航天型號產品選用控制研究及實踐

胡勇等＊ /北京宇航系統工程研究所

在以型號為主的科研生產模式下，各型號獨立開展研制工作，所有資源都圍繞型號配置，產品隸屬于型號，產品研制只關注本型號的技術要求，導致產品狀態多、通用性差、資源利用率低等問題。加強型號對貨架產品的選用控制，可以降低成本、減少高風險且不必要的創新活動。各單位自開展產品化工作以來，經過不斷探索與實踐，初步形成了型號產品選用研制模式，促進了科研生產模式轉型升級，但是型譜及貨架產品的選用控制機制還需進一步加強，主要面臨以下問題：

一是貨架產品不夠豐富，沒有通過產品的型譜化、系列化發展來滿足不同用戶的需求，沒有實現型號“有的選”；

二是貨架產品對型號吸引力不強，成熟度不夠高，可靠性不夠強，合格率穩定性不夠完善，成本不夠有吸引力，沒有實現型號“放心選”；

三是產品化工作沒有深度融入型號研制流程，貨架產品選用控制機制不夠明確，政策激勵和約束不夠，沒有實現型號“必須選”。

本文提出一種基于產品化大綱的型號選用控制管理方法，以產品化大綱為抓手促進型號產品化率的持續提升。

一、工作思路

2020 年，中國運載火箭技術研究院制定發布了《一院產品化制度體系框架》（見圖1），其中規劃了型號選用產品類相關規章制度，主要包括產品化大綱、產品選用管理要求、產品選用評審要求、型號產品化率及單位產品型譜化率算法、產品應用驗證要求、產品質量檢查確認要求、型號轉階段質量管理要求。框架的發布為研究院產品選用控制機制的建立奠定了基礎，根據框架思路要求，需從建立產品結構樹、豐富產品型譜及貨架、制定型號產品化率評價體系、建立型號選用控制流程等方面開展工作。

圖1 研究院產品化制度體系框架

1.建立產品結構樹

通過對彈箭上產品及地面產品進行梳理，形成產品種類齊全、名稱統一規范、描述科學、通用類型準確的產品結構樹，覆蓋宇航、武器、上面級等領域，是全院產品化工作規范管理的基礎。依據分級分類方法將產品結構樹分為4 層，一層為系統層，二層為分系統層，三層為子系統層，四層為單機層；將平臺類產品和不能通用的復雜單機分解到模塊/零部組件級。通過產品結構樹確定產品化產品對象，為各單位開展貨架建設和型譜建設提供依據。產品結構樹實例如表1 所示。

表1 產品結構樹實例

2.豐富產品型譜及貨架

針對已有產品進行性能提升，并對新研產品進行合理規劃。產品結構樹中的貨架類單機和模塊/零部組件需逐步實現100%型譜編制，原則上自主設計產品由本單位編制型譜，非自主設計產品需牽引外協設計單位形成型譜；針對多定點設計生產、從頂層加強型譜規劃的產品需由總體單位牽頭各設計單位完成型譜統型。

型譜中成熟度達到三級的產品上貨架，同時，為進一步豐富貨架產品，考慮將經過多次飛行試驗考核、可靠性高、通用性強的產品上貨架。貨架產品需不斷提升成熟度和可靠性，在原成熟度評定要素基礎上，從設計、生產、使用等方面繼續細化要求。

一是借鑒火工裝置類單機產品按Q/QJA 748.5《航天火工品系統研制 第5 部分：檢驗與試驗要求》開展工作的成功經驗，貨架產品在設計方面需加大試驗量級考核，在型號鑒定量級的基礎上開展拉偏試驗，提前發現潛在的薄弱環節，并進行改進。

二是產品化的目標是實現產品穩定、高效、可靠地生產及復制，分析歷次產品質量問題可知，生產環節的人為操作因素是影響產品可靠性的重要原因，因此考慮增加產品關鍵工序自動化率的考核。通過關鍵工序的識別及自動化率的提升，達到產品可靠性提升及可快速復制的目標。

三是產品操作復雜、測試環節多、維護工作量大也會導致產品可靠性降低，因此在使用環節增加對易用性的考核，高可靠的產品需實現強易用性。

3.建立產品化率評價體系

《集團公司新時期產品化工作總體方案》明確“型號產品化率”是指選用的產品化產品占所有配套產品的比例。為了實現航天科技集團目標，并為型號產品化工作提供具體支撐，需給出產品化率的具體計算方法，建立起全院層面的產品化率評價體系。

產品化工作的對象是可產品化的產品，產品化率應真實反應型號對可產品化產品的選用及培育程度，因此進一步明確“型號產品化率是指本型號產品化產品占在統計范圍內的產品結構樹中可產品化產品總數的比例”，電纜網等不可產品化產品不在統計范圍內。

考慮不同分系統、單機的技術特點，引導重點系統、單機開展產品化工作，可對分系統、單機產品予以不同權重，但權重需由上一級組織確定。即型號確定各分系統權重，分系統確定各單機權重；不可直接通用的平臺及復雜產品按其可通用模塊/零部組件在產品中的比例進行統計。

在貨架產品不夠豐富的現狀下，型號立項初期的產品化率往往較低，為了促進型號對通用產品的培育，提出通用產品培育率的考核指標。通用產品培育率指型號培育通用產品在型號所有新研可產品化產品中所占比例，通過型號培育，可實現定型前產品化率滿足要求的目標。通用產品培育率是型號和產品化工作有效結合的重要手段。

產品化率統計需確定統計數據采集的時間界限，即能夠描述某一時間點的產品化率水平。型號產品化率一般按型號研制階段統計，如方案階段、初樣階段、試樣階段的產品化率；或按時間節點統計，如某年度的產品化率。

