確保型號首飛成功質量管控實踐

◎北京宇航系統工程研究所 于煜斌等

確保型號首飛成功質量管控實踐

◎北京宇航系統工程研究所 于煜斌等*

針對型號首飛時存在技術狀態復雜、質量問題多、進度限制緊、狀態不到位等影響因素，從設計質量與產品生產質量2個角度提出了首飛保成功的一般措施和強化措施，涵蓋設計參數、結構特性、執行過程、地面試驗、參試產品屬性和管理措施等多個方面，介紹了實施質量管控使設計與產品質量受控的效果，以及今后的工作思路。

新技術多、技術難度大、研制周期短是新型號研制的突出特點。型號首飛是對總體設計方案和產品質量的綜合考驗，是影響范圍最大、考核內容最多、實施風險最高的系統級驗證試驗，同時還存在技術狀態更改多、技術狀態偏離多等特點。為確保首飛成功，在總體質量管控中堅持執行“常規要求全面覆蓋，重點突出強化管控”的指導思想，在質量管理上牢固樹立“零缺陷”和“第一次就把事情做對”的工作理念，立足型號研制歷程和首飛任務的特殊性，在執行各級質量

管理規定和充分借鑒其它型號成功經驗的基礎上，提前策劃各項工作，根據研制特點多管齊下構建型號保成功措施體系架構，制定強化管理措施，確保保成功措施全面覆蓋各項工作，為首飛試驗的圓滿成功奠定堅實的基礎。

一、指導原則與總體規劃

1．指導原則

確保型號首飛成功的質量管控措施應遵循以下指導原則：質量控制要求覆蓋航天型號、各級質量管理規定；質量控制過程覆蓋全彈產品的設計、生產、試驗等各個環節；質量控制結果量化評價、確認；持續辨識風險，強化總體牽引下的全局協同，持續化解風險；突出型號技術與管理特點，有針對性地開展強化工作。

2．總體規劃

在上述指導原則下，制定確保型號首飛成功的一般措施與強化措施，并付諸實施。

（1）一般措施

在各級已有要求的基礎上，借鑒其它型號的研制經驗，進行加嚴處理，形成型號保成功技術措施的一般性要求，主要表現在以下3個方面：

一是常規性要求。在已有質量管理要求的基礎上，針對各項要求進行加嚴處理，在試樣階段初期制定型號試樣研制及飛行試驗質量控制要求，從設計、生產、試驗、專題復查等方面強化質量控制的常規要求。

二是出廠專項工作。借鑒其它型號的工作經驗，重點圍繞設計、產品、試驗3個核心進行總體策劃，并在首飛前開展專項工作，以確保型號產品設計正確、質量合格。

圍繞設計開展可靠性（含兩類故障模式）、單點故障模式及關鍵特性分析，安全性分析，技術風險分析（含“九新”），環境適應性分析，專項設計復核復算分析等工作；圍繞產品開展技術狀態更改，軟件質量、元器件質量、原材料檢查確認以及電線電纜、火工品質量、定力矩安裝及防松措施控制、工藝技術狀態的檢查確認，彈上產品超差代料統計和測試覆蓋性分析，總裝測試質量控制，專項質量復查，質量問題歸零等控制工作；圍繞試驗開展試驗充分性分析、測試覆蓋性分析等工作。

三是產品驗收。在借鑒其它型號驗收經驗的基礎上，全面采用“兩級表格化驗收與產品現場確認相結合”的制度，即分系統對單機、總體對分系統均采用表格化驗收的同時，設計人員必須現場對所驗收產品進行實物確認，并對關鍵指標進行現場確認，從而確保首飛產品表格化驗收率100%、產品實物確認率100%。

（2）強化措施

針對型號特點制定了保成功強化技術措施，主要表現在以下3個方面：

一是獨立專家組評估。圍繞確保首飛成功的目標要求，組成以院士為主任的獨立評估委員會，匯集各系統及專業的型號系統和專業技術專家，從各專業領域為確保任務成功提供決策支持。

二是強化工作措施。型號項目隊伍持續開展風險辨識，結合型號研制過程中暴露出的各種問題，綜合設計方案和產品質量2個方面存在的風險，主要針對設計參數、結構特性、執行過程、地面試驗、參試產品屬性和元器件、軟件及測試工作制定了強化工作措施，不斷降低和化解后續研制工作及首飛成功的風險。

三是補充試驗項目。針對型號特點，以地面基于流程、飛行基于剖面為原則進行試驗充分性分析，從技術狀態變化、綜合環境加嚴考核、新認識補充驗證等方面出發，在首飛前補充試驗項目，逐漸完善試驗充分性。

