淺析航天計量器具的管理

任 暉 李玉華 吳春嬋 麥 吉 李 威

(北京航天計量測試技術研究所，北京 100076)

1 引 言

2013年，國家發布了《計量發展規劃(2013-2020年)》，明確提出了強化計量管理的要求，國防科工局《國防計量監督管理條例》、《國防科技工業計量監督管理暫行規定》以及《(GJB5109)裝備計量保障通用要求-檢測與校準》都對武器裝備計量管理和計量保證工作提出了明確的要求。

航天計量工作伴隨著中國航天事業的開拓孕育而生，并伴隨著航天事業的蓬勃發展，在確保型號量值傳遞準確統一，解決型號計量測試技術難題，突破武器裝備發展技術瓶頸等方面發揮了重要基礎保障作用。在當前高質量保證成功、高效率完成任務、高效益推動航天強國和國防建設的發展要求下，航天計量工作也面臨著新的機遇和挑戰，持續推進計量統一規范管理，進一步強化計量測試在型號質量提升中的作用，推動計量產業發展，不斷適應“三高”發展要求具有重要意義。這其中，加強在計量體系中占有重要地位的計量器具管理就顯得極為重要。

2 航天計量支撐型號質量提升情況

多年來，航天計量工作面向型號產品科研生產、面向國民經濟建設，堅持軍民融合、計量與測試結合、服務與監督結合的原則，構建了航天計量保證模式。一是為型號提供常規計量保障，保證了設備的準確可靠。二是支撐靶場型號試驗，直接或間接參加型號試驗，解決參試設備溯源及現場測試等關鍵問題。如武器裝備發射瞄準校準，運載火箭冗余慣組初始姿態測量、整流罩分離姿態測量、貯箱加注變形量測量、箭體尾段起飛漂移量測量等。三是開展型號專用計量測試設備研制。如在新一代運載火箭等重大型號研制過程中，開展了測試校準方法研究、專用測試設備研制等一系列型號計量保障工作，解決了型號大部段自動對接、大推力發動機推力校準等問題。四是解決型號研制過程中不可檢、不可測問題。如根據型號需求或總裝廠需求，解決了常規液體發動機環小孔測試、質心轉動慣量自動化測試等計量測試難題。

由于航天產品的特殊性，決定了航天計量以及計量器具管理均有著不同于傳統計量管理的特殊性，特別是在專業計量機構和科研生產單位配備了大量型號專用或通用測量設備。一些設備工作條件和使用環境特殊，需要在工作狀態和特殊環境下計量；部分設備不易拆卸，需要開展現場、在線計量；部分測試設備參數多，功能復雜、綜合性強、集成化程度高，需要對整體性能指標進行校準。因此，計量標準器具管理之外，型號專用或通用測量設備的全生命周期管理需要重點關注。

3 航天計量器具管理現狀分析

3.1 計量器具管理要求

計量是工業發展的重要技術基礎，體現了法制性、先行性、系統性等特點，國家、國防科工局、集團公司對計量管理都提出了明確要求。全國人大常委會頒布的《中華人民共和國計量法》，對計量基準器具和計量標準器具的管理做了明確規定。國防科工局頒布的《國防計量監督管理條例》(中央軍委第54號令)，明確對軍隊和國防科技工業系統計量標準器具及其計量保證與監督管理工作提出要求。航天計量器具管理不僅應符合相關法律、法規要求，還需針對航天產品研制、試驗、生產、列裝或發射全過程使用的通用及專用測試設備實施管理,并提出更高的要求。做為中國航天事業的發祥地，中國航天科技集團有限公司第一研究院在質量管理工作中明確提出了“配置了滿足需要的可靠性設計、分析、驗證等工具軟件以及計量檢測設備”的要求，出臺院級標準《(Q/Y 725-2017)計量管理與監督》、《(Q/Y 102-2010)專用測試設備計量管理規定》等一系列計量相關規定，對計量標準器具、通用測量設備和專用測試設備等的管理都提出了明確要求。

