航天型号用原材料数据包络分析

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宇航用元器件结构分析通用指南-编制说明

宇航用元器件结构分析通用指南编制说明中国空间技术研究院2019年12月宇航用元器件结构分析通用指南一、工作简况1.1任务来源根据国标委发 [2019]29号文件《国家标准化管理委员会关于下达2019年第三批推荐性国家标准计划的通知》要求，由中国空间技术研究院（以下简称“航天五院”）负责开展国家标准《宇航用元器件结构分析通用指南》的制定工作，项目计划号为20193227-T-469，项目周期为2年。

1.2 各阶段工作过程2.2.1 2018年4月开始了标准的立项论证工作，2019年10月30日收到国标委下达的标准编制计划。

2.2.2 组织成立编制组，开展标准编制工作，先后调研和查阅了相关标准和资料，于2019年12月完成初稿。

编制组成员分工如下：王旭，主要技术内容的研究、结构分析试验方法和判据的研究龚欣，结构分析方法和流程的研究孟猛，标准主体框架设计张海明，标准研究思路及标准化设计王彤，标准研究思路设计张延伟，结构分析技术规划及研究2.2.3 2020年1月3日，同过部内初审的标准初稿提交分标委，1月15日接到分标委反馈，对标准的格式及组成等提出修改意见，编制组按要求对标准初稿进行了修改，再次进行了部内讨论，并根据部内讨论意见于2月28日完成了修改。

二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等）的论据2.1 编制原则2.1.1 统一性：各类管理和技术标准规范中的内容与本规范内容要求一致。

2.1.2 先进性：在充分借鉴同类基础规范的基础上，充分考虑到国内元器件标准的特点，制定了本规范的内容和框架，具体内容充分参考了新编制完成的各类标准规范。

2.1.3 可操作性：规范的内容在型号用元器件质量保证的结构分析工程任务中已经被广泛使用，可操作性强。

2.2标准的主要内容确定的依据2.2.1调研情况2.2.1.1 国内外结构分析技术发展通常，在工业界“结构分析”一般是指利用有限元分析方法，借助ANSYS、ABAQUS 软件对机构和部件的几何分布、应力分布、强度等方面的性能进行分析。

航天型号精细化质量管理要求新28条

航天型号行细化质量管理要求（2017）一．完善质量管理体系强化各单位、各型号质量责任制的落实，规范工作流程和标准，科学开展质量分析和质量管理体系评估，建立健全质量管理体系运行监督长效机制，严格质量责任追究和质量奖惩，持续提升质量管理体系的有效性。

1.强化落实质量责任制逐级落实好质量责任制。

单位行政职是本单位质量工作第一责任人，对本单位产品质量负全责。

型号总指挥是本型号质量工作第一责任人，对型号质量工作负全责。

各级责任人要组织制定本单位的质量手册和本部门岗位应知应会，落实质量责任，提升质量工作效率，减少重复低效的质量工作。

各级人员开展本岗位相关工作必须做到。

有依据、按依据、留记录。

，确保工作规范、有序、无差错。

2.规范开展质量分析和共性问题治理院与厂所两级要建立健全质量分析例会制度。

质量分析工作要坚持面向问题产品，完善质量保证措施面向工作流程，提升质量保证能力面向组织建设，改进质量管理体系。

院要按季度组织院级质量分析例会，重点关注体系运行情况、质量问题管理归零的落实情况、特别是共性问题和重复性问题的处理情况，以及组织建设、责任落实、工作效率等情况。

针对重大质量问题，院长要主持召开专题质量分析会研究解决。

厂(所)要按月组织厂(所)级质量分析例会，重点关注质量管理制度的科学性、有效性，质量问题归零的落实情况，特别是共性问题和重复性问题的处理情况以及低层次管理问题的解决情况，以及各类标准规范的实施情况，确保产品质量满足要求、工作高效。

车间(研究室)每月至少要召开一次产品质量分析例会，班组必须按周召开产品质量分析例会，重点关注质量问题和产品超差、不合格品、薄弱环节，针对具体研制生产流程、作业文件和过程质量控制措施的实施效果进行分析完善，确保按照标准和规范工作，严防误操作和低层次质量问题的发生。

3.完善质量问题信息共享和快速处理机制各单位要按照《航天产品质量与可靠性信息管理要求》(Q/QJA11），完善质量问题信息的采集、处理、传递和利用制度，按时处理、上报质量问题信息，要将质量问题信息在单位内部发布，做到问题透明，信息共享。

数据密度在航天产品成功数据包络分析中的应用

到底是怎么样的。对于吻合成功数据行为模式的
ห้องสมุดไป่ตู้
数据对象，通常可以认为其所代表的产品的内部机制与过往的成功产品是一致的— — 这可以增加
对产品成功的信心；反之，当数据对象不能吻合
功的相似产品必然遵循某种 “ 成功 ”行为模式，所观测到的成功数据也在 “ 成功中心 ”聚集，如
ＬＯＦ值可以比较数据是否偏离中心，偏离中心的
程度，进一步的，可以用来进行数据包络分析。
量稳定性、一致性的分析和评判提供参考。
数据作为产品在数域上的映射，是分析产品的重要介质，数据与产品之问存在某种潜在的联系，当产品遵循某一种模式时，其观测数据也必然符合某种统一的行为模式口。在相似环境下的成
２０１２年数据密度的概念被引入到统计过程控制中，取得了很好的效果。本文基于数据密度的概念，讨论数据密度在航天产品成功数据包络分析中的应用，构建了应用数据密度进行产品成功数据包络分析。文章第
果某个数据偏离大部分成功数据，那就有理由怀
疑该数据的偏离并非由随机因素产生，而是产生于完全不同的行为模式（“ 非成功 ” ）。成功数

