一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法。該方法針對(duì)目前元器件生產(chǎn)廠設(shè)計(jì)驗(yàn)證不充分，宇航元器件鑒定技術(shù)能力不足的現(xiàn)狀，提出一種基于成熟度模型的宇航元器件綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)元器件性能指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字等級(jí)量化，為確保宇航元器件的選用，提供判斷方法。該專利首先確定宇航元器件成熟度的概念，然后對(duì)元器件成熟度的等級(jí)做出了明確劃分，給出各等級(jí)劃分的主要工作內(nèi)容，再給出元器件的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、綜合評(píng)分方法、以及評(píng)價(jià)實(shí)施步驟，最后給出了元器件的成熟度提升程序，為宇航元器件產(chǎn)品性能的持續(xù)提升，提供重要的理論基礎(chǔ)。
【專利說(shuō)明】一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，具體面向宇航用元器件，應(yīng)用成熟度評(píng)價(jià)方法對(duì)元器件性能做出綜合評(píng)價(jià)。
【背景技術(shù)】
[0002]成熟度是元器件、系統(tǒng)或整套設(shè)備，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研發(fā)、到使用，以及后續(xù)應(yīng)用或提升的一種成熟等級(jí)。產(chǎn)品成熟度是將成熟度的概念引入到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應(yīng)用之中，從成熟度等級(jí)上，判斷產(chǎn)品的研發(fā)周期，從而縮短研發(fā)周期，節(jié)約研發(fā)成本，減小研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]目前關(guān)于成熟度問(wèn)題的提出，美國(guó)航空航天局在20世紀(jì)80年代提出技術(shù)成熟度概念，并于2002年4月5日，在頒布的DoD5000.2-R文件中，將技術(shù)成熟度的等級(jí)擴(kuò)展為9級(jí)。2003年，美國(guó)國(guó)防部在頒布的《技術(shù)成熟度評(píng)估手冊(cè)》中，對(duì)成熟度等級(jí)做出了明確的規(guī)定，并于2005年3月將技術(shù)成熟度評(píng)估方法，應(yīng)用于F/A-22猛禽飛機(jī)、聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)JSF的研制和B2飛機(jī)雷達(dá)改造等項(xiàng)目做出了評(píng)估，結(jié)果表明采用成熟技術(shù)等級(jí)高的作為項(xiàng)目開(kāi)端，比采用不成熟的技術(shù)制造產(chǎn)生的成本多增加32%，進(jìn)度多推遲6個(gè)月，由此可見(jiàn)，采用不成熟的技術(shù)將會(huì)給項(xiàng)目研制帶來(lái)巨大的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]我國(guó)在元器件成熟度問(wèn)題中的研究，還處于探索階段，目前還沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)元器件的成熟度等級(jí)進(jìn)行劃分，也沒(méi)有相應(yīng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)宇航元器件的研制水平與國(guó)外相比，無(wú)論從元器件的材料、工藝，還是元器件研制的技術(shù)儲(chǔ)備等方面均有一定的差距。因此，基于宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，急需解決，為我國(guó)宇航元器件的國(guó)產(chǎn)化與元器件的可靠性保證，提供科學(xué)的理論判據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的空白，提供了一種宇航元器件成熟度的綜合評(píng)價(jià)方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種宇航元器件成熟度的綜合評(píng)價(jià)方法，其具體通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
技術(shù)方案1、一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，包括:宇航元器件成熟度概念、宇航元器件成熟度等級(jí)劃分、宇航元器件成熟度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、宇航元器件成熟度評(píng)分方法、評(píng)估步驟、以及宇航元器件成熟度提升程序。
[0007]技術(shù)方案2、針對(duì)技術(shù)方案I所述的一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其宇航元器件成熟度概念定義為:宇航元器件成熟度概念是指對(duì)元器件從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、試驗(yàn)驗(yàn)證、到使用狀況等全生命周期所有要素合理性、完備性以及可靠性的一種度量。
[0008]技術(shù)方案3、基于宇航元器件成熟度等級(jí)的劃分，共分為9個(gè)成熟度等級(jí)，根據(jù)等級(jí)的劃分確定各等級(jí)名稱，以及相應(yīng)的工作內(nèi)容；
(I)第一級(jí):概念階段
通過(guò)調(diào)研研究，掌握取得的成果及相關(guān)技術(shù)積累；收集論文、資料；研究、發(fā)表論文、專著以及形成的專利情況；
