采用商用成熟技術快速響應用戶需求

◎北京航天長征飛行器研究所 劉成國等

采用商用成熟技術快速響應用戶需求

◎北京航天長征飛行器研究所 劉成國等*

采用商用成熟技術進行系統集成，快速研制原理樣機響應用戶需求，是在產品市場化改革以及軍民融合方面的一次重要探索。該模式對于快速研制產品、積極響應用戶需求、迅速占領市場以及建設具有市場化理念的產品研制隊伍具有重要意義。某平臺原理樣機的研制就是該模式的一次有益實踐。

歐美主要軍事大國在20世紀80年代提出了商用成熟技術(COTS)這一概念，即最大限度地使用商用產品、實踐經驗和工藝以及過程控制，以可靠性和維修性為基礎進行全面設計，確保滿足任務要求，縮短研制時間，降低研制費用。在軍工系統中，采用COTS快速響應用戶需求有著其特殊的背景。

北京航天長征飛行器研究所以往的研制模式是用戶下達明確的任務，研究所負責研制。2014年底全軍武器裝備采購信息網正式開通，意味著傳統的產品承制方選擇方式從計劃式、指定式向需求式、招標式方向發展。面對即將到來的新常態，研究所主動求變，探索出一條新的產品研制模式，以適應未來的發展。

一、新模式的優勢

在傳統型號研制模式下，制約原理樣機研制速度的主要有快速系統集成和系統各單機齊套2個方面。研究所作為多年的分系統承制單位，具有豐富的快速系統集成經驗，但受原材料采購、單機定制進度的影響，系統各單機齊套問題往往是制約研制進度的主要因素。

為了發揮研究所傳統的快速系統集成優勢，克服系統各單機齊套短板，在原理樣機研制階段采取了快速系統集成+COTS的研制模式。該模式將“方案設計—市場調研—市面采購—快速集成”有機結合起來，利用方案設計、快速系統集成的優勢，再結合市面上采購的商用成熟產品，從而快速研制產品并進行地面演示試驗，避開了傳統型號研制模式中對環境適應性和可靠性的投入。

對比傳統模式和新型模式下的研制進度（見表1）可以發現，新型模式在原理樣機研制及功能演示等方面具有強大的優勢。

二、COTS在某平臺開發中的實踐

1.主動獲取并牽引用戶需求

研究所獲悉用戶對某平臺的需求后，主動與用戶進行溝通。針對用戶需求建立研制團隊并開始落實產品指標體系。結合自身的技術優勢以及商用成熟技術，確定了某平臺的設計方案。

2.以快速系統集成+COTS模式實現某平臺方案

商用成熟產品的優化及系統集成。商用成熟產品中大部分使用的是標準電氣接口，可以直接互連互通，但有一部分組件是非標準接口，需要在系統集成層面進行優化設計。因此，研制團隊在系統集成時設計出了一種新的電氣接口方案，并對某平臺內部空間進行了優化處理，使其內部所有設備分布更合理、連接更緊密。

在市場上采購商用成熟產品。在某平臺的方案中，所有材料、組件和零件均采購自市場上成熟的民用產品，其中90%的組件從網上采購，10%直接從電子市場購買。

在民品加工廠對商用成熟產品進行適應性更改。某平臺的結構要滿足復雜設計要求，市場上的產品需要重新加工后才可使用。為了解決該問題，研究所從市場采購了普通結構，并在民品加工廠對該結構進行分拆，對于不能使用的零件進行重新設計加工和生產，并與其它原零件結合使用。

3．請用戶現場指導觀摩關鍵試驗

完成系統集成后，首先向用戶展示產品實物，并介紹后續的試驗安排。在獲得用戶認可后開展一系列的關鍵試驗，用以驗證商用成熟產品的功能以及系統集成的能力。每一步關鍵試驗都會邀請用戶現場指導與觀摩，并進行多媒體記錄，試驗完成后進行數據分析。

在完成所有關鍵試驗后，與用戶共同策劃大型地面演示試驗，確保試驗內容能夠完整覆蓋用戶關心的功能和時序流程。在大型地面演示試驗中，采用快速系統集成+COTS的某平臺成功完成了全套飛行流程，得到用戶的高度認可，展示了研究所在該領域的研制能力。

