赛思库党炜：送国产先进元器件上天验证

航天 · 2017-3-6 16:33:12

参与过神舟7号、8号以及天宫1号、2号的航天元器件可靠性验证工作后，这支来自中科院的创业团队，梦想助力中国迎来自己的SpaceX……　　疯狂的埃隆·马斯克被认为是本世纪最成功的天才。他一手打造的支付工具PayPal带来了支付方式的变革、特斯拉汽车开辟了电动汽车的先河，而SpaceX则令人瞠目地实现了航天历史的突破。　　SpaceX最令人激动的创举在于，这家私营公司多次成功实现了一级火箭的回收，完成了国家航天机构未曾完成的任务。　　这支叫做“猎鹰9号”的火箭造价6000万美元（已然低于行业平均成本），燃料成本20万美元。理想状态下——如果回收的火箭不需要全面保养翻新即可重新使用，便能节省80%的火箭发射成本；如果第二级火箭也能回收并重复使用，成本将降至目前的1%。　　虽然仅限于理想状态，这依然是一个让人无法不心潮澎湃的数据。和来自全球的吃瓜群众一起激动的，还有一位载人航天人——党炜。　　2015年12月，当猎鹰九号的一级火箭在天空中突然伶俐地调转方向，然后优雅地垂直降落至预期地点时，刚从中科院出来创业的党炜在电脑屏幕面前思绪纷飞。　　尽管当时的创业项目——赛思库——还不满一岁，但他更加坚定地相信：未来一定大有可为。　　这是一支年轻的创业团队，核心骨干脱胎于中科院，曾经承担过神舟七号、神舟八号、天宫一号、天宫二号的空间科学与应用元器件可靠性验证任务；而党炜本人，是中国科学院青年创新促进会成员，曾荣获三部委共同颁发的“国家载人航天工程突出贡献者奖章”。

航天任务“万无一失”的极高要求让这支团队练就了“严缜细实”的工作态度，与此同时，中科院相对开放且鼓励创新的环境却又塑造了他们的创造性思维模式并培养了他们勇于变革、敢于尝鲜的行动力。　　一盏明灯在党炜的脑海中升起，他决定向整个行业发起倡议，通过新的模式实现对航天元器件“低成本、高可靠”的极致追求，助力中国早日诞生自己的SpaceX，而且，不止一个！　　从“五统一”到“两个一”：成本浓缩，却要更可靠！　　在党炜看来，SpaceX的成功之处，除了技术上的创新性突破，还在于火箭制造成本上的大幅降低。随着中国商业航天的发展，对于成本越发重视，而SpaceX的经验值得借鉴。　　党炜认为，对于中国商业航天业，降低成本有两条思路：一是，早日实现关键核心元器件的国产化，让成本能够“折上折”，而其中首先要解决的是国产元器件“不好用”、“不敢用”、“用不好”的问题；二是，加大COTS元器件的使用量——COTS元器件的价格只有航天元器件的不到百分之一，然而，低价的代价是可靠性保障不足。　　低成本和高可靠之间，似乎向来就存在对立关系。而党炜，试图找到一种方法，让这种对立逐渐消融。　　传统上，中国航天人通过“五统一”来保证航天设备元器件的高可靠性。　　所谓“五统一”指的是：统一选用标准、统一采购、统一监制与验收、统一筛选、统一失效分析。也就是说，航天设备研制单位的质量把控需要渗透到元器件的整个生命周期，这也是其高成本的一个客观原因。　　党炜告诉记者，“五统一”在过去的60年间，一直没有出现太大变化。这是中国航天经验与智慧的总结，并在航天事业安全可靠、任务成功方面做出了卓越贡献。他认为，在涉及国家安全的航天领域，“五统一”依然会继续发挥自身的巨大价值。　　不过，在近年来迅速崛起的商业航天领域，市场出现了新的变化：一是对低成本有更加迫切的需求；另外，随着市场繁荣以及工业技术的发展，大量民营产品闪亮登场，航天设备和卫星研制方有了新的选择，也同时需要新形势下的元器件可靠性验证方法来帮助他们进行评估和验证；第三，半导体元器件更新换代速度加快也对元器件可靠性验证工作提出了新的要求。　　传统“五统一”相对闭塞的深度渗透与捆绑模式亟待变革。　　不过，至关重要的是，传统“五统一”被打破后，可靠性的保障不仅不受影响，甚至，如果可能的话，还能得到进一步提升。　　“我们希望，通过现代化手段的运用，一方面能够继承传统‘五统一’对于高可靠极致追求的精神，另一方面，能够帮助整个行业浓缩成本。”党炜说。　　赛思库的解决方案是：第一，通过信息化和大数据分析为闭塞的深度捆绑模式注入灵活基因，促进信息流动与数据共享，用数据帮助航天设备和卫星研制方优化元器件选择；第二，通过真实的在轨飞行验证让缺乏太空飞行经历的元器件拿到“入场券”。　　