功的一條重要經驗。衛星項目采用以總指揮與總設計師為主要責任人的兩總管理體制，強調整體資源平衡下的綜合協調，采用自上而下的任務分解與自下而上的產品匯總。在衛星型號研制中，全面推行項目管理的信息化，依托AVIDM活動，建立貫穿決策層、職能管理層、項目經理、計劃經理和項目參與人員的全員數字化管理環境，采用統一的數字化平臺，對工程技術和管理人員進行管理。

多級計劃編制、下發、執行和控制跟蹤，也是衛星成功的一個重要保證。以項目計劃為紐帶的多系統信息集成，通過項目計劃與財務、物資等信息關聯，實現了對部門的計劃執行、資源占用、經費開支等要素運行的監控，為綜合管理提供及時、準確、量化的決策信息，提升了科研生產綜合計劃的管理能力。

需要說明的是，我剛才講的只是“嫦娥一號”衛星信息化工作的一個方面，就是如何利用信息化這個工具來支撐“嫦娥一號”。另外一個方面我沒有介紹，簡單提兩句。“嫦娥一號”衛星本身具有眾多的計算機和大量的軟件。比方說，“嫦娥一號”衛星上的軟件條數有近100萬條，還不包括其他的軟件。在這里就不向大家介紹了。

下一步，我們馬上就要開展“嫦娥”二期工程。我們將把一個飛行器和著陸器放在月球上，要在月球上著陸、返回，這些工作都離不開信息化。應該講，航天工作的發展推進了信息化的應用，同時，信息化的發展為航天業的發展也提供了很好的平臺。謝謝大家！（以上發言根據現場錄音整理，未經本人審閱）