219515203_数据包管理在航天型号档案管理中的应用

数据包管理在航天型号档案管理中的应用文/方一竹姚志强一、前言档案是组织或个人在各项社会实践活动中直接形成的清晰的、确定的、具有完整记录作用的固化消息，是社会、政治、经济、文化等各方面活动的真实记录。

档案以其来源的广泛性、内容的丰富性和形成的原始性而成为组织和个人最重要信息资源的核心构成部分，在社会信息化过程发挥着独特的、不可替代的作用，因此做好档案信息管理工作是十分重要的。

档案信息管理是档案工作的一种新机制，即把档案作为一种资源，对其进行综合化和集约化管理，以实现其更高的效益。

档案信息管理具有“综合化”“集约化”和“高效益”三大显著的特点，档案信息管理工作的最终目标是最大限度地开发利用档案信息资源。

做好档案信息资源的开发利用工作可以充分利用现有档案的潜在价值,创造出经济效益和社会效益。

二、型号档案信息管理的现状分析航天传统的档案管理以档案的保管为主要目的，以实体管理为主，使档案实体有序化且不受损害，维护档案的完整性、系统性和安全性。

对于现有档案信息的开发和利用则处于次要和被动的地位。

传统档案管理模式不能充分利用现有档案信息，发挥其潜在价值、创造新的经济效益和社会效益。

通过对型号档案管理的现状分析，笔者发现制约型号档案信息管理无法实现档案资源潜在价值的开发和利用的因素主要有以下两点：（一）档案管理模式相对落后传统的档案多数为纸质文件，传统的档案管理模式是主要针对纸质文件进行管理、开发和利用。

随着信息化技术的迅猛发展，电子档案的比例急剧增加，并将逐渐替代纸质档案。

电子文件具有显著的流动性、易改性和易逝性，而电子文件管理流程在时间、内容上与传统纸质文件有所不同。

时间上，电子文件的归档、鉴定、著录环节提前，著录贯穿于电子文件的编制、处理、归档、迁移、利用等整个生命周期；内容上，电子文件管理在实体工作量减少，信息量却急剧增加，需要不断的进行数据的迁移和格式转换，以确保档案的正确性、持续性和可读性。

因此，现代的档案信息管摘要：本文结合航天型号档案管理的现状，针对型号档案信息管理方面的不足，进行了深入的调研和分析，提出以数据包管理为切入点，以新的档案整理视角弥补档案信息管理中档案分类的不科学，进而有效提高航天型号档案信息的使用效率。

