载人航天的七个系统，无论哪个系统都离不开信息技术。航天城的副总设计师邹美琪，对飞船比较熟悉，用她的话来说“神六飞船系统13个分系统，没有一个分系统可以离开计算机”
神六的科技之光
“5，4，3，2，1，点火！”当神舟六号载人飞船在一片红色火焰中腾空而起时，全国人民和酒泉发射中心、北京航天飞行控制中心（以下简称“飞控中心”）的工作人员，共同见证了这个激动人心的时刻。
在北京飞控中心，120台显示终端，整齐地排成5排，身着白大褂的工作人员实时掌握飞行时间、经度、纬度等各种数据。4块大屏幕生动地显示了航天员费俊龙、聂海胜的一举一动，飞船的飞行轨迹也一览无余。电视观众也正是通过这4块大屏幕看到了火箭点火、船箭分离、太阳帆板打开等一个个生动的场景。
在这4块大屏幕的背后，是复杂的硬件设施和庞大的软件系统。
刮须翻筋斗清晰可见
10月14日，太空中的费俊龙似乎心情不错，涂上特殊的剃须膏后，开始剃须“美容”。之后，费俊龙连翻四个筋斗，一个筋斗351公里。可是，当他在做这些“非规定动作”时，他并不知道地上有千万双眼睛见证了“中国人在太空的第一次前翻滚”。
在300多公里高空的“神六”飞船内，航天员的一举一动在地面的屏幕上清晰可见，这是由“图像传输系统”实现的。飞船内部的摄像机摄下航天员在太空飞行时的画面，通过图像压缩传输系统、数传系统进行数模变换、压缩，并进行对地实时传输。
据了解，“神六”向地面的数据传输总带宽为每秒2M，而其中用于画面传输704k，用于画面所带声音64k。随着我国图像压缩技术的发展，704k能够传回的图像已经相当清晰。
生日歌如何在太空响起？
在“神六”飞行第二天，正在进行第9圈飞行的两名航天员与家人进行了对话。那一天也正好是聂海胜41岁生日，女儿聂天翔为父亲唱起了生日歌，不仅感动了现场工作人员，也让聂海胜在343公里的高空擦起了眼泪。
第四天，胡锦涛来到北京飞控中心，与两名航天员亲切交谈，聂海胜向总书记报告，神舟六号飞行正常，空间科学实验正按计划顺利进行。胡锦涛说“祖国和人民为你们感到骄傲，祖国人民期盼你们胜利凯旋。”
这一天地对话系统，让航天员冷清的太空生活多了一些心理慰藉，这便是话音传输系统。飞船与地面的话音设备通过一个无线电桥梁联系在一起，航天员通过头套收听地面上的话音，航天员说的话则可以被地面测控站或测控船接收，再通过地面网到达北京飞控中心。整个传输过程和设备处理时间，以及空间传输的时延，也就是几百毫秒。
据了解，在飞船上有多个话音传输通道，能为天地提供可靠的话音双向传输。话音通信器涵盖模拟话音和数字话音，其中数字话音包括16kbps、32kbps、64kbps等多个通道。而通过短波传输的模拟话音则作为应急通道。
计算机控制飞船姿态
如果说火箭给“神六”安上了飞翔的翅膀，那么负责传递信息、执行指令的计算机就是“神六”的大脑。火箭点火、起飞推进阶段，再进入预定轨道飞行，全靠计算机控制。在飞船进入预定轨道飞行前，指令程序都是在起飞之前计算好的，箭船分离时间、分离方法都是计算机控制的。飞船系统、运载火箭系统搭上了几十台计算机。
空间计算机更多的是起到收集信息、传递指令的作用，基本上不需要大量运算。因此这些计算机和普通电脑相比，运算能力差了许多。它不需要与人互动，所以只有一个主机。空间计算机外形呈立方体，根据不同的需要，其高度和大小会有所不同。飞船对空间计算机的重量有严格要求，因此计算机的外壳由铝材质做成，这样可使机器重量减轻许多。
“神舟”飞船所用计算机的组件不同于普通家用电脑。“神六”计算机元器件，都经过冲击、高低温等方法筛选。制作成整机后还要进行高温、低温等试验。空间计算机采用了双CPU或3CPU，不会出现死机情况。一万次的飞行中，只允许两次失败。
七七一研究所为“神六”提供的22台计算机，造价最高的已超过100万元人民币，造价最低的计算机也在十多万元。
