國(guó)內(nèi)首臺(tái)地球同步軌道高分辨凝視相機(jī)精細(xì)化管理

劉晨+周泉+馬國(guó)輝+王翰辰

摘要：高分四號(hào)相機(jī)系統(tǒng)是我國(guó)第一臺(tái)地球同步軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)相機(jī)，首次采用了面陣凝視成像體制，開(kāi)辟了我國(guó)地球同步軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的新領(lǐng)域。高分四號(hào)相機(jī)作為首發(fā)高軌面陣凝視成像相機(jī)，技術(shù)難度大，關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目多，研制周期十分緊張，因此項(xiàng)目組在研制過(guò)程中制定了“策劃先行、制定關(guān)鍵路徑專題計(jì)劃、過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制、嚴(yán)格計(jì)劃監(jiān)控”的方法和原則，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目關(guān)鍵路徑的計(jì)劃把控及監(jiān)督，有效的推動(dòng)了項(xiàng)目的高效運(yùn)行劃的推進(jìn)，為項(xiàng)目研制成功奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：地球同步軌道高分辨凝視相機(jī)；精細(xì)化管理

中圖分類號(hào)：V445.8 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2017）015-0-02

一、概述

高分四號(hào)地球同步軌道大面陣凝視相機(jī)是一臺(tái)工作于地球同步軌道上用于對(duì)地觀測(cè)的光學(xué)遙感相機(jī)。作為我國(guó)第一臺(tái)地球同步軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)相機(jī)，首次采用了面陣凝視成像體制，開(kāi)辟了我國(guó)地球同步軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的新領(lǐng)域。

相機(jī)同時(shí)具有可見(jiàn)光近紅外成像通道和中波紅外成像通道，技術(shù)難度大，關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目多，研制周期十分緊張。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在研制過(guò)程中制定了“策劃先行、制定關(guān)鍵路徑專題計(jì)劃、過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制、嚴(yán)格計(jì)劃監(jiān)控”的方法和原則，將PMI項(xiàng)目管理體系應(yīng)用于型號(hào)研制管理，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目范圍管理以及關(guān)鍵路徑的計(jì)劃把控及監(jiān)督，形成了一系列項(xiàng)目管理的基準(zhǔn)規(guī)范，有效的推動(dòng)了項(xiàng)目的高效運(yùn)行劃的推進(jìn)。

二、項(xiàng)目精細(xì)化管理

每個(gè)項(xiàng)目都會(huì)創(chuàng)造獨(dú)特的產(chǎn)品、服務(wù)或者成果，由于項(xiàng)目的獨(dú)特性，所以每一個(gè)項(xiàng)目會(huì)存在項(xiàng)目自身的主要制約因素，而對(duì)于高分四號(hào)相機(jī)的研制，由于相機(jī)研制周期短，關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)多，技術(shù)難度大，項(xiàng)目的主要制約因素就需要從范圍、進(jìn)度及風(fēng)險(xiǎn)這三個(gè)方面重點(diǎn)分析及管理。

1.范圍管理

范圍管理的核心是界定項(xiàng)目的范圍，也就是要明確項(xiàng)目涉及的所有任務(wù)。由收集需求、范圍定義、創(chuàng)建WBS、范圍核實(shí)和范圍控制等幾方面構(gòu)成，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理，因而范圍管理是項(xiàng)目決策的設(shè)施基礎(chǔ)。

