航天研究室量化控制方法研究與實踐

楊慧　楊敏　翟磊

摘要：量化控制是航天一院在2012年提出的一項最重要的質(zhì)量管理措施。本文首先對量化控制的定義進行了解釋，并圍繞接口指標(biāo)測試、試驗結(jié)果分析和技術(shù)狀態(tài)更改等方面，開展了覆蓋“測試量化、分析量化、流程量化”的多維度量化控制方法研究與實踐工作，重點針對系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)更改影響分析以及軟件技術(shù)狀態(tài)更改影響分析的影響域量化控制方法進行了初步探索。

關(guān)鍵詞：量化控制；設(shè)計量化控制；過程量化控制；試驗量化控制；技術(shù)狀態(tài)更改

1 前言

“深入推進精細化質(zhì)量管理，強化全員零缺陷質(zhì)量意識，實施型號技術(shù)風(fēng)險和產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性量化控制”是航天一院重點提出的質(zhì)量工作要點。量化控制是落實“第一次就把事情做對”“實現(xiàn)零缺陷質(zhì)量管理”以及“把工作做細”的重要方式和基礎(chǔ)，是質(zhì)量工作要求落實的重中之重。本文針對如何有效落實量化控制的工作要求，有效提升量化控制工作的深度與廣度，圍繞“測試量化、分析量化、流程量化”開展研究與實踐工作。

2 主要工作內(nèi)容

2.1 量化控制的定義

“量化”就是指目標(biāo)或任務(wù)具體明確，可以清晰度量。在《航天型號量化控制手冊》的序言中對量化控制的內(nèi)容進行了具體解釋：“量化控制從思想方法上講是不斷循環(huán)的分析和綜合的過程，經(jīng)過分析和綜合，能夠正確地把握總體，把握局部，把握局部之間、總體和局部之間準(zhǔn)確的聯(lián)系，從而確保實現(xiàn)總體目標(biāo)。量化控制是建立在對型號研制系統(tǒng)工程規(guī)律正確認識的基礎(chǔ)上，所實施的明確具體量化要求、實施過程量化記錄、開展量化分析評價，形成量化反饋的持續(xù)改進的工作機制。量化控制要做到需求量化、流程量化、工作要求量化、過程記錄及數(shù)據(jù)管理量化，最終落實到表格化確認，開展量化評價，形成反饋和數(shù)據(jù)包。量化控制要做到對型號研制流程、技術(shù)或設(shè)計流程的再認識，是對型號質(zhì)量與可靠性工作要求的再認識，是表格化控制的再完善，同時，也是對數(shù)據(jù)包的再認識。”

量化控制與我們的日常工作不是割裂獨立的，而是融入我們工作中的每個環(huán)節(jié)，在整個工作流程中開展量化控制，把抽象的轉(zhuǎn)化為可量化的，把粗放的、只可意會不可言傳的中國模糊文化的工作方式轉(zhuǎn)化為目標(biāo)具體、過程清晰、結(jié)果明確的量化管理工作方式。

2.2 量化控制措施實踐

針對全過程量化控制的要求，航天一院研究室重點圍繞接口指標(biāo)測試、測試結(jié)果分析和技術(shù)狀態(tài)更改域分析等方面，開展了覆蓋“測試量化、分析量化、流程量化”的多維度量化控制方法研究與實踐工作。

