随着不断敲击的键盘声，一个“新研项目”的需求参数被输入到相应的表格框，回车的一瞬间，闪烁着光影的屏幕在飞速检索...检索完毕，用时2.89秒，与该项目具有类似指标参数的光学镜头被一一罗列出来。这不到3秒的检索，是20年前近半个月的工作量，而这一切的改变，也源自二十年前的规划。彼时，某设计软件的引进叩开了光学产品数字化的大门；此刻，二十余载的耕耘与沉淀，中国航天科工三院8358所自行建立“光电数据库”已成为探索光电路上数字化转型赋能的大纛，旗帜所向、引领远航。

 

　　从“0”到“1”，自建光电“军火库”

　　光学产品生产前期的设计和布局是一个复杂的系统工程。随着科研生产任务数量急剧增加，光学系统性能要求越来越高，其结构形式越来越复杂，为解决科研生产中需求与能力不匹配等诸多问题，1990年初， 8358所第五研究室“临危受命”牵头筹建所光学产品数据库，该数据库作为现今所内光学产品的“经络”和“血管”，在产品设计、生产过程中起到了规避重大问题、保持产品性能稳定的中枢力量。

　　项目伊始，“建立什么”和“如何建立”这两个问题就摆在科研人员面前。之于前者，数字化设计方式刚刚引进应用，这个库中到底需要何类、何种深度的数据尚不可知；之于后者，在当时光学产品制作领域没有任何可供借鉴的建设执行方案。而所有参与人员更为担心的是建成的数据库能不能在日后良好的应用。所以，科研人员将重心集中到“怎么应用”这个问题上，通过对光学产品设计、生产、测试以及应用等角度出发，博观约取，踏实笃行，确立了数据库建立的内容及执行方向。

　　从光学设计本源出发，通过对各类材料供应商所提供的数据总结，结合实际应用过程需求，建立材料数据库；根据对产品设计使用环境因素及评价体系需求，建立环境数据库。从有效继承以往经验、简化设计流程角度出发，将已有产品进行分类总结，建立光学产品参数-模型数据库；再通过设计应用相关理论的研判筛选，结合设计载体自身特点，形成二次开发程序数据库；从设计仿真与实际产品对应性角度出发，通过对整体工艺链路的分析，提取工艺方式、量化记录数据点位，建立工艺数据库；通过精炼测试过程有效判定结果及其与设计仿真的对应关系，制式化测试方式及采集方式，建立测试数据库。

　　对于新产品，设计师可以根据其性能需求，在光学产品参数-模型数据库中检索品型相似产品，应用材料数据库、环境数据库信息，调用所需二次开发程序数据库内信息，在其基础上进行设计研发，仿真分析；工艺人员自工艺数据库调用所需信息，编制产品研制工艺；测试人员应用测试数据库相关信息，编制产品测试工艺。新技术、新产品、新工艺经过验证后亦可总结进入数据库中，实现数据库的不断自我更新和进化。

　　伴随着所内产品更新换代，一项项技术也被凝炼出来——无热化设计技术、无压化设计技术、共孔径设计技术、非序列追迹下杂散光抑制技术等等，这些都是多年来一代代设计师总结下来的知识宝库。同时，一项项成熟的工艺规程也被提炼了出来——高精度反射镜装校工艺、精密装校工艺、多孔径多支路光轴一致性装校工艺等等，这些都是多年来经过一代一代产品生产工艺人员总结下来的宝贵财富。随着一项项产品信息数据被提炼掌握，8358所首个针对航天光学产品研制的自动检索光学数据库正式投入使用，实现了从“0”到“1”的突破。

 

　　降本增效  打造一流数字化产品线 

　　在研发端，光学数据库的使用，将研发过程由原有的“设计-生产-试验-优化”流程转化为“设计-优化-生产-试验”流程，成功解决了原有试验后置；而快速检索与二次开发程序数据库的应用，有效地提高了设计效率，解决了产品多线并行的问题。而在面对研制过程中出现问题的产品时，详尽的记录过程与仿真可有效在虚拟环境下复现相应问题，查明问题原因，实现快速定位产品问题环节，减少试验成本。

　　在生产端，MES、MPM、TDM等一系列数字管理系统的应用，提升了对数据采集的效率，并且也使得数据库在生产过程中的更为便捷。进一步实现将仿真数据与现实数据建立映射关系，及相互验证、互为佐证的逻辑关系。