根據(jù)型號(hào)產(chǎn)品的責(zé)任體系表、產(chǎn)品技術(shù)流程及全周期策劃， 高分四號(hào)相機(jī)形成了產(chǎn)品研制的實(shí)現(xiàn)流程，再細(xì)化分解成了各個(gè)部組件的實(shí)現(xiàn)流程，各個(gè)部組件責(zé)任人根據(jù)組件實(shí)現(xiàn)流程持續(xù)跟進(jìn)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)型號(hào)每周的內(nèi)部計(jì)劃協(xié)調(diào)會(huì)，各個(gè)組件負(fù)責(zé)人匯報(bào)部組件的進(jìn)展及下周的計(jì)劃安排和需要協(xié)調(diào)的資源，如果實(shí)際進(jìn)度偏離了產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的進(jìn)度基準(zhǔn)，型號(hào)團(tuán)隊(duì)則討論并實(shí)施進(jìn)度壓縮措施，若進(jìn)度壓縮措施依然無(wú)法滿足偏離量，則采用型號(hào)進(jìn)度應(yīng)急儲(chǔ)備來(lái)修改產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)流程以保證型號(hào)能夠按照里程碑節(jié)點(diǎn)完成研制及交付。

相機(jī)在全周期研制階段都貫徹及實(shí)施了上述的范圍管理措施，型號(hào)內(nèi)部凝聚力強(qiáng)，產(chǎn)品研制過(guò)程溝通及流轉(zhuǎn)順暢，研制工作項(xiàng)目明確，工作內(nèi)耗減至極低，圓滿的完成了型號(hào)研制任務(wù)。

2.時(shí)間管理

項(xiàng)目管理的重要環(huán)節(jié)是時(shí)間管理，而由于航天產(chǎn)品研制的特殊性，整星的發(fā)射節(jié)點(diǎn)制約著相機(jī)分系統(tǒng)的研制時(shí)間，所以對(duì)于相機(jī)研制的項(xiàng)目管理來(lái)說(shuō)，時(shí)間管理是最關(guān)鍵也是最重要的一環(huán)，必須要確保項(xiàng)目在要求的時(shí)間內(nèi)順利完成。

高分四號(hào)相機(jī)的工程研制實(shí)現(xiàn)緊緊圍繞各類部組件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研制及試驗(yàn)等任務(wù)開(kāi)展，由于相機(jī)的組件較為復(fù)雜，需要占用大量的人力、設(shè)備和場(chǎng)地資源，不僅僅在型號(hào)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生資源沖突，同時(shí)，在目前多型號(hào)并行研制的情況下，資源沖突更為嚴(yán)重，多項(xiàng)目資源沖突的難以預(yù)測(cè)性和突發(fā)性對(duì)進(jìn)度管理影響不容忽視。

所以在相機(jī)研制過(guò)程的進(jìn)度管理計(jì)劃的控制層面，型號(hào)團(tuán)隊(duì)把進(jìn)度管理目前放在主要關(guān)鍵路徑上，針對(duì)關(guān)鍵路徑上的計(jì)劃活動(dòng)，從技術(shù)、質(zhì)量、資源約束等制約因素逐項(xiàng)開(kāi)展進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)影響因子分析，列出影響因素，針對(duì)這些影響因素，使用專家咨詢、類推比較和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)研究等方法和工具開(kāi)展定量進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，風(fēng)險(xiǎn)值越高，進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)越大，將每項(xiàng)活動(dòng)的工期風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行排序，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值高的計(jì)劃活動(dòng)的各項(xiàng)影響因素制定應(yīng)對(duì)措施，形成進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，并且隨著項(xiàng)目推進(jìn)，時(shí)刻對(duì)進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行監(jiān)控，一方面對(duì)新出現(xiàn)的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行化解，另一方面更新影響因子列表，調(diào)整進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級(jí)，形成新的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃。

根據(jù)上述進(jìn)度管理控制方法，高分四號(hào)相機(jī)通過(guò)關(guān)鍵路徑法等進(jìn)度計(jì)劃工具確定了制約相機(jī)的短線計(jì)劃：可見(jiàn)光視頻電路的研制，并通過(guò)提前投產(chǎn)可見(jiàn)光CMOS視頻試驗(yàn)板多輪測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)減輕策略以及趕工、快速跟進(jìn)等進(jìn)度壓縮的應(yīng)對(duì)策略來(lái)規(guī)劃相機(jī)CMOS器件及其配套電路的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施及風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，讓可見(jiàn)光視頻產(chǎn)品的研制及調(diào)試工作縮短了一個(gè)月的周期，從而讓高分四號(hào)正樣產(chǎn)品按計(jì)劃順利交付整星。

