運(yùn)載火箭發(fā)射場精細(xì)化質(zhì)量管理實(shí)踐

◎中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 譚振 張聰 陳海波 劉博龍北京宇航系統(tǒng)工程研究所 李朝暉

運(yùn)載火箭發(fā)射場精細(xì)化質(zhì)量管理實(shí)踐

◎中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 譚振 張聰 陳海波 劉博龍北京宇航系統(tǒng)工程研究所 李朝暉

近年來，我國航天發(fā)射進(jìn)入新的高強(qiáng)密度發(fā)射周期，運(yùn)載火箭年度發(fā)射量屢創(chuàng)新高，密集的發(fā)射任務(wù)對(duì)壓縮任務(wù)準(zhǔn)備周期、減少發(fā)射任務(wù)人員保障提出了更高要求。與此同時(shí)，各級(jí)機(jī)關(guān)、領(lǐng)導(dǎo)對(duì)航天型號(hào)質(zhì)量管理的要求越發(fā)嚴(yán)格，各種質(zhì)量管理方法、手段不斷創(chuàng)新發(fā)展，任務(wù)節(jié)奏加快，人員保障減少，質(zhì)量要求更高，質(zhì)量方法、手段更豐富，對(duì)型號(hào)發(fā)射場質(zhì)量管理提出了更高要求。

航天型號(hào)發(fā)射場測試、操作及發(fā)射工作是型號(hào)質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)，也是確保型號(hào)任務(wù)圓滿成功的最后關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院不斷創(chuàng)新發(fā)射場質(zhì)量管理措施和手段，圍繞發(fā)射場工作流程和具體工作項(xiàng)目從設(shè)計(jì)質(zhì)量、操作質(zhì)量、測試數(shù)據(jù)判讀比對(duì)等方面開展了發(fā)射場精細(xì)化質(zhì)量管理實(shí)踐，發(fā)射場精細(xì)化質(zhì)量管理水平不斷提升，有力地支撐了型號(hào)任務(wù)的順利實(shí)施和圓滿完成。

一、發(fā)射場任務(wù)新形勢

1．組織管理的變化

“十一五”期間，“長征”系列運(yùn)載火箭年度發(fā)射任務(wù)基本維持在6～10次。2010年以來，年度發(fā)射量基本保持在15次左右。“十三五”期間，發(fā)射任務(wù)更加繁重，持續(xù)高強(qiáng)密度發(fā)射成為新常態(tài)。2006～2015年“長征”系列運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)如圖1所示。

圖1 2006～2015年“長征”系列運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)統(tǒng)計(jì)圖

繁重的發(fā)射任務(wù)推動(dòng)任務(wù)的組織管理不斷優(yōu)化發(fā)展。以兩級(jí)火箭為例，“十一五”期間任務(wù)的發(fā)射場工作周期基本在30天左右，發(fā)射隊(duì)人員基本在130人左右。“十二五”以來，型號(hào)任務(wù)發(fā)射場工作流程不斷優(yōu)化，目前發(fā)射場工作周期基本壓縮到20天左右，發(fā)射隊(duì)人員100人左右。隨著“十三五”發(fā)射任務(wù)的進(jìn)一步增加，發(fā)射場工作周期、發(fā)射隊(duì)人員將進(jìn)一步壓縮，工作節(jié)奏進(jìn)一步加快，質(zhì)量方法、質(zhì)量要求不斷深化發(fā)展，傳統(tǒng)的靠人員保成功、靠“慢工出細(xì)活”的保質(zhì)量已不能適應(yīng)高密度發(fā)射的新形勢，也不能適應(yīng)當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)對(duì)航天型號(hào)的新要求。

2．質(zhì)量要求的發(fā)展

“十二五”以來，研究院持續(xù)推進(jìn)“零缺陷”質(zhì)量文化建設(shè)，強(qiáng)化和提升全員質(zhì)量意識(shí)；發(fā)布精益質(zhì)量保證手冊(cè)、航天型號(hào)量化控制手冊(cè)，推進(jìn)型號(hào)產(chǎn)品精細(xì)化、量化技術(shù)、質(zhì)量管理水平提升；持續(xù)完善航天型號(hào)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制要求，創(chuàng)新單點(diǎn)故障模式識(shí)別與控制、成功數(shù)據(jù)包絡(luò)線分析、飛行時(shí)序動(dòng)作確認(rèn)等方法；制定螺紋連接擰緊力矩量化控制、電氣產(chǎn)品通電時(shí)間考核要求、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多媒體記錄管理要求、強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)管理要求、關(guān)鍵尺寸鏈識(shí)別與控制等管理要求；持續(xù)開展“再設(shè)計(jì)、再分析、再驗(yàn)證”活動(dòng)，深化型號(hào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、過程控制關(guān)鍵特性辨識(shí)與控制工作。

