運載火箭發射場精細化質量管理實踐

◎中國運載火箭技術研究院 譚振 張聰 陳海波 劉博龍北京宇航系統工程研究所 李朝暉

運載火箭發射場精細化質量管理實踐

◎中國運載火箭技術研究院 譚振 張聰 陳海波 劉博龍北京宇航系統工程研究所 李朝暉

近年來，我國航天發射進入新的高強密度發射周期，運載火箭年度發射量屢創新高，密集的發射任務對壓縮任務準備周期、減少發射任務人員保障提出了更高要求。與此同時，各級機關、領導對航天型號質量管理的要求越發嚴格，各種質量管理方法、手段不斷創新發展，任務節奏加快，人員保障減少，質量要求更高，質量方法、手段更豐富，對型號發射場質量管理提出了更高要求。

航天型號發射場測試、操作及發射工作是型號質量管理的重要環節，也是確保型號任務圓滿成功的最后關鍵環節。近年來，中國運載火箭技術研究院不斷創新發射場質量管理措施和手段，圍繞發射場工作流程和具體工作項目從設計質量、操作質量、測試數據判讀比對等方面開展了發射場精細化質量管理實踐，發射場精細化質量管理水平不斷提升，有力地支撐了型號任務的順利實施和圓滿完成。

一、發射場任務新形勢

1．組織管理的變化

“十一五”期間，“長征”系列運載火箭年度發射任務基本維持在6～10次。2010年以來，年度發射量基本保持在15次左右。“十三五”期間，發射任務更加繁重，持續高強密度發射成為新常態。2006～2015年“長征”系列運載火箭發射任務如圖1所示。

圖1 2006～2015年“長征”系列運載火箭發射任務統計圖

繁重的發射任務推動任務的組織管理不斷優化發展。以兩級火箭為例，“十一五”期間任務的發射場工作周期基本在30天左右，發射隊人員基本在130人左右。“十二五”以來，型號任務發射場工作流程不斷優化，目前發射場工作周期基本壓縮到20天左右，發射隊人員100人左右。隨著“十三五”發射任務的進一步增加，發射場工作周期、發射隊人員將進一步壓縮，工作節奏進一步加快，質量方法、質量要求不斷深化發展，傳統的靠人員保成功、靠“慢工出細活”的保質量已不能適應高密度發射的新形勢，也不能適應當前市場經濟對航天型號的新要求。

2．質量要求的發展

“十二五”以來，研究院持續推進“零缺陷”質量文化建設，強化和提升全員質量意識；發布精益質量保證手冊、航天型號量化控制手冊，推進型號產品精細化、量化技術、質量管理水平提升；持續完善航天型號風險分析與控制要求，創新單點故障模式識別與控制、成功數據包絡線分析、飛行時序動作確認等方法；制定螺紋連接擰緊力矩量化控制、電氣產品通電時間考核要求、產品實現多媒體記錄管理要求、強制檢驗點管理要求、關鍵尺寸鏈識別與控制等管理要求；持續開展“再設計、再分析、再驗證”活動，深化型號產品設計、工藝、過程控制關鍵特性辨識與控制工作。

新的任務形勢對發射場質量工作的有效性、針對性提出了更高要求，需要各型號結合任務特點實施差異化質量管理，加強風險點和關鍵點的質量控制，做好質量管理要求的“加減法”，創新發射場質量管理新方法、新措施，提升發射場質量管理精細化、量化水平，提高質量工作的效率和效力，以確保發射任務圓滿成功。

二、發射場工作特點分析

隨著發射場工作流程的優化，火箭進入發射場后技術區工作項目逐漸減少，主要以檢查、安裝操作為主。火箭在技術區完成箭體恢復、動力系統火工品安裝、控制系統部分單機安裝后轉入發射區工作，發射區工作以單機儀器設備安裝、電纜及接插件防護、測試準備、加注等操作工作和分系統、全箭加電測試工作并重。

進入發射場后運載火箭的技術狀態基本固化，發射場工作通常包括以下幾類：

設計類工作。飛行諸元、飛行軟件、加注量計算及加注時推進劑溫度計算等現場設計及驗證工作。

操作類工作。地面設備展開、準備，控制、測量系統等電氣系統單機、火工品產品檢查，上箭安裝，電纜、接插件的防護，加電測試狀態準備，推進劑加注等大量操作工作。

數據判讀比對類工作。控制、測量等電氣系統單元測試，分系統、總檢查測試，火工品及回路測試，動力系統氣密測試等測試工作及數據判讀分析確認工作。

預案制定類工作。加注、發射預案的修訂完善及演練工作。

其它質量專項工作。質量問題舉一反三、“雙想”（問題回想和事故預想）活動、“九新”分析等專題質量工作項目。

三、發射場精細化質量管理措施

1．質量工作要求與發射場工作項目融合

為提升發射場質量工作的有效性和針對性，確保各項質量要求落實到位，某型運載火箭在發射場工作中系統梳理發射場工作流程，按系統、崗位清理發射場具體工作項目，對每一項工作項目明確責任人、質量要求及資源保障要求，確保項目清楚、責任明確、要求明確、資源保障明確。

根據運載火箭發射場工作特點，圍繞發射場工作流程和具體工作項目，某型運載火箭的發射場質量工作主要從設計質量檢查確認，操作質量檢查確認，測試數據判讀比對，加注、發射預案，質量問題舉一反三等5個方面開展質量策劃。經過多次發射任務實踐，研究院的運載火箭發射場質量工作項目進一步規范、固化，為發射隊員熟知、落實質量工作項目和要求奠定了良好基礎。

