產品實現過程中設計輸入識別分析與控制

張旭輝 趙媛媛 安博聰

（北京空間機電研究所 北京市 100094）

1 前言

隨著太空資源的開發和航天事業的飛速發展，面對用戶或顧客對產品技術指標的更高期望和更高質量的追求，在產品實現過程中，貫徹落實《關于全面實施宇航系統產品保證工作的決定》要求，加強產品保證標準和文件建設工作，嚴格規范產品保證活動，結合產品實現過程，針對產品設計輸入，制定設計輸入管理改進措施，建立產品實現過程設計輸入跟蹤機制，加強設計輸入識別分析、創建設計輸入跟蹤驗證矩陣、開展設計輸入質量專項活動、完善設計輸入管理要求，持續提升產品保證能力。

2 設計輸入是產品實現的第一要素

產品設計輸入反映了用戶或型號總體對產品承制方及產品的全部要求，包含了與產品研制、交付和使用相關的全部內容，貫穿了產品設計、生產、試驗、測試以及產品驗收整個研制過程。在產品實現流程中，設計輸入呈上啟下，上連產品用戶或總體單位，下接產品承制單位，是產品研制與應用之間的橋梁，因此，設計輸入對產品的實現和應用具有決定性作用。

產品設計輸入拉開了型號研制的序幕，標志著型號研制的正式啟動，是設計人員開展產品設計的前提和依據，是產品實現的第一要素。

型號產品實現過程中把設計輸入管理作為產品保證的重點，按照 GJB9001B《質量管理體系》要求，針對設計輸入，結合單位實際情況，制定了《設計和開發輸入管理要求》、《設計和開發輸入評審實施細則》，對各型號實施設計輸入管理工作，確保型號研制有序開展。

3 設計輸入質量問題分析

對型號質量問題舉一反三，查找管理上的漏洞和不足，梳理并總結導致問題出現的共性因素，是進一步探尋、制定和改進質量管理措施的基本條件。

在對各型號近三年來發生的各類質量問題進行分析梳理后發現，不管是設計問題、工藝問題還是測試試驗問題都直接或間接與設計輸入相關，主要定位在設計考慮不周、設計裕度不足、試驗工況條件邊界不滿足、設計更改信息傳遞不到位及與用戶和衛星總體溝通協調的主動性不強等方面，特別突出地表現出型號設計人員對設計輸入內涵識別分析不夠全面、不夠透徹、不夠到位，致使產品存在設計缺陷和設計隱患。

在對設計輸入質量問題分析過程中，還對設計輸入質量問題性質從不同角度如內部輸入或外部輸入、設計輸入合理性、設計輸入變更傳遞以及設計輸入的識別等方面進行了分類分析。表1 給出了研制型號與設計輸入相關的 17 個質量問題的性質分類。

圖1：設計輸入管理改進措施一覽

特別指出的是，內部設計輸入問題的產生，還與對總體給分系統的外部輸入識別直接相關，因為，對外部設計輸入識別分析深入的程度直接影響到產品內部設計輸入（如單機、部組件技術要求）的逐級分解和傳遞，從而產生內部設計輸入質量問題。

從表中可以看出，設計輸入識別分析不全面、不到位是設計輸入質量問題的主要貢獻，是產品實現過程中的薄弱環節。

在對遙感型號產品實現過程進行質量跟蹤的過程中也暴露出了設計輸入識別分析不全面、不到位的一些具體情況，一是總體人員對衛星狀態、衛星工作模式關注點不夠，容易忽視其對分系統產品的隱性要求；二是設計師往往把對可量化的技術指標的滿足作為工作重點，而對產品的安裝方式、工作模式、工作環境以及隱含的內容缺乏全面有效的認知，這些都是深化質量管理和迫切需要改進完善的重點。

