運載火箭發(fā)射場精細化質(zhì)量管理實踐

◎中國運載火箭技術(shù)研究院 譚振 張聰 陳海波 劉博龍北京宇航系統(tǒng)工程研究所 李朝暉

運載火箭發(fā)射場精細化質(zhì)量管理實踐

◎中國運載火箭技術(shù)研究院 譚振 張聰 陳海波 劉博龍北京宇航系統(tǒng)工程研究所 李朝暉

近年來，我國航天發(fā)射進入新的高強密度發(fā)射周期，運載火箭年度發(fā)射量屢創(chuàng)新高，密集的發(fā)射任務對壓縮任務準備周期、減少發(fā)射任務人員保障提出了更高要求。與此同時，各級機關(guān)、領導對航天型號質(zhì)量管理的要求越發(fā)嚴格，各種質(zhì)量管理方法、手段不斷創(chuàng)新發(fā)展，任務節(jié)奏加快，人員保障減少，質(zhì)量要求更高，質(zhì)量方法、手段更豐富，對型號發(fā)射場質(zhì)量管理提出了更高要求。

航天型號發(fā)射場測試、操作及發(fā)射工作是型號質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)，也是確保型號任務圓滿成功的最后關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，中國運載火箭技術(shù)研究院不斷創(chuàng)新發(fā)射場質(zhì)量管理措施和手段，圍繞發(fā)射場工作流程和具體工作項目從設計質(zhì)量、操作質(zhì)量、測試數(shù)據(jù)判讀比對等方面開展了發(fā)射場精細化質(zhì)量管理實踐，發(fā)射場精細化質(zhì)量管理水平不斷提升，有力地支撐了型號任務的順利實施和圓滿完成。

一、發(fā)射場任務新形勢

1．組織管理的變化

“十一五”期間，“長征”系列運載火箭年度發(fā)射任務基本維持在6～10次。2010年以來，年度發(fā)射量基本保持在15次左右。“十三五”期間，發(fā)射任務更加繁重，持續(xù)高強密度發(fā)射成為新常態(tài)。2006～2015年“長征”系列運載火箭發(fā)射任務如圖1所示。

圖1 2006～2015年“長征”系列運載火箭發(fā)射任務統(tǒng)計圖

繁重的發(fā)射任務推動任務的組織管理不斷優(yōu)化發(fā)展。以兩級火箭為例，“十一五”期間任務的發(fā)射場工作周期基本在30天左右，發(fā)射隊人員基本在130人左右?！笆濉币詠?，型號任務發(fā)射場工作流程不斷優(yōu)化，目前發(fā)射場工作周期基本壓縮到20天左右，發(fā)射隊人員100人左右。隨著“十三五”發(fā)射任務的進一步增加，發(fā)射場工作周期、發(fā)射隊人員將進一步壓縮，工作節(jié)奏進一步加快，質(zhì)量方法、質(zhì)量要求不斷深化發(fā)展，傳統(tǒng)的靠人員保成功、靠“慢工出細活”的保質(zhì)量已不能適應高密度發(fā)射的新形勢，也不能適應當前市場經(jīng)濟對航天型號的新要求。

2．質(zhì)量要求的發(fā)展

“十二五”以來，研究院持續(xù)推進“零缺陷”質(zhì)量文化建設，強化和提升全員質(zhì)量意識；發(fā)布精益質(zhì)量保證手冊、航天型號量化控制手冊，推進型號產(chǎn)品精細化、量化技術(shù)、質(zhì)量管理水平提升；持續(xù)完善航天型號風險分析與控制要求，創(chuàng)新單點故障模式識別與控制、成功數(shù)據(jù)包絡線分析、飛行時序動作確認等方法；制定螺紋連接擰緊力矩量化控制、電氣產(chǎn)品通電時間考核要求、產(chǎn)品實現(xiàn)多媒體記錄管理要求、強制檢驗點管理要求、關(guān)鍵尺寸鏈識別與控制等管理要求；持續(xù)開展“再設計、再分析、再驗證”活動，深化型號產(chǎn)品設計、工藝、過程控制關(guān)鍵特性辨識與控制工作。

新的任務形勢對發(fā)射場質(zhì)量工作的有效性、針對性提出了更高要求，需要各型號結(jié)合任務特點實施差異化質(zhì)量管理，加強風險點和關(guān)鍵點的質(zhì)量控制，做好質(zhì)量管理要求的“加減法”，創(chuàng)新發(fā)射場質(zhì)量管理新方法、新措施，提升發(fā)射場質(zhì)量管理精細化、量化水平，提高質(zhì)量工作的效率和效力，以確保發(fā)射任務圓滿成功。

