《電子技術(shù)應(yīng)用》
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航天發(fā)射場質(zhì)量與流程管控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
2014年電子技術(shù)應(yīng)用第11期
張 平,相有桓,何全勝,王立芳
(太原衛(wèi)星發(fā)射中心技術(shù)部,山西 太原030027)
摘要: 針對航天發(fā)射場目前在任務(wù)實施過程中,對測試前的技術(shù)狀態(tài)檢查確認、關(guān)鍵環(huán)節(jié)及關(guān)鍵崗位操作質(zhì)量控制和測試結(jié)果的綜合判斷等環(huán)節(jié)存在的一些不足,提出、設(shè)計并實現(xiàn)了航天發(fā)射場試驗任務(wù)質(zhì)量與流程管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對發(fā)射場試驗任務(wù)的全系統(tǒng)質(zhì)量控制和全過程精細管理,有效提高發(fā)射場質(zhì)量控制信息化水平以及測試發(fā)射工作效率,同時能夠降低航天發(fā)射場低層次質(zhì)量問題發(fā)生概率。
中圖分類號: TP31
文獻標(biāo)識碼: A
文章編號: 0258-7998(2014)11-0123-03
Design and implementation of quality and process control system for the space launch site
Zhang Ping,Xiang Youhuan,He Quansheng,Wang Lifang
Technical Department, Taiyuan Satellite Launch Center,Taiyuan 030027,China
Abstract: In view of some of the deficiencies in the implementation of test tasks for the space launch site, such as the technical status check before the test, the operation quality control of key links and key positions, the comprehensive judgment of test results,this paper puts forward, designs and realizes the quality and process control system for test tasks of launch site. It can realize quality control of the whole system and careful management of the whole process for the test tasks of launch site, effectively improve the information level of quality control and the efficiency of test-launch work, and also can reduce the probability of low level quality problem of the space launch site.
Key words : space launch site;test tasks;quality control

0 引言

  隨著試驗正規(guī)化建設(shè)的深入推動,航天發(fā)射場試驗任務(wù)的組織、指揮、操作和質(zhì)量控制等方面形成了完善的制度和規(guī)范體系[1],為圓滿完成持續(xù)高密度試驗任務(wù)提供了強有力的保證。

  但在航天發(fā)射任務(wù)實施過程中,對測試前的技術(shù)狀態(tài)檢查確認、關(guān)鍵環(huán)節(jié)及關(guān)鍵崗位操作質(zhì)量控制和測試結(jié)果的綜合判斷等環(huán)節(jié)還存在一些不足和短板[2]。具體表現(xiàn)在:(1)測試前的技術(shù)狀態(tài)檢查確認項目,尤其是產(chǎn)品進場前、轉(zhuǎn)場前聯(lián)合檢查過程中有時存在檢查確認項目不完整,有漏項、缺項現(xiàn)象;(2)檢查過程中,記錄不夠及時、全面,有事后補添記錄現(xiàn)象;(3)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵崗位操作質(zhì)量要求提示不及時,操作質(zhì)量事后難追溯;(4)測試結(jié)果的判斷確認不夠系統(tǒng),粗心大意易漏判項目;(5)任務(wù)實時流程執(zhí)行情況和技術(shù)狀態(tài)的控制還停留在紙質(zhì)文檔劃圈打勾層面,沒有形成統(tǒng)一的流程執(zhí)行情況和技術(shù)狀態(tài)控制報表,各級指揮管理人員對具體工作的完成情況缺少直接詳細的信息,難以及時監(jiān)督和掌控問題等[3]。

  上述問題存在的原因主要是在具體工作的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)高度依賴操作人員的素質(zhì),缺少有效的監(jiān)控手段。因此,利用信息技術(shù)建立一套具備準(zhǔn)同步共享信息的質(zhì)量與流程管控系統(tǒng)十分必要,是當(dāng)前發(fā)射場試驗任務(wù)組織管理和質(zhì)量管控方面的迫切需要[4-5],是落實首長指示“組織管理新思路、質(zhì)量管控新舉措”的切實行動,也是實現(xiàn)試驗任務(wù)的全系統(tǒng)質(zhì)量控制和全過程精細管理的重要手段。

