基于全過程技術(shù)風(fēng)險管控的宇航產(chǎn)品保證方法研究

李春江、于文考、史廣青、顧正成、李振 /北京控制工程研究所

宇航產(chǎn)品多品種、小批量的特點給研制過程帶來較大難度，主要表現(xiàn)為：空間環(huán)境惡劣、溫度、振動、電磁以及羽流等因素影響對產(chǎn)品功能、性能及可靠性要求較高，產(chǎn)品自身涉及光學(xué)、機械、電路和算法等多專業(yè)耦合，技術(shù)更新快、研制難度大等因素造成開發(fā)周期長、技術(shù)風(fēng)險大；產(chǎn)品生產(chǎn)、測試過程潔凈度、防靜電控制要求嚴(yán)格，驗證條件苛刻、工況復(fù)雜，對產(chǎn)品測試覆蓋性要求較高，產(chǎn)品的研制進(jìn)度難以保證、研制風(fēng)險難以避免、研制狀態(tài)難以統(tǒng)一。

為確保對產(chǎn)品全過程研制的控制，北京控制工程研究所制定了以技術(shù)風(fēng)險識別及管控為主要抓手的產(chǎn)品保證工作方法，全面識別、追蹤并落實研制過程中的技術(shù)風(fēng)險，確保產(chǎn)品過程受控，提升產(chǎn)品可靠性。

一、全過程風(fēng)險管控模式

1.傳統(tǒng)質(zhì)量管控方式

傳統(tǒng)產(chǎn)品研制質(zhì)量管控主要是面向程序的合法性和結(jié)果的合格性，在產(chǎn)品研制過程中更多關(guān)注的是關(guān)鍵節(jié)點完成的合規(guī)性，可以確保產(chǎn)品研制過程滿足質(zhì)量控制要求，在產(chǎn)品研制完成后關(guān)注產(chǎn)品結(jié)果的正確性，即產(chǎn)品各項技術(shù)指標(biāo)滿足要求，可以確保產(chǎn)品交付，而對產(chǎn)品顯性的質(zhì)量問題難以有效識別并提前控制，造成設(shè)計反復(fù)迭代；對產(chǎn)品隱性的質(zhì)量隱患敏感度不足，造成產(chǎn)品交付后的質(zhì)量問題時有發(fā)生。在宇航產(chǎn)品質(zhì)量管理過程中，僅依靠傳統(tǒng)質(zhì)量管理的方式存在產(chǎn)品設(shè)計過程反復(fù)影響節(jié)點、產(chǎn)品生產(chǎn)過程低層次質(zhì)量問題無法根絕影響交付、產(chǎn)品交付后暴露薄弱環(huán)節(jié)影響用戶使用等隱患。

2.全過程風(fēng)險管控的產(chǎn)品保證工作

航天產(chǎn)品保證工作方法就在航天器產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、發(fā)射、交付使用等全過程進(jìn)行的一系列有組織、有計劃的技術(shù)和管理活動，重點對技術(shù)風(fēng)險進(jìn)行充分識別和控制，保證產(chǎn)品滿足要求，保證航天器飛行任務(wù)成功。在《航天產(chǎn)品保證要求》中明確產(chǎn)品保證是為使人們確信產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求，在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)全過程，所進(jìn)行的一系列有計劃、有組織的技術(shù)和管理活動。

通過產(chǎn)品保證工作的方法，在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、發(fā)射、交付使用等全過程中有組織、有計劃地開展技術(shù)和管理活動，重點對技術(shù)風(fēng)險進(jìn)行充分地識別和控制，保證產(chǎn)品研制全周期的順利進(jìn)行。

全過程風(fēng)險管控是在產(chǎn)品研制全流程內(nèi)從風(fēng)險的提出、評價、落實、傳遞以及過程監(jiān)控再到工作的總結(jié)的一系列有針對性的活動，結(jié)合產(chǎn)品保證的思想，將研制過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量、帶來風(fēng)險隱患的因素識別、提取出來，構(gòu)建全要素質(zhì)量工作程序和方法，設(shè)置剛性的控制點，納入研制流程，實現(xiàn)精細(xì)的質(zhì)量管理，如圖1 所示。