2.2.1 接口指標(biāo)測試量化控制

以測試過程的細化、量化為突破口，以某型號某系統(tǒng)為試點首次提出了接口量化指標(biāo)測試，完成了系統(tǒng)內(nèi)、系統(tǒng)間的關(guān)鍵量化測試參數(shù)的梳理，編制了《某系統(tǒng)綜合試驗量化指標(biāo)測試大綱》，并在綜合試驗中對箭上單機設(shè)備間接口、箭地接口、與外系統(tǒng)接口、與安全機構(gòu)接口電壓、電流、脈沖寬度以及時序間隔等指標(biāo)進行了測試，驗證了設(shè)計的正確性，對指標(biāo)余量進行了定量測量，形成箭上系統(tǒng)接口定量測試數(shù)據(jù)共5大類51項。量化測試使我們掌握了系統(tǒng)接口的關(guān)鍵指標(biāo)及邊界，形成分系統(tǒng)層次的定量測試數(shù)據(jù)庫，對設(shè)計參數(shù)的百分之百覆蓋驗證起到了有效的支撐。通過量化測試對某型號某系統(tǒng)的關(guān)鍵接口參數(shù)進行詳細梳理及摸底測試，突出對結(jié)果的數(shù)據(jù)對比分析，從之前的設(shè)計保證提升為更真實的試驗驗證保證，消除了性能驗證盲區(qū)，落實了量化測試的工作要求。在此基礎(chǔ)上，編制了研究室級試驗量化控制規(guī)范，所負責(zé)系統(tǒng)均形成了分系統(tǒng)綜合試驗量化控制實施要求并編制了量化測試試驗大綱和細則。

2.2.2 測試數(shù)據(jù)分析量化控制

“麥當(dāng)勞的生產(chǎn)方式無論何時、無論何地、無論何人來操作，產(chǎn)品無差異，因為我們有嚴格的量化操作手冊”——麥當(dāng)勞前董事長兼CEO吉姆·坎塔盧波。測試判讀的表格化、規(guī)范化可以使測試結(jié)果分析的流程量化、評價量化，相當(dāng)于建立了標(biāo)準(zhǔn)的操作手冊，不依賴于測試判讀人員的經(jīng)驗和能力來確保對測試結(jié)果分析的質(zhì)量控制。

針對某系統(tǒng)測試狀態(tài)多（從分系統(tǒng)到總檢查共16類）、數(shù)據(jù)數(shù)量多（僅遙測數(shù)據(jù)就超過140個）、種類多（遙測、地測、時序等6類不同類型）的特點，為了提高判讀效率，對測試數(shù)據(jù)分析方法進行了深入改進，建立了20大類、超過80種的規(guī)范化測試判讀表格，通過創(chuàng)建關(guān)聯(lián)判據(jù)和數(shù)據(jù)包絡(luò)形成了一套覆蓋全測試流程的測試判讀規(guī)范，確保測試人員在數(shù)據(jù)判讀過程中有規(guī)可循、有據(jù)可依，顯著提高了數(shù)據(jù)判讀質(zhì)量和效率，有效提升了過程量化記錄及量化分析評價水平，使分系統(tǒng)判讀時間縮短3/4，為快速測試、快速判讀打下了基礎(chǔ)。

依靠人工判讀易出現(xiàn)誤判、漏判的現(xiàn)象，為了能從根本上提高測試數(shù)據(jù)的信息應(yīng)用處理水平，完成基于測試數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)的數(shù)據(jù)管理與輔助分析通用平臺的設(shè)計工作，解決測試數(shù)據(jù)“橫向、縱向”兩個維度的對比分析，橫向可有效對同源測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一整合、快速分析，縱向可自動與歷史數(shù)據(jù)進行包絡(luò)分析，以有效提升測試效率并使分析更加全面、細致。

2.2.3 技術(shù)狀態(tài)更改流程量化控制

（1）系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)更改的影響域分析量化控制

系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)控制要嚴格按照技術(shù)狀態(tài)更改五條原則來進行，但是對于要求的理解和分析精細度不同。要達到量化控制的要求需要提煉出共性的技術(shù)狀態(tài)更改要求，將技術(shù)狀態(tài)更改從措施、影響分析到落實確認的整個流程量化。結(jié)合前一階段的工作體會，將系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)更改流程量化為52個要素或者關(guān)鍵點，將技術(shù)狀態(tài)更改流程以表格化的要求體現(xiàn)，如表1所示。

