國外航天元器件標準體系的建設簡述

單月暉 連潞文 高媛 郝曉宇

（1軍委裝備發展部裝備項目管理中心，北京，100034；2中國人民解放軍海軍八〇七廠，北京，102443）

航天用元器件是用于航天型號所需的元器件。伴隨各國航天事業的發展，其航天任務對選用元器件的品種、數量、功能、性能等方面的需求大幅增長，要求航天用元器件產品需要滿足品種多、批量小、體積小、重量輕、功耗低、適應空間特殊環境、可靠性高等要求。如何有效實施元器件產品的研制與選用管理，成為各國航天領域面臨的一項緊迫的現實問題。目前，一些國家的解決途徑是首先建立相關的標準體系，通過技術標準帶動和規范航天元器件的研制與選用工作。

1 美國標準體系

美國宇航局NASA基于其雄厚的電子工業基礎、充足的投入、各類政府和非政府組織的標準基礎，建立了一套相對嚴格、完整、開放的航天元器件標準體系，對元器件的設計、選用、生產、檢驗、應用、失效分析等各環節進行嚴格的標準化控制。其組成包括3個層次：元器件基礎標準（通用標準）、總規范（或稱通用規范）和詳細規范，如圖1所示。

圖1 NASA元器件標準體系結構示意圖

美國NASA標準體系是一個開放的體系，其來源包括自愿協調一致標準（指美國軍用標準、美國其他工業標準、ISO和IEC標準等）、其他政府標準（如協會標準、民用標準）、NASA自己的標準。需要特別說明的是，非NASA發布的標準主要是由NASA主導完成、通過一定的程序直接采用的。當非NASA制定的標準不能滿足需求時，NASA就自己制定標準。據不完全統計，NASA制定的標準中有關元器件的標準共941項，其中大多數是各空間飛行中心制定的。按標準類別分類統計結果見表1。

表1 NASA元器件標準類別分類統計

由表1可見，NASA制定的元器件標準中60%以上是篩選標準，產品規范也占相當比例，這部分標準在很大程度上補充了MIL宇航元器件標準的不足。

NASA制定的有關元器件標準中，元器件類別分類統計結果見表2。

表2 NASA元器件分類及其標準數量

從表2可見，NASA制定的航天用元器件標準按元器件的類別劃分，集成電路規范(主要是篩選規范及一部分詳細規范)占49.31%，其次是半導體分立器件 (包括光電子器件)占18.92%，其他9類元器件NASA制定的標準數量較少(占26.78%)。GSFC編制的GSFC 311-INST-001《EEE元器件選擇、篩選和鑒定指南》中，主要引用了MIL有宇航級或有可靠性指標的標準或規范(該指南已修訂為NASA指南EEE-INST-002《EEE元器件選擇、篩選和鑒定和降額指南》)。

2 歐洲標準體系

歐洲基于保障歐洲各成員國元器件特別是關鍵元器件本土化發展，以及對充分利用各成員國間的資源和成果的考慮，從歐洲航天局ESA體系起步，歷經多年發展建成ECSS（歐洲空間標準化合作組織）標準體系和ESCC標準體系。其中，ECSS標準體系立足于航天工程，用于指導元器件用戶方的選用、評價等質量保證工作，分為項目管理 （M）、產品保證 （Q）和工程 （E）專業3個部分。ESCC標準體系立足于元器件專業，用于指導宇航元器件的生產、鑒定，分為5級：政策、支撐標準、基礎標準、通用規范（總規范）、詳細規范，如圖2所示。

圖2 ESCC標準化文件體系

據統計，ECSS共有122項標準，其中有關元器件的標準共有12項，具體見表3。

表3 ECSS元器件標準情況

據統計，ESCC標準中有關元器件的標準共919項。按標準類別分類統計結果見表4，按元器件類別分類統計結果見表5。

表4 ESCC元器件標準分類及其標準數量統計

從表4可見，宇航元器件標準按標準的類別（性質）分，元器件的產品規范 （包括產品通用規范和詳細規范）約占90%，其次是基礎標準，約占10%左右。

從表5可見，宇航元器件標準按元器件的類別分，集成電路規范 （主要是詳細規范）占48.35%，其次是半導體分立器件（可能包括光電子器件）占17.64%，其他元器件ESA制定的標準數量較少（占34.01%）。