圖1 全過程風(fēng)險管控示意圖

二、全過程技術(shù)風(fēng)險管控策劃

為更好地開展風(fēng)險識別工作，結(jié)合產(chǎn)品保證的工作思想對面向節(jié)點計劃和質(zhì)量管理的流程進(jìn)行完善升級，使之成為更加面向過程風(fēng)險管控的綜合研制流程，通過增加過程產(chǎn)品保證工作項目將風(fēng)險管控嵌入到研制技術(shù)流程中。在產(chǎn)品通用技術(shù)流程常規(guī)工作項目和質(zhì)量控制點的基礎(chǔ)上，將識別的技術(shù)風(fēng)險項目補充至相應(yīng)流程中，明確依據(jù)、要求和責(zé)任人，便于產(chǎn)品保證工程師進(jìn)行過程確認(rèn)和追蹤，如圖2 所示。

圖2 典型產(chǎn)品研制技術(shù)流程圖（示意）

三、全過程技術(shù)風(fēng)險管控

1.技術(shù)風(fēng)險的識別與評價

采用多層次、多形式的技術(shù)風(fēng)險評價方式，充分利用知識工具，如DFX 設(shè)計指南、產(chǎn)保手冊、量化指南、案例庫等，同時發(fā)揮多崗位專業(yè)技術(shù)能力，如專業(yè)工藝師、專業(yè)研究師、專業(yè)設(shè)計師等對產(chǎn)品進(jìn)行評估得到綜合技術(shù)風(fēng)險項目。針對不同類型的技術(shù)風(fēng)險，需要明確各風(fēng)險具體的工作內(nèi)容、工作輸出、履職形式、責(zé)任部門和責(zé)任人。對產(chǎn)品風(fēng)險的評價要根據(jù)產(chǎn)品研制推進(jìn)和認(rèn)識的深入進(jìn)行補充和完善，必要時要召集設(shè)計師、工藝師等相關(guān)人員對產(chǎn)品當(dāng)前及未來的風(fēng)險進(jìn)行再確認(rèn)，并對發(fā)生概率大、嚴(yán)重性高的技術(shù)風(fēng)險提出預(yù)警。

建立技術(shù)風(fēng)險項目分級分類管理機制，采用結(jié)構(gòu)性風(fēng)險管理方法，對產(chǎn)品的風(fēng)險進(jìn)行合理評估，按照技術(shù)風(fēng)險的嚴(yán)重性（見表1）與技術(shù)風(fēng)險的可能性（見表2）建立風(fēng)險綜合評價矩陣（見表3）。

表1 風(fēng)險后果嚴(yán)重性等級分類

表2 風(fēng)險發(fā)生可能性等級分類表

表3 風(fēng)險綜合評價矩陣

利用風(fēng)險綜合評價矩陣形成的評估指數(shù)，將技術(shù)風(fēng)險分為4個等級（見表4），對不同等級的技術(shù)風(fēng)險制定技術(shù)風(fēng)險分類對策。根據(jù)風(fēng)險綜合評級結(jié)果，對不同風(fēng)險項目進(jìn)行分級分類管控，對低風(fēng)險、中風(fēng)險和高風(fēng)險項目，分別有針對性地提出消除、降低、轉(zhuǎn)移或接受的應(yīng)對措施，確保風(fēng)險應(yīng)對措施充分、有效和合理。典型的風(fēng)險管控有評審、監(jiān)督、驗證及檢驗4 個方式。評審是組織多專業(yè)人員對風(fēng)險應(yīng)對措施進(jìn)行評價；監(jiān)督是對技術(shù)風(fēng)險實施過程及結(jié)果進(jìn)行檢查；驗證是對技術(shù)風(fēng)險進(jìn)行驗證，評估風(fēng)險是否存在和影響情況；檢驗是對技術(shù)風(fēng)險執(zhí)行結(jié)果的檢查和確認(rèn)。

