新一代運載火箭靶場操作細(xì)則研究

劉 洋，徐 寅，田呈強，樊 宇，劉瑞勛

(天津航天長征火箭制造有限公司，天津 300462)

0 引言

海因里希經(jīng)過大量研究認(rèn)為工作過程中的失誤發(fā)生存在著“88∶10∶2”的規(guī)律，即100起事故中，有88起是由人的不安全行為引起的，有10起由物的不安全狀態(tài)造成，而有2起是人難以預(yù)防的。由此可見，人的失誤和操作不標(biāo)準(zhǔn)是導(dǎo)致工作事故發(fā)生或質(zhì)量不高的主要原因。當(dāng)前，隨著新一代運載火箭質(zhì)量管理要求的進(jìn)一步提高，在靶場的操作類工作需要進(jìn)一步量化及細(xì)化控制，而不是僅依靠圖紙和工藝質(zhì)量規(guī)程來保證。隨著三維數(shù)字化設(shè)計手段在產(chǎn)品型號研制中的應(yīng)用，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計水平和效率，也提高了產(chǎn)品的可靠性。三維數(shù)字模型具有生動、形象、交互、易于理解等諸多優(yōu)點，為了更準(zhǔn)確地傳遞裝配和操作信息，加強裝配工藝對現(xiàn)場操作的指導(dǎo)性、增強操作過程監(jiān)控的有效性、推動裝配質(zhì)量管理的智能性，在靶場操作工作過程中，將利用現(xiàn)有的三維數(shù)字化模型，集成計算機多媒體、總裝數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的優(yōu)勢，將內(nèi)容繁雜的技術(shù)操作文件、崗位作業(yè)指導(dǎo)書等信息按照靶場精細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)有機地組織管理起來，通過優(yōu)化靶場操作流程，將靶場作業(yè)指導(dǎo)書中的文字、確認(rèn)表格、參考圖像、工程圖紙、聲音、視頻等多種信息形式重新顯示在使用終端設(shè)備上，使操作人員能夠以互動的方式進(jìn)行查閱，將所需的信息準(zhǔn)確地顯示在用戶面前。

1 運載火箭靶場操作細(xì)則內(nèi)容及要求

靶場操作工作內(nèi)容依照靶場工作流程及要求，按照火箭進(jìn)場、轉(zhuǎn)場及發(fā)射的順序依次開展，操作內(nèi)容和類別均較多，且各階段工作層層遞進(jìn)，如果某一項操作存在問題，將會影響到下一階段工作目標(biāo)，給流程管理和質(zhì)量管理帶來較大影響。

以在飛某運載火箭為例，靶場操作類工作項目廣義上有操作和檢查兩大類別，具體內(nèi)容包括：產(chǎn)品卸車停放、狀態(tài)恢復(fù)、交接、轉(zhuǎn)場、對接、星箭聯(lián)合操作、發(fā)射前總裝及狀態(tài)檢查8項工作。整個操作工作依靠靶場和總裝廠操作人員以及設(shè)計師按照產(chǎn)品圖紙、工藝規(guī)程及檢查表格進(jìn)行操作和檢查，一般工作流程如圖1所示。

圖1 某在飛火箭靶場操作工作流程

當(dāng)靶場存在操作工作時，一般情況下，操作人員和設(shè)計人員都需要攜帶與當(dāng)日工作相關(guān)的曬藍(lán)圖紙、檢查表格、工藝規(guī)程和多媒體設(shè)備，這種操作模式工作量大、繁雜、易漏、易錯、易丟失，且費時、費力、費資源。靶場工作項目與工作流程統(tǒng)一自動優(yōu)化技術(shù)、操作要求及要點多媒體表達(dá)形式、檢查表格和多媒體記錄關(guān)聯(lián)技術(shù)等都是新一代運載火箭靶場操作細(xì)則需要解決的問題。

靶場操作細(xì)則核心研究內(nèi)容是對靶場操作內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性設(shè)計、實施和應(yīng)用推廣，目標(biāo)是將精細(xì)化的質(zhì)量管理理念與先進(jìn)信息化管理技術(shù)相融合，以靶場流程管理系統(tǒng)為環(huán)境依托，實現(xiàn)靶場操作狀態(tài)檢查確認(rèn)工作，同步實現(xiàn)靶場工作計劃的信息化管理，減少現(xiàn)場人工管理工作量，提高工作效率，最大程度地減少誤操作、漏操作等低層次質(zhì)量問題的發(fā)生概率。