二、強化措施的落實

分別從設計、生產、試驗、流程等角度針對首飛存在的風險點和質量管控重點深入開展工作，提出7項確保首飛成功的強化工作措施。

1．設計參數交聯影響分析確認

首飛之前，總體與分系統全面開展設計參數交聯影響分析確認。各分系統以總體參數為核心進行設計參數合理性分析，確保設計參數閉合，滿足總體設計指標要求，明確系統動作對其它系統和環境的影響，并以總體參數為頂層事件進行自上向下的設計參數關聯影響分析。根據各系統參數分析結果進行總體方案設計參數合理性和閉合性分析，對總體與分系統設計參數的交聯影響性進行分析，重點對各分系統之間、總體與分系統之間的銜接關系和正確性進行復查，并由各分系統對交聯影響情況的分析結果進行確認。

2．總裝流程的結構特性分析確認

在總裝操作過程中為確保產品總裝質量受控，以總裝流程為主線，針對每一個步驟及動作統計分析與之有關的產品，統籌考慮局部結構尺寸的配合關系，運用尺寸鏈分析方法對各產品結構設計的協調性進行檢查與分析，對操作的可執行性進行檢查，同時對涉及的附件和工具的完整性進行檢查。各分系統提供產品結構特性、總裝過程要求及相關附件和工具要求，總裝廠在首飛產品總裝前完成總裝流程的結構特性分析工作，并固化總裝工藝。

3．時序鏈路特征事件的條件、接口及結果分析確認

為了確保每一個飛行時序動作執行的正確性和準確性，對每個飛行時序動作或影響成敗的關鍵環節進行系統梳理。時序動作鏈路確認以飛行過程中的時序鏈路為主線，按照時序發生→傳遞→執行→結果確認→影響分析的過程，借鑒故障樹的分析模式，統計分析全部飛行過程中的控制時序動作，全面確保點火后執行過程的正確性。針對特征事件逐層分解動作執行鏈路中相關聯的產品，檢查事件涉及的接口和軟件等，分析事件發生時所處的條件及在該條件下動作發生的準確性，并分析事件可能產生的結果，給出該結果對于后續動作的影響分析。

4．地面試驗邊界條件及其結果再分析確認

經過方案、初樣及試樣階段的工程研制，型號在首飛前已充分完成了設計、生產、試驗工作，包括總體大型地面試驗幾十項、單機及系統級地面試驗一千多項，獲得了大量的試驗數據。但這些試驗的邊界條件與試驗效果是否達到首飛要求以及能否覆蓋首飛工作的全過程，還需要開展深入的試驗充分性分析。

首飛任務試驗驗證充分性分析的范疇是參試產品涉及的單機、系統，目的是對各研制階段的單機、系統、總體試驗驗證充分性進行全面的概括、總結與分析。

針對總體及各分系統各階段策劃的單機和系統的地面試驗項目進行分析，重點分析試驗策劃、試驗設計、試驗驗證、與以往相關型號地面試驗項目對比及試驗結果分析等情況。分析各分系統對總體各項技術條件要求和試驗條件的試驗驗證情況，并給出單機和分系統的試驗驗證充分性結論；針對每一項具體試驗進行試驗邊界條件分析和試驗結果再分析，梳理試驗邊界對設計條件、工況的覆蓋性和試驗邊界考核的真實性，通過試驗結果再分析重新認識各項地面試驗結果對首飛試驗的驗證考核結果，對于確實無法通過地面試驗驗證的項目，需進行相應的仿真與分析。

針對首飛實際使用的各種工況進行分析，重點關注技術狀態變化、新的認識等方面帶來的影響，關注各系統級試驗銜接部分的驗證。對各研制階段策劃的總體大型地面試驗目的、狀態及驗證情況與試驗結果進行綜合分析，從使用工況的角度分析各項試驗項目對首飛實際使用的各種工況的覆蓋性，分析地面試驗的結果對覆蓋首飛任務各使用剖面的驗證充分性。

5．強化產品狀態管理與確認

首飛型號初樣和試樣工作交叉嚴重，新技術眾多，在各系統研制不斷深入的過程中均存在較多的技術狀態變化項目。針對首飛保成功的要求，需要各系統嚴格控制首飛產品的技術狀態，做到技術狀態全面受控，建立單機與總體的雙向技術狀態協同管理機制，按照規定通報技術狀態的變化，在全型號范圍內同步認識技術狀態變化的影響。首飛產品交付總裝前完成全部產品的技術狀態確定，各系統及單機研制部門對參試產品的技術狀態進行確認并固化。

按照《航天產品技術狀態管理》規定執行技術狀態控制，具體遵照以下3條原則：

一是以型號“兩總”為主體成立型號技術狀態控制委員會，負責型號技術狀態的過程控制，按照“論證充分、各方認可、試驗驗證、審批完備、落實到位”的原則嚴格控制技術狀態變化。

二是對于一般技術狀態的變化，有關責任單位均組織審查并履行審批手續；對于重大技術狀態更改，組織專家進行專題審查；對于第三類技術狀態變化填寫審批表，保證技術狀態受控。

