淺析航天型號計量保證工作

馮志軍 裴雅鵬 楊瑞雅 苗春林 侯 雄

(1.北京航天計量測試技術研究所，北京 100076；2.中國運載火箭技術研究院，北京 100076)

1 引 言

計量是航天運載和武器型號發展的重要技術基礎，是保證型號質量與可靠性的必要條件。型號計量保證工作是通過建立和實施相應的制度體系，設置合理的計量保證組織機構，確保能夠選用適宜的計量測試設備，采取科學、專業的計量測試手段和方法，在運載、武器裝備科研、試驗、生產、檢驗過程的關鍵節點對產品進行技術指標的測試和控制，從而保證型號產品在研制、試驗和生產各個環節的性能狀態，使型號產品最終滿足預期要求。

國家國防科技工業局高度重視型號計量保證工作，發布的《武器裝備科研生產單位計量工作通用要求》明確了計量保證的定義以及型號計量保證大綱的編制要求，計量保證是指武器裝備科研生產單位通過計量法規、組織、管理、技術等，保證武器裝備研制、試驗、生產過程中計量單位統一、量值準確一致、測量數據可靠所進行的一些列活動[1,2]。航天計量發展正在從傳統的量值溯源保障體系向注重型號計量保證體系建設的重大轉變，為服務航天型號任務發揮更加重要作用。型號計量保證工作已成為航天型號任務從論證、設計、研制、生產、試驗等各個環節不可或缺的重要組成部分。目前，航天科工集團已出臺型號通用的計量保證大綱相關規定；航天科技集團八院也已印發了相關具體型號的專用計量保證大綱；航天科技集團一院也專門組織開展型號計量保證大綱課題研究。加強型號計量保證工作是促進我國航天型號任務高質量、高效率、高效益發展，支撐我國實現航天強國、制造強國、質量強國建設必然要求。

2 航天型號計量保證工作現狀

航天型號計量保證是我國航天型號質量工作的重要技術支撐，是針對航天型號任務而開展的達到測量量值準確一致所進行的全部活動，也是完成型號任務中測不到、測不準、測不全等計量測試問題梳理和改進的過程。型號計量保證工作責任主體既包含承擔型號任務的總體單位、分系統單位和配套單位的計量保證工作，又包含計量技術機構的計量保證工作[3,4]。隨著近些年國家航天事業的迅猛發展，我國航天系統在型號計量保證工作上也取得了長足的進步。

2.1 型號計量保證工作的重要性認識不斷增強

計量工作本身就是質量工作的重要組成部分，航天型號任務的成敗是關乎國家榮譽、國家安危和部隊戰斗力的政治大事，型號計量保證工作是航天任務圓滿完成的質量基礎，只有量值準確、數據精準可靠，型號產品質量才有保證。目前航天系統對于計量工作的重要性認識已經上升到了新的層次，不再停留在過去的計量器具或計量設備的簡單檢定和校準，計量校準不再只是型號計量保證工作的一環，重視解決型號任務中亟需解決的測不到、測不準、測不全等問題，逐步梳理出計量工作貫穿于型號全流程的工作需求[5]。所以，對于型號計量保證工作的重要性認識需要上升到型號成敗來看待。

2.2 型號計量保證管理工作不斷完善

航天型號任務在設計、研制、生產、試驗、發射等各個環節建立了自上而下的計量檢測管理體系，見圖1。計量管理已形成集團公司、院、廠所三級管理，并建立國防工業的一級計量機構[6]。在計量檢測機構設置、專業建設、檢測裝置研建、量值溯源傳遞、現場計量保障、監督管理、人才隊伍建設等方面有一定基礎，專業的計量檢測機構已基本覆蓋集團公司各大區域和廠所，計量工作在支撐航天型號任務發展方面具備了一定的能力，支撐了航天事業的發展。但是，在計量管理融入型號任務的全流程中還有待加強，計量保證管理應植入到型號任務管理體系，型號計量保證工作真正成為型號工作的一部分。