(2)第二階段:關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段
提出課題任務(wù)的總體設(shè)計(jì)方案；運(yùn)用已有積累、成果和準(zhǔn)備創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；分析已有技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)和外來(lái)技術(shù)，明確創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，提出技術(shù)集成方案可行性；
(3)第三階段:初樣研制階段
對(duì)器件進(jìn)行正式開(kāi)發(fā)和初樣研制；在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，對(duì)確定的技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)、研制；在仿真環(huán)境中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境驗(yàn)證后的結(jié)果進(jìn)一步分析、驗(yàn)證；實(shí)現(xiàn)器件性能基本滿足設(shè)計(jì)要求；
(4)第四階段:正樣研制階段
在初樣基礎(chǔ)上對(duì)器件進(jìn)行正樣樣品研制；在試驗(yàn)環(huán)境中，對(duì)器件進(jìn)行考核，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)器件性能、可靠性滿足應(yīng)用要求；
(5)第五階段:鑒定定型階段
對(duì)器件進(jìn)行鑒定檢驗(yàn)，滿足器件詳細(xì)規(guī)范、宇航采購(gòu)規(guī)范等要求；
(6)第六階段:地面驗(yàn)證階段
在地面模擬環(huán)境中評(píng)估、完善鑒定定型器件，并使其測(cè)試性能指標(biāo)滿足地面測(cè)試要
求；
(7)第七階段:飛行驗(yàn)證階段
滿足宇航使用的實(shí)際飛行應(yīng)用；對(duì)元器件在實(shí)際空間飛行環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)證，滿足應(yīng)用要求，確定飛行驗(yàn)證方案；
(8)第八階段:小批量應(yīng)用階段
滿足擴(kuò)展宇航用戶的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)元器件小批量在宇航實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用；
(9)第九階段:大規(guī)模應(yīng)用階段
實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，完成研制任務(wù)；在實(shí)際宇航環(huán)境中，完成產(chǎn)業(yè)化考核，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
[0009]技術(shù)方案4、基于宇航元器件成熟度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的確定，對(duì)宇航元器件成熟度評(píng)估準(zhǔn)則的關(guān)鍵域要素進(jìn)行了劃分，劃分為三個(gè)關(guān)鍵域，即:原理設(shè)計(jì)域、加工制造工藝域，以及試驗(yàn)驗(yàn)證域；又在三個(gè)關(guān)鍵域的大類中，包含了各關(guān)鍵域中重要的域內(nèi)要素，并確定了域內(nèi)要素的組成。
[0010]技術(shù)方案5、基于宇航元器件成熟度評(píng)分方法的確定，給出元器件成熟度評(píng)分?jǐn)?shù)學(xué)模型公式CRL = ixΣΣ11ayn,設(shè)置各級(jí)成熟度等級(jí)評(píng)分門(mén)限值0.6N,如果成熟度評(píng)價(jià)值大于
或等于0.6N，則滿足該等級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，否則(CRL < 0.6N)該器件的成熟度等級(jí)將降為N-1級(jí)；其中為元器件成熟度(Component Readiness Levels,), i為模型中關(guān)鍵要素的個(gè)數(shù)，η為各要素的個(gè)數(shù)，#為元器件成熟度等級(jí)分值(不同的等級(jí)對(duì)應(yīng)不同的分值，例如在計(jì)算成熟度等級(jí)I級(jí)的評(píng)價(jià)過(guò)程中，K ;成熟度等級(jí)2級(jí)的評(píng)價(jià)過(guò)程中，Ν=2 ;依此類推)，α與Y分別為權(quán)重系數(shù)。
[0011]技術(shù)方案6、基于宇航元器件成熟度評(píng)估步驟的確定，依據(jù)獲取元器件設(shè)計(jì)、使用等級(jí)信息的差別，元器件成熟度等級(jí)評(píng)估步驟分為:中間階段評(píng)價(jià)法與起始逐級(jí)評(píng)價(jià)法。
[0012]技術(shù)方案7、基于宇航元器件成熟度提升程序的設(shè)計(jì)，提出宇航元器件“梯形”成熟度提升模型，實(shí)現(xiàn)元器件各階段循環(huán)驗(yàn)證，達(dá)到逐步提升元器件成熟度等級(jí)的目的。[0013]發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明針對(duì)國(guó)內(nèi)元器件生產(chǎn)、設(shè)計(jì)以及宇航環(huán)境使用特點(diǎn)，提出一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，規(guī)定了宇航元器件成熟度的定義，劃分了宇航元器件成熟度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，建立了宇航元器件的評(píng)價(jià)體系，以及具體實(shí)現(xiàn)步驟，最后對(duì)宇航元器件成熟度提升程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，達(dá)到元器件成熟度等級(jí)提升的目的。