飛行器定型新模式的研究與實(shí)踐

◎北京宇航系統(tǒng)工程研究所 張浩明等

飛行器定型新模式的研究與實(shí)踐

◎北京宇航系統(tǒng)工程研究所 張浩明等*

對(duì)飛行器定型管理流程、定型工作組織結(jié)構(gòu)、定型文件編制種類進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)定型工作中常見的問題進(jìn)行分析，摸索出了一種新型、高效、全過程、全要素的飛行器定型新模式。

航天飛行器設(shè)計(jì)定型工作是指，相關(guān)定型機(jī)構(gòu)對(duì)飛行器的指標(biāo)要求和使用性能進(jìn)行全面考核，確認(rèn)其達(dá)到批準(zhǔn)的研制總要求和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)。飛行器具有系統(tǒng)層級(jí)多、技術(shù)難度大等特點(diǎn)，而定型工作又是整個(gè)研制歷程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。由于飛行器配套單位眾多，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有序地完成定型試驗(yàn)、工藝審查、設(shè)計(jì)定型審查等工作難度極大。

由于以往型號(hào)定型工作的有關(guān)流程和辦法已無法適應(yīng)當(dāng)前客戶的新要求，為此型號(hào)項(xiàng)目創(chuàng)新了定型工作組織架構(gòu)，制定了定型工作流程，并參照新下發(fā)的《產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型文件編制指南》編制了定型文件。

一、定型工作的創(chuàng)新實(shí)踐

1.制定定型工作流程

以往型號(hào)定型流程較為簡單，一般在定型試驗(yàn)完成后，直接召開設(shè)計(jì)定型審查會(huì)。這一做法的弊端是，若前期工作未做扎實(shí)，將導(dǎo)致定型審查會(huì)的效率低下。為提高定型工作的質(zhì)量和效率，依據(jù)用戶要求，參照定型工作步驟，同時(shí)結(jié)合型號(hào)特點(diǎn)，制定了新的軟硬件定型工作流程。

硬件產(chǎn)品定型工作流程為:設(shè)計(jì)定型準(zhǔn)備→制定工作計(jì)劃→申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)定型試驗(yàn)→制定試驗(yàn)大綱→組織試驗(yàn)→工藝考核→申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)定型→成立審查組→組織審查→審批和審議設(shè)計(jì)定型→歸檔。

軟件與硬件的固有特點(diǎn)不同，不能完全套用硬件的流程。因此，需要結(jié)合型號(hào)實(shí)際情況確定軟件的設(shè)計(jì)定型工作流程為:開展定型準(zhǔn)備→制定工作計(jì)劃→申請(qǐng)軟件測評(píng)編制測評(píng)大綱→實(shí)施測評(píng)→審查測評(píng)結(jié)果→申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)定型→組織設(shè)計(jì)定型審查→審批和審議軟件設(shè)計(jì)定型→歸檔。

2.組織機(jī)構(gòu)

以往型號(hào)定型基本依托型號(hào)研制隊(duì)伍，這一做法存在3個(gè)方面缺點(diǎn):一是無法充分發(fā)揮專業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢;二是定型報(bào)告無法顧及用戶機(jī)關(guān)所關(guān)注的價(jià)值工程和成本分析、質(zhì)量管理情況、標(biāo)準(zhǔn)化管理等方面內(nèi)容;三是對(duì)于定型組織管理工作缺少統(tǒng)一的指揮決策機(jī)構(gòu)和日常事務(wù)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。因此，在原型號(hào)隊(duì)伍基礎(chǔ)上成立院級(jí)定型工作領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)定型工作辦公室和定型審查組2個(gè)機(jī)構(gòu)。中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院下屬單位則參照院級(jí)定型機(jī)構(gòu)，成立本單位的定型機(jī)構(gòu)。對(duì)于二、三、四級(jí)定型項(xiàng)目，各承制單位應(yīng)參照一級(jí)定型項(xiàng)目成立相關(guān)的定型工作機(jī)構(gòu)。

定型工作領(lǐng)導(dǎo)小組職責(zé)：指導(dǎo)定型工作，落實(shí)用戶對(duì)定型工作的要求，對(duì)定型工作中的重大問題進(jìn)行決策。

