國內外航天領域產品保證模式探討

李 丹 中國運載火箭技術研究院

席隆凱 四川航天技術研究院7102廠

許春來 中國運載火箭技術研究院

國內外航天領域產品保證模式探討

李 丹 中國運載火箭技術研究院

席隆凱 四川航天技術研究院7102廠

許春來 中國運載火箭技術研究院

本文對國外主要航天機構及國內部分院所的產品保證模式進行了闡述和介紹，探討了其中的有益經驗，給出了國內航天系統開展產品保證工作的建議。

宇航機構；航天企業；產品保證；體系模式

0 引言

產品保證是針對產品研制、生產全過程所進行的一系列有計劃、有組織的技術及管理活動，其目的是為確信產品達到規定的質量要求，其工作范圍包括產品保證管理、質量保證、軟件保證、可信性保證、元器件保證、零部件/材料/工藝保證等。針對航天工程大系統、大協作、高科技、高風險等特點，國外宇航機構已經構建了較為成熟的產品保證體系，有效保障了航天任務的成功實施。近年來，國內主要航天企業不斷學習歐美同行的先進經驗，結合自身實際展開了產品保證工作探索，形成了各具特色的產品保證模式。本文對此做了簡要介紹并對有益經驗進行了探討和總結。

1 國外宇航機構的產品保證模式

1．1 歐洲空間局（European Space Agency， ESA）的產品保證模式

ESA是歐洲成員國針對空間探測進行政府間合作和開發的公司組織，包括德、法、英、意等20個成員，由總部、空間研究技術中心等分中心、華盛頓辦公室等分設辦公室和發射中心組成。ESA的產品保證由設在空間研究技術中心的產品保證與安全性部（TEC-Q）組織實施，該部有固定員工130人左右，其中常駐人員占員工總數的60%、派駐各項目辦公室的人員占員工總數的35%、5人派出作為ISO9001注冊質量經理。TEC-Q下設要求和標準處、質量可信性安全性處、元器件處、材料和工藝處等部門負責產品保證、安全性和質量管理等，圖1為其組織機構圖。ESA在產品保證的管理實施過程中將管理與工程有機結合，形成了權責明確、渠道暢通、能力專業、標準規范的運行模式。

圖1 ESA 產品保證組織結構圖

（1）權責明確。產品保證與安全性部對所轄部門的權責進行了明確規定。要求和標準處主要負責歐洲航天標準化合作組織（ECSS）中心的秘書工作，包括：新標準草案評審的技術支持、各團體間信息交流的管理支持、標準制訂/修訂的執行等。質量可信性安全性處主要負責質量保證和管理、可信性和安全性、軟件產品保證等，包括：傳統“四性”（可靠性、可用性、維修性和安全性，RAMS）的履行，軟件產品的開發及鑒定，產品保證數據庫的開發、維護，ESA級不合格報告及處理情況的管理，單機產品的驗證評審及數據庫維護，技術風險數據庫的維護及檢測控制過程的協調，ESA工業供應商技術資格的管理等。元器件處主要負責EEE 元器件產品保證和相應的ESCC 秘書工作，包括：元器件清單批準和特定元器件的選用，路線圖制定，故障調查、元器件定制、元器件評估和評價等。材料和工藝處主要負責材料和工藝專業技術的支持，包括：材料/工藝過程標準的建立和清單的批準，空間適用性評估，人員培訓、過程鑒定和組織認證，新型試驗、評估及分析技術的開發等。

（2）渠道暢通。ESA建立了項目經理負總責、用戶全鏈條監督的產品保障工作機制，產品保證工作的溝通協調極為順暢。每個項目由項目經理擔任產品保證工作總負責人；TEC-Q下派的產品保證經理在對部門經理、項目經理負責的同時接受用戶產品保證代表的監督，負責本級產品保證工作的策劃、組織，并監督和控制下級配套產品保證工作。項目實施過程中，項目產品保證經理獨立行使管理監督責任，可就項目執行的產品保證情況獨立地向產品保證與安全性部乃至ESA高層匯報，提高了產品保證管理的執行力、保證了權威性。用戶有權對全鏈條產品的材料/工藝/器件的選用進行技術審查或否決，在項目實施過程中可要求審核供方的產品保證進展報告，用戶產品保證代表可隨時審查項目及下級供方的技術/管理文件及技術人員資質等，實現了用戶對項目全過程的產品保證管控。

