航天型號專用測試設備全生命周期計量管理的探索與實踐

◎北京臨近空間飛行器系統工程研究所 翟憲立 周智力 盧康

航天型號專用測試設備全生命周期計量管理的探索與實踐

◎北京臨近空間飛行器系統工程研究所 翟憲立 周智力 盧康

隨著科學技術的飛速發展,以及國際、國內局勢的復雜變化,航天科技工業的發展對一個國家的重要性已經上升到戰略高度。在宇航系統和導彈武器系統的研制過程中,為了對型號產品的各項技術指標進行精確測量,需要使用不同的測試設備。有的設備可以直接購置(如示波器等),但在很多情況下因航天系統研制的復雜性,使得沒有現成的測試設備可用,這就要求型號研制人員必須根據測試需求自行研制測試設備,以保證航天產品符合技術指標和性能要求,這類測試設備被稱為型號專用測試設備。

航天型號專用測試設備的準確性和可靠性直接影響型號試驗結果的準確性,甚至關系著型號發射的成敗。而計量工作是為實現單位統一、量值準確可靠而進行的科技、法制和管理活動,對專用測試設備進行有效的計量能夠及時發現測試設備的各類問題,保證其處于良好的工作狀態,確保型號試驗和發射任務取得成功。因此,型號專用測試設備計量管理是航天型號質量管理的重要一環。

一、現存主要問題

目前,部分航天院所已經意識到專用測試設備計量在型號研制中的重要性,并以不同形式加強了型號專用測試設備的計量管理工作。但還有一些單位對專用測試設備的計量管理工作重視程度不高,計量管理水平低下,管理效果參差不齊,面臨著一些亟待解決的問題。

1．缺乏有效的計量管理標準

航天型號專用測試設備是根據型號需要專門研制的設備,具有測試參數廣、溯源關系復雜、溯源渠道不明確的特點,這些特點決定了專用測試設備計量管理工作不能直接按照通用測試設備的計量管理標準進行,而是需要專門的、有針對性的標準來指導專用測試設備的計量管理工作。目前,專用測試設備計量管理幾乎處于無章可循的狀態,僅有的個別標準也已年代久遠,無法適應當前的新形勢,導致各個航天院所在專用測試設備計量管理工作中出現隨意性和不規范性的問題。因此,為了加強專用測試設備的計量管理工作,急需出臺規范的專用測試設備計量管理標準。

2．缺乏有效的計量技術規范

航天型號專用測試設備屬于定制設備,這一特性決定了在其研制之前沒有現成的計量技術規范可用,需要在設備研制的同時進行計量技術方法的研究,并在設備研制完成后編制符合要求的計量技術規范。但目前一些航天院所往往在專用測試設備研制階段忽視了計量技術方法的研究,導致許多專用測試設備在研制完成后缺乏計量技術規范,在對設備開展計量校準工作時沒有標準可依,只能用功能性檢查代替計量校準,使得專用測試設備計量確認過程不完整,合格評定缺乏判別依據。

另外,計量管理人員和使用人員很少參與專用測試設備的研制過程,致使他們對專用測試設備的工作原理、內在結構、計量特性等缺乏了解,增加了編制計量技術規范的難度。再者,現有的專用測試設備計量技術資料缺乏有效性和合規性,對校準要求及其所需測量裝置的要求不明確,很難滿足專用測試設備的溯源要求。因此,為了加強專用測試設備的計量管理,急需出臺規范的航天型號專用測試設備計量技術規范。

3．缺乏專業的型號計量師隊伍

軍工企業對型號計量人員配備有著明確要求,航天型號專用測試設備計量校準工作也迫切需要專業的型號計量師隊伍來完成。目前,部分航天院所僅建立了少量的單位級計量標準,用來開展一些簡單通用儀器設備的量值傳遞工作,有些單位完全將儀器設備送到專業的計量院所進行計量檢定。但由于航天型號專用測試設備的復雜性和特殊性,專業的計量院所無法承擔專用測試設備的計量校準工作,所以部分航天院所在專用測試設備使用之前,都由毫無計量專業知識的設備使用人員對專用測試設備開展功能性檢查,設備功能性檢查代替計量校準的做法很難全面考量專用測試設備的計量特性,使得專用測試設備的狀態不受控,給型號試驗帶來了潛在的隱患。同時,無計量知識的設備使用人員對專業測試設備進行功能性檢查的做法,也與國家對軍工企業必須建立型號計量師隊伍的要求相悖。