表4 風(fēng)險綜合評級

對于低風(fēng)險項目，只需按照通用研制流程開展工作，進(jìn)行正常的管理工作即可將風(fēng)險控制在可接受水平上；對于中風(fēng)險項目，需采取專門措施（關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、充分的研制試驗、工藝攻關(guān)與鑒定、產(chǎn)品綜合鑒定、專項仿真驗證等），將風(fēng)險控制在可接受水平上；對于高風(fēng)險項目，需要專門管理活動（重要技術(shù)評審、復(fù)核復(fù)算、第三方獨立評估、關(guān)鍵/強制檢驗、駐廠監(jiān)造、專題質(zhì)量分析等），形成技術(shù)風(fēng)險控制清單。

2.技術(shù)風(fēng)險的傳遞

落實上級產(chǎn)品保證要求和技術(shù)風(fēng)險，將其分解為本級研制風(fēng)險完善至產(chǎn)品技術(shù)風(fēng)險控制清單中，梳理清單中涉及到外協(xié)項目的通過產(chǎn)品保證要求將技術(shù)風(fēng)險傳遞到供方，如圖3 所示。

圖3 技術(shù)風(fēng)險傳遞示意圖

在外協(xié)產(chǎn)品保證要求中明確供方在開展研制過程中對所涉及的技術(shù)風(fēng)險項目，制定可操作、可量化、可檢測的實施工藝，須經(jīng)需方評審確認(rèn)后實施。

3.技術(shù)風(fēng)險的監(jiān)控

技術(shù)風(fēng)險的過程監(jiān)控是產(chǎn)品全過程風(fēng)險管控的重要實施環(huán)節(jié)，產(chǎn)品保證工作重點關(guān)注識別技術(shù)風(fēng)險的執(zhí)行情況，將過程中新增的技術(shù)風(fēng)險項目納入流程管理，必要時組織技術(shù)人員對工作開展情況進(jìn)行審核、 監(jiān)督、評價，對風(fēng)險控制結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，對過程風(fēng)險控制不到位或?qū)罄m(xù)產(chǎn)品影響嚴(yán)重的情況予以警示，過程監(jiān)控要素如圖4 所示。

圖4 過程監(jiān)控要素

過程中根據(jù)技術(shù)風(fēng)險的特點制定多種解決技術(shù)風(fēng)險的方式，包含仿真結(jié)果及確認(rèn)、研制試驗及確認(rèn)、專項攻關(guān)鑒定及確認(rèn)、設(shè)置關(guān)鍵/強制檢驗點等措施，同時將產(chǎn)品研制過程中新識別的技術(shù)風(fēng)險項目補充到清單中進(jìn)行動態(tài)管控。

四、全過程技術(shù)風(fēng)險總結(jié)與再分析

產(chǎn)品研制完成前，需要對產(chǎn)品研制全過程技術(shù)風(fēng)險管控情況進(jìn)行全面梳理，確認(rèn)策劃與新增的技術(shù)風(fēng)險項目通過應(yīng)對均已消除或者規(guī)避風(fēng)險（見表5）。

表5 技術(shù)風(fēng)險總結(jié)

如本階段存在尚未完成閉環(huán)的技術(shù)風(fēng)險，需要評估該風(fēng)險是否影響產(chǎn)品交付及用戶使用。若不滿足交付要求，應(yīng)及時終止驗收交付環(huán)節(jié)，對殘存技術(shù)風(fēng)險開展工作，待技術(shù)風(fēng)險消除后再進(jìn)行交付工作；若存在的技術(shù)風(fēng)險不影響驗收交付和用戶使用，要提出相應(yīng)措施與計劃，在后續(xù)階段中消除此類技術(shù)風(fēng)險。

產(chǎn)品保證是科學(xué)、有效的產(chǎn)品研制過程質(zhì)量控制方法，針對影響產(chǎn)品研制的技術(shù)風(fēng)險，采取全過程產(chǎn)品保證管控的手段可以有效識別、評價、落實、傳遞、監(jiān)控和總結(jié)風(fēng)險，做到全閉環(huán)管理，提高產(chǎn)品研制過程中技術(shù)風(fēng)險控制水平，將質(zhì)量管控工作提前，有利于提前策劃、識別、處置產(chǎn)品研制過程風(fēng)險，有效應(yīng)對宇航光電類產(chǎn)品研制技術(shù)難點，確保產(chǎn)品高質(zhì)量、高效率的研制?！?/p>