新的任務(wù)形勢對(duì)發(fā)射場質(zhì)量工作的有效性、針對(duì)性提出了更高要求，需要各型號(hào)結(jié)合任務(wù)特點(diǎn)實(shí)施差異化質(zhì)量管理，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)的質(zhì)量控制，做好質(zhì)量管理要求的“加減法”，創(chuàng)新發(fā)射場質(zhì)量管理新方法、新措施，提升發(fā)射場質(zhì)量管理精細(xì)化、量化水平，提高質(zhì)量工作的效率和效力，以確保發(fā)射任務(wù)圓滿成功。

二、發(fā)射場工作特點(diǎn)分析

隨著發(fā)射場工作流程的優(yōu)化，火箭進(jìn)入發(fā)射場后技術(shù)區(qū)工作項(xiàng)目逐漸減少，主要以檢查、安裝操作為主。火箭在技術(shù)區(qū)完成箭體恢復(fù)、動(dòng)力系統(tǒng)火工品安裝、控制系統(tǒng)部分單機(jī)安裝后轉(zhuǎn)入發(fā)射區(qū)工作，發(fā)射區(qū)工作以單機(jī)儀器設(shè)備安裝、電纜及接插件防護(hù)、測試準(zhǔn)備、加注等操作工作和分系統(tǒng)、全箭加電測試工作并重。

進(jìn)入發(fā)射場后運(yùn)載火箭的技術(shù)狀態(tài)基本固化，發(fā)射場工作通常包括以下幾類：

設(shè)計(jì)類工作。飛行諸元、飛行軟件、加注量計(jì)算及加注時(shí)推進(jìn)劑溫度計(jì)算等現(xiàn)場設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工作。

操作類工作。地面設(shè)備展開、準(zhǔn)備，控制、測量系統(tǒng)等電氣系統(tǒng)單機(jī)、火工品產(chǎn)品檢查，上箭安裝，電纜、接插件的防護(hù)，加電測試狀態(tài)準(zhǔn)備，推進(jìn)劑加注等大量操作工作。

數(shù)據(jù)判讀比對(duì)類工作。控制、測量等電氣系統(tǒng)單元測試，分系統(tǒng)、總檢查測試，火工品及回路測試，動(dòng)力系統(tǒng)氣密測試等測試工作及數(shù)據(jù)判讀分析確認(rèn)工作。

預(yù)案制定類工作。加注、發(fā)射預(yù)案的修訂完善及演練工作。

其它質(zhì)量專項(xiàng)工作。質(zhì)量問題舉一反三、“雙想”（問題回想和事故預(yù)想）活動(dòng)、“九新”分析等專題質(zhì)量工作項(xiàng)目。

三、發(fā)射場精細(xì)化質(zhì)量管理措施

1．質(zhì)量工作要求與發(fā)射場工作項(xiàng)目融合

為提升發(fā)射場質(zhì)量工作的有效性和針對(duì)性，確保各項(xiàng)質(zhì)量要求落實(shí)到位，某型運(yùn)載火箭在發(fā)射場工作中系統(tǒng)梳理發(fā)射場工作流程，按系統(tǒng)、崗位清理發(fā)射場具體工作項(xiàng)目，對(duì)每一項(xiàng)工作項(xiàng)目明確責(zé)任人、質(zhì)量要求及資源保障要求，確保項(xiàng)目清楚、責(zé)任明確、要求明確、資源保障明確。

根據(jù)運(yùn)載火箭發(fā)射場工作特點(diǎn)，圍繞發(fā)射場工作流程和具體工作項(xiàng)目，某型運(yùn)載火箭的發(fā)射場質(zhì)量工作主要從設(shè)計(jì)質(zhì)量檢查確認(rèn)，操作質(zhì)量檢查確認(rèn)，測試數(shù)據(jù)判讀比對(duì)，加注、發(fā)射預(yù)案，質(zhì)量問題舉一反三等5個(gè)方面開展質(zhì)量策劃。經(jīng)過多次發(fā)射任務(wù)實(shí)踐，研究院的運(yùn)載火箭發(fā)射場質(zhì)量工作項(xiàng)目進(jìn)一步規(guī)范、固化，為發(fā)射隊(duì)員熟知、落實(shí)質(zhì)量工作項(xiàng)目和要求奠定了良好基礎(chǔ)。