本發(fā)明適用于宇航用元器件的分析和評(píng)價(jià)技術(shù)，為宇航元器件從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、試驗(yàn)驗(yàn)證、到使用狀況等全生命周期要素評(píng)價(jià)提供量化標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也為我國(guó)航天重大型號(hào)項(xiàng)目的研制建設(shè)，提供重要的技術(shù)支撐。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明宇航元器件成熟度綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)原理框圖；
圖2為本發(fā)明宇航元器件成熟度提升“梯形”模型原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明是一種宇航元器件成熟度的綜合評(píng)價(jià)方法，根據(jù)技術(shù)方法特征主要分為宇航元器件概念的制定，宇航元器件成熟度等級(jí)劃分及內(nèi)容確定，宇航元器件成熟度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的建立，宇航元器件成熟度評(píng)分方法的研究，評(píng)估步驟過(guò)程實(shí)現(xiàn)，以及宇航元器件成熟度提升程序的制定等內(nèi)容。具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)原理框圖如圖1所示:
步驟1、確定一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法研究?jī)?nèi)容。
[0016]如圖1所示，可以清晰掌握本發(fā)明方法所包含的研究?jī)?nèi)容，通過(guò)對(duì)目前現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外研究資料的調(diào)研，并結(jié)合宇航系統(tǒng)的特點(diǎn)，梳理出基于宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)成，歸納總結(jié)出宇航元器件成熟度的定義；并根據(jù)元器件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、以及宇航應(yīng)用，劃分了元器件的成熟度等級(jí)；在劃分的成熟度等級(jí)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步制定宇航元器件的評(píng)價(jià)準(zhǔn)貝U，確定不同劃分等級(jí)中，各關(guān)鍵域要素的組成，構(gòu)建科學(xué)合理的宇航元器件成熟度綜合評(píng)價(jià)準(zhǔn)則要素表；建立元器件成熟度評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型公式，并設(shè)置達(dá)到評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)門(mén)限值，按照綜合評(píng)價(jià)準(zhǔn)則要素表相關(guān)內(nèi)容，對(duì)元器件成熟度進(jìn)行評(píng)價(jià)；在評(píng)價(jià)過(guò)程中根據(jù)獲取元器件等級(jí)信息的差別，將宇航元器件成熟度評(píng)估步驟分為中間階段法，以及起始逐級(jí)評(píng)價(jià)法，兩種步驟進(jìn)行評(píng)價(jià)，給出具體評(píng)價(jià)步驟；最后給出宇航元器件成熟度提升程序，為元器件成熟度等級(jí)持續(xù)提升提供方法。
[0017]步驟2、宇航元器件成熟度概念確定。
[0018]目前，關(guān)于成熟度的概念，有基于產(chǎn)品技術(shù)成熟度、制造成熟度的概念定義，但對(duì)于宇航元器件的成熟度概念，還沒(méi)有明確的定義。本發(fā)明結(jié)合元器件生產(chǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，以及宇航應(yīng)用的特點(diǎn)，提出宇航元器件成熟度概念定義:宇航元器件成熟度概念是指對(duì)元器件從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、試驗(yàn)驗(yàn)證、到使用狀況等全生命周期所有要素合理性、完備性以及可靠性的一種度量。
[0019]步驟3、宇航元器件成熟度等級(jí)的劃分。
[0020]宇航元器件從元器件研制到宇航應(yīng)用主要經(jīng)歷以下階段:概念階段一關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段一初樣試制階段一正樣研制階段一鑒定定型階段一地面驗(yàn)證階段一飛行驗(yàn)證階段—小批量應(yīng)用階段一大規(guī)模應(yīng)用階段等九個(gè)階段。此九個(gè)階段覆蓋了元器件從開(kāi)始的概念設(shè)計(jì)、到樣品研制、樣品定型、地面性能驗(yàn)證、飛行驗(yàn)證檢驗(yàn)(面向宇航)、到最后大規(guī)模應(yīng)用的全設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期。本發(fā)明方法依據(jù)此九階段，將宇航元器件成熟度等級(jí)劃分為九個(gè)等級(jí)。各等級(jí)劃分名稱，以及階段的工作內(nèi)容如表1所示。
[0021]表1 宇航元器件成熟度等級(jí)劃分表
【權(quán)利要求】