定型工作領(lǐng)導(dǎo)小組組成：總體院主管院領(lǐng)導(dǎo)、型號(hào)“兩總”、型號(hào)辦公室、研究院職能部門以及分系統(tǒng)研究院相關(guān)職能部門。分系統(tǒng)研究院、分系統(tǒng)單位、關(guān)鍵單機(jī)單位也參照此架構(gòu)設(shè)置。

定型審查組職責(zé)：審查定型文件，必要時(shí)抽查、測試產(chǎn)品性能。

定型審查組組成：型號(hào)“兩總”、分系統(tǒng)及單機(jī)單位行政和技術(shù)負(fù)責(zé)人、專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜摇?/p>

定型工作辦公室職責(zé)：宣貫定型工作有關(guān)規(guī)定、要求;擬制定型工作相關(guān)文件、計(jì)劃;檢查并督促定型工作，對(duì)定型過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行協(xié)調(diào)。

定型工作辦公室組成：主要由型號(hào)辦公室、職能部門、各分系統(tǒng)(包括分系統(tǒng)院)和各單機(jī)單位主管定型的部門組成。

與以往定型工作相比，新定型工作模式將各職能部門也納入了定型工作隊(duì)伍，提高了定型工作的完整性，對(duì)用戶機(jī)關(guān)所關(guān)注的價(jià)值工程及成本分析、質(zhì)量管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理方面，以往較為薄弱的地方也能夠充分體現(xiàn)出來。

3.定型順序及文件編制

一是項(xiàng)目定級(jí)及定型順序。

飛行器設(shè)計(jì)定型實(shí)行分級(jí)管理，飛行器實(shí)行一級(jí)定型;分系統(tǒng)、重要單機(jī)實(shí)行二級(jí)定型;分系統(tǒng)所屬的主要配套設(shè)備等實(shí)行三級(jí)或四級(jí)定型。定型工作采取自下而上(先單機(jī)再系統(tǒng))的順序逐級(jí)定型，成熟一項(xiàng)定型一項(xiàng)。對(duì)于飛行器整體則需要等到所有的分系統(tǒng)項(xiàng)目完成后再進(jìn)行定型。含有軟件的單機(jī)，要先進(jìn)行軟件定型，再進(jìn)行硬件定型。

二是編制定型文件。

定型文件是對(duì)上游任務(wù)書、技術(shù)要求的全面回答，是產(chǎn)品定型的依據(jù)。對(duì)于用戶來說，這是裝備之前的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，用戶極為重視對(duì)定型文件的審查。因此，定型文件的質(zhì)量高低，直接影響到定型工作完成的圓滿程度。

國家在2013年頒布了《產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型文件編制指南》，并在2015年開始強(qiáng)制實(shí)施運(yùn)用，該指南對(duì)需要提交定型審查會(huì)的文件內(nèi)容和格式進(jìn)行了規(guī)范。作為定型文件編制的重要指導(dǎo)性文件，《產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型文件編制指南》系統(tǒng)全面地對(duì)編制定型文件進(jìn)行了規(guī)范，對(duì)定型文件需要寫明的內(nèi)容作了簡明、扼要的闡述。

二、設(shè)計(jì)定型常見問題與解決措施

1.定型試驗(yàn)如何借鑒研制試驗(yàn)

在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型時(shí)，時(shí)常遇到定型試驗(yàn)擬借鑒定型試驗(yàn)的情況，就是將研制試驗(yàn)和定型試驗(yàn)結(jié)合起來考核裝備的一種試驗(yàn)形式，此時(shí)需要確定借鑒的原則，即確定“研定合一”的原則。