党炜告诉记者，虽然航天事业属于尖端科技，不过，在行业信息化程度上，中国却严重滞后。“你可能无法想象，即便在互联网高度发达的今天，当科研人员要采购某种元器件时，并非像网上购物一样只需动动鼠标即可。他们的方式极其传统，首先确定要采用的元器件类型，然后在脑海里搜罗出售这些元器件的潜在厂商，之后再一一打电话索要元器件手册，最后再比较、选用和采购。”　　而让元器件厂商颇为无奈的一点是，对于某种新研先进航天元器件，是否能真正有机会被航天研发人员选中，最基本的一点是：要让研发人员“知道”；最关键的一点是：是否有航天飞行经历。　　“航天单位更倾向于选择已经有了实际飞行经历的元器件，而更多先进的新产品，由于缺乏在轨飞行经历而被选择的几率非常渺茫。”　　在这种背景下，新版“五统一”的路线图也就越发明晰：一方面，全方位采集航天元器件的立体信息——包括元器件基本参数、使用手册、质量可靠性特点等，并将之呈现给元器件需求方，也就是航天设备和卫星研制方；然后，基于大数据技术，分析哪些元器件自身很“皮实”，哪些有什么缺陷，就像中医一样，让需方用好，让供方得到“对症下药的方子”。另一方面，通过在轨飞行验证解决元器件验证的“最后一公里”问题。　　由此，“五统一”被简化为更为轻便的“两个一”——“一个平台+一次飞天”。　　这无疑是颠覆性的。党炜表示，颠覆的，只是方法论，对于可靠性的极致追求，依然是核心，也是整个团队的初心。　　记者发现，在赛思库的团队中，既有来自中科院的、数次参加过中国航天/载人航天工程的高精尖专家——他们是元器件可靠性验证工作的“大脑”；另外还有来自华为等现代企业的技术专家——他们通过现代化的管理运作模式保障验证方案系统地、严格地落实实施；还有来自腾讯等互联网公司的成员，让互联网平台有了一个高起点，并不断优化。而在背后，这支团队的最初孵化者——中科院，将继续源源不断地提供资源以及人才方面的助力。　　天时、地利、人和。　　在将数据进行了结构化以及标准化处理后，2016年底，定位为航天元器件第一搜索引擎的赛思库平台测试上线，如今已经积累了不小的用户量，“访问量是同类互联网平台的10倍以上”，党炜告诉记者。而平台在解决信息化问题的同时，还解决了信息不对称问题，“许多民营的元器件创新性很先进，质量也很好，但由于信息通道狭窄往往不为人所知，而通过我们平台，则有了被‘伯乐’识别出的机会。”　　据悉，2017年初，在赛思库平台上，元器件的搜索命中率已经达到了80%，随着数据量的增加，2017年底，这一数据将达到90%，而且，做到国内高端元器件厂商100%收录。　　与此同时 “在轨飞行”验证计划也在有条不紊地进行。　　发卫星！直达可靠性验证“最后一公里”　　不比互联网产品——可以先推出测试版试探市场反应，然后通过版本迭代逐步改进。鉴于其无比高昂的成本，航天产品几乎不允许有试错可能。　　由此，可靠性验证就尤为重要。　　党炜介绍称，简单而言，验证分为地面验证和在轨飞行验证两部分。地面验证主要在实验室和利用回旋加速器模拟。　　其中，关于加速器模拟存在自己的问题：“一方面，由于全国只有两台回旋加速器，经常需要排队预约，而且，分配的时长也很有限，往往得不到充分验证；另一方面，地面验证属于模拟太空环境效应，无法真实模拟太空辐射环境，做不到百分百契合，难免有所疏漏；还有一个问题是，回旋加速器使用费用高昂。”　　最佳验证模式是真实的太空飞行经历。　　在这种背景下，赛思库计划推出“在轨飞行验证计划”，彻底解决航天元器件可靠性验证的“最后一公里”问题。　　党炜介绍，在轨飞行验证计划主要通过两种方式进行。　　一种是，由赛思库组织，联合多家航天元器件生产商，共同研制并发射一颗卫星，通过真实的“现场作战”做检验——“好比大家共同出资众筹一颗卫星。”　　如果因为某家厂商的元器件有问题而造成失败怎么办？面对记者的这一问题，党炜笑答：“那赛思库出资再发射一颗——当然，这种几率是极小的，要知道，可靠性验证和保障可是我们团队的专业方向，我们会通过故障隔离等技术杜绝类似问题。”　　除了发射自己的卫星，还有一种方式是将航天元器件搭载第三方公司的航天设备或卫星上天，在太空进行现场测试。“这相当于在太空搭建了一个实验室”，党炜说。　　对于在轨飞行验证计划，党炜势在必行。