二、發(fā)射場工作特點分析

隨著發(fā)射場工作流程的優(yōu)化，火箭進入發(fā)射場后技術(shù)區(qū)工作項目逐漸減少，主要以檢查、安裝操作為主?；鸺诩夹g(shù)區(qū)完成箭體恢復、動力系統(tǒng)火工品安裝、控制系統(tǒng)部分單機安裝后轉(zhuǎn)入發(fā)射區(qū)工作，發(fā)射區(qū)工作以單機儀器設備安裝、電纜及接插件防護、測試準備、加注等操作工作和分系統(tǒng)、全箭加電測試工作并重。

進入發(fā)射場后運載火箭的技術(shù)狀態(tài)基本固化，發(fā)射場工作通常包括以下幾類：

設計類工作。飛行諸元、飛行軟件、加注量計算及加注時推進劑溫度計算等現(xiàn)場設計及驗證工作。

操作類工作。地面設備展開、準備，控制、測量系統(tǒng)等電氣系統(tǒng)單機、火工品產(chǎn)品檢查，上箭安裝，電纜、接插件的防護，加電測試狀態(tài)準備，推進劑加注等大量操作工作。

數(shù)據(jù)判讀比對類工作。控制、測量等電氣系統(tǒng)單元測試，分系統(tǒng)、總檢查測試，火工品及回路測試，動力系統(tǒng)氣密測試等測試工作及數(shù)據(jù)判讀分析確認工作。

預案制定類工作。加注、發(fā)射預案的修訂完善及演練工作。

其它質(zhì)量專項工作。質(zhì)量問題舉一反三、“雙想”（問題回想和事故預想）活動、“九新”分析等專題質(zhì)量工作項目。

三、發(fā)射場精細化質(zhì)量管理措施

1．質(zhì)量工作要求與發(fā)射場工作項目融合

為提升發(fā)射場質(zhì)量工作的有效性和針對性，確保各項質(zhì)量要求落實到位，某型運載火箭在發(fā)射場工作中系統(tǒng)梳理發(fā)射場工作流程，按系統(tǒng)、崗位清理發(fā)射場具體工作項目，對每一項工作項目明確責任人、質(zhì)量要求及資源保障要求，確保項目清楚、責任明確、要求明確、資源保障明確。

根據(jù)運載火箭發(fā)射場工作特點，圍繞發(fā)射場工作流程和具體工作項目，某型運載火箭的發(fā)射場質(zhì)量工作主要從設計質(zhì)量檢查確認，操作質(zhì)量檢查確認，測試數(shù)據(jù)判讀比對，加注、發(fā)射預案，質(zhì)量問題舉一反三等5個方面開展質(zhì)量策劃。經(jīng)過多次發(fā)射任務實踐，研究院的運載火箭發(fā)射場質(zhì)量工作項目進一步規(guī)范、固化，為發(fā)射隊員熟知、落實質(zhì)量工作項目和要求奠定了良好基礎。

2．創(chuàng)新管理手段，強化發(fā)射場過程質(zhì)量管理

一是自主開發(fā)C-Pad電子化檢查確認系統(tǒng)。

研究院引進信息化管理手段，在通過MindManager軟件開展流程管理的基礎上自主研發(fā)了基于服務器——操作終端(Pad)的檢查確認管理系統(tǒng)（簡稱C-Pad系統(tǒng)）。應用MindManager流程管理軟件，系統(tǒng)梳理、組織運載火箭發(fā)射場工作流程與項目，將發(fā)射場質(zhì)量要求融入到每一項具體工作中，對發(fā)射場操作項目建立檢查確認表格，并在表格中明確要求或參考數(shù)值、照片。該系統(tǒng)在集成表格化檢查確認質(zhì)量要求的同時，還具備螺紋連接擰緊力矩記錄、部分單機單元測試數(shù)據(jù)錄入以及多媒體記錄等功能。在發(fā)射場工作中，崗位人員持Pad上崗，完成每一項工作后在Pad中對其進行檢查確認，電子簽名后進入下一工作項目，每日工作結(jié)束后系統(tǒng)管理員將各崗位當日完成的檢查確認、操作測試數(shù)據(jù)、多媒體記錄等質(zhì)量記錄上傳到服務器。

該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，可實現(xiàn)發(fā)射場擰緊力矩要求、易錯難操作、單點失效環(huán)節(jié)等各類關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)的檢查確認結(jié)果按類、自動統(tǒng)計，提升了型號發(fā)射場質(zhì)量管控的量化水平；電子化操作檢查確認，簡單易用，提高了表格化確認工作效率；通過該系統(tǒng)的同步管理功能，型號管理人員能及時全面掌握發(fā)射場工作進展，并對各項操作檢查確認情況進行檢查；利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對歷史發(fā)射任務的實際執(zhí)行情況、操作項目檢查確認的結(jié)果、測試判讀數(shù)據(jù)及質(zhì)量復查情況進行結(jié)構(gòu)化存儲，形成發(fā)射場知識積累，為后續(xù)發(fā)射場流程優(yōu)化、操作結(jié)果檢查、數(shù)據(jù)分析及人員培訓奠定了基礎。