2．創(chuàng)新管理手段，強(qiáng)化發(fā)射場過程質(zhì)量管理

一是自主開發(fā)C-Pad電子化檢查確認(rèn)系統(tǒng)。

研究院引進(jìn)信息化管理手段，在通過MindManager軟件開展流程管理的基礎(chǔ)上自主研發(fā)了基于服務(wù)器——操作終端(Pad)的檢查確認(rèn)管理系統(tǒng)（簡稱C-Pad系統(tǒng)）。應(yīng)用MindManager流程管理軟件，系統(tǒng)梳理、組織運(yùn)載火箭發(fā)射場工作流程與項(xiàng)目，將發(fā)射場質(zhì)量要求融入到每一項(xiàng)具體工作中，對(duì)發(fā)射場操作項(xiàng)目建立檢查確認(rèn)表格，并在表格中明確要求或參考數(shù)值、照片。該系統(tǒng)在集成表格化檢查確認(rèn)質(zhì)量要求的同時(shí)，還具備螺紋連接擰緊力矩記錄、部分單機(jī)單元測試數(shù)據(jù)錄入以及多媒體記錄等功能。在發(fā)射場工作中，崗位人員持Pad上崗，完成每一項(xiàng)工作后在Pad中對(duì)其進(jìn)行檢查確認(rèn)，電子簽名后進(jìn)入下一工作項(xiàng)目，每日工作結(jié)束后系統(tǒng)管理員將各崗位當(dāng)日完成的檢查確認(rèn)、操作測試數(shù)據(jù)、多媒體記錄等質(zhì)量記錄上傳到服務(wù)器。

該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射場擰緊力矩要求、易錯(cuò)難操作、單點(diǎn)失效環(huán)節(jié)等各類關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)的檢查確認(rèn)結(jié)果按類、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，提升了型號(hào)發(fā)射場質(zhì)量管控的量化水平；電子化操作檢查確認(rèn)，簡單易用，提高了表格化確認(rèn)工作效率；通過該系統(tǒng)的同步管理功能，型號(hào)管理人員能及時(shí)全面掌握發(fā)射場工作進(jìn)展，并對(duì)各項(xiàng)操作檢查確認(rèn)情況進(jìn)行檢查；利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對(duì)歷史發(fā)射任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行情況、操作項(xiàng)目檢查確認(rèn)的結(jié)果、測試判讀數(shù)據(jù)及質(zhì)量復(fù)查情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，形成發(fā)射場知識(shí)積累，為后續(xù)發(fā)射場流程優(yōu)化、操作結(jié)果檢查、數(shù)據(jù)分析及人員培訓(xùn)奠定了基礎(chǔ)。

二是開發(fā)應(yīng)用數(shù)據(jù)判讀平臺(tái)。

運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)分系統(tǒng)測試、總檢查測試數(shù)據(jù)量大，人工的判讀、比對(duì)工作量巨大且容易遺漏。為提升數(shù)據(jù)判讀效率，從測試數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)，研究院自主開發(fā)了運(yùn)載火箭測試數(shù)據(jù)判讀平臺(tái)。在對(duì)電氣系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)軟件判讀的同時(shí)，通過該平臺(tái)導(dǎo)入歷史數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)成功包絡(luò)線分析；通過定義各專業(yè)數(shù)據(jù)判讀、比對(duì)報(bào)告模板，判讀平臺(tái)一鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)判讀、比對(duì)報(bào)告，提高了數(shù)據(jù)判讀、比對(duì)工作效率和工作質(zhì)量。

測試是發(fā)現(xiàn)問題、驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，在運(yùn)載火箭發(fā)射場測試中研究院不斷探索完善測試、監(jiān)測手段。在某型運(yùn)載火箭發(fā)射場測試中，開展了運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)健康監(jiān)測管理系統(tǒng)的初步實(shí)踐，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測測試數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)判讀，實(shí)現(xiàn)故障實(shí)時(shí)報(bào)警、快速定位。