载人航天器成功包络智能分析系统架构设计

１１㊀成功包络分析对象管理航天器成功包络分析的对象是航天器的关键特性,关键特性是影响任务成败的系统㊁分系统㊁单机㊁部组件和零件的特性.根据工程经验,将载人航天器成功包络分析对象的数据类型分为遥测数据㊁指标测量数据㊁质量控制数据３种.遥测数据为航天器下行关键遥测;指标测量数据为通过地面测试和测量获得且无法通过下行遥测反映的关键指标数据,例如座椅释放时间㊁对接锁紧时间;质量控制数据是对关键流程节点㊁关键状态的确认数据,例如安装极性确认㊁加注和补气确认.成功包络分析通过关键特性分解链方法[５]将系统级关键指标和特性自上而下逐层分解为上述３类数据,从而建立航天器层㊁分系统层㊁整机层㊁单机层㊁关键参数层的５级包络分析基础信息的系统级视图,见图２.在成功包络分析对象的描述设计时,建立以航天器领域为组织的标准化分系统㊁３级标准化单机㊁标准化测试阶段的领域,为关键参数的描述信息提供统一标准,见图３.鉴于航天器国产化单机发展趋势,适应单机产品标准化和国产化的要求,在建立系统级视图的基础上,设计对关键参数的单机组织方式,见图４.对某单机型谱设计形式参数,将实际航天器同类单机产品的实际关键参数关联到形式参数上,这样不同列装的同类型单机就具备了比较的基础,从而建立产品视图管理体系,在包络分析过程中可以进行同类单机的关键数据比对分析.关键参数的包络描述方式定义为单值㊁多值㊁范围值㊁多状态的范围值４种.实践发现,载人航天器关键特性参数主要采用范围值㊁多状态的范围值这２种描述方式.(１)单值:包络数据表现为单个值,例如,开关状态包络数据表现为５０V.(２)多值:包络数据表现为可枚举的多个值,例如,工作模式包络数据表现为５１V,３１V,１１V.在工程应用中,如果某关键特性的成功包络表现为多值且可枚举个数大于５,则认为其为范围值.(３)范围值:包络数据表现为一个区间,例如,主电源电压包络数据表现为２４０~３２０V.(４)多状态的范围值:包络数据表现为多个可枚举的区间,例如,驱动器屏蔽包络数据表现为屏蔽状态３５~５０V,不屏蔽状态００~１５V.图２㊀基于关键特性分解链的系统级视图F i g ２㊀S y s t e mＧl e v e l v i e wf r o md e c o m p o s i t i o nc h a i no f k e y c h a r a c t e r i s t i cs图３㊀标准化分析对象描述F i g ３㊀S t a n d a r d i z e da n a l y s i s o b j e c t d e s c r i p t i on图４㊀关键参数的单机组织方式F i g ４㊀S i n g l em a c h i n e o r g a n i z a t i o no f k e yp a r a m e t e r s２７㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀１２㊀成功包络线构建和管理成功包络线构建是在明确成功包络分析对象㊁形成航天器的关键特性清单后,全面搜集飞行成功航天器在各阶段的测试数据,形成航天器成功包络分析的样本数据集;其次,对关键特性数据完成采信和成功包络分析,构建航天器成功包络数据集;最后,各分系统根据工作状态㊁单机产品状态㊁软件状态等定制化确定本分系统成功包络线.成功包络线构建和管理过程见图５.图５㊀成功包络线构建和管理过程F i g ５㊀B u i l d i n g a n dm a n a g e m e n t p r o c e s s f o r s u c c e s s f u l e n v e l o pe ㊀㊀在构建航天器成功包络数据集过程中,首先使用逐渐积累形成的数据采信专家知识库,提取出用户关心的数据;然后采用爱泼斯Ｇ普利方法[６]对提取出数据的正态性进行检验,对于符合正态分布的关键特性采用格鲁布斯检验法[７]对成功包络数据中的离群值进行筛选剔除;最后采用单值控制图原理[８]计算数据的均值和标准差,建立指标控制限[ x －３s ,x ＋３s ]( x 为数据均值,s 为样本标准差),从而形成航天器成功包络数据集.在成功包络数据集的工程应用中,根据被测航天器分系统设计,考虑到分系统单机厂家㊁批次㊁测试阶段㊁工作状态等工程信息,对成功包络数据集进行重新组合,形成适用于本航天器本分系统的成功包络数据集,应用于成功包络分析.对于某些关键参数,进行本阶段和历史各阶段的纵向一致性比对更有意义.实际应用中,在本航天器包络分析之前,根据用户选择,将具有比对意义的飞行成功载人航天器的相同测试阶段和测试状态的数据包络自动汇总形成横向比对成功包络,作为本航天器横向成功包络分析的比对基线;将具有比对意义的本航天器历史各阶段测试数据包络自动汇总形成纵向比对数据包络,作为本航天器纵向包络分析的比对基线.１３㊀数据智能采信由于航天器关键参数会随着整器工作状态不同呈现出多种不同的表象,如何提取出设计人员关注的关键参数真实工作状态数据,剔除野值,是进行成功包络分析的基本前提.对此,根据载人航天器关键特性遥测数据的特点,提炼出多种遥测数据采信规则.(１)干扰指令剔野采信:将影响关键特性遥测数据的指令分为通用干扰指令和专用干扰指令.通用干扰指令为指令发送后会影响航天器所有遥测的指令,例如整器加电指令㊁测控通道切换指令㊁采集传输单元复位指令;专用干扰指令为指令发送后只影响某一分系统或某一类特定参数的指令.分系统测试人员分别在系统㊁分系统㊁参数级定义干扰指令及影响时间,作为数据采信规则.智能分析系统将指令发送后固定时间段内的相关遥测数据不计入统计范围,但作为详情供用户查阅.(２)开关机指令剔野采信:载人航天器某些关键参数是在一些指令发送至另一些指令发送之间的时间段内才具有统计意义.据此,对参数定义广义的开机指令集和关机指令集,实践中首先采集指令发送时间,然后在开机指令集和关机指令集之间的时间段内数据计入统计范围.㊀㊀(３)关联参数剔野采信:载人航天器某些参数是在其他参数满足一定条件下才具有分析意义,据此定义了按照关联参数进行剔野采信的规则,在关联３７㊀㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李鹏等:载人航天器成功包络智能分析系统架构设计参数在一定的区间内将该参数计入统计范围. (４)参数范围剔野采信:载人航天器某些参数的特定值是可以直接剔除的,据此定义了按照参数范围进行剔野采信的规则,例如参数未采集时数管计算机填充值㊁电缆悬空状态表征的高电平值等.剔除的数据不计入统计范围,但作为详情供用户查阅. (５)人工剔野采信:以上４种剔野方式是可以提前设置在剔野规则中的,统计时生效.统计完成后,如果还发现野值,可以在界面上人工剔野.