1 系統(tǒng)設(shè)計

  系統(tǒng)主要實現(xiàn)對航天發(fā)射場試驗流程[6]從工作計劃編制、驗證信息采集、試驗進度管控、產(chǎn)品質(zhì)量信息管理到數(shù)據(jù)統(tǒng)計挖掘的全過程精細化管理,同時提供各級用戶指揮程序、操作規(guī)程、技術(shù)通知單、故障歸零報告、方案預(yù)案等豐富的資料支持,在直觀、快速、明確地指導(dǎo)按規(guī)程操作的同時,可利用準(zhǔn)同步共享信息的優(yōu)點為管理者監(jiān)控下級工作提供信息支持,并可快速地采集信息,提高工作效率。所以在設(shè)計系統(tǒng)時需要綜合考慮上述內(nèi)容。

  1.1 硬件設(shè)計

  系統(tǒng)硬件部分主要由服務(wù)器、工作站以及操作終端等構(gòu)成,操作終端通過USB以太網(wǎng)適配器接入網(wǎng)絡(luò),并通過網(wǎng)絡(luò)交換機與工作站和服務(wù)器進行連接。系統(tǒng)的硬件設(shè)計如圖1所示。

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  1.2 軟件功能設(shè)計

  (1)服務(wù)器端軟件功能設(shè)計

  系統(tǒng)服務(wù)器端的功能包括:航天發(fā)射場流程編輯、流程調(diào)度、產(chǎn)品質(zhì)量信息管理、多媒體記錄、查詢統(tǒng)計和報表輸出、操作終端數(shù)據(jù)同步及系統(tǒng)管理等。所有功能集中部署服務(wù)器上,操作終端數(shù)據(jù)同步功能面向操作終端訪問,其他功能供工作站協(xié)同訪問。

  (2)操作終端軟件功能設(shè)計

  操作終端軟件應(yīng)用程序開發(fā)及使用采用與服務(wù)器端松耦合[7]方式進行,即操作終端應(yīng)用程序可參照但不完全按照服務(wù)器端程序架構(gòu)及實現(xiàn)方式進行開發(fā),需要功能簡單易用、界面清晰簡約、系統(tǒng)運行順暢。

  1.3 信息流程設(shè)計

  服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫記錄航天發(fā)射場流程及其中的操作檢查項目,并運行服務(wù)器端軟件,為操作終端和流程工作站提供服務(wù)。完成流程數(shù)據(jù)庫管理,向操作終端下傳工作流程及相關(guān)文書,接收操作終端任務(wù)完成信息。

  工作站可以通過訪問服務(wù)器提供的基于Web的用戶界面,完成編輯修改工作流程、編輯完善操作檢查項目、上傳任務(wù)文書,以及對流程進展情況的瀏覽、查詢、報表統(tǒng)計輸出等相關(guān)工作。對于工作流程及操作檢查項目的輸入,系統(tǒng)支持對幾種常用格式的文件進行數(shù)據(jù)導(dǎo)入,如:Word、Excel、PPT等,并對信息進行自動分發(fā)。

  操作終端可從服務(wù)器下載工作流程、操作檢查項目及相關(guān)文書,對操作檢查項目完成情況進行確認及對異常情況進行記錄,并將記錄結(jié)果上傳至服務(wù)器。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

  2.1 硬件實現(xiàn)

  操作終端在硬件上采用平板電腦作為基本操作環(huán)境,支持實現(xiàn)信息瀏覽查閱及信息錄入。同時考慮到保密安全要求,對其所有的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(藍牙、Wi-Fi、GPS等)進行物理拆除,并對其USB數(shù)據(jù)傳輸接口進行物理封裝,能夠?qū)崿F(xiàn)通過動態(tài)口令將其與特定計算機的互聯(lián),主要用于操作終端應(yīng)用程序更新、測試以及特定格式數(shù)據(jù)的傳輸?shù)???紤]到會議討論等應(yīng)用需要,保留其對外視頻輸出接口(HDMI),并配備視頻輸出線,可實現(xiàn)操作終端與投影儀或電視(含VGA或HDMI接口)設(shè)備的互聯(lián)。另外,針對與服務(wù)器端數(shù)據(jù)同步操作的需要,配置網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換接口和連線,支持操作終端與服務(wù)器端進行物理網(wǎng)絡(luò)通信。硬件接口關(guān)系如圖2所示。

