大科學工程ICF裝置建設中的光學元器件技術狀態管理*

徐隆波 王傳珂 莫磊 淡晶晶 陳永鵬

(中國工程物理研究院慣約實施管理中心，四川 綿陽 621900)

0 引言

按照GJB 3206A—2010的規定，技術狀態是指通過技術文件明確且需在產品中實現的功能和物理特性。技術狀態管理包含技術狀態的標識、控制、紀實、審核等一系列管理活動，目的是在產品實現的時間范圍內，確保產品的功能特性、物理特性符合產品需求、符合技術狀態文件的規定。根據產品性質的不同，技術狀態管理的重點也將隨之變化。對于成熟的產品，技術狀態紀實可能是管理的重點；對于新研發或者成熟度較低的產品，技術狀態標識、技術狀態控制、技術狀態審核或許才是管理的主要內容。

激光聚變研究(ICF)，涉及等離子體物理、流體物理、材料物理、原子與分子物理、光學工程、光電子科學、精密加工、精密制造等多門學科或專業，涉及理論、實驗、診斷、制靶、驅動器五大領域工作，是一項目標明確、投資巨大、技術難度極高的大科學工程[1-5]。目前世界上僅有美國、法國、俄羅斯等少數綜合國力較強的國家在開展類似工作。作為一項大科學工程，ICF裝置建設具有創新性強、運用新技術多、系統單元及部組件研制技術成熟度低等特點。這些特點增加了ICF裝置建設光學元器件技術狀態管理的難度，需要管理部門及相關實施主體做好相關策劃及技術狀態更改控制。本文提出的規范ICF裝置建設過程中光學元器件技術狀態管理的具體措施，對于提高工作效率，保證產品質量，降低工程建造風險具有重要意義。

1 技術狀態管理的發展歷程

技術狀態管理的概念和管理方法[6-7]最早來源于以美國為代表的西方國家的制造業，尤其是國防工業，它是在先進復雜武器系統的研制生產過程中產生并發展起來的一種科學管理理論。我國在20世紀80年代中期開始全面引進技術狀態管理的理念，并逐步應用到武器裝備研制工作中。

技術狀態管理理論自20世紀90年代以來得到了長足的發展。1992年，為嚴格控制武器裝備的質量，美國國防部率先建立了一套完整的技術狀態管理體系，作為武器裝備采辦的管理要求提供給美軍，并作為標準體系要求對武器裝備的研制和采購工作進行過程管理，嚴格控制和保障技術狀態。此后不久，國際技術狀態管理協會定義了技術狀態管理的相關規范、流程，提出了技術狀態管理Ⅱ，進一步明確了產品的定義，以及產品整個生命周期(從概念設計到淘汰)的技術狀態更改管理要求。1995年，ISO10007《質量管理——技術狀態管理指南》[8]由質量管理和質量保證標準化委員會正式發布。

20世紀60年代開始，我國國防工業的各個部門逐步形成了適合自身發展需要的研制生產技術管理的方法，國防科技工業委員會制定發布了《軍工產品質量管理條例》[9]，規定軍工產品研制生產單位必須按要求開展產品研制生產，嚴格控制技術狀態更改，從而確保產品的技術狀態得到有效控制。20世紀80年代中期，我國正式引進技術狀態管理的理念，并于20世紀末制定發布了GJB 3206—98《技術狀態管理》，明確技術狀態管理是武器裝備研制系統工程的重要內容。2010年，國務院、中央軍委第582號令公布了《武器裝備質量管理條例》[10]，進一步明確了軍工產品技術狀態控制要求，凸顯了國家對武器裝備技術狀態管理的重視。

2 ICF裝置建設中的光學元器件技術狀態管理的必要性分析

ICF裝置建設具有高度的技術創新性，為了實現目標，設計人員對應用于工程的光學元器件提出了非常高的要求，部分指標甚至高于加工制造設備和工藝的極限，在批量生產前，需要進行技術攻關，攻關科研樣件需要經過靜態指標測試和動態指標考核，滿足設計要求后，才被允許進入小批量試生產驗證階段。裝置的設計、驗證和建造工作會在相當長的一段時間內相互重疊，光學元器件的技術狀態基線需要經過反復驗證才能最終確定，技術狀態基線的更改是這一階段管理工作的重要內容。

