“嫦娥一号”总设计师叶培建详解嫦娥一号数据
主持人：最近一个月来大家关注的新闻事件应该是嫦娥一号工程，嫦娥一号实现了市场的突破，而嫦娥一号与信息技术的利用是离不开的，今天我们有请了“嫦娥一号”总指挥兼总设计师叶培建院士，下面我们有请他做主题演讲。

叶培建：各位领导、各位专家、各位IT的领军人物们，上午好！

 

非常高兴今年的CIO年会让我有机会在这里介绍一下信息化技术，在嫦娥一号卫星上的应用。那么我做这个题目，开个玩笑，是不太适合的，因为我本身是嫦娥一号卫星的设计师和总指挥。那么在1988年到2002年长达14年的过程当中，我也承担了中国卫星技术上面的损失，所以也可以报告一下这个内容。

我首先谈一下嫦娥一号卫星的简介，然后谈一下信息化技术和信息化技术的成效。

嫦娥一号卫星的研制和发射，是我国深空探测活动的开端，在我国航天史上将成为继人造卫星和载人航天后的第三个里程碑。作为我国第一颗月球探测卫星，嫦娥一号卫星主要由中国航天科技集团空间技术研究院负责研制，为我国的航天任务贡献了力量。

根据我国月球探测工程的总体规划，月球探测仪期工程的主要目标是研制环月探测卫星，突破地月转移的环月飞行的关键技术，对月球进行环绕遥感探测，初步建立工程目标和科学目标。

工程目标有研制和发射我国第一颗月球探测卫星，初步真掌握绕月球探测基本技术，首次开展月球科学探测，为月球探测贡献经验。科学目标是获取月球表面三维影像，分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点，探测月球环境等。

嫦娥一号卫星的发射质量约2350kg，干重为1150kg，推进剂1200kg，携带140kg的载荷在距月面200km的极月圆轨道上对月球及月球空间进行科学探测。卫星的寿命为1年。卫星物理上有9个分系统组成，可分为服务系统和载荷两个部分，服务系统包括结构、热控、制导等。

整个的飞行过程分7个阶段，射前准备、主动段、调相轨道、地月转移等等，到目前已经全部完成。它是24日由运载火箭送入近地点200km、远地点51000km、倾角31度的地球椭圆轨道。到昨天为止，我们实际上获得了图面的形象。这实现了我国在空间技术领域实现了多项新技术的突破。奔月轨道设计、卫星的制导、导航与控制、S波段定向天线、紫外月球敏感器。实现远距离测控通信、热控、供配电、数管。有一段时间网上有一个不负责任的消息，说卫星丢了，卫星没有丢，但是因为天体运行的规律，我们有长达几个小时的时间，会看不到这个卫星，这不叫丢了，这是在我们的考虑之中的。正是因为这样，所有的系统具有非常高的自给自足的功能。

嫦娥一号卫星是我国航天第三个里程碑的首发星飞行器，是深空探测的开篇作。其意义重大，其研制的特点是性能高、交付周期短、首发成功。迫切需要采用信息化技术改造工作流程、改进研制手段、提高管理水平和研制能力，重点解决以下矛盾，换句话说从技术到管理，离不开信息化。

第一，任务与能力之间的矛盾，第二，产品性能与新的要求之间的矛盾，第三，多学科交叉语专业分工的矛盾，第四，系统高度集成性与研制单位地理分散性的矛盾。

我们主要谈一下信息化技术成效。嫦娥一号卫星是我国深空探测的第一个飞行器，是中国航天的第三个里程碑，是一个完全自主创新的国家重大项目，有着技术上与管理上的多项创新点。仅用三年多的时间就高质量地完成了这一艰巨任务，且一次成功，运行到现在，没有任何一细小的问题。这得益于多方面的贡献，其中信息技术是重要的因素。在立项之初就充分利用了仿真手段确立了合理的方案，优化的参数，特别是最优的轨道设计，为顺利完成任务奠定了坚实的基础。

