探討航天工程產(chǎn)品保證的內(nèi)涵和應(yīng)用策略,航天工程論文

探討航天工程產(chǎn)品保證的內(nèi)涵和應(yīng)用策略,航天工程論文內(nèi)容摘要：根據(jù)當(dāng)代質(zhì)量管理理論和系統(tǒng)工程原理,討論了航天工程產(chǎn)品保證的內(nèi)涵和應(yīng)用策略,提出了基于經(jīng)過(guò)方式方法形式的產(chǎn)品保證總體框架,并結(jié)合探月工程,探尋求索了產(chǎn)品保證技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：產(chǎn)品保證;航天工程;應(yīng)用策略;引言航天工程是集成性和可靠性要求都很高的重大系統(tǒng)工程,具有一些突出的特點(diǎn):一是系統(tǒng)龐大、參研參試單位多、協(xié)同性要求高;二是產(chǎn)品重量受限、精致細(xì)密,高新技術(shù)應(yīng)用多,空間環(huán)境復(fù)雜,在軌維修難;三是新研產(chǎn)品多,研制和生產(chǎn)周期長(zhǎng)、批量小、技術(shù)成熟程度不等;四是航天產(chǎn)品資源投入大、風(fēng)險(xiǎn)大,一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題和事故,將造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響。為實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命、高可靠以及工程一次成功的目的,探尋求索適于航天工程特點(diǎn)、符合國(guó)情特色要求的新思路和新方式方法,是質(zhì)量管理工作面臨的急需解決的問(wèn)題之一。國(guó)外航天工程的質(zhì)量管理工作,已逐步構(gòu)成了與系統(tǒng)工程管理、項(xiàng)目管理相銜接的產(chǎn)品保證方式方法。自1996年以來(lái),中國(guó)航天開(kāi)場(chǎng)學(xué)習(xí)和推廣歐空局(ESA)的產(chǎn)品保證方式方法。十多年來(lái),一些單位結(jié)合航天工程和國(guó)際合作,充分吸收了產(chǎn)品保證的思想和管理方式方法,在觀念更新、組織變革和技術(shù)推動(dòng)方面都采取了一定措施,對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要作用。1產(chǎn)品保證的內(nèi)涵產(chǎn)品保證是通過(guò)一系列的技術(shù)和管理活動(dòng)控制產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)成的各要素和全經(jīng)過(guò),使用戶和承制方都能確信產(chǎn)品到達(dá)了規(guī)定的各項(xiàng)要求。產(chǎn)品保證是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,其活動(dòng)貫穿于產(chǎn)品研發(fā)、研制和使用全經(jīng)過(guò),具體表現(xiàn)出了產(chǎn)品的全壽命管理要求。鑒于篇幅有限,本文僅對(duì)研制和使用經(jīng)過(guò)的產(chǎn)品保證活動(dòng)進(jìn)行研究。美國(guó)早在20世紀(jì)60年代就開(kāi)場(chǎng)在國(guó)防項(xiàng)目中推行質(zhì)量保證大綱和可靠性大綱。隨著裝備復(fù)雜程度的提高和技術(shù)進(jìn)步,軟件、元器件、技術(shù)狀態(tài)控制等逐步列入產(chǎn)品保證的范圍。ESA在空間工程組織管理中,將其工程活動(dòng)歸納為項(xiàng)目管理、工程和產(chǎn)品保證3個(gè)方面,構(gòu)成了三位一體的標(biāo)準(zhǔn)體系。其產(chǎn)品保證的內(nèi)涵包括產(chǎn)品保證管理、質(zhì)量保證、元器件保證、軟件保證、可靠性保證、安全性保證、材料/零件和工藝保證等方面。承制方通過(guò)制定和施行產(chǎn)品保證大綱,開(kāi)展系統(tǒng)、規(guī)范的產(chǎn)品保證活動(dòng),確保用戶的產(chǎn)品保證要求得到層層落實(shí)和知足。2產(chǎn)品保證的工程應(yīng)用實(shí)踐本文以探月工程為例,討論產(chǎn)品保證技術(shù)在航天工程中的應(yīng)用實(shí)踐。