（2）軟件更改影響域分析量化控制

為了進一步提高軟件更改域分析的力度和精細度，充分識別每項代碼變化對軟件內(nèi)部各模塊在功能、調(diào)用關(guān)系、執(zhí)行順序、性能等方面的影響，進一步分析局部更改對軟件整體功能的影響，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求以及實際應(yīng)用情況，從軟硬件接口、中斷、功能、性能等9個方面對軟件更改域進行分析，影響分析要求詳見表2。

2.3 下一階段工作展望

2.3.1 明確目標(biāo)，統(tǒng)一規(guī)劃

開展量化控制要從型號、專業(yè)兩方面統(tǒng)一目標(biāo)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一落實，否則由于每個人自身對量化控制的理解不同，提出的措施不同，最后落實的效果肯定也參差不齊。首先形成《研究室型號產(chǎn)品量化控制實施要求》，結(jié)合研究室專業(yè)特點，從設(shè)計、跟產(chǎn)、驗收、綜合試驗、匹配及總裝測試、飛行試驗等方面，針對研究室各專業(yè)、各系統(tǒng)型號的產(chǎn)品特點，形成規(guī)范化、有效的產(chǎn)品質(zhì)量量化控制要求。

2.3.2 突出重點，措施針對

針對研究室工作開展的量化控制措施應(yīng)該結(jié)合自身工作特點和面臨的形勢出發(fā)，突出重點，不能隨波逐流。在前一階段型號主推的量化控制措施主要有箭上設(shè)備的單點識別與量化控制，以及結(jié)構(gòu)件量化力矩安裝，而研究室的工作主要集中于電氣系統(tǒng)設(shè)計，因此不能直接照搬他人經(jīng)驗，需要結(jié)合自身系統(tǒng)的特點，提出更有針對性的量化控制措施。

2.3.3 及時總結(jié)，持續(xù)改進

量化控制是一個持續(xù)推進、持續(xù)改進的過程，前一階段處于一個逐步摸索和學(xué)習(xí)的過程中，之前提出的思路不一定合理、措施不一定到位、效果不一定達到預(yù)期。因此，我們需要在實踐過程中定期檢查和回頭看，對前一階段的工作要及時總結(jié)，對措施落實的效果進行評估，形成量化反饋的持續(xù)改進工作機制。

3 取得的成果和創(chuàng)新點

3.1 量化測試制度化

通過量化測試對系統(tǒng)的關(guān)鍵接口參數(shù)進行測試，解決分系統(tǒng)測試性能指標(biāo)的測試覆蓋性不足的問題，消除性能驗證盲區(qū)，形成分系統(tǒng)接口定量測試規(guī)范要求。研究室以某系統(tǒng)綜合試驗量化測試規(guī)范為基礎(chǔ)，逐步建立了研究室內(nèi)的7個分系統(tǒng)覆蓋20余個型號研制的量化測試規(guī)范體系，編制了研究室級綜合試驗量化指標(biāo)測試控制要求，有力地指導(dǎo)了研究室分系統(tǒng)層次的量化測試制度實踐工作，對提升型號測試質(zhì)量做出了積極探索。

3.2 判讀管理規(guī)范化

通過創(chuàng)建關(guān)聯(lián)判據(jù)和數(shù)據(jù)包絡(luò)形成了一套覆蓋全測試流程的測試判讀規(guī)范，確保測試人員在數(shù)據(jù)判讀過程中有規(guī)可循、有據(jù)可依，顯著提高了數(shù)據(jù)判讀質(zhì)量和效率，有效提升了過程量化記錄及量化分析評價水平，為快速測試、快速判讀打下了基礎(chǔ)。通過規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的量化判讀要求，有利于設(shè)計人員快速掌握系統(tǒng)設(shè)計，為量化測試打下良好的基礎(chǔ)，規(guī)范判讀管理。