ICF裝置建設所需的光學元器件在研制過程中采用了大量非標加工設備和高精尖的檢測儀器，這使得獲取超高精密光學元器件成為可能，同時也增加了光學元器件技術狀態管理的難度：一方面，新技術、新設備、新工藝的應用為制造超精密、高質量光學元器件提供了支撐；另一方面，科研人員和生產工人從研究探索到熟練掌握新技術、新設備、新工藝可能需要相當長的一段時間，新技術、新設備、新工藝的應用又會促使研究人員為了提高產品生產效率而反復改變分配基線和產品基線。因此，對光學元器件的技術狀態進行有效控制，對于避免重復性工作、減少不必要的浪費至關重要。

3 ICF裝置建設中的光學元器件技術狀態管理的應用實例

ICF裝置建設采取計劃指導下的合同管理制，裝置建設所需的光學元器件研制生產任務通常以科研或采購合同的方式落實。光學元器件的技術狀態項、技術狀態基線，以及光學元器件研制生產任務的質量、進度、經費在合同簽訂前按照相應的管理流程確定，經合同甲乙雙方洽談商定后在合同文本中予以明確。合同簽訂后，技術狀態的更改通過合同變更管理的方式進行。

3.1 技術狀態項的界定

技術狀態項的界定原則可以概括為“覆蓋全面、結構完整、協調匹配、便于管理”。高層級技術狀態項通常在概念設計后期或方案設計初期選定，較低層級的技術狀態項則在方案設計后期或工程設計階段選定。

ICF裝置及其各個分系統以及建設ICF裝置所需的光學元器件均符合技術狀態項的必要特征，可以根據需要，按照“覆蓋全面、結構完整、協調匹配、便于管理”的原則界定各個層級的技術狀態項。ICF裝置建設系統級技術狀態項由裝置設計部門提出，經專家組評審，總設計師、總指揮(合稱“兩總系統”)審批，上級領導機關批準后界定；ICF裝置分系統、部組件的技術狀態項由裝置設計部門提出，經專家組評審、“兩總系統”審批后完成界定。

3.2 技術狀態基線的確定

技術狀態基線分為功能基線、分配基線和產品基線三類。

(1)功能基線是經一定程序正式確認的技術狀態文件，它規定了需實現產品的功能特性、接口特性和驗證要求等。文件只描述產品的功能而不描述如何實現功能，是產品設計的依據，如通過評審的ICF裝置研制總要求、研制任務書、系統規范等。ICF裝置的功能基線由“兩總系統”根據裝置建造任務提出，通過系統級設計評審，經上級領導機關審批確定。

(2)分配基線也是經一定程序正式確認的技術狀態文件，但與功能基線不同，分配基線進一步規定了技術狀態的接口特性，同時包含了從上一級技術狀態項分解下來的功能和接口特性，以及相關設計約束條件、驗證要求等。分配基線文件描述了產品如何實現功能，是產品研制的依據，如經過評審的ICF裝置概念設計報告、方案設計報告、工程設計報告、光學元器件技術指標體系等。ICF裝置的分配基線由分系統及部組件、光學元器件兩個層級構成。ICF裝置分配給分系統及部組件的分配基線由設計部門提出，經專家組評審、“兩總系統”審批確定；分系統及部組件分配給光學元器件的分配基線由設計部門提出，經責任專家評審、“兩總系統”審批確定。

(3)產品基線是指經正式確認的，用以描述技術狀態項的功能特性、物理特性、以及為驗證技術狀態項是否合格所需的全套設計、工藝、檢驗、試驗、驗收的技術狀態文件。它是經過工程設計、試制、試驗，又經功能技術狀態審核和物理技術狀態審核后所建立起來的技術狀態文件，是產品生產的依據，如經過評審的ICF裝置光學元器件設計圖、產品規范、材料規范、工藝規范等。ICF裝置光學元器件的產品基線由研制/生產部門提出，通過產品定型鑒定后由任務承擔單位批準確定。