采用COTS快速響應用戶需求的全流程如圖1所示。

表1 虛擬培訓模式與傳統培訓模式對比

4.按軍品質量流程、規范和要求開展研制工作

在研制過程中，研究所采用航天質量控制流程，嚴格把控商用成熟產品的質量關，取得了較好的效果。主要措施包括：

對商用成熟產品選用及系統集成方案設計多討論、重審查、嚴把關。為了選取最適用的產品，研制團隊經過多輪討論和決策最終選定了要采購的成熟產品。同時，將系統集成方案作為型號設計方案管理，方案設計完成后邀請相關專家進行了復核復算，并進行團隊審查、組內審查和室內審查，確保方案設計合理、可行。

圖1 采用COTS快速響應用戶需求全流程圖

對下廠產品進行跟產、嚴格驗收。某平臺使用的機構大多在民品加工廠生產。為了把控質量關，團隊成員幾乎天天跟產，每生產一個零件都會測量、檢驗其加工質量。對于無法跟產的產品，在驗收時也會仔細檢驗。

試驗前詳細策劃、制定方案，試驗后進行數據分析。在試驗開始前，研制團隊制定了詳細的試驗策劃和相關的試驗方案，并主動向用戶進行了匯報，通過用戶反饋及時優化試驗策劃和方案。在試驗過程中，嚴格按照測試覆蓋性100%的要求進行測試。每次試驗結束后，研制團隊都要仔細分析試驗過程數據，觀看試驗多媒體視頻，從中把握規律，總結經驗。

三、實踐效果

向用戶展示了某平臺的研制能力，首次從用戶手中獲取了預研合同。用戶在初期并未明確合同意向和承制單位意向，研究所快速響應用戶需求，首先研制出實物產品并進行了功能演示，使用戶明確了預研合同，并交給研究所承擔。

形成了原理樣機，在某平臺研制方面獲取了用戶對研究所的信任，并爭取到后續搭載試驗的機會。用戶在觀摩某平臺地面演示試驗后對研究所的研制能力予以肯定，并同意后續擇機試驗。

開拓了新領域，掌握了某平臺的關鍵技術，并可直接應用于某新型產品研制及相關型號研制。在原理樣機研制前，研究所并不具備某平臺的研制能力，通過采用快速系統集成+COTS的研制模式，在不到一年的時間內研制出了產品，使研究所在短時間內具備了該領域的競爭力。

形成了一套新型研制流程，掌握了該流程中的關鍵環節，對以后類似產品的研制具有示范作用。COTS引入軍品研制在我國屬于新興領域，研究所通過實踐探索出了通過快速系統集成+COTS進行原理樣機研制的新型模式，為我國COTS在軍事領域的發展貢獻了一定的力量。

采用航天質量控制流程管理商用成熟產品，做到了大型地面試驗全部一次成功。雖然在產品上采用了COTS，但在質量管理方式和流程上仍然按航天質量管理流程進行。通過嚴格的質量管理，提高了商用成熟產品的可靠性，避免了因產品可靠性問題導致的試驗失敗，做到了所有大型地面試驗全部一次成功。

四、后續設想

北京航天長征飛行器研究所摸索出了原理樣機快速研制的新型模式，同時也鍛煉了一支隊伍。同時，快速系統集成+COTS的研制模式還存在一些有待改進的地方：一是在方案設計和系統集成過程中還不能完全擺脫產品定制的思維定式，沒有充分利用COTS；二是采用COTS和產品時，過多地強調了功能摸底和研制速度，后續工程化方面的考慮較少。

后續，研究所將進一步調研市場的COTS和產品，深化軍民融合，充分利用民用基礎工業產品。在方案和系統集成過程中，盡量以COTS為基礎，減小適應性更改的比重，并將該模式應用到其它型號，以發現該模式不完善的地方，提高其適應性。同時，在原理樣機研制過程中充分考慮后續的工程化，使原理樣機到工程樣機的銜接更加緊密。?

*其他作者：焦勝海、朱元元、劉天博、楊金鵬、潘文