基于全過程技術風險管控的宇航產品保證方法研究

李春江、于文考、史廣青、顧正成、李振 /北京控制工程研究所

宇航產品多品種、小批量的特點給研制過程帶來較大難度，主要表現為：空間環境惡劣、溫度、振動、電磁以及羽流等因素影響對產品功能、性能及可靠性要求較高，產品自身涉及光學、機械、電路和算法等多專業耦合，技術更新快、研制難度大等因素造成開發周期長、技術風險大；產品生產、測試過程潔凈度、防靜電控制要求嚴格，驗證條件苛刻、工況復雜，對產品測試覆蓋性要求較高，產品的研制進度難以保證、研制風險難以避免、研制狀態難以統一。

為確保對產品全過程研制的控制，北京控制工程研究所制定了以技術風險識別及管控為主要抓手的產品保證工作方法，全面識別、追蹤并落實研制過程中的技術風險，確保產品過程受控，提升產品可靠性。

一、全過程風險管控模式

1.傳統質量管控方式

傳統產品研制質量管控主要是面向程序的合法性和結果的合格性，在產品研制過程中更多關注的是關鍵節點完成的合規性，可以確保產品研制過程滿足質量控制要求，在產品研制完成后關注產品結果的正確性，即產品各項技術指標滿足要求，可以確保產品交付，而對產品顯性的質量問題難以有效識別并提前控制，造成設計反復迭代；對產品隱性的質量隱患敏感度不足，造成產品交付后的質量問題時有發生。在宇航產品質量管理過程中，僅依靠傳統質量管理的方式存在產品設計過程反復影響節點、產品生產過程低層次質量問題無法根絕影響交付、產品交付后暴露薄弱環節影響用戶使用等隱患。

2.全過程風險管控的產品保證工作

航天產品保證工作方法就在航天器產品設計、生產、試驗、發射、交付使用等全過程進行的一系列有組織、有計劃的技術和管理活動，重點對技術風險進行充分識別和控制，保證產品滿足要求，保證航天器飛行任務成功。在《航天產品保證要求》中明確產品保證是為使人們確信產品達到規定的質量要求，在產品研制、生產全過程，所進行的一系列有計劃、有組織的技術和管理活動。

通過產品保證工作的方法，在產品設計、生產、試驗、發射、交付使用等全過程中有組織、有計劃地開展技術和管理活動，重點對技術風險進行充分地識別和控制，保證產品研制全周期的順利進行。

全過程風險管控是在產品研制全流程內從風險的提出、評價、落實、傳遞以及過程監控再到工作的總結的一系列有針對性的活動，結合產品保證的思想，將研制過程中影響產品質量、帶來風險隱患的因素識別、提取出來，構建全要素質量工作程序和方法，設置剛性的控制點，納入研制流程，實現精細的質量管理，如圖1 所示。

圖1 全過程風險管控示意圖

二、全過程技術風險管控策劃

為更好地開展風險識別工作，結合產品保證的工作思想對面向節點計劃和質量管理的流程進行完善升級，使之成為更加面向過程風險管控的綜合研制流程，通過增加過程產品保證工作項目將風險管控嵌入到研制技術流程中。在產品通用技術流程常規工作項目和質量控制點的基礎上，將識別的技術風險項目補充至相應流程中，明確依據、要求和責任人，便于產品保證工程師進行過程確認和追蹤，如圖2 所示。

圖2 典型產品研制技術流程圖（示意）

三、全過程技術風險管控

1.技術風險的識別與評價

采用多層次、多形式的技術風險評價方式，充分利用知識工具，如DFX 設計指南、產保手冊、量化指南、案例庫等，同時發揮多崗位專業技術能力，如專業工藝師、專業研究師、專業設計師等對產品進行評估得到綜合技術風險項目。針對不同類型的技術風險，需要明確各風險具體的工作內容、工作輸出、履職形式、責任部門和責任人。對產品風險的評價要根據產品研制推進和認識的深入進行補充和完善，必要時要召集設計師、工藝師等相關人員對產品當前及未來的風險進行再確認，并對發生概率大、嚴重性高的技術風險提出預警。