天地测控疏而不漏
在点火升空后的10分钟内，可以连续听到“渭南正常”、“雷达跟踪正常”等声音，这是位于地面的十余个测控站和四艘远望号测量船发出的“安全”信号。USB波段信道是完成载人飞船天地间无线通信的主通道，能够实现遥控、遥测、图像传输、双向通话、地面跟踪测任务。C波段信道主要用于飞船的测轨，将返回舱的飞行速度、距离、方位等信息传递回地面指挥中心，同时也是USB波段信道的辅助。
神舟六号在太空的一举一动，经测控站点捕捉后将数据传至北京，北京中心根据计算和处理结果制定出飞船的下一步飞行计划，再通过测控站点传上飞船执行。正常情况下，指挥部人员只需监视即可，如果出现偏离预定轨道或其他意外情况，指挥部做出决策后，由北京中心把决策转化成数据传上飞船执行。
指挥大厅的10台大型计算机，用高速光纤网集成在一起，负责数据处理，信息交换、计划生成、轨道计算、控制计算，指令发送等等。４块共48平方米的大屏幕液晶显示屏和120台显示终端，构成指挥监视系统，飞船的飞行轨迹、各种测控数据以及神舟六号传来的图像一览无余。太平洋、印度洋上多颗卫星构建的卫星通信网和地面错综复杂的光缆组成任务通信系统。
据了解，测控过程可视化技术、飞行控制自动化技术和软件构建化技术，都是北京飞控中心成功突破的关键航天飞控技术，达到了世界领先水平。
“没有载人飞船的生产需求，我们厂的信息化可能要慢一些；但是如果没有信息技术，也不可能完成飞船生产任务。”林小青这样总结IT与飞船的关系。
中国航天工程咨询中心主任 董碧丹 
北京卫星制造厂信息中心主任 林小青
通过CAX技术的应用，数控工艺编制时间缩短一半
数字化制造，与“神舟”共发展
为了说明飞船与计算机密不可分，航天城副总设计师邹美琪举了一个生动的例子：费俊龙由返回舱进入轨道舱进行空间试验，需要打开舱门，他所拉的舱门把手就是通过计算机辅助设计、计算机辅助工程分析、计算机辅助工艺规划等，并通过仿真试验，确保可靠后才制作出来。
邹美琪所说的“舱门把手”的诞生过程，就是利用了CAD/CAM/CAE/CAPP等多种软件，这些软件在飞船和卫星型号结构的研制中，发挥了非常重要的作用。
北京卫星制造厂是我国航天科技集团公司空间技术研究院负责空间飞行器制造的重要单位，承担了“神舟六号”飞船的结构制造任务。由厂长亲自牵头的信息化建设领导小组，通过信息化的建设，保障了北京卫星制造厂生产出一个比一个复杂的神舟号系列飞船。
载人飞船驱动信息化
“我们厂的信息化是与载人飞船同步发展起来的。”北京卫星制造厂信息中心主任林小青开门见山。自从921工程确立开始，北京卫星制造厂就开始了“神舟”飞船舱段主体结构的研究生产工作。
但是，很快他们发现，现有的设计、生产技术满足不了载人飞船的生产要求。“载人飞船轨道舱、返回舱等结构制造任务，工艺更加复杂，精度要求更高，非信息技术不可。”林小青举例说，如果加工一条半圆形的弧线，普通机床和操作人员很容易就可以做到。但是，要加工一条空间曲线或曲面，就必须利用数控机床和信息技术。
于是，从1995年开始，厂长亲自牵头，引进大型的CAD/CAM软件、数控机床，并成立信息化办公室，面向全厂举办不同层次的信息化培训。林小青所在的部门，更是钻研CAD技术，使一些复杂的工艺加工过程成为可能。他们所研究的“神舟飞船结构计算机辅助制造技术”，荣获国家科技成果二等奖，单项技术荣获此类奖项是第一次。
“没有飞船要求，我们厂的信息化可能要慢一些；但是如果没有信息技术，也不可能完成飞船生产任务。”林小青这样总结IT与飞船的关系。
信息化提升研制能力
说起北京卫星制造厂的信息化，几乎达到了“无孔不入”的地步。记者在参观数控车间时，巧遇厂长，作为航天信息化专家的他骄傲地说：“我们厂600多台电脑，车间工人都是通过计算机操作，文件报送甚至派车都是网上进行。”