1.一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括:宇航元器件成熟度概念、宇航元器件成熟度等級(jí)劃分、宇航元器件成熟度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、宇航元器件成熟度評(píng)分方法、評(píng)估步驟、以及宇航元器件成熟度提升程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其中宇航元器件成熟度概念是指對(duì)元器件從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、試驗(yàn)驗(yàn)證、到使用狀況等全生命周期所有要素合理性、完備性以及可靠性的一種度量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其中，將宇航元器件成熟度等級(jí)劃分為9個(gè)成熟度等級(jí)，根據(jù)成熟度等級(jí)的劃分確定各等級(jí)名稱，以及相應(yīng)的工作內(nèi)容； (1)第一級(jí):概念階段 調(diào)研研究，掌握取得的成果及相關(guān)技術(shù)積累；收集論文、資料；研究發(fā)表的論文、專著以及形成的專利情況； (2)第二級(jí):關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段 提出總體設(shè)計(jì)方案；運(yùn)用已有積累、成果和準(zhǔn)備創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；分析已有技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)和外來(lái)技術(shù)，明確創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，提出技術(shù)集成方案可行性； (3)第三級(jí):初樣研制階段 對(duì)器件進(jìn)行正式開(kāi)發(fā)和初樣研制；在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，對(duì)確定的技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)、研制；在仿真環(huán)境中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境驗(yàn)證后的結(jié)果進(jìn)一步分析、驗(yàn)證；實(shí)現(xiàn)器件性能基本滿足設(shè)計(jì)要求； (4)第四級(jí):正樣研制階段 在初樣基礎(chǔ)上對(duì)器件進(jìn)行正樣樣品研制；在試驗(yàn)環(huán)境中，對(duì)器件進(jìn)行考核，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)器件性能、可靠性滿足應(yīng)用要求； (5)第五級(jí):鑒定定型階段 對(duì)器件進(jìn)行鑒定檢驗(yàn)，滿足器件詳細(xì)規(guī)范、宇航采購(gòu)規(guī)范等要求； (6)第六級(jí):地面驗(yàn)證階段 在地面模擬環(huán)境中評(píng)估、完善鑒定定型器件，并使其測(cè)試性能指標(biāo)滿足地面測(cè)試要求； (7)第七級(jí):飛行驗(yàn)證階段 滿足宇航使用的實(shí)際飛行應(yīng)用；對(duì)元器件在實(shí)際空間飛行環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)證，滿足應(yīng)用要求，確定飛行驗(yàn)證方案； (8)第八級(jí):小批量應(yīng)用階段 滿足擴(kuò)展宇航用戶的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)元器件小批量在宇航實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用； (9)第九級(jí):大規(guī)模應(yīng)用階段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，完成研制任務(wù)；在實(shí)際宇航環(huán)境中，完成產(chǎn)業(yè)化考核，實(shí)現(xiàn) 大規(guī)模應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其中，基于宇航元器件成熟度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的確定，對(duì)宇航元器件成熟度評(píng)估準(zhǔn)則的關(guān)鍵域要素進(jìn)行劃分，即:原理設(shè)計(jì)域、加工制造工藝域，以及試驗(yàn)驗(yàn)證域；又在三個(gè)關(guān)鍵域的大類中，包含了各關(guān)鍵域中重要的域內(nèi)要素，并確定域內(nèi)要素的組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其中，基于宇航元器件成熟度評(píng)分方法的確定，給出元器件成熟度評(píng)分?jǐn)?shù)學(xué)模型公式
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其中，基于宇航元器件成熟度評(píng)估步驟的確定，依據(jù)獲取元器件設(shè)計(jì)、使用等級(jí)信息的差別，元器件成熟度等級(jí)評(píng)估步驟分為:中間階段評(píng)價(jià)法與起始逐級(jí)評(píng)價(jià)法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種宇航元器件的成熟度綜合評(píng)價(jià)方法，其中，基于宇航元器件成熟度提升程序的設(shè)計(jì)，提出宇航元器件“梯形”成熟度提升模型，實(shí)現(xiàn)元器件各階段循環(huán)驗(yàn)證，達(dá)到逐步提升元器件成熟度等級(jí)的目的。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103646147SQ201310713062
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】劉輝, 王文炎, 張洪偉, 張磊, 王喆, 唐民 申請(qǐng)人:中國(guó)空間技術(shù)研究院