人工剔野采信有永久不计入包络和单次不计入包络２种方式.其中:永久不计入包络会将该特征值永久记录,在载人航天器后续包络分析时都会不计入分析范围;单次不计入包络反映了当前的特殊工况引起的参数值变化,在本次重新计算时不计入范围.采信规则按照不同级别(各器通用㊁本器专用)存储在数据库中形成数据采信专家知识库,并在航天器后续阶段包络分析过程中逐步修正,良性迭代.数据采信专家知识库也用于成功包络线的构建和管理.数据采信规则有修改时,可以按照天㊁阶段重新进行成功包络采信,系统仅计算规则发生变化的关键参数.图６为数据采信专家知识库的管理和迭代.对于指标测量数据㊁质量控制数据,采用人工录入或批量导入的方式对数据进行归档.图６㊀数据采信专家知识库管理和迭代F i g ６㊀M a n a g e m e n t a n d i t e r a t i o n f o r d a t a a c q u i s i t i o ne x p e r t k n o w l e d g e d a t a b a s e１４㊀成功包络分析对关键参数完成采信后,基于第１２节构建的成功包络线完成成功包络的横向㊁纵向分析比对.横向成功包络分析采用飞行成功的载人航天器的成功包络作为比对基线,由于不同分系统在航天器上使用的单机产品不同,分系统人员可以根据航天器实装情况选择不同飞行成功航天器的包络数据作为本航天器包络分析比对基准,比对基准的形成需要经过严格的审核才能使用.图７为载人飞船横向比对基线的形成.图７㊀横向比对基准的形成F i g ７㊀F o r m a t i o no f h o r i z o n t a l c o m p a r i s o nb e n c h m a r k㊀㊀关键参数的每个特征值均与横向比对基线比对,获得特征点横向比对结论,然后将特征点的结论汇总,获得每日和阶段的横向比对结论.用户对比对结果进行确认和人工处理,发现问题后如果需要修改采信规则,修改后可以重新计算.横向比对结论分为以下４种[１].(１)合格包络:数据在正常值范围内,在成功包络范围内.(２)合格不包络:数据在正常值范围内,不在成功包络范围内.(３)不合格包络:数据不在正常值范围内,在成功包络范围内.(４)不合格不包络:数据不在正常值范围内,不在成功包络范围内.４７㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀根据包络中线㊁成功包络线㊁正常值范围确定５级风险等级,见图８.其中,m n 为包络中线,S n 为理论中心值,s 为样本标准差,σ为总体标准差.对于风险等级不小于３级的特征值,系统记录其发生的时刻及附近指令作为详情,用户可以根据风险等级和详情完成后续分析.图８㊀横向比对包络分析风险分布F i g ８㊀R i s kd i s t r i b u t i o no f h o r i z o n t a l c o m pa r i s o n e n v e l o p e a n a l ys i s ㊀㊀纵向包络比对采用本航天器历史各阶段关键特性参数包络作为比对基线,不同阶段工况下单机工作状态不同,分系统人员可以根据载人航天器实际情况选择不同阶段包络数据的并集作为本阶段纵向包络分析比对基准.纵向比对结论分为以下２种.①一致性好:数据在纵向包络分析比对基准范围内;②超区间:数据不在纵向包络分析比对基准范围内,结论给出具体工作状态下,上限超多少,下限超多少,例如,开机上限超０５％,关机上限超０１％.在实际工程应用中,某些关键参数使用源码比对,参数变化在一个分层值内,认为一致性好.１５㊀数据综合应用在采集到所有飞行成功和在测载人航天器的包络数据后,可以进行不同维度的数据分析比对.在完成系统级视图构建的基础上,对不同的关键参数根据其重要程度分配权重,系统对载人航天器本阶段成功包络分析结果自动打分(见图９).打分原则为:①参数完成包络分析的满分为１００,未完成包络分析为０００分;②参数不合格不包络,减少００５分;③参数合格不包络或不合格包络,减少００２分;④参数纵向比对超区间,减少００２分.打分自下而上,每层进行归一化处理,并根据分配权重向上计算,打分结果表征了单机㊁分系统㊁整器的包络分析完成情况,并在一定程度上反映了其健康状态.在完成产品视图构建的基础上,通过形式化参数的设计实现单机维度的关键数据分析比对,可以反映单机工作状态的一致性.在参数层,支持相同参数和不同参数的比对,相同参数用于不同载人航天之间同参数之间的比对分析,不同参数比对用于代表同类物理含义但参数编号不同的参数之间的比对分析,见图１０.图９㊀多级视图自下而上逐级打分F i g ９㊀M u l t i Ｇl e v e l v i e w g r a d i n g f r o mb o t t o mt o t o p５７㊀㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李鹏等:载人航天器成功包络智能分析系统架构设计图１０㊀参数层多维度比对分析F i g １０㊀M u l t iＧd i m e n s i o n a l c o m p a r i s o na n a l y s i s a t p a r a m e t e r l e v e l２㊀系统应用实践载人飞船作为组批研制的重大工程航天器,一直以来对数据判读工作非常重视,历史数据知识积累基础好㊁机器数据判读模式成熟.在此基础上,应用并实践载人航天器成功包络智能分析系统架构,取得以下应用效果.(１)包络分析对象标准化.建立批次㊁单船㊁分系统㊁单机,以及测试阶段㊁测试状态的２维标准化成功包络分析结构,整船共界定关键遥测３０２个,通过关联遥测㊁线性插值㊁遥测差值等数据再处理,形成关键指标７６个,解决了传统包络分析工作中数据缺乏统一的管理和系统级的分析应用的问题,如图１１所示.㊀㊀(２)包络构建及分析过程数字化.利用爱泼斯Ｇ普利方法和单值控制图原理等数据分析方法,分析载人飞船发射场测试数据,构建收敛可信的成功包络线.同时,在包络数据采集㊁分析结果确认和存储等各环节实现数字化,初步建立了载人飞船成功包络数字资产,为飞船执行任务能力评估提供数据支撑.这样就解决了传统包络分析工作中成功包络构建缺少收敛性的问题.(３)包络数据采信及结果分析智能化.在数据计算和包络分析中,通过学习包络数据处理专家知识,形成包络智能采信方法.在后续工作中,拟将使用积累的专家知识,以及系统工程的分析方法,进行载人飞船执行任务能力的智能评估和辅助决策,并打通与质量确认系统的接口,完成成功包络分析工作闭环.这样能解决传统包络分析工作中不同载人航天器剔野标准不一致导致数据可比性差的问题.