（3）能力專業。ESA對產品保證人員的要求較高，不但要具備一定的管理能力，更需要擁有豐富的一線科研生產經驗和技術閱歷，能夠善于把握原則并平衡各方關切，與項目團隊和用戶進行有效的溝通和協調。此外，ESA為產品保證工作組建了專業的技術力量，包括：材料和工藝控制委員會、試驗準備狀態評審委員會、技術狀態更改控制委員會、不合格品報告評審委員會和審查元器件選用控制委員會等，這些評審委員會對產品鏈條上的每一個環節的選擇、更改和放飛進行技術審查和風險評估，為產品保證經理和項目經理提供決策依據。

（4）標準規范。依托ECSS，ESA建立了規范的產品保證管理標準，具體包括產品保證管理， 關鍵項目控制， 不合格控制系統標準等。此外，針對產品保證涉及的質量保證、可信性、安全性、EEE元器件、零件/材料和工藝、軟件產品保證等6個分支，又分解出了30余個子分支標準體系，使產品保證工作有據可依、實施規范。

1．2 美國宇航局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）的產品保證模式

NASA 是美國政府的一個行政機構，主要由總部、9個中心和噴氣推進實驗室組成。NASA 的產品保證由設在總部的統管質量、可靠性和安全性的安全與任務保證辦公室（OSMA）負責，其隊伍構成包括設在總部各業務辦公室的安全與任務保證專職人員和NASA 各大直屬中心保證機構人員。圖2為 OSMA 的組織結構圖。OSMA 通過制定、實施和監督所有機構的安全性、可靠性、維修性及質量保證政策和程序來實現安全和任務保證。其產品保證鑒定一般與型號管理委員會一起獨立地進行評審，節點大多在型號研制進度的各里程碑處。NASA的產品保證具有機構健全、系統預防、獨立評估、專業支持等特點。

圖2 NASA 產品保證組織結構圖

（1）機構健全。OSMA下設NASA 安全中心等6個子部門，機構設置全面，任務分工明確。NASA 安全中心通過提供安全與任務保證的建議、信息、確認和分析來提高工作環境的安全性和項目成功率，建立知識管理系統、成立事故調查支持辦公室，每月為OSMA主任提供安全信息案例。獨立驗證和確認部負責OSMA的軟件保證技術支持，包括關鍵軟件開發過程中的獨立驗證及確認、研究軟件保證和系統工程保障等。NASA 工程與安全中心主要負責對關鍵、高風險項目進行獨立客觀的測試和分析，提供工程和安全評估。資源管理辦公室主要負責人力資源管理、預算管理、采購和合同管理、相關獎項評比及其他資源管理類事項。任務保障部主要負責安全與任務保證年度工作協議，并對總部級別的主要項目監督提供政策及程序指南、監督和保障。安全與保證要求部主要負責將NASA各個機構為實現安全與任務成功而必須的方向和要求識別出來并固化成文件。

（2）系統預防。NASA通過實施ISO 9000 認證和應用，簽訂安全與任務保證年度工作協議，制定安全與任務保證大綱、風險管理計劃，形成系統的保證文件體系，開展數字化研制質量保證，實施精益六西格瑪管理，進行安全與任務保證人員培訓，組織安全與任務保證新技術、新工具的研究、開發、轉化和推廣，設立質量獎（George M. Low獎和QASAR獎）等措施，形成系統全面的安全與任務保證的體系預防、流程管控、持續改進和績效激勵制度，有效預防任務失敗風險。

（3）獨立評估。NASA實行安全與任務保證的獨立評估鑒定制度。在組織結構上，NASA各大直屬中心的安全與任務保證主任直接向OSMA和中心負責人匯報工作。項目實施過程中，由項目經理和任務保證機構負責人共同任命的安全與任務保證經理在保證機構的指導下確定各首席代表（質量代表、可靠性代表、系統安全性代表）名單及職責；首席代表對項目實行獨立負責制度，與項目安全與任務保證主任（經理）、項目經理、安全與任務保證機構的溝通渠道直接、暢通，可及時報告各項工作并對安全與任務保證事務專門組織的專項工作（如事故調查）給予配合和支持。此外，NASA 及其合同單位員工一旦發現安全問題，可及時向項目經理、安全與任務保證經理或與OSMA 有合同的獨立分析公司報告。專家評審方面，項目/子項目產品鑒定的評審組由與供方單位無利益關系的各方面專家組成；重大項目的安全鑒定、安全與任務保證評審與項目管理委員會配合，組織專家進行獨立評審；事故調查組成員必須是由獨立的、與事故責任單位無利益關系的專家組成，包括與相關事故組織無關的NASA員工、NASA合作組織的代表、其他政府機構成員、其他單位（高校或其他科研單位）相關領域咨詢專家等，調查費用由NASA而非直接責任單位承擔。