　　设计、生产及测试数据一体通联，在设计过程中，充盈的检测、实验数据赋予设计过程仿真结果真实性的不断趋近；生产过程中，完善的记录数据保证整个过程中的准确性与可追溯性；检验测试过程中，详细仿真的设计结果数据可对其进行有效地指导，而其产生的相关结果与设计预期的对比验证也再次应用于对设计仿真过程的优化及试验的正确性评定。以上数据链路的打通，使虚实之间连接作用，进而降低研发试验成本，增强产品研制效率。

　　“原本需要四个人完成的活儿，现在一个人就能独立完成，而且时间只有原来的三分之一。”负责操作相关自动化设备的小李说。时至今日，光电库的成立已经使生产工序中已有近60%的工序实现自动化，总产能提升了近三倍。

　　“设备之间实现内网互联，一键扫码实现上下游工序的无缝衔接，是我们接下来的任务。”项目组成员认为未来的生产更精益，设备互联是必然趋势。

　　近几年来，8358所深入推进工艺振兴战略，推进光电产品制造模式革新，建立了多条规模化光电制造生产线，实现生产全程可追溯，便于统计整合与数据分析，大幅提高生产效率，实际应用后，以某光学镜头生产为例，其生产效率较之前提高30%。

 

　　薪火相传  砥砺发展向未来

　　八十年代初期，当时的光学系统设计还是原始的手算模式，一张算纸对应一片透镜，透镜两表面每个面追迹6根光线，一个镜头的资料就是钉在一起的几张薄纸，现在看来艰苦而“简易”。回忆起这段手算镜头的经历，科技委孟军合主任说道“手算设计镜头费时间，算完后最怕的就是出错。能检查出错误还行，检查不出来就只能等镜头装出来才能发现，但也不知道错在哪，还是要重返工。后来，大家慢慢摸索，建立了一套具有自校准功能的计算表格，才算临时解决了这个问题。”这套具有自校准功能的表格就是现在光电数据库的雏形了。直到所内迎来了为光学设计而采购的第一台计算机，从这时起，所内开始使用国产软件进行光学设计，但就真的只是“设计”，因为当时的国产软件还不具备优化功能。就这样，一直到设计组成功引入国外光学设计软件， 8358所光学设计才算是真正进入了数字化设计仿真阶段。

　　万事开头难，软件刚引入的时候，大家对他是两眼一抹黑。当时，啃晦涩的英文专业技术书、跟外国人用英语交流问题，尽管阻力重重，但熟悉软件、请教国外软件工程师是唯一我们能做好也必须要做好的事。“部门在人才培养上有自己一整套规范的流程，但光学设计水平也是分上下的，能熟练运用软件是两个完全不同的阶段，而我们必须要做到扎实专业功底、活学活用！”在教导新入职人员尽快上手光学设计工作时，张晨钟主任一边指导他根据光线走向调整优化程序一边说。

　　“做变焦镜头设计时，考虑到凸轮升角变化太剧烈结构设计难以实现，方案设计时我按咱们现有的设计方法控制了动组走向。其实理论一直都在，而理论到实际设计才是难点，在项目中遇到新的问题也是常见的，此时最关键的是时效和准确性。我做的工作其实很简单，因为之前有大量的数据积累。一方面，从光学产品参数-模型中调取相关设计的结果，对各设计结果进行综合性分析，从中找出此类问题的共性特点及影响因素；另一方面，自主二次开发程序数据库调取此类程序数据，在经过“裁剪-缝合”再加一点创新，凸轮曲线在光学、机械、制造等方面的综合评价拟合优化程序就这样做好了。从数据库中继承的是前人的经验与智慧，而加入的是新人的新思索，我也希望有朝一日我的设计与方法可以通过数据库为载体被更多后来人应用。”张冰锐在设计组技术交流会上介绍自己变焦镜头设计理念时这样说。

　　从手算镜头到“设计”镜头，到能编写宏命令灵活使用软件进行联合设计。8358所光电数据库经历了三代人的传承与积累，一步一个脚印的共同打造了8358所数字化转型的过去与现在，而且未来可期。

　　峥嵘头角沧波里，不得兴云志不休。从手工推演到数字赋能， 8358所通过十年如一日的拼搏与奋斗，加速推进了数字化、智能化制造转型升级，海量的数据参量是光电数据库的强大资本，一块块工艺的模板是实现自动化、产业化、规模化的标签。日出而耕，扫描机清脆的滴答声，像是打破沉寂的号角，令出如山，飞速检索的光幕就是津航人眼中上下翻舞的大纛，助力8358所在“十四五”高质量发展的道路上披荆斩棘、无往不利。