这一方面是赛思库的雄心壮志，更是市场的紧迫需求。“已经有多家客户希望参与我们的计划”，党炜告诉记者。　　而为了充分保障计划的顺利执行，赛思库还引入了一位重量级合作伙伴——欧洲空间局元器件与可靠性服务机构ALTERGROUP。作为一家专注从事航天元器件可靠性验证的机构，ALTER GROUP已经积累了几十年经验，而通过双方的战略合作，将为赛思库注入来自技术、市场、以及资源的多重力量。　　ALTER GROUP CEO路易斯先生曾不无感慨地对党炜说，此前，他们花费了6年在中国寻找可以信赖的合作伙伴却无功而返，直到遇见赛思库团队。而在2016年1月份召开的一次研讨会上，双方吃惊的发现，彼此对于未来的规划尤其是大数据层面，出奇地一致。　　在双方合作的带动下，去年，赛思库和德国Disrupt太空共同发起并主办了首届“中欧商业航天论坛”。来自中国和欧洲的50多位民营航天企业高管第一次齐聚一堂，共谋航天大计。党炜表示，这将作为赛思库的年度盛典一直延续主办下去，为中国商业航天事业带来全球视野与合作机会。　　万事俱备。　　就在记者采访时，大洋彼岸传来的一个消息让党炜为之一振。　　2月19日，SpaceX CRS-10货运飞船成功发射进行第十次国际空间站商业货运任务。该飞船上，搭载了一个ARM架构的微控制器，进行空间辐射效应实验，验证其耐极端环境抗辐射能力。　　这无疑是赛思库梦想的一次成功验证。　　只待出发。　　让普通芯片拥有航天级可靠性　　前文提到，对于中国航天业，有一个问题急需解决：多数元器件严重依赖进口。　　元器件的进口一则大幅增加了成本，二则由于国外元器件制造商和国内航天设备和卫星研制方之间的关系较为游离，在客户需求响应速度以及沟通顺畅程度上存在明显不足。另外，再考虑到国家安全，航天元器件国产化已然是紧迫需求。　　事实上，这不仅是航天行业的要求，也是国家层面对于国内半导体元器件行业的要求。　　一种广为流传的说法是：我们对于半导体设备的进口依赖，甚至超过了石油。这并非空穴来风。2016年,中国大陆（不含台湾）进口了2270亿美元的半导体产品,超过了石油的进口额约1160亿美元。　　根据贝恩咨询发布的数据，中国市场每年消费的半导体价值超过1000亿美元，占全球出货总量的1/3，是北美、欧洲、日本的半导体市场总和。但是，与之形成鲜明对比的是，中国大陆的半导体产值仅占全球的6%-7%。　　在这种背景下，2014年国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，而在随后的《中国制造2025》中，更是将半导体列为重点发展行业。麦肯锡预计，中国整体半导体产业有望得到超过1000亿美元的来自国有企业以及其它机构的投资。　　这让党炜看到了巨大的市场机会的同时，也有了更加深切的使命感。他意识到，赛思库不仅会影响到中国商业航天业，更是将有机会把影响力辐射到整个半导体行业，在中国产业结构调整中发挥重要作用。　　“可靠性是一项共性技术，如果能够做好航天元器件的可靠性验证，那么对于军工领域以及消费科技领域，对于专业团队来说，易如反掌，只需做些‘剪裁’即可。”　　事实上，在消费半导体领域，随着对于用户体验的重视，对于可靠性的要求也逐渐提升。如IC咖啡集团董事长胡运旺所言：“中国的IC需要航天的可靠性”。　　赛思库可谓生正逢时，航天行业的极高门槛赋予了它先天的竞争优势。　　一边是市场需求，一边是政策东风。　　而且，政策东风不止一股。就在前不久，中共中央召开会议，决定设立中央军民融合发展委员会，预示着军民融合将向深度融合推进，同时也意味着，中国航天业尤其是商业航天将迎来蓬勃发展的春天。　　值得一提的是，赛思库的创新性、突破性实践也得到了行业专家的高度认可。曾经为中国重大工程的元器件国产化工作做出了巨大贡献的国家元器件自主可控专家组组长张德胜如此评价赛思库：“赛思库团队出自于载人航天，有很强的航天基因，积累了大量的航天工程实践经验。团队极具创新思维和务实精神，冲劲十足。行业内期盼在国产元器高端工程应用技术的变革中出现划时代的创新。在这方面，我对赛思库团队充满期待！”　　党炜用这样一句话结束采访：“大势所趋，天时地利，术业专攻，当仁不让。”

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