三是完善、細(xì)化發(fā)射場風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和控制的方法。

操作風(fēng)險(xiǎn)控制是發(fā)射場質(zhì)量工作的重要內(nèi)容。研究院系統(tǒng)梳理涉及產(chǎn)品人員安全、發(fā)射成敗的工作項(xiàng)目以及強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)相關(guān)項(xiàng)目，統(tǒng)一歸為操作風(fēng)險(xiǎn)控制項(xiàng)目，對(duì)每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目明確風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、控制措施、檢查標(biāo)準(zhǔn)、確認(rèn)人、責(zé)任人、質(zhì)量記錄，將全箭操作風(fēng)險(xiǎn)控制項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)形成一張總表，結(jié)合發(fā)射場C-Pad電子化檢查確認(rèn)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)項(xiàng)目及其工作子項(xiàng)目進(jìn)行逐一確認(rèn)，重點(diǎn)關(guān)鍵項(xiàng)目需要副總師簽字確認(rèn)。

3．持續(xù)“雙想”活動(dòng)，深入質(zhì)量問題舉一反三

在航天型號(hào)研制中，“雙想”活動(dòng)為預(yù)防質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、確保型號(hào)任務(wù)成功發(fā)揮了重要作用，“雙想”工作已成為航天型號(hào)任務(wù)重要的質(zhì)量工作項(xiàng)目之一。在近幾年的運(yùn)載火箭發(fā)射場“雙想”實(shí)踐中，結(jié)合發(fā)射場工作新特點(diǎn)對(duì)“雙想”工作流程、工作要求進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)范，使活動(dòng)目的更明確、工作重點(diǎn)更突出、針對(duì)性更強(qiáng)、措施更加有效。

為避免同類問題在不同型號(hào)重復(fù)發(fā)生，在持續(xù)“雙想”活動(dòng)、深入“雙想”工作的同時(shí)，發(fā)射隊(duì)緊密跟蹤各型號(hào)研制工作，對(duì)各型號(hào)出現(xiàn)的質(zhì)量問題從問題機(jī)理上及時(shí)深入開展舉一反三工作，并組織專家審查。

四、精細(xì)化質(zhì)量管理實(shí)踐效果

通過運(yùn)載火箭發(fā)射場工作特點(diǎn)分析，結(jié)合近年來“零缺陷”、精細(xì)化質(zhì)量管理要求，探索研究運(yùn)載火箭發(fā)射場質(zhì)量管理的新手段、新措施，并在實(shí)踐中持續(xù)改進(jìn)。運(yùn)載火箭發(fā)射場質(zhì)量工作不斷規(guī)范，各項(xiàng)質(zhì)量工作要求與發(fā)射場具體工作項(xiàng)目結(jié)合更加緊密，質(zhì)量工作的有效性和針對(duì)性得到提升。

通過C-Pad電子化檢查確認(rèn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)判讀平臺(tái)等手段，細(xì)化了發(fā)射場工作項(xiàng)目以及責(zé)任要求，數(shù)據(jù)判讀、比對(duì)有效性提高，提升了發(fā)射場質(zhì)量控制的精細(xì)化、量化水平。以二級(jí)火箭為例，識(shí)別出40余項(xiàng)發(fā)射場工作風(fēng)險(xiǎn)操作項(xiàng)目并重點(diǎn)監(jiān)控，每發(fā)火箭發(fā)射場形成的檢查確認(rèn)表格由2011年的450張左右細(xì)化到800余張，多媒體由2011年的950張（段）左右提升到2200張（段）左右。

運(yùn)載火箭發(fā)射場精細(xì)化、量化質(zhì)量管理的水平得到提升，精細(xì)化、量化質(zhì)量管理的效果逐漸顯現(xiàn)。以某型運(yùn)載火箭為例，不僅圓滿應(yīng)對(duì)了年度發(fā)射近10次的高強(qiáng)密度發(fā)射挑戰(zhàn)，發(fā)射任務(wù)均取得成功，同時(shí)型號(hào)單發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量問題數(shù)量明顯下降，多次發(fā)射中實(shí)現(xiàn)發(fā)射場零故障、飛行零故障。2012年以來，研究院連續(xù)30多發(fā)運(yùn)載火箭發(fā)射取得圓滿成功，實(shí)現(xiàn)了“四連冠”，為“十二五”航天發(fā)射成就的取得提供了有力支撐。在運(yùn)載火箭發(fā)射場質(zhì)量管理實(shí)踐中創(chuàng)新、完善的C-Pad電子檢查確認(rèn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)判讀比對(duì)平臺(tái)、發(fā)射場風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和控制方法、“雙想”工作方法等也逐步推廣到各型號(hào)的發(fā)射場質(zhì)量管理工作中，支撐了型號(hào)任務(wù)的圓滿完成。▲