根據(jù)產(chǎn)品保證的實(shí)際內(nèi)涵,基于經(jīng)過(guò)方式方法形式的控制原則,從關(guān)注經(jīng)過(guò)結(jié)果(產(chǎn)品質(zhì)量)轉(zhuǎn)移到關(guān)注管理經(jīng)過(guò)本身,引入策劃(Plan)、施行(Do)、檢查(Check)和處置(Action)的PDCA持續(xù)改良的管理理念。在系統(tǒng)策劃環(huán)節(jié),為解決問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)目的,設(shè)計(jì)了有利于產(chǎn)品保證施行的工作機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制;在工程落實(shí)環(huán)節(jié),針對(duì)政策法規(guī)和運(yùn)行機(jī)制的要求,貫徹產(chǎn)品保證工作項(xiàng)目,開(kāi)展了制度和技術(shù)支持機(jī)構(gòu)建設(shè),包括建立健全責(zé)任制和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,選擇要推行的一系列產(chǎn)品保證技術(shù)方式方法;在監(jiān)督評(píng)價(jià)環(huán)節(jié),建立適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的監(jiān)督體系,從審查承包商大綱開(kāi)場(chǎng),對(duì)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)經(jīng)過(guò)的結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督、審核和評(píng)價(jià),確保產(chǎn)品保證工作能夠逐級(jí)、逐項(xiàng)得到落實(shí);在持續(xù)改良環(huán)節(jié),通過(guò)建立故障、報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)(FRACAS)和開(kāi)展質(zhì)量問(wèn)題歸零,對(duì)產(chǎn)品出現(xiàn)的不合格和故障進(jìn)行閉環(huán)管理,并運(yùn)行完好有效的產(chǎn)品保證信息管理系統(tǒng),及時(shí)反應(yīng)、信息分享、經(jīng)歷體驗(yàn)積累、支持決策。上述總體道路可概括為系統(tǒng)策劃,明確要求;規(guī)范體系,推進(jìn)技術(shù);強(qiáng)化監(jiān)督,促進(jìn)落實(shí);閉環(huán)管理,信息分享,構(gòu)成一個(gè)持續(xù)改良的產(chǎn)品保證工作環(huán),如此圖1所示。2.1系統(tǒng)策劃,明確要求2.1.1建立產(chǎn)品保證工作系統(tǒng)產(chǎn)品保證工作是由一系列專業(yè)技術(shù)和管理活動(dòng)組成的,需要產(chǎn)品保證專業(yè)隊(duì)伍和研制隊(duì)伍的有機(jī)結(jié)合,建立產(chǎn)品保證工作系統(tǒng)。首先,從總體到系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備研制單位、配套單位,設(shè)立產(chǎn)品保證負(fù)責(zé)人或總質(zhì)量師,建立有效的工作機(jī)制,規(guī)定產(chǎn)品保證人員的職責(zé)分工,系統(tǒng)策劃、組織、施行和監(jiān)督為知足工程研制總要求而制定的產(chǎn)品保證大綱,并根據(jù)大綱和工作計(jì)劃負(fù)責(zé)相關(guān)工作項(xiàng)目的落實(shí),保證產(chǎn)品質(zhì)量知足工程要求。其次,明確產(chǎn)品保證管理和技術(shù)工作的分工。各系統(tǒng)明確產(chǎn)品保證負(fù)責(zé)人和一名副總設(shè)計(jì)師分別負(fù)責(zé)可靠性與安全性保證的管理和技術(shù)工作。負(fù)責(zé)可靠性、安全性工作的技術(shù)支持機(jī)構(gòu),協(xié)助完成可靠性與安全性設(shè)計(jì)、分析和試驗(yàn)工作;明確產(chǎn)品保證負(fù)責(zé)人和一名副總設(shè)計(jì)師分別負(fù)責(zé)軟件產(chǎn)品保證的管理和技術(shù)工作。