６７㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀图１１㊀载人航天器成功包络分析体系F i g １１㊀S u c c e s s f u l e n v e l o p e a n a l y s i s s y s t e mf o rm a n n e d s p a c e c r a f t３㊀结束语本文提出载人航天器成功包络智能分析系统架构设计,系统架构已成功应用于载人航天器地面测试及在轨飞控工作中,其分析结果作为载人航天器发射场质量确认[９]工作的一部分,可为航天器是否可飞行提供数据支撑.载人航天器中的成功包络智能分析方法和系统设计具有一定的代表性和普适性,可以在一定程度上为其他批产航天器开展成功包络分析工作提供借鉴.参考文献(R e f e r e n c e s)[１]荆泉,李京苑．对产品成功数据包络分析方法的探索与实践[J]．质量与可靠性,２０１４(４):４７Ｇ５２J i n g Q u a n,L iJ i n g y u a n．E x p l o r a t i o n a n d p r a c t i c e o f d a t ae n v e l o p m e n ta n a l y s i s m e t h o df o r p r o d u c ts u c c e s s[J]．Q u a l i t y a n d R e l i a b i l i t y,２０１４(４):４７Ｇ５２(i nC h iＧn e s e)[２]刘晓玉,栾家辉,张忠伟．成功数据包络分析在基础机电产品应用验证中的应用[J]．质量与可靠性,２０２２(３):２１Ｇ２７L i uX i a o y u,L u a nJ i a h u i,Z h a n g Z h o n g w e i．A p p l i c a t i o n o f s u c c e s s f u l d a t a e n v e l o p m e n t a n a l y s i s i nb a s i cm e c h a n iＧc a la n d e l e c t r i c a l p r o d u c ta p p l i c a t i o n v a l i d a t i o n[J]．Q u a l i t y a n dR e l i a b i l i t y,２０２２(３):２１Ｇ２７(i nC h i n e s e) [３]吴燕生．航天产品飞行成功子样数据包络分析[M]．北京:中国宇航出版社,２０１９W uY a n s h e n g．D a t a e n v e l o p m e n t a n a l y s i so f f l i g h t s u cＧc e s ss u b s a m p l e sf o ra e r o s p a c e p r o d u c t s[M]．B e i j i n g: C h i n aA e r o s p a c eP u b l i s h i n g H o u s e,２０１９(i nC h i n e s e) [４]何明聪．浅谈中国载人航天技术的发展历程及其发展的重要意义[J]．中国科技投资,２０１９(３):２８８H eM i n g c o n g．O nt h ed e v e l o p m e n tc o u r s ea n ds i g n i f iＧc a n c e o fC h i n a sm a n n e d s p a c e t e c h n o l o g y[J]．C h i n a s T e c h n o l o g y I n v e s t m e n t,２０１９(３):２８８(i nC h i n e s e) [５]J o eZ h u．数据包络分析让数据自己说话[M]．公彦德,译．北京:科学出版社,２０２１J o eZ h u．D a t a e n v e l o p m e n t a n a l y s i s－l e t t h ed a t a s p e a k f o r t h e m s e l v e s[M]．G o n g Y a n d e,t r a n s l a t e d．B e i j i n g: S c i e n c eP r e s s,２０２１(i nC h i n e s e)[６]梁小筠,孙山泽,茆诗松,等．G B/T４８８２Ｇ２００１㊀数据的统计处理和解释正态性检验[S]．北京:国家质量技术监督局,２００１L i a n g X i a o j u n,S u nS h a n z e,M a oS h i s o n g,e t a l．G B/T ４８８２Ｇ２００１㊀S t a t i s t i c a l i n t e r p r e t a t i o no f d a t a－n o r m a l i t y t e s t s[S]．B e i j i n g:T h e S t a t eB u r e a u o fQ u a l i t y a n dT e c hＧn i c a l S u p e r v i s i o n,２００１(i nC h i n e s e)[７]于振凡,丁文兴,陈敏,等．G B/T４８８３Ｇ２００８㊀数据的统计处理和解释正态样本离群值的判断和处理[S]．北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,２００８Y uZ h e n f a n,D i n g W e n x i n g,C h e n M i n,e ta l．G B/T ４８８３Ｇ２００８㊀S t a t i s t i c a l i n t e r p r e t a t i o no fd a t a－d e t e c t i o n a n d t r e a t m e n t o f o u t l i e r s i n t h e n o r m a l s a m p l e[S]．B e iＧj i n g:G e n e r a l A d m i n i s t r a t i o n o f Q u a l i t y S u p e r v i s i o n,７７㊀㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李鹏等:载人航天器成功包络智能分析系统架构设计I n s p e c t i o na n d Q u a r a n t i n eo f t h eP e o p l e sR e p u b l i co f C h i n a,２００８(i nC h i n e s e)[８]余艳兵,祁东明,康健,等．