3.2 計量器具分類管理情況

航天計量器具涉及到型號產品全生命周期的各個環節，種類多，專業多，參數多。一般航天計量器具分為計量標準器具和計量器具(測量設備)兩類。

(1)計量標準器具管理包括建標準備、建標考核、有效性確認、使用和維護、計量管理等。

(2)測量設備管理分為通用測量設備和專用測試設備。通用測量設備應建立測量設備臺帳，制定周期溯源計劃，并實施動態管理；新購置的測量設備，對其計量性能進行檢定或校準，合格后方可辦理接收手續；自行研制的測量設備，需要有計量管理機構參與驗收；測量設備應向一二級計量技術機構進行溯源，并在有效期內使用；沒有溯源渠道的測量設備，應進行比對或能力測試，比對時間間隔不得超過2年。專用測試設備分關鍵專用計量測試設備、重要專用測試設備和一般專用測試設備三類，在建立臺帳并統一編號，分類管理的同時，使用前進行校準并對校準結果進行計量確認；設計、使用單位計量人員參加專用測試設備驗收；綜合參數專用測試設備進行綜合校準。

4 計量器具管理中存在的不足

隨著航天科研生產任務日趨繁重、質量保證能力和效率要求不斷提高，計量工作也面臨更高發展要求，對計量技術、計量能力、計量器具等管理工作都提出了新的要求。對于計量器具管理來說，原有的一些方式方法已不適應當前發展需求，需要針對存在的不足進一步加以完善。

4.1 計量器具的統籌管理有待加強

據了解，美國波音公司計量中心承擔整個公司基本量的量值傳遞和溯源工作，并對計量與測試設備采用金字塔形分級管理模式，所有校準或校驗合格的計量和測試設備都被“金字塔”覆蓋。以美國為代表的發達國家，軍方為保障武器裝備性能處于良好的戰術技術狀態都建立了相應的計量測試技術及設備管理的保證體系。如美國海軍測量設備的校準不搞“就地就近”，無論在何地，所有海軍設備都必須納入海軍校準計劃，由海軍校準團體完成校準工作。在國內，奇瑞汽車的計量統籌管理很具有代表性，在其計量三步走發展規劃中，明確第一步就是要實現測量設備受控，測量設備全生命周期統籌管理，經過多年努力目前該目標已經實現。而航天計量器具管理多處于廠所“各自為政”的情況，對于摸清計量器具底數、實施有效監督和管控帶來較大困擾。

4.2 需要提高計量器具溯源需求傳遞的有效性

航天產品在技術上具有高、精、尖的特征，系統龐大復雜，涉及的科學技術領域廣泛，新技術多，技術難度大。因此，相應要求計量測試的新參數多，精度高，量程寬，頻段廣。即使某些參數的測量精度要求不算高，但是工作環境或工作條件比較特殊，如何實時有效的測量和計量，技術上難度是比較大的。尤其是產品應用背景的特殊性帶來應用環境的復雜性，在計量測試機構不清楚航天產品及相關計量器具特殊需求的情況下，用常規方法開展檢測校準，容易帶來比較大的問題。如型號經常使用渦輪流量計測量各種溫度條件下的紅油流量，在不同的溫度下，紅油粘度差異很大，因而同一支流量計表現出不同的流量特性，常溫下得到的校準結果在高低溫工況下使用將產生巨大誤差。因此，要確保計量器具溯源需求能夠有效傳遞。

4.3 專用測試設備計量管理存在短板

專用測試設備具有種類繁多、使用有效期短、涉及參數多、結構復雜、沒有完善的量值溯源渠道等特點，造成了管理難度加大，不易受控。一是長期以來，計量工作的重點往往放在計量標準器具上，如計量標準器具和通用測量設備的周檢率、合格率等，而忽視了專用測試設備的校準和管理；二是專用測試設備種類繁多，規格不一，在短時間內難以健全全溯源鏈；三是專用測試設備一般均為非標設備，造成沒有現成的國家或行業計量技術規范可用；四是對于一些專用測試設備，國家或行業沒有建立起最高計量標準，導致專用測試設備無從實現量值溯源。