3.風(fēng)險(xiǎn)管理

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在高分四號(hào)項(xiàng)目立項(xiàng)初期已識(shí)別相機(jī)研制全周期階段的風(fēng)險(xiǎn)，要想取得型號(hào)研制成功，項(xiàng)目應(yīng)致力于整個(gè)項(xiàng)目期間積極、持續(xù)的開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)管理。在高分四號(hào)項(xiàng)目研制過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的各個(gè)層級(jí)都有意識(shí)的積極識(shí)別并有效管理風(fēng)險(xiǎn)，制定了高分四號(hào)相機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，明確了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)及實(shí)施要求，為后續(xù)相機(jī)風(fēng)險(xiǎn)管理工作的開(kāi)展提供了依據(jù)。

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性及嚴(yán)重性進(jìn)行了等級(jí)劃分，從風(fēng)險(xiǎn)可能性等級(jí)和嚴(yán)重性等級(jí)兩個(gè)維度建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣，如下表所示：

并且按照風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)級(jí)指數(shù)，型號(hào)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則如下：

Ⅲ類：指數(shù)20—25為高風(fēng)險(xiǎn)，落在該區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)不可接受，可能對(duì)型號(hào)有重大危害，應(yīng)制定專題計(jì)劃，專人負(fù)責(zé)跟蹤監(jiān)控；

Ⅱ類：指數(shù)5—16為中度風(fēng)險(xiǎn)，落在該區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)為不希望有的風(fēng)險(xiǎn)，可能對(duì)型號(hào)有危害，應(yīng)積極地管理和考慮備選應(yīng)對(duì)措施；

Ⅰ類：指數(shù)1—4為低風(fēng)險(xiǎn)，不經(jīng)評(píng)審即可接受，對(duì)型號(hào)基本無(wú)危害，應(yīng)監(jiān)控管理。

在高分四號(hào)項(xiàng)目啟動(dòng)初期，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就已將相機(jī)可見(jiàn)光探測(cè)器及其配套電路的研制列為相機(jī)研制階段的高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目。

由于為了滿足地面像元分辨率和單景觀測(cè)幅寬要求，可見(jiàn)光近紅外通道探測(cè)器像元規(guī)模大，可見(jiàn)光近紅外譜段成像的探測(cè)器選型有CCD探測(cè)器和CMOS探測(cè)器兩種方案，這兩種類型的探測(cè)器各有優(yōu)缺點(diǎn)，采用這兩種類型探測(cè)器的相機(jī)技術(shù)途徑也存在區(qū)別，需進(jìn)行探測(cè)器的選型方案風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

在進(jìn)行方案選擇時(shí)，項(xiàng)目組首先考慮了CCD探測(cè)器，大面陣CCD探測(cè)器在十一五預(yù)研的時(shí)候項(xiàng)目組已進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在大面陣CCD器件高速低噪聲焦面電路和信號(hào)處理電路的研制已完成了技術(shù)積累，在預(yù)研相機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試時(shí)，器件性能表現(xiàn)優(yōu)越。

但是，大面陣CCD探測(cè)器方案存在不具備抗飽和溢出功能、需要機(jī)械快門配合成像、積分時(shí)間不能按需調(diào)整的不足。首先，不具備抗飽和溢出功能。其次，成像時(shí)需要高精度的機(jī)械快門，機(jī)械快門的工作時(shí)間長(zhǎng)，是單點(diǎn)失效環(huán)節(jié)，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大。再次，受機(jī)械快門工作方式限制，積分時(shí)間只能設(shè)置為3檔，不能按成像條件靈活調(diào)整積分時(shí)間，用戶無(wú)法獲得不同成像條件下的高信噪比圖像，所以大面陣CCD探測(cè)器方案風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性較大，影響程度也比較嚴(yán)重，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值較高。

