戰(zhàn)術(shù)武器型號面向產(chǎn)品過程質(zhì)量管控的研究與實踐

/中國運載火箭技術(shù)研究院戰(zhàn)術(shù)武器事業(yè)部

“十三五”以來,航天型號任務(wù)數(shù)量持續(xù)增長,針對高強密度的型號任務(wù)和研制、批生產(chǎn)、試驗多線并行,傳統(tǒng)的科研生產(chǎn)管理模式已難以適應(yīng)型號實際需要。為了提升質(zhì)量管理能力,中國航天科技集團(tuán)有限公司頒布了《航天型號精細(xì)化質(zhì)量管理要求》(2017版),推動型號管理從粗放型向精細(xì)化轉(zhuǎn)型,重點提出了要加強面向產(chǎn)品的質(zhì)量控制能力。

為進(jìn)一步適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)武器型號研制與管理工作的新形勢,在嚴(yán)格落實各項質(zhì)量控制措施的基礎(chǔ)上提高對產(chǎn)品質(zhì)量過程控制的量化程度,中國運載火箭技術(shù)研究院戰(zhàn)術(shù)武器事業(yè)部以加強產(chǎn)品質(zhì)量管控為核心,以產(chǎn)品規(guī)范為抓手,著力解決面向產(chǎn)品質(zhì)量管理的“短板”,提升戰(zhàn)術(shù)型號產(chǎn)品保證能力。

一、航天產(chǎn)品驗收流程及存在問題

航天產(chǎn)品驗收遵循“逐級驗收”制,按照分系統(tǒng)對單機驗收→總體(全系統(tǒng))對分系統(tǒng)驗收→全系統(tǒng)確認(rèn)的順序逐級進(jìn)行,即先進(jìn)行單機驗收,再進(jìn)行分系統(tǒng)驗收和全系統(tǒng)確認(rèn),每級驗收通過后方可進(jìn)行下一步的驗收,各級驗收均應(yīng)按照準(zhǔn)備、實施、總結(jié)3個階段進(jìn)行。驗收工作基本流程如圖1 所示。

隨著戰(zhàn)術(shù)武器型號科研生產(chǎn)任務(wù)日益繁重,產(chǎn)品驗收越來越趨于形式化,主要存在以下問題:

一是以設(shè)計驗收代替產(chǎn)品驗收。

驗收單位一般將設(shè)計任務(wù)書作為產(chǎn)品驗收的主要依據(jù),滿足任務(wù)書要求就認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量合格,然而設(shè)計方案的正確性并不能代表產(chǎn)品質(zhì)量可靠,如某結(jié)構(gòu)類產(chǎn)品任務(wù)書中對結(jié)構(gòu)強度提出了指標(biāo)要求,對產(chǎn)品進(jìn)行驗收時,被驗收單位將該產(chǎn)品研制過程中的試驗件力、熱試驗結(jié)果作為對任務(wù)書技術(shù)指標(biāo)的回答,試驗結(jié)果滿足要求即視為產(chǎn)品質(zhì)量合格。實際上,產(chǎn)品研制過程中的例行試驗等驗證性試驗只能說明產(chǎn)品設(shè)計的正確性,并不能證明交付產(chǎn)品質(zhì)量合格。

二是指標(biāo)驗收不到位、實物驗收環(huán)節(jié)形式化、生產(chǎn)過程控制不嚴(yán)格。

圖1 驗收工作基本流程圖

驗收單位在開展產(chǎn)品逐級驗收時一般采取表格化驗收、實物驗收、預(yù)驗收等方式,在驗收過程中存在指標(biāo)驗收不到位問題,如某產(chǎn)品尺寸要求為100mm±0.5mm,驗收檢查表中該項要求滿足情況也填寫“100mm±0.5mm,滿足要求”,那么該產(chǎn)品實際尺寸是100.5mm還是99.5mm?在研制過程的包絡(luò)分析處于什么水平,處于中游還是邊界線?同時,由于驗收單位對產(chǎn)品性能指標(biāo)關(guān)注多,存在實物驗收走形式、對研制生產(chǎn)的過程控制監(jiān)督不嚴(yán)格等問題,對產(chǎn)品不可檢測環(huán)節(jié)、多媒體記錄、強制檢驗點、關(guān)鍵特殊過程控制以及質(zhì)量問題歸零措施落實和舉一反三情況關(guān)注不夠。