三是通過“四查”確保技術狀態變化的可控性、更改的正確性。檢查影響飛行試驗關鍵產品的技術狀態和工藝狀態變化的履歷；檢查技術狀態變化的影響；檢查技術狀態變化驗證的充分性；檢查技術狀態變化的落實結果。

從產品發生的技術通知單、質疑單、更改單和歸零情況出發，分析首飛產品發生的技術狀態變化及超差特許，并關注首飛借用產品的技術狀態控制情況。技術狀態變化包括工程更改和偏離兩部分。

技術狀態偏離是指首飛試驗大綱要求狀態與試樣狀態之間的偏離情況，是當前的臨時狀態。技術狀態偏離的原因主要包括：首飛使用初樣投產產品，是以試樣圖紙確認后同意使用的產品；首飛特殊狀態引起的技術狀態偏離；歸零措施未到位確定的首飛狀態引起的技術狀態偏離；首飛不考核引起的技術狀態偏離。

6．持續辨識風險并強化風險管控化解

首飛任務風險評估的關鍵點和難點在于風險項目的識別，只有盡可能全面識別任務中的風險才能夠對項目進行控制和評價，最終合理評估首飛任務的風險。因此，針對首飛試驗的特點和需求，在對研制過程中的技術設計、產品狀態、操作過程和管理過程充分掌握的基礎上，準確識別首飛過程中存在的技術、產品、操作和管理風險。

根據首飛風險綜合評價結果，梳理確定出高風險項目、中風險項目和低風險項目，并分別有針對性地提出消除、降低、轉移或接受的應對措施，然后根據風險嚴重性等級和風險可能性等級評價標準進行評價，形成風險項目綜合評估結果，確保風險應對措施充分、有效和合理。

7．試驗基地復查項目確定與質量控制

在進入試驗基地后，根據產品實際情況持續開展復查工作，確保不出現設計、產品上的質量問題。試驗基地復查項目按照如下原則進行確定：

依據出廠時各專項評審及綜合評審中專家重點關注的問題確定復查項目；根據型號首飛特點，從關鍵技術、新狀態、新產品、新環境確定復查項目；參考以往型號首飛復查中的工作經驗，圍繞設計、產品質量確定試驗基地重點關注的問題，作為試驗基地復查項目；對型號以往發生的質量問題、試驗基地新出現問題進行系統反思，確定復查項目；根據試驗基地實際工作情況、首飛產品實際狀態確定復查項目，如針對發射環境情況，確定開展信息化發射平臺低溫環境適用性復查；試驗基地復查項目實施動態管理，可隨時根據工作情況提出需補充開展復查的項目及內容。

復查的具體項目采用“自下而上、自上而下”的方法進行確定。首先由各系統按照復查項目確定原則，根據自身特點梳理復查項目并上報試驗技術質量組，由后者組織設計師系統梳理和整合上報項目，確認各項目的開展形式，并按要求組織評審，最終由“兩總”確認執行。

試驗基地復查分為單機、系統和總體項目，不同級別的項目通過不同的形式組織開展。單機級項目由單機承研單位組織，所屬系統負責把關；系統級項目由系統承研單位組織，由系統單位組織復查結果審查并經相關系統認可；總體項目為綜合類項目，由試驗技術質量組牽頭，前后方協同，通過召開會議形式將相關各系統對各自狀態、接口、設計條件、執行情況及理解認識等重新梳理分析，徹查可能存在的問題。

為確保試驗基地復查切實有效，從進場后即開展復查，邊復查邊審查，按照試驗基地工作的安排適時完成復查：對于影響分系統測試的項目，要求在分系統測試前完成；對于涉及到總裝、總測的項目，要求在總裝、總測中完成復查確認；對于發射場區的復查項目，要求在進入發射場區前完成復查確認。

三、實踐效果

按照確保型號首飛成功的質量管控措施，從進入試樣研制開始就按照首飛的標準不斷完善各項工作。針對一般性要求，型號落實了各級質量管理規定，所有復查、質量控制達到了預期效果；出廠專項工作、產品驗收、試驗充分性工作在一般要求基礎上強化處理，達到了質量控制要求。

針對強化措施，獨立專家組圍繞總體、動力、控制、軟件等影響首飛成功的關鍵技術環節開展獨立評估，各評估組形成獨立評估報告，并針對發現的問題閉環處理，確保問題落實到位。在落實強化工作措施過程中，從器件、單機及分系統、型號總體和首飛產品的使用過程4個方面進行了綜合質量管控，確保了首飛產品的質量受控。

四、后續思路

型號首飛保成功措施為確保型號首飛成功奠定了堅實的基礎，說明其原則制定合理，總體規劃充分，強化措施落實到位，可有效確保首飛的設計和產品質量。其中總裝流程的結構特性分析、產品的技術狀態管理、風險辨識和管控措施等質量管理措施可通過后續研制與生產逐漸完善，最終轉化為型號定型、產品質量控制等常規質量管控手段。?

*其他作者：付繼偉、姜利、陽志光、欽敬、谷立祥、胡英、盧欣