航天器通用設備接口數據重用技術研究

于 偉 王 璐 王志佳 魏 平

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航天器通用設備接口數據重用技術研究

于 偉 王 璐 王志佳 魏 平

（北京空間飛行器總體設計部，北京 100094）

針對航天器研制過程中通用化設備接口數據在不同型號中重復填報、簽署，難以復用的現狀，提出了一種基于屬性差分的兩級通用庫構建方法，不同型號可以對通用產品庫中的數據進行引用，配以嚴格的更新同步機制，實現通用設備接口數據在不同型號間的數據重用。經工程驗證表明，這種機制降低了航天器研制過程中單機設備接口控制的復雜度，并且有利于通用設備應用情況的統計分析。

設備接口數據；IDS；數據重用

1 引言

航天器設備接口數據[1]反映了航天器總體與分系統、分系統與分系統間數據接口關系。航天器設備接口數據單（Interface Data Sheet，IDS）作為航天器設備接口數據的載體，用表格化的形式分類記錄了航天器設備機、電、熱等不同接口狀態參數，經利益相關方會簽認可后的接口數據單是開展航天器詳細設計和設備投產、協調、驗收的重要依據性文件[2]。為了便于接口數據的采集、簽署、查詢統計等，自主研發了航天器設備接口數據管理系統（以下簡稱“IDS系統”），實現了設備接口數據的結構化管理，電子化的并行會簽流程也提高了航天器設備接口數據協調受控的效率。通常情況下，設備接口數據審簽流程是先由型號總體設計人員進行接口數據采集模板的確定、設備配套信息的創建、下發；分系統協調人組織設備IDS數據填寫、文件收集（分系統/單機承研人員進行設備IDS數據離線填寫/修改）；分系統協調人進行設備IDS文件上報；總體接口控制組人員進行IDS數據電子會簽，如果全部數據會簽通過則完成數據文件的入庫和版本生成，如果數據會簽不通過，則設備IDS文件自動進入打回庫，分系統人員接收打回的設備IDS文件，然后組織進行文件的修改，重新提交分系統協調人再次上報會簽。IDS系統使得航天器研制具備了可控的設備接口數據庫，提高了航天器設備接口數據管理的可靠性，已經應用到了導航、遙感、深空探測、通信、載人航天、小衛星等領域百余個型號。

2 通用化設備IDS狀態控制面臨的問題

隨著航天器研制任務的增多，系列化、批量化研制特征進一步顯現，成熟單機、通用化單機在后續型號中普遍應用。這類通用化設備機、電、熱接口相對固定，如果按照上文提到的常規的簽署工作流程，則當這樣的設備應用于不同的型號時，分系統/單機承研單位都要重新填寫各個接口的數據，重復工作量大；另外，型號總體接口控制人員在進行IDS簽署時，每個型號也要重新逐項進行狀態確認，型號總體人員審簽的工作量也非常大，IDS整體審簽效率較低；再者，由于應用到不同型號的設備數據都是重新填報，在系統中并沒有建立設備間關聯關系的信息，對通用設備應用情況的統計十分不利。

經過IDS系統的長期應用，IDS數據庫中已經規范存儲了幾萬臺單機的接口數據，具備開展設備接口數據分析和數據重用的基礎。通用化單機設備的接口數據在每個型號中都完全重新填寫、審核的機制已經變得十分不合時宜，亟需一種能夠讓通用化的設備IDS數據能跨型號、方便、可靠復用的機制，減少設備接口數據重復填寫工作，降低接口數據審簽、技術狀態控制的復雜度，提高型號研制過程中設備IDS簽署的效率。

3 構建通用設備IDS通用庫

按照航天器設備接口數據單填寫標準要求，IDS數據采集模板涵蓋了設備機械特性、熱特性、遙測參數、遙控指令、電接口特性等全部接口類別，如果對每個類別中的屬性項分析就會發現這些屬性既包含有描述設備固有特性的項目，又有描述當該設備應用于具體型號中時表現出的特定屬性（又稱型號應用屬性）的項目。對設備的不同接口類別的屬性全集進行了抽取、拆分和重新歸集，得到新的集合定義，如表1所示。

