新一代運載火箭靶場操作細則研究

劉 洋，徐 寅，田呈強，樊 宇，劉瑞勛

(天津航天長征火箭制造有限公司，天津 300462)

0 引言

海因里希經過大量研究認為工作過程中的失誤發生存在著“88∶10∶2”的規律，即100起事故中，有88起是由人的不安全行為引起的，有10起由物的不安全狀態造成，而有2起是人難以預防的。由此可見，人的失誤和操作不標準是導致工作事故發生或質量不高的主要原因。當前，隨著新一代運載火箭質量管理要求的進一步提高，在靶場的操作類工作需要進一步量化及細化控制，而不是僅依靠圖紙和工藝質量規程來保證。隨著三維數字化設計手段在產品型號研制中的應用，大大提高了產品設計水平和效率，也提高了產品的可靠性。三維數字模型具有生動、形象、交互、易于理解等諸多優點，為了更準確地傳遞裝配和操作信息，加強裝配工藝對現場操作的指導性、增強操作過程監控的有效性、推動裝配質量管理的智能性，在靶場操作工作過程中，將利用現有的三維數字化模型，集成計算機多媒體、總裝數據庫和網絡等技術的優勢，將內容繁雜的技術操作文件、崗位作業指導書等信息按照靶場精細化的標準有機地組織管理起來，通過優化靶場操作流程，將靶場作業指導書中的文字、確認表格、參考圖像、工程圖紙、聲音、視頻等多種信息形式重新顯示在使用終端設備上，使操作人員能夠以互動的方式進行查閱，將所需的信息準確地顯示在用戶面前。

1 運載火箭靶場操作細則內容及要求

靶場操作工作內容依照靶場工作流程及要求，按照火箭進場、轉場及發射的順序依次開展，操作內容和類別均較多，且各階段工作層層遞進，如果某一項操作存在問題，將會影響到下一階段工作目標，給流程管理和質量管理帶來較大影響。

以在飛某運載火箭為例，靶場操作類工作項目廣義上有操作和檢查兩大類別，具體內容包括：產品卸車停放、狀態恢復、交接、轉場、對接、星箭聯合操作、發射前總裝及狀態檢查8項工作。整個操作工作依靠靶場和總裝廠操作人員以及設計師按照產品圖紙、工藝規程及檢查表格進行操作和檢查，一般工作流程如圖1所示。

圖1 某在飛火箭靶場操作工作流程

當靶場存在操作工作時，一般情況下，操作人員和設計人員都需要攜帶與當日工作相關的曬藍圖紙、檢查表格、工藝規程和多媒體設備，這種操作模式工作量大、繁雜、易漏、易錯、易丟失，且費時、費力、費資源。靶場工作項目與工作流程統一自動優化技術、操作要求及要點多媒體表達形式、檢查表格和多媒體記錄關聯技術等都是新一代運載火箭靶場操作細則需要解決的問題。

靶場操作細則核心研究內容是對靶場操作內容進行系統性設計、實施和應用推廣，目標是將精細化的質量管理理念與先進信息化管理技術相融合，以靶場流程管理系統為環境依托，實現靶場操作狀態檢查確認工作，同步實現靶場工作計劃的信息化管理，減少現場人工管理工作量，提高工作效率，最大程度地減少誤操作、漏操作等低層次質量問題的發生概率。

2 操作類工作可視化技術

操作類工作可視化技術主要包括：三維圖紙管理和操作細則管理。在三維圖紙管理中，使用可視化技術創建一個數字交互式零件管理庫，以三維爆炸圖的方式生動地展示復雜結構零件之間的連接關系。三維零件管理不同于傳統的工程模式產品管理，圖形窗口顯示與CAD軟件風格一致的三維零件圖形，可實現旋轉、縮放、移動、透視、爆炸等功能。瀏覽圖形時，零部件圖形和BOM表智能關聯，三維圖紙管理界面如圖2所示。

圖2 三維圖紙管理界面

在操作手冊管理中，復雜的機械裝配結構和拆卸過程將以3D動畫的形式清晰地展示出來，包括旋轉、移動、拆除、擰緊和擰松等諸多常用操作類動作，通過添加、調整后可以快速發布成動畫形式。發布結果頁面中分為圖形區和文字區，圖形區顯示與CAD軟件風格一致的三維零部件圖形，可以實現旋轉、縮放、移動等全視角瀏覽；文字區是操作過程中的技術要求，這些信息是與當前3D動畫自動關聯的，隨著動畫的進行，文字信息也會自動滾動，使得操作人員可以更好地認識和理解工作內容。操作手冊管理界面如圖3所示。

圖3 操作手冊管理界面

3 檢查表格可視化技術

目前，在靶場工作過程中，各種檢查表格樣式繁多，給操作類檢查表格的精細化控制帶來諸多困難。因此，需要根據檢查數據的類型，利用信息化手段自動生成可操作及執行的表格。通過導入數據，系統可以自動生成可視化的表格,如圖4所示。

圖4 基于數據的可視化表格

系統采用B/S架構的可視化表格設計技術，將檢查表格中的檢查項均以結構化的方式存儲于數據庫中；系統使用數據模型存儲和管理表格結構，通過表格制作工具的預覽模式檢查表格的可視化呈現。結合這兩種技術，不僅可以對檢測項數據進行結構化管理，而且可以滿足操作員的顯示要求。

4 多媒體記錄與狀態檢查確認項的自動關聯技術

運行狀態檢查數據主要分為兩類:狀態檢查確認表單數據和現場多媒體記錄數據。為了能夠更好地幫助用戶更準確地檢查和記錄數據，系統引入了多媒體記錄功能模塊，實現了多媒體記錄和檢查項狀態的自動實現，改變了以前多媒體記錄的檢查結果需要人工建立關系狀態。

5 結語

操作人員的不安全行為是導致工作失誤的主要原因，如何在工作失誤前進行預防是新一代運載火箭靶場工作需要提前思考的問題，如何將運載火箭靶場操作工作細化、量化且具有指導性是操作細則研究的重點內容。提前識別操作風險，進行安全性分析，做到工作之前每個步驟及項目有據可查、心中有數可節約時間、提高效率。

在飛火箭已經在靶場操作細化管理方面積累了豐富的經驗，隨著質量管理要求和信息化水平的不斷提高，新一代運載火箭靶場操作細則需要集成計算機多媒體、總裝數據庫和網絡等技術的優勢，將內容繁雜技術操作文件、崗位作業指導書等信息，按照靶場精細化的標準有機地組織管理起來，通過優化靶場操作流程，將靶場作業指導書中的多種信息形式重新顯示在使用終端設備上。