我们建立了复杂而逼真的数字环境模型，为设计的正确性验证和各项试验，我们不可能先发卫星到月球上试一下，全部要由地面验证。我们进行了热试验、运行监控试验等等。我们在产品的设计中，大量采用了改造引进技自研的各种机械、电子、高频、无线等软件，保证了设计一次到位和质量。

我们充分利用历史数，通过数重用和分析仿真减少了部分试验，节省时间和经费。我们知道一个卫星上要进行大量的试验，过这种试验不能很逼真，往往需要花费大量的钱和精力，现在用数据就可以进行。

我们采用数字化的手段，完成了卫星的总体布局、总装设计和结构设计，取消了传统的实物模装星，缩短了设计时间，提高了设计更改的快速反映。我们的雾气布局及安装等等都是可以做的。三维管路设计减少了设计误差，减少了或取消了取样工作，协调性由设计部分完成。

我们从下面的过程可以看出来，数字化的设计，改变了以往的设计流程。过去传统的流程需要20天，我们现在的流程1到2天就可以。取证的例子就说明了，为什么会用3年的时间，完成了过去8、9年才能完成的工作。数字化的设计、制造促进了流程的再造，实现了质量的提升。卫星结构的研制中，广泛应用CAD/CAM/CAE五技术，在各种工装与模具的设计中全面采用了三维设计，三/二维CAD出图率达到100%。通过对重要、关键件的加工仿真取消了零件的试切削，不仅缩短了加工周期，创造了经济效益，而且提高了加工质量，减少了差错。

用航天PDM软件/AVDIM进行工程电子文档包括报告、图纸、图表的流转、签署、分发和版本控制。我们网络技术建立了统一的桌面办公和近、远距视频交流环境，加速了研制部门、发射场、飞控中心间的信息流通。在任何的时间，我们在任何的地点可以得到全国的信息。

建立了以数字各半实物仿真为主的地面飞控决策支持系统，制定应对策略，保证的嫦娥奔月、环月的可靠性，建立了动画视频显示系统，在实际飞行数据驱动下，形象逼真地展示卫星飞行全过程，方便全国人民观察、了解卫星飞行过程。

我们在管理当中，利用系统工程理论和现代管理方法，对航天产品的研制、工程管理和过程进行控制，是航天事业成功的一条重要经验。卫星项目采用以总指挥与总设计师为主要责任人的两总管理体制，强调整体资源平衡下的综合协调，采用自上而下的任务分解与自下而上的产品汇总。在卫星型号研制中前面推行项目管理的信息化，依托AVIDM活动，建立贯穿决策层、职能管理层、项目经理、计划经理和项目参与人员的全员数字化管理环境，采用统一的数字化平台对工程技术和管理人员之间进行管理。

多级计划编制、下发、执行和控制跟踪。以项目计划为纽带的多系统信息集成。通过项目计划于财务、物资等信息关联，实现了对各型号、部门的计划执行，资源占用、经费开支等多要素运行的监控，为型号综合管理提供及时、准确、量化的决策信息，提升了科研生产综和计划管理能力。

需要说明的是，我刚才讲的只是我们嫦娥一号卫星信息化工作的一个方面，就是如何利用信息化这个工具来支撑。另外一个方面我没有介绍，简单提两句。嫦娥一号卫星本身星上具有大量的计算机和大量的软件。比方说我们要控制，作为我们数据管理所有的计算机芯片就达到的32个之多。新上的软件条数有近100万之多，还不包括其他的，这些东西由于种种的原因，在今天，我没有向大家介绍，新上的计算机体系结构，以软件工作化来编制的软件。

简单介绍一下下一步。我们马上就要开展我们二期工程，二期工程我们将把一个飞行器和着陆器放在月球上。我们要在月球上着陆、返回，这一切的工作都离不开信息化的工作。应该讲，航天工作的发展推进了信息化的利用，同时又为我们的信息化发展和航天业的发展提供了很好的平台。谢谢大家！