三是驗收方法不合理、不明確、可執(zhí)行性差，合格判據(jù)不明確。

驗收單位存在對產(chǎn)品驗收檢驗方法設(shè)置不合理、不明確等問題,特別是新產(chǎn)品和新工藝。對新產(chǎn)品,由于關(guān)鍵技術(shù)未吃透,不能量化合格判據(jù);對新工藝,由于對工藝工作重視不足,設(shè)計工藝性工作開展不夠,使得制定的產(chǎn)品驗收方法不清楚,甚至不具備可執(zhí)行性。

二、具體實施

1.總體思路和實施方案

針對當(dāng)前戰(zhàn)術(shù)型號普遍存在的以設(shè)計驗收代替產(chǎn)品驗收等問題,戰(zhàn)術(shù)武器事業(yè)部以加強產(chǎn)品質(zhì)量管控為核心,提出“兩步走”方案,以提升戰(zhàn)術(shù)型號產(chǎn)品保證能力。

第一步,組織人員研究國家、軍方等上級規(guī)章制度,結(jié)合戰(zhàn)術(shù)武器型號實際研制過程中存在的問題,編制形成系統(tǒng)級、單機級產(chǎn)品規(guī)范示例,即包含產(chǎn)品功能性能指標(biāo)、生產(chǎn)過程控制、質(zhì)量檢驗、交付等要求的“一本通”文件,用來指導(dǎo)后續(xù)產(chǎn)品規(guī)范編寫。

第二步,選取試點產(chǎn)品,構(gòu)建成套的產(chǎn)品規(guī)范、完整的獨立驗收隊伍和完善的管理制度,促進(jìn)型號產(chǎn)品責(zé)任體系和工作流程的完善,通過對產(chǎn)品全過程監(jiān)控和確認(rèn),有效提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2.產(chǎn)品規(guī)范的概念及意義

從技術(shù)需求到產(chǎn)品實現(xiàn),就是實現(xiàn)符合性質(zhì)量,使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品符合設(shè)計時要求的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品規(guī)范作為產(chǎn)品生產(chǎn)、檢驗、驗收和使用的技術(shù)依據(jù),將各項設(shè)計指標(biāo)以量化、可檢查的形式落實在文件中,傳遞至下游配套單位,為產(chǎn)品研制、鑒定、驗收、評價、選用和采購等活動提供完整的技術(shù)依據(jù)和合格判定準(zhǔn)則,從而提升上游單位對下游單位的過程管控能力和產(chǎn)品驗收有效性,實現(xiàn)各項設(shè)計指標(biāo)的有效閉合。

3.編制原則

全面性原則。產(chǎn)品規(guī)范應(yīng)全面描述產(chǎn)品各項指標(biāo)和要求,為產(chǎn)品研制、鑒定、驗收、評價、選用和采購等活動提供完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

一致性原則。產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的產(chǎn)品主要功能、性能指標(biāo)應(yīng)與該產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)文件規(guī)定的相應(yīng)指標(biāo)保持一致。

可檢性原則。產(chǎn)品規(guī)范中規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)和要求應(yīng)是可檢查、可驗證的;針對每項要求,應(yīng)給出可操作的、有效的具體驗證方法以及合格評定準(zhǔn)則。

正確性原則。產(chǎn)品規(guī)范中用于檢查、測量產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的程序、方法、公式、數(shù)據(jù)和圖表等,一般應(yīng)經(jīng)過工程驗證或經(jīng)實踐證明是正確的。