4．缺乏全生命周期的計量管理流程

由于航天型號專用測試設備的特殊性和復雜性,需要開展從設計到交付使用的全生命周期管理,尤其是在設計和研制階段,需要計量管理人員提出專用測試設備計量校準接口要求,給出專用測試設備計量保障條件符合程度的評價。另外,專用測試設備在各類評審和驗收交付時也需要計量管理人員對校準規范、使用說明書等計量技術資料的完備性與合規性提出要求。但在實際工作中,很少有計量管理人員參與其中,導致專用測試設備計量管理缺乏頂層策劃,在設計階段無明確的計量管理要求,缺少計量校準專用接口,以及合規的校準規范、使用說明書等必要的計量技術文件,這些管理缺口都為專用測試設備的計量確認增加了難度。因此,在航天型號專用測試設備計量管理過程中,急需形成從設計到交付使用的全生命周期管理流程。

二、解決措施與具體實踐

北京臨近空間飛行器系統工程研究所針對航天型號專業測試設備計量管理過程中的薄弱環節進行了大膽的創新,并提出了一系列的解決措施,經過一段時間的探索和實踐,取得了顯著成效。

1．制定合理可行的規章制度是基礎

無規矩不成方圓,任何管理工作的有序開展都必須依靠合理、有效的制度支撐。在開展專用測試設備計量管理工作中,根據中國航天科技集團公司和中國運載火箭技術研究院的相關規章制度、標準要求,并結合自身的實際情況,對研究所原有的專用測試設備計量管理辦法和型號專用測試設備控制程序進行了全面修訂,在制度和程序文件中明確了專用測試設備全生命周期計量管理的頂層策劃和具體要求,進而從制度上保證了此項工作有章可循,有法可依,為研究所專用測試設備全生命周期計量管理工作的開展奠定了良好的基礎。

2．建立高素質的型號計量師隊伍是關鍵

由于航天型號專用測試設備的特殊性,使得現有的計量技術規范不能滿足其計量需求,這就需要專用測試設備使用人員自行編制滿足計量需求的技術規范,并開展計量校準工作。但如果專用測試設備技術規范編制人員和計量校準人員未經過專業計量知識培訓,那么很難開展型號專業測試設備計量工作。為此,研究所在開展專用測試設備計量管理工作中,對幾十名專用測試設備技術規范編制人員和計量校準人員進行了專業的計量知識培訓及考核,以確保研究所從事專用測試設備計量校準的工作人員全部持證上崗。后續,研究所還將不斷擴大專用測試設備計量校準人員隊伍,提升其綜合能力,并逐步形成一支型號專用測試設備的計量師隊伍,更好地為研究所專用測試設備計量工作提供支持。

3．搭建資源共享的信息平臺是推手

隨著大數據技術、云計算技術、“互聯網+”模式的不斷發展,現代先進的管理理念已經越來越多的由傳統的線下管理模式向信息平臺管理模式轉變。因此,研究所開展了一些信息化平臺建設工作。首先,研究所自主構建了一套計量管理系統,通過系統對設備各個計量環節進行管理和監控,并設置自動提醒功能,系統在每個任務節點到期前一周自動彈出提醒窗口,提醒計量管理人員及時完成當前環節的管理工作。其次,研究所在綜合辦公系統上創建了一個計量共享平臺,通過平臺及時準確地向全所發布專用測試設備計量管理的最新動態信息,確保設備使用人員能夠第一時間知悉,并根據要求配合計量管理人員開展工作。最后,研究所在共享網絡空間中開辟了一個型號專用測試設備計量管理模塊,并對計量管理人員和設備使用人員開通了上傳及下載文件的權限,以便于他們進行專用測試設備的校準規范等資料共享。通過計量管理系統、共享平臺、網絡共享空間等一系列信息技術的應用,確保了專用測試設備全生命周期管理的實現。

4．實現由“專用”到“通用”的轉化是根本

隨著航天型號研制技術發展和任務的增多,型號專用測試設備的種類和數量也隨之增加,其高額的研制和維護成本已成為航天企業市場化轉型的攔路虎,更給計量工作帶來巨大的困難,增加了型號研制風險,所以專用測試設備向通用化轉變將是其發展的必由之路,也是提高全生命周期計量管理有效性的途徑。為此,研究所也對其進行了一些嘗試。首先,在專用測試設備研制任務書評審階段提出建議,針對現有設備能夠通過轉化裝置滿足新的測試要求的情況,不鼓勵研制新的測試設備,而是將現有的測試設備通過轉化用于不同環境下的參數測試工作,盡可能地提高專用測試設備的通用化程度。其次,在專用測試設備校準規范的編制中對編制人員提出要求,編制的校準規范要適用功能和測量參數相同或相似的某一類型專用測試設備,而不是僅僅針對單臺設備編制校準規范,進而大幅度提高校準規范的適用范圍,減少校準規范的編制數量。

通過一系列行之有效的措施,北京臨近空間飛行器系統工程研究所目前在專用測試設備全生命周期計量管理方面初見成效,后續還將與專業計量院所深入合作,通過制定專用測試設備計量技術標準開展專用測試設備通用化的探索研究,從而實現航天型號專用測試設備全生命周期計量管理,確保其處于受控狀態,為型號試驗提供準確的測試數據。