在数控车间，记者看到每台数控机床都有计算机“陪伴”左右，工作人员一边观看计算机的程序，一边操作大型机床。这些程序正是林小青和他的同事们提前编好的工艺程序。
“以前是平面图纸，工人拿到后至少要看2～3小时才能想象出零件的空间构图。但现在，工人不仅能在车间直接看到零件模型，而且每一步怎么做的都通过动画显示出来了。”林小青认为，信息化提高了产品研制效率，在卫星研制过程中发挥了重要作用。一颗卫星最初要10年才能生产出来，现在两三年就可以完成生产。
就拿大型结构板来说，要在有限的空间内加工500余个大小不一的孔位，通过CAX技术的应用，数控工艺编制时间由原来的7天缩短至3天。工人可通过DNC系统察看并下载零件模型和数控程序，不仅可看到零件模型的每一个部位，便于快速解读零件加工工艺，而且能看到每个孔位的加工过程，经过仿真验证的数控程序可直接用于生产加工。
目前，借助CAX技术，数控车间日常生产基本实现无纸化办公生产，并取消了试验件，大大节约了成本，提高生产效率40%。
神舟六号的飞船结构件就是从这条信息化的生产线出厂的。相比较神一，“神六”的工艺更加复杂，北京卫星制造厂也不断扩展信息技术，挖掘数控机床的功能，使星船结构制造达到了新水平。
集成是大方向
除了科研信息化系统，北京卫星制造厂也逐步向管理信息化发展。2004年3月，北京卫星制造厂实施的AVIDM(航天飞行器集成设计与制造)系统，在企业内所有在研型号中全面应用。
在AVIDM系统中，所有技术文件被集中管理，并具有统一的权限控制，规范了产品数据管理。目前系统保存了各类技术文档4万余份。在授权之下，年轻的技术人员能够通过查阅已使用的工艺技术文件，学习了解相关技术，快速成长。
同时，北京卫星制造厂还全面运行了OA系统，企业内部的公文流转、会议申请、公务派车等日常办公信息，改变了传统的手工传递和纸质管理方式。
另外，2005年初质量管理系统也投入使用，生产质量数据采集已经在所有在研型号中推广应用。技术问题处理单、废品通知单、不合格品通知单都通过系统进行，使质量管理部门和质量检验部分的工作效率提高不少。
下一步，北京卫星制造厂将实施生产计划调度管理系统，它关注内部生产计划。这是航天器企业独有的特性——完成每一个订单都需要一个很长的周期，遇到紧急任务时还要不断调整。因此，生产计划非常重要，生产管理系统将为生产管理人员、决策层提供及时、可靠的信息支持。
如此分散的信息系统，正是中国航天信息咨询中心主任董碧丹所形容的“信息孤岛和烟囱”。她说，航天科技集团要实现“数字航天”的目标，必须走一条应用集成的道路。这已经写在了集团“十一五”的规划中。
林小青也意识到了系统分散的弊端。在北京卫星制造厂，技术部利用CAPP（计算机辅助工艺规划）所产生的工艺文件，要转存到AVIDM系统中，两个系统的数据倒来倒去，很容易出现差错。且不说信息不能共享，工艺文件也没有统一出口，有时这个系统改了，那个系统还是旧版本。
因此，北京卫星制造厂已经开始了系统集成之路。第一步就是CAPP和AVIDM系统的深度集成，2005年底将完成初步在用。
“根据集团的总体规划，集成是一个必然方向，但是也比较困难，具体方案还要由我们自己来出”林小青说。不过，他告诉记者，厂里已经准备好了大部分系统集成方案。
神舟六号历经115个小时的飞行，以其高可靠性为这次太空之旅划上了一个圆满的句号。神舟软件功不可没，用总经理车玫的话说是“我们也是‘神六’的一部分”！
数字化管理的15年探索
在神舟六号飞船发射时，车玫没有到酒泉发射现场观看。而本来给她预留的北京飞控中心的位置，她也因为工作忙没有抽开身。
但是，车玫和“神六”所有工程师一样紧张。这是因为她领导的北京神舟航天软件技术有限公司（简称“神舟软件”），为这次任务提供了一个核心管理平台——AVIDM系统（航天飞行器集成化设计制造系统）。