符合性原則。產(chǎn)品規(guī)范中的技術(shù)內(nèi)容應(yīng)滿足現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)管理文件的要求。

4.編制要求

規(guī)定產(chǎn)品規(guī)范由產(chǎn)品設(shè)計方負(fù)責(zé)編寫,經(jīng)過任務(wù)提出方和使用部門進(jìn)行外部審查或會簽后生效;應(yīng)在型號工程研制階段正式產(chǎn)品交付前完成產(chǎn)品規(guī)范編制工作,伴隨產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、試驗和應(yīng)用的進(jìn)展情況及產(chǎn)品成熟度的提升及時進(jìn)行修訂更新,并最終在產(chǎn)品設(shè)計定型前完成產(chǎn)品規(guī)范的固化。

5.編制架構(gòu)

產(chǎn)品規(guī)范按產(chǎn)品層次分為分系統(tǒng)類、單機類和零組件類。以下以單機類產(chǎn)品規(guī)范為例,按章節(jié)描述產(chǎn)品規(guī)范中的具體要求。

范圍。規(guī)定產(chǎn)品規(guī)范的主題內(nèi)容和適用范圍。

規(guī)范性引用文件。列出規(guī)范中直接引用和必須配合使用的有關(guān)文件和標(biāo)準(zhǔn),并說明在本規(guī)范與所引用文件的內(nèi)容發(fā)生矛盾時的優(yōu)先級順序。

產(chǎn)品介紹。具體包括:產(chǎn)品功能,描述產(chǎn)品的主要功能,需要時可分條敘述各詳細(xì)功能;結(jié)構(gòu)形式,描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式(典型成形方式、外形特點等)及關(guān)注要素,可給出二維圖;接口,規(guī)定產(chǎn)品的外部接口和內(nèi)部接口,即規(guī)定本產(chǎn)品與外部產(chǎn)品之間以及產(chǎn)品內(nèi)部各組成部分之間的接口要求,如功能接口、電氣接口、機械接口、軟件接口等。

性能要求。規(guī)定對產(chǎn)品的要求,以滿足預(yù)定用途和實際需要,并作為產(chǎn)品驗收的依據(jù)。提出的要求必須清晰明確,應(yīng)量化或提出量化范圍,并能用檢驗方法證實。一般包括通則、尺寸、重量、外觀質(zhì)量、產(chǎn)品標(biāo)識、材料、功耗、性能、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、維修性、保障性、安全性、運輸性、測試性、元器件及標(biāo)準(zhǔn)零部件要求、工藝、生產(chǎn)過程控制,可根據(jù)實際需要進(jìn)行順序調(diào)整和條目的增刪。

質(zhì)量保證規(guī)定。規(guī)定與產(chǎn)品規(guī)范每一項要求相應(yīng)的檢驗方法,證明每一項要求均已滿足檢驗方法正確、可行,批次和抽樣方式合理,合格判據(jù)清晰、無二異性。一般包括檢驗方法、檢驗條件、檢驗分類、鑒定檢驗、質(zhì)量一致性檢驗、交收檢驗等。

其中,鑒定檢驗用來驗證設(shè)計的正確性,固化技術(shù)狀態(tài),檢驗產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品的性能和生產(chǎn)質(zhì)量是否滿足設(shè)計和相關(guān)規(guī)范的要求;質(zhì)量一致性檢驗用來確認(rèn)每一批產(chǎn)品滿足鑒定檢驗固化的技術(shù)狀態(tài)要求,每批產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)和制造、質(zhì)量控制過程應(yīng)與鑒定檢驗批一致;交收檢驗指用戶方(合同甲方)對承制方的驗收,作為產(chǎn)品交付的檢驗項目,在產(chǎn)品交付用戶時由用戶對交收檢驗結(jié)果進(jìn)行驗收。