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  2.2 軟件實現(xiàn)

  操作終端與服務(wù)器之間采用基于TCP/IP協(xié)議開發(fā)的專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。該通信協(xié)議具有航天發(fā)射場流程和操作檢查確認項目信息的下載、更新、上傳功能。軟件技術(shù)實現(xiàn)如圖3所示。

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  系統(tǒng)采用B/S模式[8-9]。工作站能夠利用通用的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問服務(wù)器提供的基于Web的用戶界面。服務(wù)器端軟件基于J2EE平臺開發(fā),采用Struts、Spring以及Ext.js等框架來實現(xiàn),并利用Oracle數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)質(zhì)量與流程管控信息的持久化存儲。操作終端軟件基于Android SDK開發(fā),采用Java和XML語言,實現(xiàn)工作完成情況確認、電子簽名、數(shù)據(jù)同步等功能。

  電子簽名功能:支持不同用戶登陸系統(tǒng)對同一檢查確認表格進行電子簽署操作,簽署信息包含簽署名和簽署時間兩部分,其中“簽署名”為系統(tǒng)根據(jù)用戶登陸名進行識別后自動填寫至指定位置,“簽署時間”為系統(tǒng)實際操作時間,可精確顯示到分鐘,缺省顯示時精確到日。完成電子簽名后的文件不可更改。

  數(shù)據(jù)同步功能:包括數(shù)據(jù)的上傳和下載,其中數(shù)據(jù)上傳是指將操作終端數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)端,當(dāng)用戶需要將簽署有效的檢查確認表格上傳至服務(wù)器端時,可通過硬件之間進行物理網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)后,完成數(shù)據(jù)上傳操作;數(shù)據(jù)下載是指將服務(wù)器端數(shù)據(jù)文件下載到操作終端,下載內(nèi)容主要包括:檢查確認表格模板、流程工作項目信息數(shù)據(jù)、產(chǎn)品質(zhì)量信息、技術(shù)及管理文件等。數(shù)據(jù)下載操作同樣通過物理網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)后,由服務(wù)器端進行數(shù)據(jù)推送操作。考慮數(shù)據(jù)安全因素,每臺操作終端的下載信息均由服務(wù)端進行保存和記錄。

  2.3 保密實現(xiàn)

  系統(tǒng)采取以下措施確保系統(tǒng)的安全保密:(1)網(wǎng)絡(luò)訪問控制:對無線通信模塊進行物理拆除,支持USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)方式,滿足網(wǎng)絡(luò)接入需求,配置接入密碼、防火墻以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密。(2)多重密碼保護:包括開機密碼和鎖屏密碼。(3)全盤數(shù)據(jù)加密:對平板內(nèi)部用戶數(shù)據(jù)采用高密算法[10-11]進行加密,防止數(shù)據(jù)非授權(quán)訪問。(4)軟件更新權(quán)限控制:只允許升級客戶專用ROM軟件,防止非授權(quán)使用操作終端或破壞操作終端上的用戶數(shù)據(jù)。(5)應(yīng)用程序安裝控制:只允許通過PC管理平臺安裝規(guī)定的應(yīng)用程序,不能安裝其他應(yīng)用軟件。(6)應(yīng)用系統(tǒng)交互控制:只允許在服務(wù)器上注冊的pad同步數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)運行