5 加強計量器具管理的對策研究

5.1 實施計量器具溯源統一管理

至少在研究院層面，對通用計量器具、專用測試設備量值溯源實施統一管理。由院屬專業計量機構作為計量支撐單位和歸口管理單位，一是摸清現有計量器具底數，確保計量器具臺帳全覆蓋，及時更新維護信息，計量器具實際溯源情況與證書一致，帳物相符；二是由專業計量機構負責計量器具溯源統一管理，實現“統進統出”，對于內部計量機構能自行解決的即自行完成，需外協其他計量檢測機構的，由專業計量機構統一安排，從而發揮專業計量機構的專業和抓總作用，提升計量管理質量和效率；三是專用測試設備設計、引進、購置過程中，專業計量機構充分參與并識別專用測試設備計量特性，明確計量技術要求，確定計量方案和溯源途徑。

5.2 強化下游配套單位計量管控

參照航天產品質量保證要求傳遞方式，將航天計量測試要求傳遞到下游單位，實施有效管控。一是有效傳遞航天計量測試要求，嚴格特殊計量測試需求管理，定期實施監督審核，確保下游配套單位計量測試設備溯源有效、生產設備精度滿足要求；確保計量測試外包單位質量體系運行過程受控、證書結果有效，了解承擔的特殊計量測試任務需求，且人員、設備、方法滿足要求并經過充分確認。二是要對計量外包單位進行梳理，明確準入要求并建立計量外包供應商負面清單，對合格計量外包單位定期開展培訓，及時傳遞最新要求。三是逐步將航天計量自身的計量測試服務，如檢測校準服務、信息化管理等覆蓋下游配套單位，促進上下游單位溯源渠道受控、一致。

5.3 抓好專用測試設備計量管理

通過實施計量統一、規范管理，逐步規范專用測試設備固定資產管理，并在此基礎上，不斷彌補專用測試設備計量管理短板，確保專用測試設備從計量方法、管理等環節準確可靠受控。一是采取分步實施的方式。專用測試設備在航天科研生產單位大量存在，一蹴而就徹底解決專用測試設備溯源等管理問題不現實，可以先對各院、廠所專用測試設備的分布情況、目前狀態進行廣泛調研、統計，分門別類后首先針對量大面廣、關重作用等幾類設備完善計量管理。二是加強專用測試設備可計量性管理。在專用測試設備設計階段，要對專用測試設備所涉及的量值加以分析，確定校準這些量值的能力，并在設計方案中確定計量端口，并由專業計量機構著手設備校準方法的研究工作；在專用測試設備研制生產及工作階段，專業計量機構參與對設備的評審把關，對校準工作實施周期管理。

5.4 建立計量器具管理信息平臺

建立航天計量信息化管理系統，通過信息化管理手段實現計量器具的全生命周期全流程全覆蓋管理，實現計量監督的全面覆蓋。通過搭建成熟的計量信息管理標準體系實現計量器具動態精細化管理的訴求，并通過體系化、平臺化、智能化計量業務的平臺搭建，可支撐型號質量量化的控制，建立100%全覆蓋的信息化計量監督檢查機制，實現計量器具臺帳、計量周期、證書、原始記錄、狀態等的信息化管理，覆蓋“人(人員)、機(儀器)、料(檢品、材料)、法(標準、方法)、環(環境)、測(檢測)”全要素，提升計量業務綜合管理水平。

6 結束語

航天計量測試誕生于航天技術發展需求，并伴隨著航天技術的發展壯大而達到現今水平，因此航天計量測試的發展基礎在航天事業，立足點也在航天事業，解決航天事業的計量測量問題是航天計量的根本職能和發展的重要出路。計量器具管理作為航天計量管理的重要工作，其管理水平的高低，對于提高計量測試服務保障航天產品質量具有重要影響，其管理方式方法還需要在后續工作中不斷地通過摸索和實踐加以完善。