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摘要：本文详细论述了航天飞行器电气系统专业原有管理模式的结构与劣势，发现该模式已难以适应现阶段各个项目并行研制和大批量生产的情况，给出了新的管理架构，逐步分析对比了原有管理模式改进的优势，以提高系统人员的工作效率。
关键词：航天飞行器；电气系统专业；管理架构
Research on Professional Architecture of Spacecraft Electrical Subsystem
Wang Feng
(China Aerospace Science and Technology Corporation Beijing Aerospace Long March Aircraft Research Institute,Beijing,100076)
Abstract:This paper discusses in detail the structure and disadvantages of the original management mode of the aerospace vehicle electrical system specialty,which is no longer suitable for the current situation of parallel development and mass production of various projects,and gives a new management structure,and analyzes and compares the original management step by step.The advantages of mode improvement,improve the work efficiency of system personnel.
Key words:Spacecraft;Electrical Systems Major;Management Architecture
一、引言
为满足航天需求，现阶段飞行器的功能越来越先进，已可以实现产品的姿态调整、释放装置等多种动作，这些动作由电气系统控制。电气系统是由集成电路形成单机，并通过电缆将单机互相连通形成整个系统。因此，电气系统的结构非常复杂，多数功能都是由几百个软件实现。从电气系统专业管理上来讲，电气系统专业含有多个子专业，各子专业互相配合共同支撑电气系统专业的发展。
二、电气分系统专业特色
航天飞行器设计是极其复杂的系统工程。飞行器可以实现几百上千公里的飞行和多种空中姿态变化，这全部依靠电气系统的精准控制。因此，电气系统往往是整个飞行器中最复杂的系统。电气系统既有各种传感器感知外部的信息变化，又能通过成百上千的软件对采集数据作出精确的处理判断，而后执行相应的动作，包括各种阀门、执行机构及火工品的相应动作。电气系统中的各个单机和软件能够准确联动，实现既定功能，全靠系统专业人员在设计阶段对电气系统内部各个单机软件的协调设计。系统人员需要从技术顶层策划，将系统指标分解为各单机指标，并明确接口、时序和环境要求。各个单机的指标需要分别执行，最终通过系统级匹配，完成系统设计[1]。
航天电气系统是一个庞大的系统工程，专业众多，不能由一个部门或单位完成全部的工作，必须由多个单位通力合作。作为系统工程，单机越多，需要完成的设计要求越多，需要完成系统级图纸的绘制和测试，因此系统负责人的工作量相当庞大。
三、电气分系统专业面临的建设困境
近些年国际形势风云变化，国内的各种飞行器研究项目不断增多，呈井喷趋势。因此，电气系统原有的管理模式就显得捉襟见肘。电气系统负责人除完成系统级的设计工作外，还要不断和单机设计部门或外协单位协调迭代，提出各个单机的技术要求，并按照标准进行文件归档等工作，工作内容十分复杂，工作量非常庞大。系统设计人员还要完成诸多的事务工作，如技术把关和“举一反三”等。
在这种管理模式下，各个系统之间的单机互不通用，产品化差，且各个系统负责人之间对对方的设计互不了解，难以发挥互相把关和替岗的作用，尤其在产品大批量生产后，更是暴露出产品化等管理问题。不同项目之间存在产品不通用，横向不一致问题，无法实现产品的高效维护和质量问题的有效“举一反三”，且在产品的保障方面消耗了大量的人力物力，与用户方需求严重不符。因此，电气系统急需应用新型管理模式，从根本上改变电气系统现阶段生产的传统的“作坊”模式，并用专业化的管理眼光解决技术研制生产流程中出现的各个问题[2]。
图 1 旧的电气系统管理架构