G B/T３７７０８Ｇ２０１９㊀质量管理产品成功数据包络分析指南[S]．北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,２０１９Y u Y a n b i n g,Q iD o n g m i n g,K a n g J i a n,e ta l．G B/T ３７７０８Ｇ２０１９㊀Q u a l i t y m a n a g e m e n t－g u i d e l i n e s f o r s u cＧc e s s f u l d a t a e n v e l o p m e n t[S]．B e i j i n g:G e n e r a lA d m i n iＧs t r a t i o no fQ u a l i t y S u p e r v i s i o n,I n s p e c t i o na n dQ u a r a nＧt i n e o f t h eP e o p l e sR e p u b l i co fC h i n a,２０１９(i nC h iＧn e s e)[９]张公绪,孙静．质量工程师手册[M]．北京:企业管理出版社,２００５Z h a n g G o n g x u,S u n J i n g．C h i n e s e q u a l i t y e n g i n e e r h a n d b o o k[M]．B e i j i n g:E n t e r p r i s e M a n a g e m e n tP u bＧl i s h i n g H o u s e,２００５(i nC h i n e s e)(编辑:夏光)８７㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀㊀第３２卷㊀第２期２０２３年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程S P A C E C R A F TE N G I N E E R I N G ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３２㊀N o ．２㊀㊀㊀㊀７９载人航天器天地视频/音频通信网络一体化设计张克楠１㊀李兴乾１㊀张亚锋１㊀丁凯１㊀赵茂华２龙吟１㊀周昊澄１㊀骆成栋１㊀赵文彦１(１北京空间飞行器总体设计部,北京㊀１０００９４)(２上海卫星工程研究所,上海㊀２０１１０９)收稿日期:２０２２Ｇ０４Ｇ２７;修回日期:２０２３Ｇ０３Ｇ０６基金项目:国家科技重大专项作者简介:张克楠,男,博士,工程师,从事航天器测控与通信技术研究工作.E m a i l :z h a n gk e n a n ０３０３＠１６３．c o m .摘㊀要㊀天地视频/音频通信在载人航天任务中具有重要的作用.为实现天地视频/音频通信,针对载人航天器与地面通信站之间通信链路时延长和前向/返向链路速率不对称的特点,提出一种天地视频/音频通信网络一体化设计.采用国际空间数据系统咨询委员会(C C S D S )的I P 技术(I Po v e rC C S D S 技术)实现视频/音频数据天地一体化传输;针对不同类型㊁不同优先级的数据,采用静态优先级和轮询调度策略相结合的调度方式,以保证业务传输需求.采用信道编码㊁加扰和加同步字的方式,保证天地视频/音频传输的服务质量(Q o S ).文章提出的天地视频/音频通信网络一体化设计,经过地面试验和在轨飞行验证,结果表明:视频数据传输速率均匀,图像话音清晰无卡顿,均未发生丢包,可用于低轨载人航天器与地面站的通信,也可为后续载人登月㊁载人登火等深空领域任务提供参考.关键词㊀载人航天器;视频/音频通信;天地一体化网络中图分类号:V ４７６２㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀D O I :１０３９６９/j i s s n １６７３Ｇ８７４８２０２３０２０１１D e s i g no n I n t e g r a t e dS p a c e Ｇgr o u n dV i d e o a n d A u d i oC o m m u n i c a t i o n sN e t w o r ko fM a n n e dS pa c e c r a f t Z H A N G K e n a n １㊀L IX i n g q i a n １㊀Z HA N G Y a f e n g １㊀DI N G K a i １㊀Z HA O M a o h u a ２L O N G Y i n １㊀Z HO U H a o c h e n g １㊀L U O C h e n g d o n g １㊀Z H A O W e n y a n １(１B e i j i n g I n s t i t u t e o f S p a c e c r a f t S y s t e m E n g i n e e r i n g ,B e i j i n g １０００９４,C h i n a )(２S h a n g h a i I n s t i t u t e o f S a t e l l i t eE n g i n e e r i n g ,S h a n gh a i ２０１１０９,C h i n a )A b s t r a c t :V i d e o a n da u d i oc o mm u n i c a t i o n sb e t w e e ns p a c ea n d g r o u n d p l a y a n i m po r t a n t r o l e i n m a n n e ds p a c ef l i g h t ．I n o r d e rt or e a l i z ev i d e oa n da u d i oc o mm u n i c a t i o n sb e t w e e ns p a c ea n d g r o u n d ,a n i n t e g r a t e d s p a c e Ｇg r o u n dv i d e o a n d a u d i oc o mm u n i c a t i o n sn e t w o r k i s p r o po s e d i n t h i s p a p e r a c c o r d i n g t ot h e f e a t u r e so f c o mm u n i c a t i o n s l i n kb e t w e e n m a n n e ds p a c e c r a f ta n d g r o u n d s t a t i o n ,s u c ha s t h e l o n g d e l a y a n d t h e a s y mm e t r y of f o r w a r d a n db a c k w a r d l i n k r a t e ．