李昌紅 談夢妮 王艷麗 鄭寧 欒旭 劉海年
摘要:航空發動機技術評審是對產品研制過程實施監督的一種手段,對已完成工作的效果進行確認,及時發現潛在的技術風險和成本增長隱患。為保證技術評審工作客觀、有效,本文分析了國內外技術評審的現狀以及存在的差距,研究國內航空發動機研制需求,提出了技術評審的方案,明確了方案中各類評審之間的區別及關系。規定了階段控制、研發過程以及成附件評審點設置情況,詳細論述了評審要素的組成及內涵。
關鍵詞:航空發動機;技術評審方案;評審點設置;評審要素
中圖分類號:V239文獻標識碼:ADOI:10.19452/j.issn1007-5453.2020.08.004
航空發動機的研制過程是一項復雜的系統工程,從論證、方案、設計、生產、使用,直至最終的退役可達數十年的生命周期,期間投入巨大,并且具有跨地域、跨企業、跨學科高度協同的特點。技術評審是對發動機研發過程實施監督的一種手段,是里程碑決策點的重要支撐,也是系統工程技術管理過程的重要組成部分。研制過程中,通過技術評審對已完成工作的效果進行確認,及時發現潛在的技術風險和成本增長隱患,以便及時協調研制工作與需求及資源之間的匹配性,從而保證項目在需求明確、技術成熟、成本可接受的前提下順利開展[1]。為了實現技術評審體系的有效運行,保證技術評審工作的客觀性、規范性與有效性,開展了技術評審體系的方案研究。學習、借鑒國內外相關企業技術評審體系先進經驗,研究相關標準要求,分析航空發動機技術評審體系存在的問題,結合研制實際需求,確定技術評審體系設計方案,為評審體系建設實施提供依據。
1國內外現狀分析
1.1國外現狀分析
美國國防部指令DODI 5000.02《國防采辦系統運作》規定,所有的重大裝備采辦項目必須實施技術評審[2],同時明確了研制各階段具體的評審點及評審要求。國外航空發動機行業三巨頭(通用/羅羅/普惠),根據相關標準建立了貫穿于全生命周期的規范、完整的評審體系,有明確、趨同的評審體系架構,有嚴謹的組織程序、評審流程,標準化的評審方法、評審工具、格式化的評審記錄文件[3],對保證發動機研發的質量、管控風險、控制經費與進度起到了至關重要的作用。
1.2國內現狀分析
國內的飛機研制也按照系統工程的相關要求開展,對發動機的技術協議明確了轉階段評審的相關要求,還對階段中的各評審點提出了相關要求,如初步設計評審、關鍵設計評審、首飛準備評審、功能技術狀態審核、物理技術狀態審核等。
航空發動機行業在多年研制經驗的基礎上,按照GJB 9001C—2017《質量管理體系要求》、GJB 1362A—2007《軍工產品定型程序和要求》、GJB 1310A—2004《設計評審》、GJB 1269A—2000《工藝評審》等要求,形成技術評審程序文件,對發動機研制的過程進行分階段、分級評審。但對比國外先進發動機公司資料以及飛機相關要求,可以看出還存在以下幾個方面的問題:部分技術評審點缺失,評審內容不夠全面,缺少準入、準出準則;評審過程主要依靠專家經驗,客觀性和科學性不夠強;評審后的跟蹤落實不到位。
為了保證技術評審的客觀性、規范性與有效性,合理管控研發質量,解決目前質量體系在技術評審方面存在的問題,參考美國海軍航空系統技術評審的相關文件以及GJB 3273—1998《研制階段技術審查》的要求,開展了評審體系的研究,在重要節點上設置一系列技術評審點、編制檢查單作為專家評審依據、制定綜合評估方法等,以更好地發揮技術評審的作用。
2技術評審體系設計方案
2.1技術評審體系建設需求
GJB 9001C—2017、GJB 1362A—2007、GJB 1310A—2004、GJB 1269A—2000等均對產品研制提出了技術評審的相應要求,通過技術評審對產品研發進行控制與評估,提高研制質量,降低研制風險。
GJB 8113明確武器裝備產品的研制分為技術過程和技術管理過程[4],如圖1所示。其中技術管理過程的研制成效評估中要求,應在武器研制全過程開展技術評審,具體要求按GJB 3273[5]執行。
2.2技術評審體系總體方案
為了對發動機產品研制重要節點、研發過程、外委附件研制進行全方位的控制,降低研制風險,支撐軍方要求的轉段評審,本方案將產品技術評審分成階段控制技術評審、研發過程技術評審和成附件技術評審,研發過程技術評審和成附件技術評審對階段控制技術評審起到支撐的作用,三者共同實現對產品全生命周期的監督管理。同時輔以評審體系要素,從而形成了相對完整的體系。評審體系要素包括:評審人員、評審方法、評審制度、評審工具[5]等。評審過程中,按評審內容逐項開展。階段控制、研發過程以及成附件的評審工作,可根據研制特點及剪裁原則進行裁剪。產品技術評審體系的方案如圖2所示。