4 建立設計輸入跟蹤機制，促設計與管理水平雙提升

針對產品實現過程設計輸入薄弱環節，采取了有針對性的設計輸入管理改進措施，建立產品設計輸入跟蹤機制，如圖 1所示，主要包括設計輸入識別分析能力提升措施、創建設計輸入跟蹤矩陣、設計輸入管理體制進一步完善和開展設計輸入專項質量活動等質量改進措施，確保設計與技術管理水平雙提升。

4.1 設計輸入識別分析能力提升措施

根據GJB9001B《質量管理體系要求》，產品設計輸入包括了產品的功能要求和性能要求；適用的法律法規要求；適用時，來源于以前類似設計的信息；設計和開發必需的其他要求；工藝要求。

在研制的各類產品中，光學遙感型號產品的設計輸入因其復雜的構成及多個技術專業的特點其內容最多，分系統包含多個單機及其部組件產品，性能指標也因光、電信號的轉換及其所依賴的冷熱環境產生了復雜的指標關聯性，各類工作模式、各類接口相對具有覆蓋性，因此，為提升對設計輸入識別分析確認能力，從光學遙感型號入手，成立了設計輸入專項工作小組，全面開展了各類設計輸入文件清理，對各項設計輸入內容的具體含義進行闡述，梳理了與各項設計輸入相關聯的設計要素，明確了各項設計輸入關鍵要素控制點，形成了《相機分系統級設計輸入項目、相關設計要素及控制矩陣表》。

表1：與設計輸入相關的質量問題性質分類情況

表2：設計輸入管理文件修訂情況

矩陣表中的設計輸入包括了工作模式要求、功能要求、指標要求、接口要求、試驗測試要求、環境適應性要求等內容，符合GJB9001B《質量管理體系要求》對設計輸入的相關要求。

設計輸入相關設計要素的梳理，以空間立體的視角統籌考慮，根據不同類別的設計輸入和同類設計輸入的不同層面、不同側面，對其相關設計要素進行了逐層傳遞，體現了設計輸入之間、設計要素之間、設計輸入和設計要素之間的相關性和交叉性，使型號設計師 全面、規范、深入地識別各類設計輸入內容的具體含義并開展產品設計，提升了單位整體設計水平和型號研制能力。

為了使設計輸入梳理工作具有通用性，在矩陣表的基礎上對各類設計輸入設計要素進行概括、提煉，形成了《設計輸入識別分析參考要點》，以適應各類型號產品并提升設計輸入識別分析能力。

4.2 創建設計輸入跟蹤驗證矩陣

在產品實現過程中，建立設計輸入跟蹤機制，在適合的階段和時機對分系統級產品的各項設計輸入進行動態跟蹤，保證各項設計輸入測試、驗證充分，滿足總體和用戶使用要求。

為建立設計輸入跟蹤機制，創建了設計輸入跟蹤矩陣。

在提升設計輸入識別分析能力的基礎上，為將與設計輸入相關的設計要素落實到產品設計、生產、試驗、測試等研制過程的各個環節，依據《相機分系統級設計輸入項目、相關設計要素及控制矩陣表》，編制了型號《設計輸入跟蹤矩陣表》，矩陣表中的設計輸入包括工作模式、功能要求、指標要求、安裝方式、使用環境、工藝要求、和設計建造要求等，分系統各項輸入在部組件、單機、分系統及整星各個產品層級的試驗驗證項目和測試結果盡在其中體現，另外，還包括產品研制過程中部組件、單機、分系統開展的專項試驗項目和試驗結果。

設計輸入跟蹤矩陣在設計輸入專項活動中已應用于各型號產品，取得了階段性成果。

4.3 開展設計輸入專項質量活動

開展設計輸入專項質量活動是強化型號設計輸入在產品實現過程中再確認的重要手段，也是產品保證過程的重要控制環節，針對正樣、初樣在研產品及進入AIT 和待發射的型號產品，結合設計輸入識別分析能力提升措施、設計輸入跟蹤機制建立措施，開展了相應階 段設計輸入專項復查工作。