神舟六号历经115个小时的飞行，以其高可靠性为这次太空之旅划上了一个圆满的句号。北京神舟航天软件技术有限公司（简称“神舟软件”）功不可没，用总经理车玫的话说是“我们也是‘神六’的一部分”！
北京神舟航天软件技术有限公司总经理 车玫
“我们也是‘神六’一部分”
神舟软件是中国航天科技集团2003年整合航天软件资源的产物，但汇集中国航天人集体智慧的AVIDM框架软件早在90年代初就诞生了。当时，航天系统CAD、CAM开始应用，以梁思礼院士为代表的航天老一代专家提出，航天在计算机应用预先研究领域应该考虑CAD/CAM的集成，“航天设计制造集成”的概念首次出现。
最初的AVIDM只是框架软件，后来才发展成为平台，现在可以管理型号产品方案设计、详细设计等各阶段，把整个研制设计流程很好地集成起来，定义规范的研制过程模型，把所有的数据都集中到这个系统中。“十几年来，AVIDM在‘神舟’、‘神箭’等型号产品研制过程中得到广泛应用，2001年航天科技集团下发红头文件，决定厂所、院和集团统一到AVIDM平台上管理。”车玫回忆说。
此次“神六”就是在AVIDM平台上进行研制和管理的。“设计数据、工艺文件都通过这个系统出口，一个单位的注册人数有2000多人，而同时在线工作的将近300人。”车玫说。
因此，AVIDM成为“神六”研制的一个核心平台，它为顺利完成载人飞船的研制工作提供了有效的基础保障。在航天专家们利用平台工作时，车玫的手机是24小时开机，随时解决设计师们关于软件系统的问题。而她的同事，更是陪着工程师加班加点，经常晚上10点、11点还在用户那里工作。
从2.5到3.0
与“神五”相比，基于两人多天的飞行任务，神舟六号飞船的技术改进达110项。AVIDM也从2.5版本升级到3.0版。
“技术在不断发展，用户的需求也在不断增多。”车玫说，航天用户的日常工作已经离不开AVIDM，随着科研管理水平的提高，用户在实际应用过程中对系统提出非常多的需求。有的用户希望AVIDM能够提供更多的管理功能，如质量管理、项目管理、合同管理以及设备采购等。
因此，AVIDM系统随着航天任务的不断深入，也在不断改进和完善。在“神五”设计阶段采用的还是AVIDM2.5版本，到“神六”研制时，全面升级到AVIDM3.0版本，该版本除了具备一般PDM产品的功能外，还扩充了项目管理、计划管理等功能。
“从技术上来说，AVIDM与国际同步；从功能上讲，AVIDM日趋完备。” 车玫认为，“航天型号研制流程是AVIDM核心竞争力。”
AVIDM最大的优势是让数据统一规范。以前，设计图纸经过纸质传递，人工手批，但现在都在系统中完成，极大保障了数据的安全性与可靠性。AVIDM定义了统一的工作流程，所有文件只有一个出口，保证了设计文件版本的统一和规范。系统设置了多种安全防范措施，保证了数据的安全性。
为国产软件争气
车玫说，在“神六”发射前，她也是非常紧张的，担心软件故障导致文件错误。果然，在“神六”发射前的20多天前，AVIDM在“质量归零”的检查中，发现一个小错误，带出去的文件很可能与系统文件不一致。经过每一个环节的排查，最后证明是虚惊一场。
现在，“神六”发射成功了，除了自豪，她更感觉到压力：“国产软件也非常艰辛，面临的对手非常强大。”但是另一方面，神舟软件为火箭、为飞船研制提供基础平台，也让公司的所有员工感到自豪。“神六”上天，也说明国产软件是可用的，而且可靠的。
车玫说，“员工们如果到别的公司，或许可以有更好的收入，他们为什么留在神舟软件？靠的就是一种民族精神。”这正是神舟软件所提倡的一种工作理想——创新、敬业，以推动民族软件产业发展为己任。
神舟六号由数百套仪器设备组成，这些仪器设备又由千万个电子元器件组合制造而成，这依赖于供应链上各个环节的配合，航天供应链系统应运而生。
航天供应链项目总师郝世刚