階段控制技術評審是在發動機產品研制生命周期主流程上,設置一系列的評審點,對發動機研制的進展情況進行監控,降低風險。即在轉階段評審的基礎上,增加內控的技術評審點,提高產品研制質量,為順利通過轉階段評審奠定基礎。
研發過程技術評審是在面向研發對象的多專業協同的技術流程關鍵點上設置評審點,對研發對象研制過程進行監管,達到降低研制成本和風險、提高研制質量的目標。由于面向對象的技術流程在發動機全生命周期內多次循環迭代,所以研發過程技術評審在發動機研制全生命周期內也可能多次進行。依據技術流程框架,將研發過程技術評審分為整機層、部件層和零組件層(可只針對關重件)。
零組件層評審結果形成對部件/子系統層評審的支撐;部件/子系統層評審結果形成對整機層評審的支撐。整機層評審結果形成對發動機階段控制技術評審的支撐。
成附件技術評審是針對發動機配套產品達到規定技術目標的適宜性、充分性和有效性進行的評審工作,在成附件產品全生命周期流程不同研制階段設置不同的評審點,明確產品轉階段和關鍵技術評審點評審要求[6],實現對產品需求、設計、制造和驗證等過程控制,降低研制成本和風險,提高產品研制質量。成附件技術評審為發動機階段控制技術評審提供支撐。
2.3各類評審點設置
2.3.1階段控制評審點設置
結合美國國防采辦、GJB 3273等相關資料及要求,構建發動機階段控制技術評審點。其中美國國防采辦及其相關資料共有13個適用的技術評審點,比GJB 3273多4個評審點,即圖2中涂紫色技術評審點。綜合分析各評審點的評審要點及發動機研制特點,認為圖中紫色的評審點適合發動機研制使用,能夠起到評估研制過程、降低研制風險的作用,因此發動機階段控制技術評審共設置13個評審點,分別為備選系統評審(ASR)、系統需求評審(SRR)、系統功能評審(SFR)、軟件規格說明評審(SSR)、初步設計評審(PDR)、關鍵設計評審(CDR)、試驗準備評審(TRR)、功能技術狀態審核(FCA)、系統驗證評審(SVR)、生產準備評審(PRR)、使用試驗準備評審(OTRR)、物理技術狀態審核(PCA)和使用服役評審(ISR)。階段控制技術評審點在發動機研制全生命周期的位置如圖2所示。
2.3.2研發過程技術評審點設置
研發過程應遵循GJB 8113中的系統工程技術過程,研發過程技術評審就是在這個具有邏輯順序的技術過程中設置若干評審點,實現對研發過程的管控。綜合考慮各研發對象的技術特點,規定了研發過程技術評審10個評審點[7],具體位置見圖2所示。因技術評審是對技術過程進行監控,所以研發過程技術評審層級也同技術流程層級一致,分為整機層、部件/子系統層和零組件層,不同層級技術評審隨技術流程的實際情況及技術活動開展的時間而確定。
2.3.3成附件技術評審點設置
成附件技術評審根據不同研制階段的需求確認、設計評審、產品驗證確定技術評審點。在研究國外成附件評審體系的基礎上,結合國內航空發動機成附件研制特點設置評審點[8]。針對復雜的成附件(電子控制器、燃油調節器等附件)在發動機論證階段需要開展關鍵技術、技術指標等可行性分析工作,建議開展ASR技術評審;對于功能簡單的成附件(傳感器)可不開展FCA評審或與SVR評審結合進行。成附件技術評審共設置10個評審點,分別為ASR、SRR、PDR、CDR、TRR、首飛評審(FRR)、SVR、PRR、FCA和PCA。
2.4技術評審體系要素
評審體系要素是技術評審體系的重要組成部分,也是保證評審有效性的關鍵。評審體系要素包括評審人員、評審方法、評審制度和評審工具等。
2.4.1評審人員要素
技術評審工作主要完成人是評審專家,為支持技術評審順利開展,需要建立評審專家管理辦法,明確評審技術專家的職責、資格認定、管理、考核等要求及辦法,保證技術評審體系的有效運行。
2.4.2評審方法要素
評審方法要素主要包括以下內容:
(1)技術評審綜合評估方法是開展科學、有效的技術評審的核心內容,綜合體現技術指標、進度、成本等對項目健康程度的影響,進行綜合評分、加權計算,評估項目的風險程度是否可接受。
(2)技術評審的剪裁方法及原則:根據技術范圍和系統風險進行適當的裁剪,但不可以把評審裁剪到完全脫離研制計劃的程度。任何裁剪的細節都應該由專業人員確定,并得到項目總師和評審組長的批準。
2.4.3評審制度要素
評審制度要素主要是依據技術評審相關活動,制定評審流程,明確技術評審各業務活動的輸入、輸出、涉及角色/業務域及其職責和權限等。
通過評審制度提出評審申請的相關要求,明確評審專家審查資料及給出改進建議的相關要求,明確評審通過的原則[9],以及對評審報告的要求。
2.4.4評審工具要素