圖1 集團公司計量檢測管理及計量測試體系

2.3 型號計量保證工作貫穿于型號任務工作全流程有序推進

隨著我國航天型號任務進入高密度發射階段，特別是為適應航天型號任務“高質量、高效率、高效益”發展要求，對型號計量保證工作的要求也越來越高。航天科工集團出臺的型號通用計量保證大綱等相關規定，將計量保證工作貫穿于型號任務全流程；航天科技集團八院印發的相關具體型號專用計量保證大綱，將計量保證工作前置，在可研階段就開始策劃計量工作；航天科技集團一院也開展了型號計量保證大綱課題研究，為計量保證工作在型號任務全流程的推進，奠定了堅實的基礎。目前，航天系統各型號任務的各個環節尚需系統地對計量工作全流程進行需求梳理、計劃分解和實施，計量保證工作還沒有全面納入型號任務體系。

3 加強航天型號計量保證工作的建議

航天型號計量保證工作的更好開展，一方面要從思想認識方面能夠高度重視，另一方面要完善航天型號計量保證工作管理組織機構，第三，建議構建航天型號計量保證工作統一要求，為計量工作充分融入型號任務奠定基礎。

3.1 提高航天型號計量保證工作的認識

2013年，國務院印發《計量發展規劃(2013～2020年)》，明確提出“整合相關科研院所、高等院校、企(事)業單位等資源，在高技術產業、戰略性新興產業、現代服務業等經濟社會重點領域，研究具有產業特點的量值傳遞技術和產業關鍵參數測量技術，開發產業專用測量裝備，研究服務產品全壽命周期計量技術，構建國家產業計量測試服務體系”。目前，航天型號計量工作已經不僅僅是檢定、校準等常規計量工作，還包括為解決型號特殊測量、測試問題而研制的專用計量測試裝備，以及型號研制過程中遇到的測不到、測不準、測不全的問題。例如，運載型號環小孔測試問題，以往的檢測方式只進行抽樣檢測，造成測不全的問題，即使在抽檢過程中，很多小孔的傾斜角、槽深、孔徑等問題也不能進行全面測試。為解決此問題，計量保障單位專門研制出一套運載型號專用環小孔自動化掃描測量系統，兩個半小時可對2700余個對小孔進行全面測試，解決了型號研制過程中環小孔的快速測試問題。

后期，航天型號任務的計量需求將會是現場化和在線化，要讓計量更貼近工廠和現場。為提高型號計量保證工作認識，一是要打破計量就是檢定、校準等常規計量工作的思維，計量是精密的測量，要將計量全面應用到型號任務的全流程；二是要加強型號計量工作梳理，找出型號計量任務需求；三是要加強計量在型號任務工作中現場或在線測試能力的應用，及時解決型號在線測量、測試問題。

3.2 完善航天型號計量保證工作管理組織機構

國家已經在航天型號任務在設計、研制、生產、試驗、發射等各個環節建立了自上而下的計量檢測管理體系，但是在航天型號任務工作體系中型號計量管理體系尚有待完善，一是建議將航天型號計量保證工作納入型號任務的全流程當中，將計量管理納入的型號任務管理系統，建議建立管理、型號、計量三個維度的型號計量管理的組織機構體系，如圖2所示；二是建議將計量管理工作放在型號工作管理部門中，便于計量管理工作布置和實施的及時性和全面性；三是建立完善的由型號任務統一管理的計量管理隊伍，有利于計量工作的深入開展，計量工作融入型號任務，其中也包含計量管理融入型號任務；四是根據航天型號任務工作管理需要，建議建立與型號設計師相統一的型號計量師系統。隨著航天型號計量保證工作組織機構的不斷完善，將為計量工作更好的服務型號、融入型號。同時，隨著型號計量保證工作管理組織結構的完善，將進一步補充了航天系統質量管理體系，為提升質量奠定基礎。

圖2 型號任務計量工作管理組織機構

3.3 建立航天型號計量保證工作的統一要求

航天型號任務工作一般包含方案論證、設計、研制、生產、試驗等環節，計量工作能貫穿于型號任務的各個環節，具體見型號研制各階段計量控制要素表，見表1。為充分保證航天型號任務高質量完成，加快推進我國航天強國和質量強國的步伐，建議形成航天型號計量保證工作的統一要求[7]。