2.1.2強(qiáng)化產(chǎn)品保證組織體系和技術(shù)體系在定崗、定員、定責(zé)的基礎(chǔ)上,各系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備及關(guān)鍵項(xiàng)目承制單位,設(shè)立與承當(dāng)任務(wù)相適應(yīng)的產(chǎn)品保證組織體系和技術(shù)體系,并明確設(shè)置質(zhì)量保證,可靠性與安全性保證,軟件產(chǎn)品保證,元器件保證,材料、零部件和工藝保證,試驗(yàn)與評(píng)定,技術(shù)狀態(tài)管理的工作崗位,明確專(兼)職產(chǎn)品保證人員和技術(shù)支持機(jī)構(gòu)的崗位職責(zé),制定工作程序和計(jì)劃,通過(guò)優(yōu)化資源配置和采購(gòu)技術(shù)服務(wù),構(gòu)成保障工程任務(wù)的產(chǎn)品保證能力,完成產(chǎn)品保證工作項(xiàng)目。各相關(guān)職能部門(mén)和技術(shù)機(jī)構(gòu)為工程產(chǎn)品保證工作提供全面的技術(shù)支持。圖2、圖3給出了系統(tǒng)產(chǎn)品保證組織體系模型和承制單位產(chǎn)品保證技術(shù)體系模型。2.1.3擴(kuò)大產(chǎn)品保證的內(nèi)涵和范圍產(chǎn)品保證的核心是具體表現(xiàn)出預(yù)防為主的思想,強(qiáng)調(diào)頂層策劃和系統(tǒng)管理,加強(qiáng)工程研制的質(zhì)量保證能力,確保工程實(shí)現(xiàn)一次成功。產(chǎn)品保證詳細(xì)包括哪些專業(yè)領(lǐng)域和工作項(xiàng)目,因各個(gè)國(guó)家、各個(gè)項(xiàng)目的組織形式不同而有較大的差異。在探月工程中,針對(duì)工程研制情況不透明、個(gè)別單位圖樣管理工作缺乏經(jīng)歷體驗(yàn)、一些地面設(shè)備不符合可靠性要求、測(cè)試覆蓋性和試驗(yàn)充分性不夠等比擬突出的問(wèn)題,將質(zhì)量保證、可靠性、安全性、元器件、軟件、材料/零部件和工藝、技術(shù)狀態(tài)管理、試驗(yàn)與評(píng)價(jià)、表格化與數(shù)據(jù)包管理、地面保障設(shè)備等納入產(chǎn)品保證范圍,加強(qiáng)組織計(jì)劃和管理工作。由于工程研制當(dāng)前在型號(hào)項(xiàng)目管理、工程管理和產(chǎn)品保證方面還不規(guī)范,將項(xiàng)目管理和工程管理的部分內(nèi)包容入產(chǎn)品保證管理,能夠強(qiáng)化組織落實(shí)和監(jiān)督,加強(qiáng)工作效果。主要工作內(nèi)容見(jiàn)表1。2.2規(guī)范體系,推進(jìn)技術(shù)當(dāng)下重制度建設(shè)、輕方式方法推廣的現(xiàn)在狀況,使產(chǎn)品保證要求的落實(shí)不到位。在工程落實(shí)環(huán)節(jié),需要建立符合特定產(chǎn)品經(jīng)過(guò)控制要求的組織體系和工作系統(tǒng),落實(shí)職責(zé)和程序,有效應(yīng)用管理方式方法和專業(yè)技術(shù),保證產(chǎn)品研制經(jīng)過(guò)受控。要為產(chǎn)品保證工作提供管理支撐、資源保證(標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方式方法等)和技術(shù)支持,尤其應(yīng)注重新技術(shù)、新方式方法的引入和推廣應(yīng)用。1)明確責(zé)任制,確保產(chǎn)品保證工作接口清楚明晰、責(zé)任落實(shí)。項(xiàng)目的產(chǎn)品保證工作,由項(xiàng)目辦公室負(fù)責(zé)產(chǎn)品保證的經(jīng)理組織項(xiàng)目產(chǎn)品保證人員、專業(yè)技術(shù)人員和專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu),根據(jù)用戶、承包商、分承包商的責(zé)任關(guān)系,分層次組織施行?？偝邪虒?duì)承當(dāng)?shù)南到y(tǒng)負(fù)責(zé),并對(duì)分承包商施行控制?？偝邪毯头殖邪潭家鞔_項(xiàng)目產(chǎn)品保證負(fù)責(zé)人,統(tǒng)籌管理和協(xié)調(diào)、落實(shí)各項(xiàng)產(chǎn)品保證技術(shù)和管理工作。2)逐步策劃構(gòu)成工程的標(biāo)準(zhǔn)體系,確保工程研制按標(biāo)準(zhǔn)辦事、憑標(biāo)準(zhǔn)放行,全經(jīng)過(guò)受控。以現(xiàn)有的航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(QJ)為基礎(chǔ),充分吸收國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB)、航天工業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及ESA、NASA和美軍的一些標(biāo)準(zhǔn),建立工程的標(biāo)準(zhǔn)體系。