航天供应链，牵一发动全身
在载人飞船的总体设计部，一群设计人员最终讨论决定搭载22台空间计算机。设计人员甲打开电脑，查看了系统里的计算机研制单位，并给乙单位发出了具体需求。
在收到订单后，乙单位迅速组织专家研究太空计算机的性能，并通过系统给下一级计算机元器件供应商丙发出供货配套的指令。一条设计、研制、生产、装配计算机的供应链很快形成，甲乙丙通过系统交流、沟通，对计算机性能和元器件性能反复讨论研究，最终满足了载人飞船高可靠性的要求。
这就是中国航天科技集团正在进行的“航天重大型号供应链平台开发及应用”系统，简称“航天供应链”系统（ASCM）。这个以“神六”为验证性应用的供应链系统，一边研制一边应用，在今年底就将正式验收。之后，它将在“神七”、“神八”乃至探月工程上推广应用，对上千家单位、上万种产品进行统一调配与管理。
在神舟六号成功发射并安全返回之后，记者终于有机会采访到航天供应链项目总师郝世刚。
在项目实施过程中，这样的汇报会定期举行
卓越成果在航天的应用
作为该项目总师，郝世刚参与了航天供应链项目的总体策划、组织和协调。他对这个项目的理解是“863成果在航天领域的应用”。因此，“建好”和“用好”是该项目必须完成的两大任务。从技术角度讲，要实现领域内的突破，即“领先半步，进入无竞争的自由领域”；从管理理念上讲，要实现“超越自我，拓展多元化的高层次协同空间”。
几年前，中国航天科技集团提出了“发展数字航天，铸造国际一流宇航公司”的长远目标。郝世刚说，纵观国际宇航公司，如美国宇航局，欧空局等，信息化已经达到了相当高的水平，正是信息化技术的广泛深入应用，使得这些公司的产品走向世界、领先世界并广泛占领国际市场。
在这种格局下，航天科技集团要建“国际一流宇航公司”，必须加快信息化的步伐。由于航天供应链涉及的企业数量众多、地域分散、配套层次多、科研生产管理关系复杂，对供应链信息化建设提出了迫切的要求。航天供应链管理系统正是科技部863计划高科技成果在航天领域的集成应用。
2004年10月14日，科技部批准航天供应链项目正式启动，同时与中国航天科技集团公司签定相关合同，这是我国军工行业上下游企业协同的首次探索性实践。集团公司将它定为“一把手”工程，统一调配全集团的相关资源，全力以赴为该项目保驾护航。
最重要的是质量
“航天供应链项目是为“神六”提供配套物资的系统，对产品质量的把控是系统设计的第一原则。”郝世刚说，“为宇航产品提供的物资，技术含量和等级非常高。”航天供应链系统在设计开发上重点考虑了这方面因素，针对质量问题和隐患，要求实现“早发现、早解决、可追溯、可借鉴”等目标。
首先在入口上管住。比如电阻，首先对生产电阻的企业进行资质认证，看其是否有承担军工产品生产的资质，在此基础上整理出企业优选目录。第二步，对企业的电阻产品进行评估，判断它能为哪些型号使用。假如确定它能满足“神六”的需求，便被正式选进“神六”物资供应系统。入选的企业和产品在网上公布，它就是惟一的电阻供应商，其他电阻则不可以进入选择领域。
选择好电阻的供应商，并不代表就此可以放心地坐等交货，这不是航天产品的生产程序。技术人员可通过航天供应链系统，随时掌握供方的进度、质量等信息，使所选产品做到“过程受控”。
无论“神六”还是“神七”，他们都有一个生产周期，因此每一种产品都必须在规定的时间内达到标准，从而保证航天计划的实施，这是国家战略的一部分，更与国家利益相关。在确定了上下游的供应关系后，主管人员要到产品供应方实时监制，对其生产进度、产品质量进行监督、验收，这些都将以电子文档的形式在系统中保留。双方设计人员则可以通过供应链平台，对产品的性能、外观等相互探讨。
郝世刚举例说，今年一个生产电阻的公司就通过供应链平台推荐了电阻的新工艺。传统的航天产品上，所用电阻多以焊接的形式安装，而电阻最新工艺发展为“薄片贴装”，这不仅减轻了重量，可靠性也提高了很多。主管人员看到电阻公司的建议，经讨论后很快决定采用“薄片贴装”的电阻。