T r a n s m i s Ｇs i o no f v i d e o a n d a u d i o d a t a b e t w e e n s p a c e a n dg r o u n d i s i m p l e m e n t e db yI Po v e rC C S D S t e c h n o Ｇl o g y ．F o r d i f f e r e n t t y p e s a n d p r i o r i t i e so f d a t a ,as c h e d u l i n g m o d e c o m b i n i n g s t a t i c p r i o r i t y a n d p o l l i n g s c h e d u l i n g s t r a t e g y i s a d o p t e d t o e n s u r e b u s i n e s s t r a n s m i s s i o n r e qu i r e m e n t s ．C h a n n e l e n Ｇc o d i n g ,s c r a m b l i n g ,a n d s y n c h r o n i z a t i o nw o r d s a r e a d o p t e d t oe n s u r e t h ev i d e oa n da u d i o t r a n s Ｇm i s s i o n q u a l i t y o f s e r v i c e b e t w e e n s p a c e a n d g r o u n d ．T h e p r o p o s e d s p a c e Ｇgr o u n dv i d e o a n d a u d i o c o mm u n i c a t i o n sn e t w o r kd e s i g nh a s b e e nv e r i f i e db y bo t h g r o u n d t e s t a n d i n Ｇo r b i t t e s t ．T h e v e r i Ｇf i c a t i o n r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t r a n s m i s s i o n r a t e o f v i d e o a n d a u d i o c o mm u n i c a t i o n s i s u n i f o r m ,i m Ｇa g e sa n d v o i c ea r ec l e a r w i t h o u t j a mm i n g,n o p a c k e tl o s si so c c u r r e d．T h u s,t h e p r o p o s e d n e t w o r kd e s i g ni ss u i t ab l ef o rt h ec o mm u n i c a t i o n sb e t w e e nl o wＧo r b i t m a n n e ds p a c e c r a f ta nd g r o u n d s t a t i o n,a n d c a nb eu se d a s a r ef e r e n c e f o rm a n n e dm o o n l a n d i ng a n dm a n n e dM a r s l a n d i n g．K e y w o r d s:m a n n e ds p a c e c r a f t;v i d e oa n da u d i oc o mm u n i c a t i o n s;i n t e g r a t e ds p a c eＧg r o u n dn e tＧw o r k㊀㊀天地视频/音频通信是指载人航天器与地面通信站之间的通信.其主要功能是完成载人航天器天地视频/音频信息的传输[１].在几乎所有的载人航天任务和深空探测任务中,天地视频/音频通信都发挥了极为重要的作用.目前,天地视频/音频通信是建立在天地一体化网络之上的,通过天地一体化网络实现地面通信网和空间通信网的无缝连接[２].在国外, 国际空间站上已经进行了基于I P网络的天地通信协议试验[３],但并未作为任务系统投入使用.国内对天地一体化网络的研究从１０余年前开始兴起[４Ｇ１０],并最终作为任务系统在天舟一号货运飞船上首次投入使用,在空间站建造阶段经过天舟一号至天舟五号的成功发射和在轨飞行得到充分验证.由于载人航天器通信网与地面通信网在链路层差异较大,为实现二者融合需要建立天地一体化的信息传输系统.本文提出一种天地视频/音频通信网络一体化设计,采用基于国际空间数据系统咨询委员会(C C S D S)的I P技术(I Po v e rC C S D S技术)[１１]屏蔽载人航天器通信网与地面通信网链路层的差异,实现载人航天器与地面站端到端的一体化通信;针对不同类型㊁不同优先级的数据,采用静态优先级和轮询调度策略相结合的调度方式实现信道资源的合理复用;采用里德Ｇ所罗门(R S)编码㊁加扰㊁同步等一系列服务质量(Q o S)手段保证视频/音频通信质量.地面测试和在轨飞行验证结果表明:本文提出的天地视频/音频通信网可以实现天地之间视频和音频的流畅清晰传输.１㊀天地视频/音频通信网络一体化设计天地视频/音频通信网络由载人航天器通信网和地面通信网组成,如图１所示.载人航天器通信网由舱内摄像机㊁舱外摄像机㊁无线收发设备㊁无线送受话器㊁以太网交换机㊁高速通信处理器㊁信号处理单元㊁中继天线和仪表显示器组成,其中,高速通信处理器是载人航天器通信网的网关.地面通信网由中继卫星和地面站组成.注:P A LＧD为逐行倒相ＧD;A O S为高级在轨系统.图１㊀天地视频/音频通信网络F i g １㊀S p a c eＧg r o u n dv i d e o/a u d i o c o mm u n i c a t i o n sn e t w o r k０８㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀。