（4）專業支持。NASA依托外界資源，形成了專業的技術支持力量和及時有效的支持機制。在NASA的產品保證活動中，NASA的產品保證雇員主要從事產品保證管理工作，學術界及工業界的相關研究機構在咨詢、人員培訓、新技術研究及新工具開發、獨立承擔或參與具體的產品保證工作項目等具體技術支持方面發揮了重要作用。在型號工作開始階段，產品保證評審專家就可以及時得到產品保證經理、各專業代表報送的相關信息，能夠全面了解掌握項目進展、及時給予指導建議，在評審或鑒定時做到心中有數、有的放矢。此外，NASA組建了由NASA各機構專家代表組成的各專業工作組，負責對本專業研究項目提供建議、制定標準、參加相關評審并定期舉辦學術交流會；同時，建立了在線的“ 經驗信息交流系統” （LLIS）數據庫，以實現專業信息及經驗的交流共享與在線支持。此外，NASA還自主成立了可靠性和維修性指導委員會，負責與可靠性、維修性相關的新方法開發/評價、技術指南編寫和應用推廣。

2 國內航天企業的產品保證模式

與歐美較為成熟的產品保證體系相比，我國的產品保證工作發展歷史較短，隊伍建設、制度保障和技術標準不完備，尚未形成國家級的航天產品保證系統。近年來，國內主要宇航單位借鑒國外先進經驗，結合各自工作實際，形成了各具特色的院級和廠所級產品保證體系。

2．1 國內航天研究院的產品保證模式

某研究院于2012年開始建立基于型號系統分工的產品保證體系，由院級產品保證部門、總體、分系統及單機產品保證部門等組成。在該體系中，院級產品保證部門負責全院產品保證工作的系統管理，進行院級產品保證工作的頂層策劃、組織實施和產品保證技術支撐力量（支撐機構和專家組）的建設；總體、分系統和單機單位產品保證部門分別負責本單位型號任務的產品保證工作，向本單位型號任務派駐產品保證經理或單機產品保證工程師，并根據需要配置專業產品保證工程師。其組織結構見圖3。在項目實施過程中，各層級產品保證機構進行面向產品的質量分析并對相關產品保證工作進行總結，開展產品保證技術研究；建立并持續改進產品保證文件及相關表單/模板，固化已經成熟的方法、流程和經驗，逐漸建立產品保證標準文件體系。在人員選聘方面，實行任職資格準入和聘任制，兩個以上完整型號的任職經歷是前體條件；項目產品保證經理需具備兩個以上型號總體/分系統主任設計師經歷，分系統產品保證經理需具有兩個以上分系統或單機主管設計師任職經歷。在專業支持方面，該院組建了包含多個專業中心的產品保證支持機構并遴選了產品保證專家組，為各級產品保證活動提供專業支持。

圖3 某院產品保證組織機構

某研究院近年來不斷拓展型號管理要素，將產品保證大綱和主要要素分大綱作為型號頂層的管理依據，結合型號項目開展了產品保證工作實踐。針對型號項目，成立了面向型號系統的多級產品保證組織機構，如圖4所示。在該組織結構中，項目辦對型號兩總負責，依靠項目總體及其他各級產品保證組織開展各專業產品保證工作；下級產品保證組織對上級產品保證組織負責。產品保證職能部門主要負責相應要素的策劃、實施控制和閉環，其人員需要兼具型號管理和專業技術能力，由型號兩總審查通過后方可上崗。在項目實施過程中，該院形成了以產品保證大綱為總綱、各專業保證大綱為支撐的文件體系，依托各專業中心和專家組開展技術支持工作。

圖4 某院項目及產品保證機構

2．2 國內航天專業所的產品保證模式

目前我國航天專業所作為零部件、單機或分系統任務實施主體，在承擔航天型號任務的同時也承擔部分其他行業型號任務，與總體所相比，具有產品譜系簡單但上游客戶多、合同任務多、產品種類多等特點，存在不同上游客戶的產品保證要求不同的現實情況。部分研究所結合自身專業特點，對產品保證工作進行了積極探索。