假設描述設備的全部接口屬性集合={∪}。其中，={1,2,…,}為設備固有屬性集合，即該儀器設備無論應用到哪個型號都不會改變的屬性描述信息；={1,2,…,}為型號應用屬性集合，即根據型號任務要求不同會表現出差異的屬性信息（如以載人型號為例，設備在發射段、交會對接段、分離段等不同工作階段中的功耗等）。圖1是屬性集合劃分示例。

建設通用設備IDS通用庫，就是要將這類通用設備的屬性集合進行固化，當具體型號在研制過程從通用設備庫選用設備時，其IDS內容自動完成復用，并且實現屬性集合部分的凍結，屬性集合部分開放修改；不改動的部分不需要進行重新審簽，只有改動部分通過軟件提示重新進行審簽。

圖1 設備固有屬性和應用屬性劃分

為了便于接口數據的管理和數據復用工作的開展，考慮兩級通用設備IDS通用庫的建設，如圖2所示，按照設備類別建立第一級通用設備IDS庫，如控推類產品庫、熱控類產品庫、電源類產品庫等，這級通用產品庫的會簽由產品承制方組織相關接口控制人員進行控制；在這級通用庫之上，再按照型號領域建設領域通用設備通用IDS庫，如遙感衛星領域通用設備IDS庫，導航衛星領域通用設備IDS庫，通信衛星領域通用設備IDS庫等，這級通用設備庫的會簽由相應領域成立領域級產品接口控制組控制。當真實某個型號需要IDS簽署時，直接從所屬領域的通用產品IDS通用庫中選取設備，實現通用化設備引用，IDS填寫人員只需且只能修改設備的型號應用屬性，該型號的總體接口控制組人員也只需審核這部分有修改的內容，別的內容不用核對。

圖2 兩級IDS通用庫

4 工程應用情況

目前，在IDS系統中采用上述思路實現了通用設備IDS數據的復用。在被標記為“通用庫”的設備庫中，提供了通用化規則設置功能，即可以針對每一類接口，設定哪些接口數據項是產品本身屬性，哪些接口數據項是產品應用屬性，當設備應用到其他型號后，只有設備應用屬性部分才可以被修改。具體型號在創建設備時，提供從通用庫中選擇設備的功能，實現設備之間引用關系的建立。另外，當通用庫的設備屬性變更后，提供了變更通知，設備重用方可以一鍵更新設備本身屬性變化的部分。該成果已經應用到了控制推進類通用設備IDS通用庫的建設以及遙感領域通用產品IDS通用庫的建設，并在遙感領域某型號進行了應用，降低了IDS簽署的復雜度和簽署周期，取得了良好的應用效果。

5 結束語

針對通用化設備在航天器研制過程中IDS簽署面臨的問題，提出了在IDS系統中建立兩級通用產品IDS庫，并通過相應的規則設置，實現產品IDS數據的復用和有效的狀態控制，經工程應用驗證，這種機制減少了設備接口數據的重復會簽，通過本方法建立了設備接口數據之間的關聯關系，能夠有效地對設備數據進行跟蹤和控制，有利于通用化單機應用情況統計工作的開展，具有重要的工程價值。

1 徐福祥. 衛星工程[M]. 北京：中國宇航出版社，2002

2 魏平等. 面向航天器多學科參數采集處理的IDS系統插件技術研究[J]. 航天制造技術，2016(2)：54～56

Research on Interface Data Reuse of Spacecraft General Equipment

Yu Wei Wang Lu Wang Zhijia Wei Ping

(Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094)

Aiming at the status quo of the common equipment interface data in the development of spacecraft in different models, a two-level general library construction method based on attribute difference is proposed. The equipment interface data in the general library can be referenced in different models, with a strict update synchronization mechanism to achieve the reuse of interface data between different models. The engineering verification shows that this mechanism reduces the complexity of the interface control of the equipment during the development of the spacecraft and is favorable to the statistical analysis of the general equipment application.

equipment interface data；IDS；data re-use

于偉（1980-），碩士，飛行器設計專業；研究方向：工程數字化相關技術及其在航天領域的應用。

2017-03-13