建立技術風險項目分級分類管理機制，采用結構性風險管理方法，對產品的風險進行合理評估，按照技術風險的嚴重性（見表1）與技術風險的可能性（見表2）建立風險綜合評價矩陣（見表3）。

表1 風險后果嚴重性等級分類

表2 風險發生可能性等級分類表

表3 風險綜合評價矩陣

利用風險綜合評價矩陣形成的評估指數，將技術風險分為4個等級（見表4），對不同等級的技術風險制定技術風險分類對策。根據風險綜合評級結果，對不同風險項目進行分級分類管控，對低風險、中風險和高風險項目，分別有針對性地提出消除、降低、轉移或接受的應對措施，確保風險應對措施充分、有效和合理。典型的風險管控有評審、監督、驗證及檢驗4 個方式。評審是組織多專業人員對風險應對措施進行評價；監督是對技術風險實施過程及結果進行檢查；驗證是對技術風險進行驗證，評估風險是否存在和影響情況；檢驗是對技術風險執行結果的檢查和確認。

表4 風險綜合評級

對于低風險項目，只需按照通用研制流程開展工作，進行正常的管理工作即可將風險控制在可接受水平上；對于中風險項目，需采取專門措施（關鍵技術攻關、充分的研制試驗、工藝攻關與鑒定、產品綜合鑒定、專項仿真驗證等），將風險控制在可接受水平上；對于高風險項目，需要專門管理活動（重要技術評審、復核復算、第三方獨立評估、關鍵/強制檢驗、駐廠監造、專題質量分析等），形成技術風險控制清單。

2.技術風險的傳遞

落實上級產品保證要求和技術風險，將其分解為本級研制風險完善至產品技術風險控制清單中，梳理清單中涉及到外協項目的通過產品保證要求將技術風險傳遞到供方，如圖3 所示。

圖3 技術風險傳遞示意圖

在外協產品保證要求中明確供方在開展研制過程中對所涉及的技術風險項目，制定可操作、可量化、可檢測的實施工藝，須經需方評審確認后實施。

3.技術風險的監控

技術風險的過程監控是產品全過程風險管控的重要實施環節，產品保證工作重點關注識別技術風險的執行情況，將過程中新增的技術風險項目納入流程管理，必要時組織技術人員對工作開展情況進行審核、 監督、評價，對風險控制結果進行確認，對過程風險控制不到位或對后續產品影響嚴重的情況予以警示，過程監控要素如圖4 所示。

圖4 過程監控要素

過程中根據技術風險的特點制定多種解決技術風險的方式，包含仿真結果及確認、研制試驗及確認、專項攻關鑒定及確認、設置關鍵/強制檢驗點等措施，同時將產品研制過程中新識別的技術風險項目補充到清單中進行動態管控。

四、全過程技術風險總結與再分析

產品研制完成前，需要對產品研制全過程技術風險管控情況進行全面梳理，確認策劃與新增的技術風險項目通過應對均已消除或者規避風險（見表5）。

表5 技術風險總結

如本階段存在尚未完成閉環的技術風險，需要評估該風險是否影響產品交付及用戶使用。若不滿足交付要求，應及時終止驗收交付環節，對殘存技術風險開展工作，待技術風險消除后再進行交付工作；若存在的技術風險不影響驗收交付和用戶使用，要提出相應措施與計劃，在后續階段中消除此類技術風險。

產品保證是科學、有效的產品研制過程質量控制方法，針對影響產品研制的技術風險，采取全過程產品保證管控的手段可以有效識別、評價、落實、傳遞、監控和總結風險，做到全閉環管理，提高產品研制過程中技術風險控制水平，將質量管控工作提前，有利于提前策劃、識別、處置產品研制過程風險，有效應對宇航光電類產品研制技術難點，確保產品高質量、高效率的研制。▲