而CMOS探測(cè)器的研制技術(shù)起步較晚，長(zhǎng)期以來(lái)在成像性能上與CCD探測(cè)器有一定差距，近年來(lái)隨著CMOS探測(cè)器工藝的快速發(fā)展，大面陣CMOS探測(cè)器性能已與大面陣CCD探測(cè)器相差無(wú)幾，并且CMOS探測(cè)器具有1000倍的抗飽和溢出能力，避免了圖像飽和溢出影響，積分時(shí)間可按地面目標(biāo)反射率設(shè)置，能夠提高成像清晰度；探測(cè)器具有全局電子快門，不需要機(jī)械快門，但是由于CMOS器件為國(guó)外進(jìn)口， 為了確保該器件順利引進(jìn)，國(guó)外不進(jìn)行抗輻照性能等敏感指標(biāo)測(cè)試，從而帶來(lái)的器件可靠性的風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法規(guī)避。

并且CMOS探測(cè)器及其配套視頻焦面電路的研制，所內(nèi)也未開(kāi)展一輪完整的研制，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大，風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)也比較高，但是通過(guò)兩個(gè)方案各自風(fēng)險(xiǎn)控制措施，可以明顯看出大面陣CMOS探測(cè)器方案的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性大大降低。上述兩種方案的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表2。

由上述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)構(gòu)得知，方案一發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性較高，且難于控制，導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)級(jí)較高，而方案二，需要對(duì)投產(chǎn)可見(jiàn)光CMOS視頻試驗(yàn)板多輪測(cè)試及質(zhì)量控制過(guò)程方面進(jìn)行控制，可將風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)級(jí)指數(shù)降低到可接受的范圍。經(jīng)過(guò)比較，大面陣CMOS探測(cè)器在技術(shù)上更加適合高分四號(hào)相機(jī)分系統(tǒng)的應(yīng)用需求，最終確定選用該方案。

對(duì)于已識(shí)別的高分四號(hào)相機(jī)可見(jiàn)近紅外譜段探測(cè)器方案的高度風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，除了制定相應(yīng)的控制措施，項(xiàng)目組還以周報(bào)的形式對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行持續(xù)跟進(jìn)，實(shí)時(shí)評(píng)估已識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低后的性能和效果進(jìn)行確認(rèn)，關(guān)注風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展趨勢(shì)，確保風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目得到控制。通過(guò)以上管理措施，確保識(shí)別出的高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目嚴(yán)格受控，逐步將高風(fēng)險(xiǎn)降低至可接受的范圍，通過(guò)相機(jī)研制過(guò)程中監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的變化及時(shí)跟新項(xiàng)目管理計(jì)劃，有效的進(jìn)行了過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制，為項(xiàng)目研制成功奠定了基礎(chǔ)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，相機(jī)型號(hào)的管理不僅涉及到研制過(guò)程的各個(gè)方面，而且包括項(xiàng)目前期的立項(xiàng)階段和運(yùn)行以及項(xiàng)目收尾階段的工作，強(qiáng)調(diào)了項(xiàng)目生命周期全過(guò)程和全方位的管理，強(qiáng)調(diào)型號(hào)研制隊(duì)伍與用戶之間的溝通，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目的計(jì)劃管理和跟蹤，范圍管理、風(fēng)險(xiǎn)管理等。要從項(xiàng)目管理的角度對(duì)項(xiàng)目的全過(guò)程進(jìn)行管理和控制，型號(hào)研制只有真正實(shí)施項(xiàng)目管理，并運(yùn)用之相配套的、規(guī)范的質(zhì)量保證體系，才能真正從根本上提高自身的管理水平和競(jìng)爭(zhēng)力。

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