交付準(zhǔn)備。包括交貨文件、包裝與標(biāo)志、運輸與貯存等要求。其中,交貨文件指規(guī)定交貨時需要準(zhǔn)備的文件;包裝與標(biāo)志指產(chǎn)品需要特定包裝時,應(yīng)明確對包裝、固定、防震、防破損、包裝數(shù)量、規(guī)格等要求;產(chǎn)品標(biāo)志應(yīng)明確包裝上的標(biāo)識內(nèi)容,規(guī)定產(chǎn)品合格證的內(nèi)容。

附錄、記錄表格與報告內(nèi)容。產(chǎn)品記錄表格內(nèi)容應(yīng)與相應(yīng)的檢驗方法和記錄要求相對應(yīng)。檢測數(shù)據(jù)應(yīng)真實記錄實測數(shù)據(jù),不允許用“√”“合格”等非量化內(nèi)容表征檢測結(jié)果;試驗過程、現(xiàn)象、結(jié)果的記錄應(yīng)準(zhǔn)確、全面,具有可追溯性;檢驗報告應(yīng)與檢驗的種類相對應(yīng),每種檢驗形成一份檢驗報告。

三、實踐效果

制定了《戰(zhàn)術(shù)武器型號產(chǎn)品規(guī)范編制要求》院級標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,在研究院戰(zhàn)術(shù)領(lǐng)域型號承研承制單位中進(jìn)行全面實施;規(guī)定產(chǎn)品規(guī)范是產(chǎn)品驗收的技術(shù)依據(jù),通過面向產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù)證明產(chǎn)品實現(xiàn)結(jié)果和設(shè)計狀態(tài)的一致性,一定程度上解決了以設(shè)計驗收代替產(chǎn)品驗收的現(xiàn)象,提高了產(chǎn)品驗收有效性。

產(chǎn)品規(guī)范將產(chǎn)品各項性能通過量化的指標(biāo)進(jìn)行規(guī)定和控制,通過產(chǎn)品的物理參數(shù)、化學(xué)參數(shù)、試驗狀態(tài)表征產(chǎn)品的性能,采用可執(zhí)行的檢驗測試方法獲得這些參數(shù),從而判斷產(chǎn)品實物是否為合格產(chǎn)品,是將設(shè)計思想完全轉(zhuǎn)化為物理模型的有效手段,提升了設(shè)計任務(wù)提出方對產(chǎn)品實現(xiàn)過程的管控能力。

按照產(chǎn)品保證思路,對產(chǎn)品相對固化的批生產(chǎn)階段提出建立專門的產(chǎn)品保證隊伍,依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范完成產(chǎn)品驗收,解放了設(shè)計師系統(tǒng),實現(xiàn)了“產(chǎn)、研”分離。選取2個試點型號進(jìn)行應(yīng)用,取得了良好的效果。某新研型號嚴(yán)格按照產(chǎn)品規(guī)范完成了飛行試驗產(chǎn)品驗收,首次飛行試驗獲得圓滿成功;某批生產(chǎn)型號通過編制產(chǎn)品規(guī)范,獲得了批次產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù),通過深入的數(shù)據(jù)挖掘分析,得出產(chǎn)品的批次質(zhì)量波動和不同批次質(zhì)量差異,一定程度上解決了同批次、不同批次產(chǎn)品的質(zhì)量一致性問題,提升了批次產(chǎn)品質(zhì)量。

后續(xù),中國運載火箭技術(shù)研究院將繼續(xù)以產(chǎn)品規(guī)范為抓手,推進(jìn)單位產(chǎn)品驗收工作,促進(jìn)型號產(chǎn)品責(zé)任體系和工作流程的完善,推動戰(zhàn)術(shù)武器型號向型號管理與產(chǎn)品管理并重轉(zhuǎn)變。同時,通過編制產(chǎn)品規(guī)范加強了產(chǎn)品數(shù)據(jù)積累和應(yīng)用分析工作,能夠有效指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計和工藝選擇,為建立戰(zhàn)術(shù)武器型號數(shù)據(jù)包奠定基礎(chǔ)。