2．創新管理手段，強化發射場過程質量管理

一是自主開發C-Pad電子化檢查確認系統。

研究院引進信息化管理手段，在通過MindManager軟件開展流程管理的基礎上自主研發了基于服務器——操作終端(Pad)的檢查確認管理系統（簡稱C-Pad系統）。應用MindManager流程管理軟件，系統梳理、組織運載火箭發射場工作流程與項目，將發射場質量要求融入到每一項具體工作中，對發射場操作項目建立檢查確認表格，并在表格中明確要求或參考數值、照片。該系統在集成表格化檢查確認質量要求的同時，還具備螺紋連接擰緊力矩記錄、部分單機單元測試數據錄入以及多媒體記錄等功能。在發射場工作中，崗位人員持Pad上崗，完成每一項工作后在Pad中對其進行檢查確認，電子簽名后進入下一工作項目，每日工作結束后系統管理員將各崗位當日完成的檢查確認、操作測試數據、多媒體記錄等質量記錄上傳到服務器。

該系統具有數據統計功能，可實現發射場擰緊力矩要求、易錯難操作、單點失效環節等各類關鍵操作環節的檢查確認結果按類、自動統計，提升了型號發射場質量管控的量化水平；電子化操作檢查確認，簡單易用，提高了表格化確認工作效率；通過該系統的同步管理功能，型號管理人員能及時全面掌握發射場工作進展，并對各項操作檢查確認情況進行檢查；利用數據庫技術對歷史發射任務的實際執行情況、操作項目檢查確認的結果、測試判讀數據及質量復查情況進行結構化存儲，形成發射場知識積累，為后續發射場流程優化、操作結果檢查、數據分析及人員培訓奠定了基礎。

二是開發應用數據判讀平臺。

運載火箭電氣系統分系統測試、總檢查測試數據量大，人工的判讀、比對工作量巨大且容易遺漏。為提升數據判讀效率，從測試數據中準確判斷產品質量狀態，研究院自主開發了運載火箭測試數據判讀平臺。在對電氣系統測試數據實現軟件判讀的同時，通過該平臺導入歷史數據可實現測試數據成功包絡線分析；通過定義各專業數據判讀、比對報告模板，判讀平臺一鍵生產數據判讀、比對報告，提高了數據判讀、比對工作效率和工作質量。

測試是發現問題、驗證產品質量的重要手段，在運載火箭發射場測試中研究院不斷探索完善測試、監測手段。在某型運載火箭發射場測試中，開展了運載火箭電氣系統健康監測管理系統的初步實踐，通過實時監測測試數據、實時判讀，實現故障實時報警、快速定位。

三是完善、細化發射場風險辨識和控制的方法。

操作風險控制是發射場質量工作的重要內容。研究院系統梳理涉及產品人員安全、發射成敗的工作項目以及強制檢驗點相關項目，統一歸為操作風險控制項目，對每一個風險項目明確風險點、控制措施、檢查標準、確認人、責任人、質量記錄，將全箭操作風險控制項目統計形成一張總表，結合發射場C-Pad電子化檢查確認系統對各個項目及其工作子項目進行逐一確認，重點關鍵項目需要副總師簽字確認。

3．持續“雙想”活動，深入質量問題舉一反三

在航天型號研制中，“雙想”活動為預防質量風險、確保型號任務成功發揮了重要作用，“雙想”工作已成為航天型號任務重要的質量工作項目之一。在近幾年的運載火箭發射場“雙想”實踐中，結合發射場工作新特點對“雙想”工作流程、工作要求進行了進一步的規范，使活動目的更明確、工作重點更突出、針對性更強、措施更加有效。

為避免同類問題在不同型號重復發生，在持續“雙想”活動、深入“雙想”工作的同時，發射隊緊密跟蹤各型號研制工作，對各型號出現的質量問題從問題機理上及時深入開展舉一反三工作，并組織專家審查。

四、精細化質量管理實踐效果

通過運載火箭發射場工作特點分析，結合近年來“零缺陷”、精細化質量管理要求，探索研究運載火箭發射場質量管理的新手段、新措施，并在實踐中持續改進。運載火箭發射場質量工作不斷規范，各項質量工作要求與發射場具體工作項目結合更加緊密，質量工作的有效性和針對性得到提升。

通過C-Pad電子化檢查確認系統、數據判讀平臺等手段，細化了發射場工作項目以及責任要求，數據判讀、比對有效性提高，提升了發射場質量控制的精細化、量化水平。以二級火箭為例，識別出40余項發射場工作風險操作項目并重點監控，每發火箭發射場形成的檢查確認表格由2011年的450張左右細化到800余張，多媒體由2011年的950張（段）左右提升到2200張（段）左右。

運載火箭發射場精細化、量化質量管理的水平得到提升，精細化、量化質量管理的效果逐漸顯現。以某型運載火箭為例，不僅圓滿應對了年度發射近10次的高強密度發射挑戰，發射任務均取得成功，同時型號單發產品質量問題數量明顯下降，多次發射中實現發射場零故障、飛行零故障。2012年以來，研究院連續30多發運載火箭發射取得圓滿成功，實現了“四連冠”，為“十二五”航天發射成就的取得提供了有力支撐。在運載火箭發射場質量管理實踐中創新、完善的C-Pad電子檢查確認系統、數據判讀比對平臺、發射場風險辨識和控制方法、“雙想”工作方法等也逐步推廣到各型號的發射場質量管理工作中，支撐了型號任務的圓滿完成。▲