“如果是传统的工作模式，决策不可能如此之快。”郝世刚认为供应链系统改变了工作方式，提高了工作效率，平均订货周期从3个月缩短到6周。
航天产品分为单机、分系统和总体三个层次，因此不同产品的匹配非常重要。航天供应链系统保存了每一种产品的所有信息，如果出现问题，可以很快追根溯源。产品质量追溯范围达到100%，追溯周期由1个月缩短为1天。前期质量控制好了，可以使发射场因物资引起的质量问题由30%降低到15%。确保了航天物资固有的质量问题在地面解决，决不能将隐患带到天上。
五大关键技术
航天供应链项目联合了清华大学、中国科学院、哈尔滨工业大学、浪潮以及神舟软件等科研院所和研发机构、软件团体，进行软件系统的总体集成与应用开发。经过一年的策划、设计、开发、测试、部署和协调，目前项目进入了“系统联调”时期，即整个系统完整联合调试，项目初步成果将于2005年年底交付验收。
与IT领域通用的供应链系统（SCM）相比，航天供应链集合了863重大科技成果，具有五项关键技术，能够满足航天重大型号应用的需求，实现上千家企业、数万种产品的供应链协作。
首先，系统是开放的多维网状供应链架构。通过特有的接口技术，航天供应链系统做到了“进出有序”。虽然航天产品的上下游关系是长期稳定的，但淘汰或新增一些供应商也是必然的。现在有一千多家供应商，如果再增加一家，也很容易就进入供应链系统。多维网状架构，则意味着任何两点之间都可以互动，奠定了相互分享信息、互相信任的基础。
第二，系统采用了授权自主管理的分布式应用模式。这考虑到了不同企业的信息化水平。有的企业也许还是手工作业，有的只有几台计算机，也有的已经有了生产管理系统等，还有的企业内网建设成熟。如何才能让信息化水平千差万别的企业同时进入一个平台？分布式应用模式便可以实现，既保持企业个性化的信息状态，又分享了系统所需要的信息。
另外三个技术分别是可快速扩展的柔性接口技术、基于航天专网和互联网的虚拟网集成技术和基于角色控制的全方位的安全技术。一方面使上千家企业连接方便，另一方面又可以保证网络安全，防止关键信息泄密。
就在记者采访项目总师郝世刚的当天，他还在组织召开“联调测试”会议—需要协调的事情特别多。不过，他相信这个具有国家自主知识产权的供应链系统明年就会“遍地开花”，在航天供应链的上下游全面部署，为“神七”、“神八”以及将来的探月工程发挥作用。郝世刚希望，有志参与航天事业发展的供应商积极参加到ASCM系统中来，为祖国的航天事业贡献一份力量。
采访手记
不可能完成的任务
早在“神六”发射前就在酝酿这个选题了，觉得这是个新闻热点，并开始联系采访。随着采访的一步步深入，我发现就像一层层剥开的竹笋，载人航天工程太复杂了。
就拿载人航天工程的七大系统来说，就不是哪一个单位可以全部完成的。航天员系统要与医学相连，飞船应用系统与中国科学院密切相关，飞船系统和运载火箭系统，则分别由空间技术研究院和运载火箭技术研究院打造。单单一个飞船系统，也有几万人为之工作，他们分布在北京、上海、西安、内蒙等祖国的各个区域。
术业有专攻。如此细致的分工，确保了飞船的高可靠性，也使任何一个专家都只能对神六的某一个部位或零件非常了解。如果要完全弄明白“神六”与IT的关系，恐怕不是一两次或一两天的采访就可以完成的任务。
面对这个不可能完成的任务，我尽可能多走访一些老专家，尽可能丰富采访对象。从“神六”本身、529厂、神舟软件和航天供应链系统，我找到了IT对神舟六号直接或间接的贡献。当然，这仅是“管中窥豹”，还有更多的故事等待我再次挖掘。这篇文章有邹美琪、姚居芮、尉立本、朱鹏举等老专家的心血，更有董碧丹、李传保、张永中等航天科技集团同志的大力支持，在此一并表示感谢。