3)依靠專家和技術(shù)組織對(duì)承包商的產(chǎn)品保證活動(dòng)進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督。明確施行軟件評(píng)測(cè)、元器件檢測(cè)挑選和DPA、失效分析、檢測(cè)鑒定的技術(shù)機(jī)構(gòu),建立各技術(shù)專業(yè)的專家小組,協(xié)助施行項(xiàng)目產(chǎn)品保證工作。表1探月工程產(chǎn)品保證主要工作內(nèi)容4)推行一些行之有效的產(chǎn)品保證技術(shù)方式方法,編制施行細(xì)則和工程技術(shù)指南,進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和推廣,并指導(dǎo)各級(jí)產(chǎn)品研制單位遵照施行。如以可靠性為中心的關(guān)鍵技術(shù)和方式方法,包括故障形式影響分析(FMEA)和故障樹(shù)分析(FTA)、潛通分析、電路最壞情況分析、軟件可靠性分析、概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、專項(xiàng)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(熱設(shè)計(jì)、抗力學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)、抗輻射設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)、降額設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)等)、電子產(chǎn)品的高效應(yīng)力挑選、可靠性專題評(píng)審等,提高航天產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性工作整體水平。2.3強(qiáng)化監(jiān)督,促進(jìn)落實(shí)為使產(chǎn)品保證工作在整個(gè)工程得到有效施行,要開(kāi)展產(chǎn)品保證監(jiān)督、審核和評(píng)價(jià)活動(dòng),確保其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、專業(yè)技術(shù)、工作計(jì)劃和資源條件能夠知足工程需要,并且在經(jīng)過(guò)中得到有效的貫徹執(zhí)行。監(jiān)督、審核和評(píng)價(jià)工作應(yīng)指定相應(yīng)的產(chǎn)品保證專業(yè)領(lǐng)域的專家(如專職質(zhì)量工程師、軟件測(cè)評(píng)專家等)參與,以保證其有效性。各系統(tǒng)應(yīng)定期開(kāi)展型號(hào)產(chǎn)品保證審核,對(duì)產(chǎn)品保證文件的貫徹施行情況及其效果進(jìn)行審核,發(fā)現(xiàn)不符合項(xiàng)及時(shí)采取糾正措施,為改良和完善產(chǎn)品保證工作提供根據(jù)。審核以型號(hào)專項(xiàng)審核為主,每階段應(yīng)至少覆蓋一次產(chǎn)品保證系列計(jì)劃的要求。各承制單位還應(yīng)對(duì)關(guān)鍵產(chǎn)品的外協(xié)單位、外購(gòu)單位進(jìn)行定期的審核和專項(xiàng)審核。尤其是由型號(hào)自行發(fā)起的設(shè)計(jì)質(zhì)量復(fù)查活動(dòng)(相當(dāng)于自我審核),其效果往往較外部審核更佳,應(yīng)堅(jiān)持并逐步規(guī)范構(gòu)成制度。2.4閉環(huán)管理,信息分享建立以產(chǎn)品保證計(jì)劃、產(chǎn)品保證數(shù)據(jù)包和FRACAS為主體的計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品保證信息管理系統(tǒng),制定切實(shí)可行的管理辦法和工作程序,支持開(kāi)展產(chǎn)品保證計(jì)劃完成情況的實(shí)時(shí)跟蹤、產(chǎn)品保證信息匯總傳遞和質(zhì)量問(wèn)題歸零管理等工作,及時(shí)、準(zhǔn)確、完好、規(guī)范地采集、處理、存儲(chǔ)和傳遞研制各階段、各級(jí)產(chǎn)品的相關(guān)信息,加強(qiáng)各單位間橫向的信息溝通,