表5 ESCC各類元器件配套的標準數量統計

歐洲標準體系注重頂層策劃，圍繞用戶需求加強生產過程控制，重視標準體系更新與管理，建立了完善的元器件信息實時發布與反饋渠道，同時盡量保持與國際標準和慣例協調一致，為后續推廣以及上升為國際標準奠定了堅實的基礎。

3 日本標準體系

日本基于其良好的電子工業基礎，早期直接照搬美軍標準建立試驗方法類、外形尺寸類、質量體系建設類等標準，后歷經多次航天活動重大故障，完善了測試、質量控制和質量保證類標準，逐步建立起相對獨立、覆蓋范圍廣的標準體系，全面指導和規范元器件的設計、生產和使用過程。

日本標準體系是一個開放的、可動態更新的體系，包括元器件研發與生產、保證與選用兩部分。日本重視元器件生產過程控制，強調使用方參與元器件生產、檢驗的全過程，并從標準建設的角度大力支持核心器件的研發與生產，以保證關鍵元器件不受制于人。

目前收集到的JAXA元器件標準包括2項頂層總規范，10項總規范，13項詳細規范及部分配套應用數據單，標準清單見附表。

附表 JAXA元器件標準清單

4 綜合分析

綜合分析美國、歐洲、日本建設航天元器件標準體系的實踐，可以得出以下初步結論。

一是，立足國家工業基礎、航天任務需求開展標準體系建設，特別是建立開放性、可動態更新的體系結構，處理好利用國際資源與解決本國現實問題之間的關系，逐步發展完善。

二是，加強研制方與使用方之間的協作，實現用戶需求在研制過程的反饋與細化落實，使質量控制點逐步細化并不斷前移，促進元器件產品質量的提升。

三是，加強標準信息的管理，綜合運用信息系統、網絡平臺等手段，建立標準信息實時發布與動態反饋的渠道，支撐標準體系的廣泛使用和持續改進。

5 對我國航天領域標準體系建設的思考

借鑒國外航天領域元器件標準體系的建設實踐，建立和完善我國航天領域的標準體系。通過標準指導和規范航天裝備的設計、生產、檢驗、應用等各環節工作，是把握機遇、迎接挑戰的一條可行之路。建議從以下幾個方面進一步加強我國航天領域標準體系建設工作。

一是，針對航天領域發展特點和主要使用需求，持續做好標準體系頂層謀劃，建立具有開放性、結構層次清晰的體系結構，結合新技術發展和應用，逐步豐富標準體系，保持體系先進性。

二是，每個層次的標準規范建設，可充分利用現有資源，即優先選用實際應用效果比較好的現有標準，遴選比較成熟的企業標準通過規定的程序升級為行業標準，并將后一種遴選常態化，依托技術發展情況定期組織實施，逐步豐富標準體系的內容。

三是，重視我國航天領域各類標準和國際標準的接軌，為各應用領域的國際交流與合作提供技術語言，為開拓國際市場、贏得話語權搭建技術平臺，推動中國航天標準“走出去”。

四是，綜合運用各種先進的信息化手段，建立航天領域標準信息實時發布、動態反饋的渠道，加強對航天領域標準體系的管理與推廣應用。

航天領域標準體系建設，是規范和助力航天事業發展的一項重要工作。作者以彈、箭、星、船等航天產品中必不可少的元器件產品為研究切入點，結合典型國家對航天用元器件產品的研制與選用等管理實踐，梳理分析這些國家建設航天用元器件標準體系，通過技術標準帶動和規范航天元器件研制與選用的情況，總結凝練了經驗做法，并由此推廣到我國航天領域的標準體系建設，以期對完善我國航天元器件標準體系建設有一定的借鑒意義。