3.3 數(shù)據(jù)分析處理智能化

通過服務(wù)于型號應(yīng)用的工具平臺建設(shè)，不僅提升了研究室的測試分析、評估能力，還可以起到支撐型號研制和專業(yè)發(fā)展工作的作用，最終實現(xiàn)“工具建設(shè)支撐能力提升，能力提升支撐專業(yè)發(fā)展，專業(yè)發(fā)展?fàn)恳ぞ呓ㄔO(shè)”的良性閉環(huán)機制。

3.4 技術(shù)狀態(tài)控制流程要素化

將技術(shù)狀態(tài)更改從措施、影響分析到落實確認開展流程量化控制，將系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)更改流程量化為關(guān)鍵控制要素，并以表格化的要求體現(xiàn)，有效提升了技術(shù)狀態(tài)更改域分析的充分性。通過對工作流程的量化控制體現(xiàn)了精細化管理的要求，通過完善、細化管理要求來規(guī)范研制工作。

4 應(yīng)用成效

針對分系統(tǒng)測試以功能測試為主，性能指標(biāo)測試覆蓋性不足的問題，為了全面掌握系統(tǒng)接口指標(biāo)的設(shè)計裕度，提出了分系統(tǒng)綜合試驗階段的接口量化測試試驗方法，形成了量化測試試驗大綱，并在研究室內(nèi)各型號推廣。通過量化測試對某系統(tǒng)的關(guān)鍵接口參數(shù)進行詳細梳理及摸底測試，突出對結(jié)果的數(shù)據(jù)對比分析，從之前的設(shè)計保證提升為更真實的試驗驗證保證，落實了量化測試的工作要求。在此基礎(chǔ)上，研究室編制了室級試驗量化控制規(guī)范，所負責(zé)系統(tǒng)均形成了分系統(tǒng)綜合試驗量化控制實施要求。

針對某系統(tǒng)測試狀態(tài)多、測試數(shù)據(jù)數(shù)量多、測試數(shù)據(jù)種類多的特點，為了提高數(shù)據(jù)判讀的效率，首次系統(tǒng)建立了20大類、超過80種的規(guī)范化測試判讀表格，對判讀過程中需要的判據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)包絡(luò)進行了詳細設(shè)置，形成了一套完整覆蓋單元測試、分系統(tǒng)測試、出廠測試、靶場測試的分系統(tǒng)測試判讀規(guī)范，為快速測試、快速判讀打下基礎(chǔ)。

為提高測試數(shù)據(jù)的信息應(yīng)用處理水平，完成基于測試數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)的數(shù)據(jù)管理與輔助分析通用平臺的設(shè)計工作，解決測試數(shù)據(jù)“橫向、縱向”兩個維度的對比分析，有效提升測試效率并使分析更加全面、細致。此平臺已在某型號某系統(tǒng)測試中開展應(yīng)用。

在某型號三類技術(shù)狀態(tài)變化中，某系統(tǒng)面臨著箭上故障判據(jù)和箭上A級軟件的復(fù)雜邏輯變化，應(yīng)用控制方法提前識別風(fēng)險，避免了技術(shù)狀態(tài)更改不全面帶來的隱患，確保了更改方案設(shè)計及測試驗證工作的正確性。形成室級文件《研究室技術(shù)狀態(tài)更改量化控制實施要求》，對室級技術(shù)狀態(tài)更改要求進行了進一步規(guī)范，為技術(shù)狀態(tài)更改域分析方法做出了有效探索。

5 結(jié)束語

量化控制工作是提升產(chǎn)品質(zhì)量的重要方式，是在今后工作中必須一直堅持的工作方法。后續(xù)將在前期量化控制工作成果和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上解放思想、持續(xù)改進，從研制流程的各個環(huán)節(jié)入手，根據(jù)型號和產(chǎn)品的特點有針對性地提出合理有效的量化控制措施，進一步扎實落實量化控制工作，以取得更加顯著的效果。