為支撐產品化率評價體系的建立，研究院從頂層發布《型號產品化大綱》標準，明確型號產品選用控制的9 個環節（見圖2），規劃型號全生命周期的產品化工作，確保產品選用落地。

圖2 型號選用產品關鍵環節

4.建立選用控制流程

型號選用控制流程包括執行產品化大綱、統一化標準納入型號選用范圍、選擇貨架產品、開發通用產品、選用評審、型號應用貨架產品、型號轉階段等活動，如圖3 所示。研究院制定《型號產品選型應用管理辦法》，明確了各方職責、產品選用一般要求、新研型號選型應用要求、在研型號選型應用要求等內容，落實產品化大綱，以產品化大綱為抓手促進型號產品化率的持續提升。

圖3 型號選用控制流程

一是產品化指標設置既要充分繼承，又要兼顧創新；既要簡單，又要操作性強；既要嚴格要求，又要腳踏實地。型號研制之初要制定指標，分解指標，研制過程要閉合指標。選用控制流程要和型號研制流程緊密結合，結合型號的關鍵節點，設置“強制檢驗點”，修訂型號轉階段質量管理要求（Q/Y 568），把產品化大綱規定的工作項作為型號轉階段審查項，使選用控制流程成為型號研制的重要組成部分。

二是選用控制流程的相關方包括研究院、型號隊伍、總體單位、分系統單位和產品研制單位。相關環節包括：第一“選”，選擇對象包括單機或部組件，包括直接選或更改后選，包括選成熟產品或規劃中的產品；第二“用”，即更好地應用產品，服務于型號；第三“控制”，即對關鍵環節進行把關。

三是建立院所兩級選用審查機構，發揮組織綜合統籌職能，對選用情況進行把關。廠所級審查機構負責把關本單位承研范圍內的分系統、單機的選用及培育情況；院級審查機構對本型號產品化率總體情況進行把關，對接協調各項問題。

二、項目應用實踐

研究院已完成多個新立項型號產品化大綱的編制及專項審查工作，對型號后續研制過程中產品化工作的開展起到了關鍵作用。型號產品化工作整體思路如下：

（1）型號負責建立產品化工作體系：由型號指揮管理部門負責制定、監督、考核產品化工作計劃，提供產品化工作保障條件；設計師系統負責制定產品化大綱，按照型號研制階段更新，并開展產品化設計分析評估工作。

（2）型號要求按照產品化設計原則，充分繼承已有設計，依托型號通用技術，減少專用件的設計，提高效益的同時，保證產品質量。

（3）針對新研產品設計，型號建議充分考慮產品未來的發展需求和各型號之間的通用性，提高產品的通用化水平和先進水平，牽引后續培育為貨架產品。

（4）按照《武器單機級產品成熟度定級實施細則（試行）》對培育的通用產品統一組織開展逐級的產品成熟度等級評定工作。

（5）在初樣、試樣階段，型號培育的通用產品需策劃并完成1 級（原理樣機產品）、2 級（工程樣機產品）成熟度評定相關基礎試驗，至型號首飛前完成3 級（飛行產品）成熟度評定。

（6）在型號定型前，實現產品化目標。

以某型號為例，立項初期產品化率為59%（詳細數據見表2）；經過研制階段的通用產品培育等產品化工作，預計定型前新產品培育率可達79.4%，產品化率可達92.8%（詳細數據見表3），滿足航天科技集團產品化率要求。

表2 某型號立項初期產品化率

表3 某型號定型前產品化率（預計）

三、關于選用控制的幾點思考

1.產品選用控制機制的建立是科研生產模式轉型升級的體現

型號產品選用控制涉及環節多，需要在以型號為主導的管理體制下，融入產品研制管理體系，通過制定標準、固化流程，促進產品化工作常態化、有序開展。一方面型號產品選用控制優化了產品化工作模式，另一方面產品化工作模式的調整升級也能強化產品選用控制機制的執行，有效促進了產品化工作與型號的深度融合。

2.產品選用控制需要按照“型號縱向抓總、單位橫向支撐”的模式統籌推進

總體和單機應協調一致，統一推進?？傮w從技術要求統一、接口狀態統一、環境試驗條件統一等頂層規劃著手，開展平臺的通用化工作，對單機開展產品化起到牽引作用。型號研制階段產品化工作計劃與各單位實際產品化工作進度可能會存在不協調，應在研制過程中緊密溝通、相互配合，從管理、計劃等方面采取一定的保障措施，降低產品化研制風險。

3.產品選用控制是不斷深入的，策略和方法需要結合實際不斷加以完善

產品化產品選用控制處于推廣階段，型號應全面貫徹產品化設計理念，盡量選取貨架通用產品實現基礎功能，對于新技術研發的可通用的新產品，爭取實現產品的培育轉化。型號總體及各分系統應根據產品特點，分類施策，引導需要開展且適合開展產品化工作的分系統及單機充分落實產品化工作要求，保證院產品化工作總體目標的實現。

本文闡述了一種基于產品化大綱的型號選用控制管理方法，重點介紹了產品結構樹的構建方法、豐富型譜及貨架的途徑，建立了院級產品化率評價體系及產品選型應用管理相關制度。結果表明，該方法能夠較好地指導總體院型號產品化工作的開展，有效提升型號產品化率，促進產品化工作與型號深度融合。本文提出的產品化率評價體系對集團內其他院所的產品化管理工作具有借鑒意義。下一步的研究方向考慮如何通過產品化工作模式及產品化隊伍配置的優化調整更好地實現型號產品選用控制。