2 操作類工作可視化技術(shù)

操作類工作可視化技術(shù)主要包括：三維圖紙管理和操作細(xì)則管理。在三維圖紙管理中，使用可視化技術(shù)創(chuàng)建一個數(shù)字交互式零件管理庫，以三維爆炸圖的方式生動地展示復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件之間的連接關(guān)系。三維零件管理不同于傳統(tǒng)的工程模式產(chǎn)品管理，圖形窗口顯示與CAD軟件風(fēng)格一致的三維零件圖形，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、縮放、移動、透視、爆炸等功能。瀏覽圖形時，零部件圖形和BOM表智能關(guān)聯(lián)，三維圖紙管理界面如圖2所示。

圖2 三維圖紙管理界面

在操作手冊管理中，復(fù)雜的機械裝配結(jié)構(gòu)和拆卸過程將以3D動畫的形式清晰地展示出來，包括旋轉(zhuǎn)、移動、拆除、擰緊和擰松等諸多常用操作類動作，通過添加、調(diào)整后可以快速發(fā)布成動畫形式。發(fā)布結(jié)果頁面中分為圖形區(qū)和文字區(qū)，圖形區(qū)顯示與CAD軟件風(fēng)格一致的三維零部件圖形，可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、縮放、移動等全視角瀏覽；文字區(qū)是操作過程中的技術(shù)要求，這些信息是與當(dāng)前3D動畫自動關(guān)聯(lián)的，隨著動畫的進(jìn)行，文字信息也會自動滾動，使得操作人員可以更好地認(rèn)識和理解工作內(nèi)容。操作手冊管理界面如圖3所示。

圖3 操作手冊管理界面

3 檢查表格可視化技術(shù)

目前，在靶場工作過程中，各種檢查表格樣式繁多，給操作類檢查表格的精細(xì)化控制帶來諸多困難。因此，需要根據(jù)檢查數(shù)據(jù)的類型，利用信息化手段自動生成可操作及執(zhí)行的表格。通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以自動生成可視化的表格,如圖4所示。

圖4 基于數(shù)據(jù)的可視化表格

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)的可視化表格設(shè)計技術(shù)，將檢查表格中的檢查項均以結(jié)構(gòu)化的方式存儲于數(shù)據(jù)庫中；系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)模型存儲和管理表格結(jié)構(gòu)，通過表格制作工具的預(yù)覽模式檢查表格的可視化呈現(xiàn)。結(jié)合這兩種技術(shù)，不僅可以對檢測項數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理，而且可以滿足操作員的顯示要求。

4 多媒體記錄與狀態(tài)檢查確認(rèn)項的自動關(guān)聯(lián)技術(shù)

運行狀態(tài)檢查數(shù)據(jù)主要分為兩類:狀態(tài)檢查確認(rèn)表單數(shù)據(jù)和現(xiàn)場多媒體記錄數(shù)據(jù)。為了能夠更好地幫助用戶更準(zhǔn)確地檢查和記錄數(shù)據(jù)，系統(tǒng)引入了多媒體記錄功能模塊，實現(xiàn)了多媒體記錄和檢查項狀態(tài)的自動實現(xiàn)，改變了以前多媒體記錄的檢查結(jié)果需要人工建立關(guān)系狀態(tài)。

5 結(jié)語

操作人員的不安全行為是導(dǎo)致工作失誤的主要原因，如何在工作失誤前進(jìn)行預(yù)防是新一代運載火箭靶場工作需要提前思考的問題，如何將運載火箭靶場操作工作細(xì)化、量化且具有指導(dǎo)性是操作細(xì)則研究的重點內(nèi)容。提前識別操作風(fēng)險，進(jìn)行安全性分析，做到工作之前每個步驟及項目有據(jù)可查、心中有數(shù)可節(jié)約時間、提高效率。

在飛火箭已經(jīng)在靶場操作細(xì)化管理方面積累了豐富的經(jīng)驗，隨著質(zhì)量管理要求和信息化水平的不斷提高，新一代運載火箭靶場操作細(xì)則需要集成計算機多媒體、總裝數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的優(yōu)勢，將內(nèi)容繁雜技術(shù)操作文件、崗位作業(yè)指導(dǎo)書等信息，按照靶場精細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)有機地組織管理起來，通過優(yōu)化靶場操作流程，將靶場作業(yè)指導(dǎo)書中的多種信息形式重新顯示在使用終端設(shè)備上。