表1 型號研制各階段計量控制要素Tab.1 Controlelementsinvariousstagesofmodeldevelopment型號任務階段計量控制要素方案論證階段計量可行性論證明確計量保證總體要求設計階段提出相應的計量測試技術指標和要求計量部門參與型號產品相應的設計評審研制階段開展計量保證工作實施方案編制開展計量測試技術研究開展計量保證需求分析生產階段根據設計要求對技術標準、工藝規范、生產加工的計量保證能力進行確認制定測試計量保證工作計劃并納入型號產品試制生產計劃確認生產階段使用的測量設備準確可靠試驗階段確定試驗項目的計量保障方法確保參試的地面試驗設備在檢定有效期內試驗結果的計量保障方法試驗過程的是否全部進行了計量確認,未覆蓋的項目如何控制試驗完成以后,計量人員要參加試驗數據的整理和分析

3.3.1方案論證階段計量控制

航天型號任務方案論證工作進行的同時，為支撐型號任務工作，同時開展型號計量保證工作的方案論證工作，進行計量工作的可行性論證。一方面型號總體單位確定型號計量保證工作目標，明確計量保證總體要求；另一方面是根據型號總體或分系統的技術方案、技術指標和設計要求，型號設計系統導出相應計量要求，形成計量需求分析報告。

3.3.2設計階段計量控制

航天型號任務設計階段，主要工作是將型號任務的具體要求與計量工作相銜接。型號設計師系統根據具體的型號任務要求，提出相應的計量測試技術指標和要求；航天型號的計量管理部門和計量技術機構參與型號任務相應的設計評審，制定相應的測試計量保證工作計劃，并納入型號任務的研制計劃；型號設計師系統根據型號任務研制設計過程中要求的變動，提出計量測試補充技術要求，由計量技術機構及時跟蹤型號任務計量測試保證工作。

3.3.3研制階段計量控制

航天型號任務研制階段，主要開展計量保證工作方案的編制、計量測試技術研究工作和計量保障需求分析。一是根據型號產品技術指標要求，提出型號產品總體或分系統實現過程中相應技術指標的計量測試需求；二是依據型號產品的設計要求，進行指標可測試性與計量保證能力分析；三是根據型號產品的技術指標和工藝規范的要求，配備滿足研制要求的測量設備和檢測手段；四是根據型號產品研制過程中的測試需求，組織開展計量測試技術研究，開發專用測試設備、專用測試軟件和校準裝置等；五是組織編制計量保障需求分析，主要包括測量設備需求統計、計量保證工作計劃、專用測試設備研制和關鍵測試技術方法攻關計劃等。

3.3.4生產階段計量控制

航天型號任務生產階段主要計量工作包括如下內容。在型號產品生產前，型號總體單位會同計量技術機構根據設計要求確認各承制單位生產加工的計量保證能力；根據計量保證需求，型號任務各承制單位落實相應的測試設備和對應的校準裝置，將計量測試保證工作計劃并納入型號產品試制生產計劃；型號任務各承制單位確認生產中使用的測量設備，都應經過檢定/校準，滿足設備測量不確定度的使用規定。

3.3.5試驗階段計量控制

航天型號任務試驗階段，計量技術人員參與評審試驗大綱，審查試驗大綱中測量設備是否滿足需求。試驗前，對重大試驗中測量設備進行計量檢查和試驗后核查，根據航天型號任務試驗中的測試計量測試需求，型號辦制定相應的計量保證工作計劃，并將計劃納入型號任務試驗工作計劃；試驗中，對于型號任務規定的試驗項目，開展試驗前進行計量監督檢查；試驗完成以后，計量技術人員要參加試驗數據的整理和分析，確保試驗數據的正確性、唯一性和完整性。

4 結束語

計量保證工作是型號任務質量保證的基礎。針對航天型號計量保證工作在融入型號任務方面還存在相對薄弱環節，本文提出了構建航天型號任務計量管理組織機構和建立航天型號任務計量保證工作的統一要求的建議，利用航天型號計量保證工作統一要求深度融入型號任務工作，為實現航天型號任務高質量、高效率、高效益發展提供支撐，為實現我國質量強國和航天強國奠定基礎。