数据分析在航空航天领域的应用有哪些

数据分析在航空航天领域的应用有哪些在当今科技飞速发展的时代，航空航天领域取得了令人瞩目的成就。

而数据分析在这一领域中发挥着至关重要的作用，为航空航天的安全、效率和创新提供了强大的支持。

首先，数据分析在飞行器设计与制造环节中有着广泛的应用。

在设计阶段，通过对以往飞行器型号的性能数据进行分析，可以获取有关气动布局、结构强度、材料选择等方面的宝贵经验。

例如，分析不同机翼形状在不同飞行条件下的升力和阻力数据，有助于优化新机型的机翼设计，提高飞行效率和稳定性。

同时，对制造过程中的质量检测数据进行分析，能够及时发现生产中的缺陷和偏差，确保飞行器零部件的高精度和高质量。

在飞行运行方面，数据分析更是不可或缺。

航空公司和相关机构收集了大量的飞行数据，包括飞行轨迹、速度、高度、姿态、发动机参数等。

通过对这些数据的深入分析，可以评估飞行员的操作技术，为飞行员的培训和评估提供依据。

此外，还能够发现潜在的飞行安全隐患。

比如，分析某一型号飞机在特定气象条件下的飞行数据，如果发现频繁出现某些异常情况，就可以提前采取措施加以防范，降低事故发生的概率。

数据分析对于航空航天领域的维护和维修工作也具有重要意义。

飞机和航天器的零部件在使用过程中会逐渐磨损和老化，通过对监测设备收集到的振动、温度、压力等数据进行分析，可以预测零部件的故障发生时间，实现预防性维护。

这不仅能够减少设备突发故障造成的损失，还能提高设备的可用率和可靠性。

以飞机发动机为例，对其运行过程中的各种参数进行实时监测和分析，能够提前发现潜在的故障迹象，及时安排维修，避免重大事故的发生。

在航空航天领域的资源管理中，数据分析同样发挥着关键作用。

对于航空公司来说，合理安排航班、调配机组人员和优化航线是提高运营效率和经济效益的重要手段。

通过对历史航班数据、旅客流量、燃油价格等因素的分析，可以制定更加科学合理的航班计划，降低运营成本。

在航天器的任务规划中，数据分析可以帮助确定最佳的发射时间、轨道参数和任务流程，以最大程度地利用有限的资源实现任务目标。

飞行器制造过程中的数据管理与分析方法

飞行器制造过程中的数据管理与分析方法在当今科技飞速发展的时代，飞行器制造已经成为了一个高度复杂和精密的领域。

从设计理念的诞生到最终产品的交付，每一个环节都涉及到大量的数据，这些数据的有效管理和深入分析对于保证飞行器的质量、性能和安全性至关重要。

飞行器制造过程中所产生的数据种类繁多，涵盖了设计图纸、材料规格、工艺参数、测试结果、质量检测报告等等。

这些数据来源广泛，可能来自于研发部门、生产车间、测试实验室以及供应商等。

如何将这些分散、多样的数据进行整合、管理，并从中提取有价值的信息，是摆在飞行器制造企业面前的一项重大挑战。

首先，建立一个完善的数据管理系统是基础。

这个系统应该能够对各类数据进行分类、存储和检索。

例如，设计图纸可以按照飞行器的型号、部件进行分类；工艺参数则可以按照生产工序进行归类。

同时，为了确保数据的准确性和一致性，需要制定严格的数据录入规范和审核机制。

任何数据的录入都应该经过多道审核流程，避免错误数据进入系统。

在数据收集阶段，要确保数据的完整性和及时性。

这意味着从设计的最初阶段开始，就要有计划地收集相关数据，并随着制造过程的推进不断更新和补充。

例如，在材料采购环节，不仅要记录材料的型号、规格和供应商信息，还要记录采购的时间、数量和价格等细节。

在生产过程中，实时监测设备的运行参数、工人的操作记录以及产品的检验结果等，为后续的分析提供全面的数据支持。

数据分析在飞行器制造中起着关键的作用。

通过对数据的分析，可以发现潜在的问题和改进的空间。

例如，对质量检测数据的分析可以帮助确定产品缺陷的类型和分布，从而追溯到生产过程中的具体环节和原因。

对工艺参数的分析则可以优化生产流程，提高生产效率和产品质量。

在数据分析方法方面，常用的有统计分析、回归分析和聚类分析等。

统计分析可以帮助我们了解数据的集中趋势、离散程度等基本特征。

例如，通过计算平均值、标准差等统计量，可以了解某个部件的尺寸偏差情况。

回归分析则可以用于研究变量之间的关系，比如探究生产温度与产品强度之间的关联。

飞行器制造过程中的数据分析与管理

飞行器制造过程中的数据分析与管理在当今科技飞速发展的时代，飞行器制造已经成为了一个高度复杂和精密的领域。

从设计蓝图到最终的成品翱翔蓝天，每一个环节都离不开严格的质量控制和高效的管理。

而在这其中，数据分析发挥着至关重要的作用，它就像是一双无形的手，精准地引导着整个制造过程朝着正确的方向前进。

飞行器制造的过程极为复杂，涉及到众多的零部件和工艺。

首先是设计阶段，工程师们需要运用各种软件和工具进行模拟和计算，以确定飞行器的结构、性能和材料等关键参数。

这一阶段产生的数据量巨大，包括各种力学分析、流体动力学模拟以及材料特性等方面的数据。

接下来是零部件的生产制造，每个零部件都有严格的尺寸、形状和质量要求，生产过程中的检测数据以及原材料的性能数据等都需要被精确记录和分析。

然后是组装阶段，需要确保各个零部件能够完美地组合在一起，这就需要对组装过程中的偏差、配合度等数据进行监控和分析。

最后是测试和验收阶段，要对飞行器的各项性能指标进行全面测试，收集和分析大量的飞行数据、系统运行数据等，以验证飞行器是否符合设计要求和安全标准。

在这个复杂的制造过程中，数据分析的作用主要体现在以下几个方面。

首先，数据分析能够帮助优化设计。

通过对设计阶段产生的数据进行深入分析，工程师们可以发现潜在的问题和不足之处，从而对设计进行改进和优化。

例如，通过分析力学模拟数据，可以发现结构中的薄弱环节，进而加强相应部位的设计；通过分析流体动力学模拟数据，可以优化飞行器的外形，降低阻力，提高飞行效率。

其次，数据分析有助于提高生产质量。

在零部件生产过程中，对生产工艺参数和检测数据的分析，可以及时发现生产中的异常和缺陷，采取措施进行纠正，从而提高零部件的合格率和一致性。

例如，通过分析加工过程中的刀具磨损数据，可以及时更换刀具，保证加工精度；通过分析材料的检测数据，可以筛选出不合格的原材料，避免其进入生产环节。

再者，数据分析能够实现有效的供应链管理。

在飞行器制造中，涉及到众多的供应商和原材料。

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中图分类号：Ｖ４５文献标识码：Ａ
ＤａｔａＥｎｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＲａｗＭａｔｅｒｉａｌｆｏｒＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｒｏｄｕｃｔｓ
２０１４年第２期总第３３１期
文章编号：０７１ — ０６
导弹与航天运载技术
ＭＩＳＳＩＬＥＳＡＮＤＳＰＡＣＥＶＥＨＩＣＬＥＳ
ＮＯ．２２Ｏ１４ＳｕｍＮＯ＿３３１
ＤＯｈ１０．７６５４￣．ｉｓｓｎ．１００４ — ７１８２．２０１４０２１７
航天型号用原材料数据包络分析
李东东，张增阳，林德健，刘涛，熊盛阳
（中国运载火箭技术研究院，北京，１０００７６）摘要：以５Ａ０６铝棒为试点研究对象，对其历史到货产品的化学成分和力学性能数据的一致性和波动性进行分析，依据控制图的原理对化学成分、力学性能的风险控制方法进行探索，通过绘制控制图得到成功产品数据包络区域，对超包络数据进
行有效识别和分析，确保发放产品均处于包络范围以内。通过计算过程能力指数对生产厂家在化学成分和力学性能方面的质
量控制能力进行评估，及时发现生产薄弱环节。基于多因素相关分析原理，对化学成分和力学性能之间的关系进行探讨，对
如何从源头上控制产品质量进行初步研究。关键词：原材料；包络分析；控制图；相关性
ＬｉＤｏｎｇｄｏｎｇ，ＺｈａｎｇＺｅｎｇｙａｎｇ，ＬｉｎＤｅｊｉａｎ，ＬｉｕＴａｏ，ＸｉｏｎｇＳｈｅｎｇｙａｎｇ
（ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＬａｕｎｃｈＶｅｈｉｃｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００７６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｅｌｅｃｔｅｄ５Ａ０６ａｌｍｉｕｎｕｍｂａｒｆｏｒｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙａｎｄｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｌｔｈｅａｒｒｉｖｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｉｓｋｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｒｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｎｄａｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗａｓｅｘｐｌｏｒｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｒｔ，ｎｄａｄａｔａｅｎｖｅｌｏｐｒｅｇｉｏｎｏｆｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｐｒｏｄｕｃｔｓｈａｄｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄ，
ｐｒｏｄｕｃｔｓｔｏｂｅｐｒｏｖｉｄｅｄｗｅｒｅｉｎｔｈｅｒｎｇａｅｏｆｅｎｖｅｌｏｐｄａｔａ．Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｃａｐａｂｉｌｉｙｔｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓｏｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄ
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗａｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｃａｐａｂｉｌｉｙｔｉｎｄｅｘ，ａｎｄｔｈｅｗｅａｋｌｉｎｋｓｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｃｏｕｌｄｂｅｆｏｕｎｄ
ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｄａｔａｏｕｔｓｉｄｅｏｆｄａｔａｅｎｖｅｌｏｐｒｅｇｉｏｎｈａｄｂｅｅｎｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄａｎｄｎａａｌｙｚｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈｅｎｓｒｅｕｄａｌｌｔｈｅｄａｔａｏｆ