某總體部借鑒ESA產品保證經驗，結合其電源單機產品全部外協、部分產品需要外協工序交叉研制等任務現狀，建立了符合自身特點的矩陣式產品保證管理體系。該部成立了與項目團隊相互配合的電源單機產品保證工程師隊伍，通過實施全供應鏈的產品保證確保產品質量。產品保證管理關系見圖5。在組織機構方面，該部設置型號產品保證經理及型號產品保證助理進行項目管理；產品保證中心下設單機產品保證工程師對同類產品進行產品保證。在項目實施時，外協供方對單機產品研制/生產全過程的技術和質量管理負責，需在項目管理體系中設立單機生產線產品保證工程師并提供設計、工藝、元器件、可靠性、檢驗等各專業技術支持。單機生產線產品保證工程師一方面對本項目產品首席負責，另一方面接受總體部單機產品保證工程師的指導和監督，確保總體部的產品保證管理體系有效延伸到外協供方。

圖5 某總體部單機產品保證管理關系圖

某所針對以多任務型號單機及分系統產品為主的專業實際，按照應用領域組建了以少數專職人員為主、多數兼職人員配合的人力資源集約型產品保證組織。組織結構見圖6。行政指揮為該所產品保證工作第一負責人，對全所的產品保證工作負總責。領域產品保證負責人由相關領域具有豐富產品研制及管理經驗且經過產品保證培訓的型號管理人員擔任，直接負責領域內的產品保證管理工作，主要包括：與上級產品保證組織對接、所級頂層策劃、產品保證工作開展、外協供方產品保證工作監管等。型號產品保證助理或單機大類產品保證負責人分別由型號質量師或產品設計師兼任，在領域產品保證負責人的領導下開展所負責型號或產品的產品保證工作。專業產品保證責任人視需求設立，由主任設計師、工藝及物資管理人員、可靠性副主任師等兼任。在技術支持方面，由所內各專業、質量、工藝、物資等職能部門組成技術支撐機構，專家組由上級系統專家、本單位各型號主任（副主任）師組成。

圖6 某所產品保證組織結構

3 總結及建議

認真梳理國內外航天產品保證工作模式，可以總結出以下有益經驗：

（1）機構健全、職責明晰。機構健全、職責明晰的產品保證工作機構是做好產品保證工作的組織保障。

（2）隊伍可靠、保障專業。打造一支既有一線產品研制經驗、又有較高管理水平的產品保證人員隊伍，組建或依托專業可靠的產品保證技術支持機構，遴選專業權威的評審專家庫，是做好產品保證工作的專業保障。

（3）體系完備、標準規范。建立貫通產品全流程的保證體系文件、制定涵蓋各保證要素的標準庫，是做好產品保證工作的規范保障。

（4）獨立履職、矩陣管理。確保產品保證人員獨立履行工作職責，將工程技術與項目管理有機結合，實行矩陣管理，是做好產品保證工作的制度保障。

結合我國航天企業的自身特點，對產品保證工作提出以下建議：

（1）轉變思想、厘清概念。正確認識產品保證工作對型號任務的重要意義，切實轉變傳統的質量思想，厘清“質量管理”與“產品保證”的內涵與關系，為產品保證工作的開展奠定思想基礎。

（2）因地制宜、因勢利導。航天院所應結合自身企業實際，既要吸取國外成功經驗、又要保留中國航天的優良傳統，逐步建立與現階段型號任務形勢相適應的產品保證模式。在實施過程中還要加強系統外供應商的產品保證管理，做到獎懲分明、監督有效。

（3）擴大共識、目標長遠。應在系統內各單位產品保證工作實踐的基礎上，逐漸擴大共識、提高產品保證工作模式的通用性，最終形成可與國際接軌的集團級甚至國家級的航天產品保證體系。

4 結束語

“十三五”是我們實現航天強國目標的關鍵時期，航天活動將繼續呈現高密度、高難度的特點，需要完成空間站組建、深空探測、新型火箭研制、型號更新換代及發展研究等多項任務。繁重的型號任務對現有的項目管理和質量保證模式提出了新的挑戰。及時調整現有管理及質量保證體系，將質量管理目標從“符合性”提升到“顧客滿意”，探索建立具有中國特色的航天型號產品保證機制，對提升產品質量、確保航天快速可持續發展有重要意義。

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