旧的电气系统管理模式为总体负责制，总体负责人称之为电气系统。电气系统负责的工作项目包括开展系统级的方案设计、接口设计、提出各个单机的技术要求、软件任务书、测试系统技术要求、开展系统级环境试验、电气匹配试验及参加全系统试验和开展出厂复查等，这些都是项目负责人的工作内容[3]。从工作的内容可以看出，系统负责人的工作十分的庞杂，编写的文件有几十份，这就导致负责人为满足设计的流程文件疲于奔命。加之多数文件重叠内容较多，严重浪费了负责人的精力，例如系统的方案报告。方案报告是系统设计技术的关键环节，但是在旧的管理模式下，方案报告的诸多内容都与各个单机的任务书和技术要求重叠，导致方案报告内容浅显、流于形式，难以发挥技术把关的作用，浪费了系统人员的时间与精力。
另外，飞行器电气分系统需要多个专业系统设计部门。因此，多数单机都由其他的设计单位完成。在旧的管理模式下，每个项目负责人都需要直接面对外协单位。因此，不同项目的负责人在提出设计要求时往往只考虑自身需求，不考虑产品化的要求，向外协单位提出的要求千差万别。而每个项目间又缺乏有效的技术交流，导致外协单位疲于应付，难实现项目间的产品化和横向一致。在项目研制阶段初期，产品数量少，项目负责人可以单个测试和使用，因此，旧管理模式的劣势不会表现出来。但是当产品开始进入批量生产阶段时，产品需要大批量生产交付，这时会由于不同项目设计人员有不同设计要求，导致产品的验收和测试产生诸多不同。产品生产单位和验收人员不断更换文件和设备容易导致产品生产出错，而且一旦发生质量问题，同类产品的错误规避将变得十分困难。
四、电气分系统专业新的架构形式
针对旧的管理结构产生的产品横向一致性差问题，笔者通过对原有管理模式的精简，创建了新的管理架构。
新的电气系统管理架构在原有的基础上取消了由系统负责人编写的各个单机的技术要求或任务书，开始由方案报告作为所有单机的设计的初始输入数据，这能提高文件的有用性和评审的有效性。若产品由自身单位单机设计人员负责设计，则设计人员可以凭借系统的方案报告直接出图；若产品由外单位设计生产，则由相应单机设计人员负责提出任务书，形成某个单机的小专业作为与外部单位技术交流的唯一窗口，进而提高产品的产品化和横向一致性。一旦发生产品的质量问题，相关人员就可以迅速且有效地开展“举一反三”的错误规避，从而有效减轻系统的工作负担，提高系统的评审效率。
图2新的电气系统管理架构
以某安全控制电气系统(简称安控系统)为例，经过管理模式的变化，安控系统项目负责人只需做好系统级电路图、布置图、硬件接口协调要求、软件接口协调要求、方案报告等系统及文件处理工作。单机的设计要求用方案报告代替，因此，系统的方案报告就变得特别详细。在开展方案评审时，这更加有利于专家全面掌握系统设置，提升效率。同时，过载开关、压电装置等单机设计人员也能根据方案报告了解自身产品在系统中的位置和作用。由于多个项目的单机负责人趋同，单机负责人在开展产品设计时，为减少自己的工作量、提高工作效率、满足进度要求，会优先考虑成熟的产品，这能有效推动产品化建设。系统负责人只需编写维护方案报告，无需在各个文件间反复修改要求，这能显著减少精力消耗，能够专注于产品的设计质量和系统的测试覆盖性等方面的工作，有效排除研制阶段的各项质量问题。
五、新架构的优势分析
新的管理模式的关键就是“专业化”，即是将大的专业进一步划分为小的专业，直至可以实现产品的通用与横向一致。电气系统含有诸多设计内容，基本每一个内容都可以细化为一个小的专业。单机的硬件设计、嵌入式软件设计、软件任务书甚至各个文件的编写都可以细化成专业，且每个小专业都能形成自己的体系，有明确的输入、输出，有明确的岗位职责、技术把关要求和“举一反三”措施，便于管理互相替岗和技术交流。因此，就算有人员离开也不会产生较大影响。
新的管理模式主要有以下优势。
第一，系统负责人能够更专注于系统层面的设计，使完成的设计文件更加精炼，参加的评审更加有效。
第二，各个单机能够形成自己的小专业，且产品化水平较高，横向一致性较强，更有利于后期产品的生产、验收和“举一反三”。
第三，相关人员的岗位意识更加深刻，每个小专业都能形成自己的体系。为满足各个项目的需求，小专业需不断提升产品的技术水平，进而推动专业的发展。
六、结语
飞行器的电气系统是极为复杂的电气系统之一，接口众多，协调复杂。新的管理架构设计在原有架构的基础上进行了适应性更改，简化了设计流程，增加了产品的专业性，能有效提高设计效率。
【参考文献】
[1]李文年.海洋石油工程电气系统质量管理[J].新技术新工艺，2013(6).
[2]纪祥忠.要重视电气系统管理[J].中国设备管理，1993(06).
[3]王重阳.推行精细化管理理念，提升电气系统管理创新[J].科技风，2017(5).
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