ICF裝置光學元器件的技術狀態基線在不同階段的存在形式略有差異：技術攻關階段，任務目標以突破關鍵技術指標為主，技術狀態基線主要以研究目標、技術指標、合同的形式在各部門之間流轉；小批量試生產階段，技術狀態基線以完整的技術指標體系、文件、合同及其附件(技術指標要求、設計圖等)的形式流轉；批量生產階段，技術狀態基線以生效圖/圖集(或合同附件)的形式流轉。

ICF裝置光學元器件技術狀態基線的確定以及流轉見圖1。

圖1 ICF裝置光學元器件技術狀態基線的確定以及流轉示意圖

3.3 技術狀態的更改控制

作為一項大科學工程，ICF裝置建設的目標明確并且剛性，實現工程目標的技術難度極高。項目啟動初期，建造該裝置所需的分系統、部組件，以及光學元器件的技術成熟度較低，開展工程研制和批量生產前需要經過技術攻關以及反復的工藝驗證，在此過程中，裝置的分系統、部組件，光學元器件的設計方案以及技術狀態基線可能會經歷多次更改。

與光學元器件的功能、物理、接口三大特性相關的更改，或者影響光學元器件所屬系統、部組件、相關元器件功能特性、物理特性、接口特性的更改，即系統及部組件分配給光學元器件的分配基線更改，必須按照ICF裝置建設合同變更管理辦法報裝置建設實施管理部門和“兩總系統”審批，并以有效的文件形式下發。合同變更管理辦法明確界定了變更范圍、管理職責和管理流程，針對技術狀態更改，管理職責分配如下：研制生產單位負責在合同執行周期內，根據實際工作需要，對變更內容的必要性、合理性進行論證和審查，提出變更申請，負責落實變更反饋意見，及時更新相關文件，報告相關變更的執行情況；實施管理部門負責受理任務承擔單位提出的變更申請，負責成立變更審查小組對變更的必要性、合理性、合規性進行審查，負責對變更申請開展調查研究，明確變更對其上下游項目的影響情況并提出意見，負責將合同變更報請“兩總系統”審批，負責合同變更意見的反饋，對變更事項執行情況進行確認；責任專家、審查小組負責對技術、經費、成果形式變更進行審查把關；“兩總系統”負責對合同變更進行審批。

對于只涉及本產品分配基線、產品基線等不影響所屬系統、部組件、相關元器件功能特性、物理特性、接口特性的更改，即產品基線的更改，如本產品的設計圖、產品規范、材料規范、工藝規范的變更，生產單位可按照本單位質量管理體系要求履行更改程序并保留有效的記錄文件。

ICF裝置建設過程中光學元器件的技術狀態更改控制流程見圖2。

圖2 光學元器件技術狀態基線更改控制流程a)功能基線和分配基線更改流程 b)產品基線更改流程

綜上所述，ICF裝置建設中的光學元器件技術狀態管理依托于裝置研制管理框架，將技術狀態管理關鍵要素融入裝置建設管理流程以及合同變更管理流程，高效地實現了對光學元器件的技術狀態管理。

4 結語

技術狀態管理是大科學工程管理的核心任務之一，是順利實現大科學工程目標的重要基礎。以ICF裝置建設過程中的光學元器件研制生產管理為研究對象，研究探索了光學元器件技術狀態管理的方法和思路，歸納并提出了通過“科學界

定技術狀態項”“科學確定技術狀態基線”“科學制定技術狀態更改控制程序”“嚴格按照技術狀態更改控制程序”開展技術狀態更改控制的管理舉措，確保了光學元器件技術狀態文件在研制生產過程中的唯一性和有效性，保證了光學元器件產品研制生產的質量和效率，相關舉措和方法對我國其他大科學工程管理具有較強的借鑒意義。