  3.1 系統(tǒng)運行流程

  系統(tǒng)運行流程為:(1)在任務(wù)啟動會結(jié)束后,由組織計劃組和技術(shù)質(zhì)量組負責(zé)完成任務(wù)正常工作流程的定義,劃分任務(wù)節(jié)點,確定節(jié)點下面需參加的系統(tǒng),并根據(jù)日工作計劃,將對應(yīng)的工作項目與系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)。領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)對工作流程進行審查。(2)截止到每一個工作節(jié)點開展工作前,系統(tǒng)指揮和系統(tǒng)工程師負責(zé)將該節(jié)點工作項目的狀態(tài)檢查表上傳至服務(wù)器;在工作過程中,通過系統(tǒng)設(shè)置的“正常/異?!卑醇~完成對系統(tǒng)測試前準(zhǔn)備、測試過程、測試結(jié)果的確認。(3)工作過程中如出現(xiàn)異常,可直接在操作終端簡要記錄異常情況或通過工作站記錄并將結(jié)果上傳至服務(wù)器;如遇故障處置或其他原因需要變更工作流程時,系統(tǒng)應(yīng)記錄流程變更原因,并根據(jù)工作安排重新調(diào)整后續(xù)工作流程。(4)任務(wù)某節(jié)點所有工作完成后,各操作終端應(yīng)將采集的信息上傳至服務(wù)器,然后進行下一節(jié)點工作。(5)任務(wù)結(jié)束后,系統(tǒng)自動保存本次任務(wù)的流程執(zhí)行信息及產(chǎn)品質(zhì)量信息,供后續(xù)任務(wù)參考。系統(tǒng)運行流程如圖4所示。

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  3.2 系統(tǒng)運行效果

  通過將本系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)射場試驗任務(wù)中,能取得以下效果:

  (1)試驗質(zhì)量管控。通過對任務(wù)工作流程和各崗位的操作、檢查、確認項目進行精細化的定義,明確規(guī)定試驗任務(wù)中各任務(wù)節(jié)點、各系統(tǒng)各崗位的測試項目、產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)、測試數(shù)據(jù)等產(chǎn)品質(zhì)量信息和質(zhì)量控制環(huán)節(jié)狀態(tài),防止工作的隨意性,實現(xiàn)試驗任務(wù)過程中的質(zhì)量管控。

  (2)流程及質(zhì)量信息管理。對任務(wù)從進場到發(fā)射全過程的流程執(zhí)行信息及產(chǎn)品質(zhì)量信息進行詳細記錄和集中管理,并以規(guī)范化的方式保存歷次航天發(fā)射場任務(wù)的流程實際執(zhí)行情況及產(chǎn)品質(zhì)量情況,形成航天發(fā)射場流程及產(chǎn)品質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫;通過任務(wù)流程及產(chǎn)品質(zhì)量信息積累,進一步提高后續(xù)任務(wù)組織管理效率與質(zhì)量管控效率,同時可對后續(xù)同型號任務(wù)的流程優(yōu)化、改進和產(chǎn)品質(zhì)量評估提供信息支撐。

  (3)任務(wù)進程監(jiān)控。通過對任務(wù)工作流程節(jié)點、參加系統(tǒng)、測試狀態(tài)準(zhǔn)備、測試過程、測試結(jié)果等環(huán)節(jié)流程執(zhí)行信息的采集、反饋,實現(xiàn)對任務(wù)進程的監(jiān)控。

  (4)流程變更。在出現(xiàn)故障或其他原因需調(diào)整計劃時,系統(tǒng)能及時記錄異常情況及流程變更信息,自動調(diào)整后續(xù)工作計劃,并可以根據(jù)需要輸出異常情況及流程變更情況統(tǒng)計結(jié)果,有利于對異常情況的重點掌握。

  (5)多任務(wù)管控。通過對多任務(wù)并行測試時,測試時間、測試位置、測試項目、測試狀態(tài)、資源配置等要素的分析,自動提示任務(wù)間工作計劃的適應(yīng)性,實現(xiàn)對多任務(wù)工作計劃安排的協(xié)同控制。

4 結(jié)論

  目前發(fā)射場在任務(wù)實施過程中,在操作質(zhì)量控制和精細管理等方面存在的一些不足。本文針對這些不足,設(shè)計并實現(xiàn)了發(fā)射場試驗任務(wù)質(zhì)量與流程管控系統(tǒng),可以實現(xiàn)對發(fā)射場試驗任務(wù)的全系統(tǒng)質(zhì)量控制和全過程精細管理。系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用實施可有效提高發(fā)射場測試發(fā)射工作的質(zhì)量控制信息化水平,同時為提升航天發(fā)射場測試發(fā)射工作效率,降低航天發(fā)射場低層次質(zhì)量問題發(fā)生概率,滿足高密度發(fā)射工作要求提供了一定技術(shù)解決手段。

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