二是開發(fā)應用數(shù)據(jù)判讀平臺。

運載火箭電氣系統(tǒng)分系統(tǒng)測試、總檢查測試數(shù)據(jù)量大，人工的判讀、比對工作量巨大且容易遺漏。為提升數(shù)據(jù)判讀效率，從測試數(shù)據(jù)中準確判斷產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)，研究院自主開發(fā)了運載火箭測試數(shù)據(jù)判讀平臺。在對電氣系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)實現(xiàn)軟件判讀的同時，通過該平臺導入歷史數(shù)據(jù)可實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)成功包絡線分析；通過定義各專業(yè)數(shù)據(jù)判讀、比對報告模板，判讀平臺一鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)判讀、比對報告，提高了數(shù)據(jù)判讀、比對工作效率和工作質(zhì)量。

測試是發(fā)現(xiàn)問題、驗證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，在運載火箭發(fā)射場測試中研究院不斷探索完善測試、監(jiān)測手段。在某型運載火箭發(fā)射場測試中，開展了運載火箭電氣系統(tǒng)健康監(jiān)測管理系統(tǒng)的初步實踐，通過實時監(jiān)測測試數(shù)據(jù)、實時判讀，實現(xiàn)故障實時報警、快速定位。

三是完善、細化發(fā)射場風險辨識和控制的方法。

操作風險控制是發(fā)射場質(zhì)量工作的重要內(nèi)容。研究院系統(tǒng)梳理涉及產(chǎn)品人員安全、發(fā)射成敗的工作項目以及強制檢驗點相關(guān)項目，統(tǒng)一歸為操作風險控制項目，對每一個風險項目明確風險點、控制措施、檢查標準、確認人、責任人、質(zhì)量記錄，將全箭操作風險控制項目統(tǒng)計形成一張總表，結(jié)合發(fā)射場C-Pad電子化檢查確認系統(tǒng)對各個項目及其工作子項目進行逐一確認，重點關(guān)鍵項目需要副總師簽字確認。

3．持續(xù)“雙想”活動，深入質(zhì)量問題舉一反三

在航天型號研制中，“雙想”活動為預防質(zhì)量風險、確保型號任務成功發(fā)揮了重要作用，“雙想”工作已成為航天型號任務重要的質(zhì)量工作項目之一。在近幾年的運載火箭發(fā)射場“雙想”實踐中，結(jié)合發(fā)射場工作新特點對“雙想”工作流程、工作要求進行了進一步的規(guī)范，使活動目的更明確、工作重點更突出、針對性更強、措施更加有效。

為避免同類問題在不同型號重復發(fā)生，在持續(xù)“雙想”活動、深入“雙想”工作的同時，發(fā)射隊緊密跟蹤各型號研制工作，對各型號出現(xiàn)的質(zhì)量問題從問題機理上及時深入開展舉一反三工作，并組織專家審查。

四、精細化質(zhì)量管理實踐效果

通過運載火箭發(fā)射場工作特點分析，結(jié)合近年來“零缺陷”、精細化質(zhì)量管理要求，探索研究運載火箭發(fā)射場質(zhì)量管理的新手段、新措施，并在實踐中持續(xù)改進。運載火箭發(fā)射場質(zhì)量工作不斷規(guī)范，各項質(zhì)量工作要求與發(fā)射場具體工作項目結(jié)合更加緊密，質(zhì)量工作的有效性和針對性得到提升。

通過C-Pad電子化檢查確認系統(tǒng)、數(shù)據(jù)判讀平臺等手段，細化了發(fā)射場工作項目以及責任要求，數(shù)據(jù)判讀、比對有效性提高，提升了發(fā)射場質(zhì)量控制的精細化、量化水平。以二級火箭為例，識別出40余項發(fā)射場工作風險操作項目并重點監(jiān)控，每發(fā)火箭發(fā)射場形成的檢查確認表格由2011年的450張左右細化到800余張，多媒體由2011年的950張（段）左右提升到2200張（段）左右。

運載火箭發(fā)射場精細化、量化質(zhì)量管理的水平得到提升，精細化、量化質(zhì)量管理的效果逐漸顯現(xiàn)。以某型運載火箭為例，不僅圓滿應對了年度發(fā)射近10次的高強密度發(fā)射挑戰(zhàn)，發(fā)射任務均取得成功，同時型號單發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量問題數(shù)量明顯下降，多次發(fā)射中實現(xiàn)發(fā)射場零故障、飛行零故障。2012年以來，研究院連續(xù)30多發(fā)運載火箭發(fā)射取得圓滿成功，實現(xiàn)了“四連冠”，為“十二五”航天發(fā)射成就的取得提供了有力支撐。在運載火箭發(fā)射場質(zhì)量管理實踐中創(chuàng)新、完善的C-Pad電子檢查確認系統(tǒng)、數(shù)據(jù)判讀比對平臺、發(fā)射場風險辨識和控制方法、“雙想”工作方法等也逐步推廣到各型號的發(fā)射場質(zhì)量管理工作中，支撐了型號任務的圓滿完成?！?/p>