評審工具要素主要包括如下內容:
按照各評審點的評審要點建立技術評審檢查單,所有問題均為封閉式檢查單內容覆蓋產品的技術特性以及管理要求。對于設定的每個評審點,都制定專門的檢查單,可在技術評審的準備階段提供指導,在技術評審的實施過程中作為風險評估工具。檢查單的內容不是一成不變的,是根據研制經驗的累積逐步更新完善,并根據系統和部件的實際情況進行適當裁剪。
檢查單的主要作用如下:確認需求是否得到滿足,判斷設計是否滿足預期目標;確保技術評審的規范化、標準化,確認問題庫中提及的問題是否得到解決;檢查單的檢查結論為項目轉階段決策提供支撐。
因此檢查單是技術評審體系的重點,對各個技術評審點建立檢查單,用于后續技術評審工作。
確定文件體系,對評審內容進行文檔化,與檢查單配套使用文件體系對每一階段或評審點需要提供什么資料都有明確的規定,被評審項目需按照規定提供評審資料,評審組專家對于提供的資料在評審前進行深入細致的消化、理解。文件體系體現整個項目的研制特點,可以規范項目的研制過程,并且根據文件體系可以進行評審材料的準備,組織開展預評審,有效提高評審效率,降低項目的風險。
3結論
考慮相關標準要求,參考國內外先進經驗[10],針對目前技術評審存在的問題,本文設計并形成了發動機技術評審方案。針對航空發動機的業務特點設置技術評審點,形成初步的評審要點。建立技術評審檢查單、采用標準化的方法和工具提高技術評審的科學性及客觀性、對評審人員的職責及資格等進行管理、對現有的評審制度文件進行適應性改進。建成后的技術評審體系,在對結果評審的同時,也進行過程評審,按照本方案建成的評審體系,合理可行、內容全面。
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作者簡介
李昌紅(1981-)女,碩士,高級工程師。主要研究方向:發動機評審體系建設。
Tel:13897936639E-mail:guoguodie1981@163.com
談夢妮(1984-)女,碩士,工程師。主要研究方向:發動機評審體系建設。
王艷麗(1971-)女,碩士,研究員。主要研究方向:發動機評審體系建設。
鄭寧(1971-)女,碩士,研究員。主要研究方向:發動機研發體系建設。
欒旭(1982-)男,博士,高級工程師。主要研究方向:發動機研發體系建設。
劉海年(1983-)男,碩士,高級工程師。主要研究方向:發動機研發體系建設。
Research on Technique Review Scheme for Aero-engine
Li Changhong*,Tan Mengni,Wang Yanli,Zheng Ning,Luan Xu,Liu Hainian AECC Shenyang Engine Research Institution,Shenyang 110015,China
Abstract: Aero-engine engine technical review is a means to supervise the process of its development, to confirm the effect of the work completed, timely found potential technical risks and hidden cost growth. In order to realize the effective operation of the technical review system and ensure the objectivity, standardization and validity of the technical review work, the project researches the technical review system. This paper analyzes the status of technical review at home and abroad, puts forward the program of technical review, prescribes the setting of various review points, and clarifies the composition and connotation of review elements.
Key Words: aero-engine engine; technical review scheme; review point setting; review elements