專項活動中，各型號對各類設計輸入文件進行了全面清查，依據《設計輸入跟蹤矩陣表》對各項設計輸入的實現情況、滿足情況進行確認，對測試、試驗驗證的合理性、充分性進行核查和確認，及時發現、糾正和解決研制過程中出現的問題，組織審查組對發射型號和部分重點型號進行了審查。

設計輸入專項質量活動加強了總體人員對衛星狀態、衛星工作模式的系統性認識和對產品隱含要求、產品安裝方式、工作環境覆蓋性測試驗證的重要性認識，同時在產品設計輸入實現層面有效提升了總體人員的質量意識和分析能力。

《設計輸入跟蹤矩陣表》在專項活動過程中進行了多次完善，奠定了實施設計輸入跟蹤機制的技術基礎。

4.4 設計輸入管理體制進一步完善

4.4.1 修訂設計輸入管理文件

為提升產品保證能力和適應單位快速增長的任務需求，進一步完善設計輸入管理體制，適時修訂了設計輸入管理文件，在產品保證實施過程中嚴格遵循并落實。

將設計輸入識別分析能力提升措施、設計輸入跟蹤機制建立措施及專項活動成果進行有效轉化，根據單位實際情況，對原設計和開發輸入管理要求進行了修訂，形成宇航型號設計和開發輸入管理辦法并納入產品保證標準質量管理系列。

新的管理辦法增加了工作流程和工作程序，強化了程序管理，細化了部門和人員職責，通過改善評審時機有效提升評審效力，同時將《設計輸入識別分析參考要點》和《設計輸入跟蹤矩陣表》納入《宇航型號設計和開發輸入管理辦法》中，作為設計輸入識別分析及設計輸入跟蹤及設計輸入專項復核、復審的依據內容，明確了各工作項目的輸入、輸出及責任部門、責任人，極大程度地增強了工作實施的可操作性及執行的有效性，修訂情況見表2。

設計輸入管理文件修訂是貫徹落實院長五號令、通過產品保證踐行單位質量方針、實現單位質量目標的一項質量管理舉措，是從質量實踐提升到質量管理理論的過程。

4.4.2 《宇航型號設計和開發輸入管理辦法》培訓

質量管理文件內容的宣貫、培訓是產品設計人員準確理解和掌握文件精神的一種快捷形式，快速做到上傳下達，有力推動其相關內容條例在產品實現過程中的有效實施。

開展《設計和開發輸入管理辦法》文件培訓，使設計人員深刻理解設計輸入是用戶和總體對產品的全部要求，不僅指產品本身的性能指標，還應包括使用環境、工作模式、安裝方式、產品制造過程應遵循的設計建造規范、工藝要求、法律法規及標準化要求等等；加強設計輸入變更控制，牽一發而動全身，使設計人員從根本上認識到設計輸入識別分析及變更影響分析不充分可能產生的嚴重隱患；加強設計和開發輸入識別及實現過程跟蹤，及時了解掌握設計輸入的實現情況，真正做到產品研制過程中各項設計輸入測試與驗證完整、充分，產品性能滿足用戶使用要求。

5 結束語

通過對設計輸入管理的改進和質量專項活動的具體實踐，不僅在一定程度上提升了型號總體人員對設計輸入的識別分析能力，也為實施設計輸入跟蹤機制奠定了技術基礎，同時，對設計輸入管理文件的完善，也為型號產品在研制過程中的設計輸入質量管理工作提供了極大的保障。

如同質量管理體系的逐步建立和不斷完善，隨著產品設計輸入管理實踐的不斷深入，一定會有更高更新層面的體會和認識，我們期望著，在不久的將來，在全員的努力下，設計輸入管理的改進和實踐，定會給型號產品帶來更有成效的質量提升，高效實現對顧客期望和需求的質量承諾。