研制試驗(yàn)主要目的是為裝備總體技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)提供依據(jù)，而定型試驗(yàn)主要目的是為裝備定型提供依據(jù)。由于試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌ǔＧ闆r下，研制試驗(yàn)與定型試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)分開進(jìn)行。但考慮到用戶裝備的特點(diǎn)，對(duì)試驗(yàn)周期長、試驗(yàn)成本高、試驗(yàn)條件不可重復(fù)的試驗(yàn)項(xiàng)目，研制試驗(yàn)可以與定型試驗(yàn)相結(jié)合。但不是所有的試驗(yàn)項(xiàng)目都可以“研定合一”，其應(yīng)滿足3個(gè)原則:一是技術(shù)狀態(tài)一致，參加研制試驗(yàn)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)應(yīng)與定型技術(shù)狀態(tài)一致;二是指標(biāo)要求一致，進(jìn)行研制試驗(yàn)時(shí)與定型時(shí)的指標(biāo)要求一致，未發(fā)生過變化;三是用戶全程參與，試驗(yàn)大綱和報(bào)告評(píng)審有用戶參加，試驗(yàn)全過程有用戶全程跟蹤監(jiān)督。

在實(shí)際操作過程中，因用戶在產(chǎn)品的初樣研制過程未全面介入，導(dǎo)致后續(xù)定型試驗(yàn)擬借鑒初樣階段的試驗(yàn)有一定的困難，因此在進(jìn)入工程研制階段后，凡是擬進(jìn)行研定合一的試驗(yàn)，均應(yīng)邀請(qǐng)用戶的參與。

2.產(chǎn)品定型狀態(tài)與參加定型試驗(yàn)的產(chǎn)品狀態(tài)存在差異

原則上，產(chǎn)品參加定型試驗(yàn)的狀態(tài)應(yīng)該與設(shè)計(jì)定型時(shí)的狀態(tài)一致。但實(shí)際上，某些產(chǎn)品因上游或下游接口更改，或是技術(shù)狀態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)定型狀態(tài)與定型試驗(yàn)狀態(tài)不一致的問題，這些不一致的地方將成為整個(gè)設(shè)計(jì)定型審查時(shí)專家審查的重點(diǎn)。根據(jù)狀態(tài)變化的大小程度，在設(shè)計(jì)定型時(shí)可按以下3種途徑開展工作。第一種是產(chǎn)品狀態(tài)變化較小，經(jīng)過設(shè)計(jì)師系統(tǒng)全面的計(jì)算、仿真分析，認(rèn)為不影響定型試驗(yàn)結(jié)果的，可不再重新進(jìn)行定型試驗(yàn)。第二種是產(chǎn)品狀態(tài)變化一般，經(jīng)過設(shè)計(jì)全面的計(jì)算、仿真等分析，認(rèn)為僅影響部分定型試驗(yàn)結(jié)果的，可只補(bǔ)充進(jìn)行部分定型試驗(yàn)。第三種是產(chǎn)品狀態(tài)變化很大，經(jīng)過設(shè)計(jì)全面的計(jì)算、仿真等分析，認(rèn)為分析不足以覆蓋定型試驗(yàn)，則將補(bǔ)充進(jìn)行全部的定型試驗(yàn)甚至飛行試驗(yàn)。

三、實(shí)踐效果與后續(xù)思路

1.實(shí)踐效果

在汲取以往定型工作經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的同時(shí)，針對(duì)用戶的關(guān)注點(diǎn)，提出了將職能部門也納入定型隊(duì)伍，同時(shí)設(shè)立了定型工作審查組及定型工作辦公室，建立了定型工作組織模式，有效的加強(qiáng)了組織協(xié)調(diào)力度、提升了定型工作質(zhì)量，并加快了定型工作的節(jié)奏。

依據(jù)有關(guān)文件，并與用戶積極溝通，梳理、繪制了單個(gè)項(xiàng)目全過程的定型流程圖，并在型號(hào)隊(duì)伍內(nèi)進(jìn)行宣講，使得整個(gè)飛行器所有分系統(tǒng)、子系統(tǒng)和單機(jī)的設(shè)計(jì)定型工作能夠有序的開展。

與用戶做了充分的溝通與交流，在滿足用戶需求的前提下，同時(shí)根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的特點(diǎn)對(duì)項(xiàng)目所需編制的定型文件種類進(jìn)行了裁剪，以突出重點(diǎn)、提高效率，明確了設(shè)計(jì)定型的文件種類及文件的內(nèi)容，大大節(jié)省定型工作時(shí)間。

通過厘清定型與提前批生產(chǎn)的目的與意義，確定了定型產(chǎn)品狀態(tài)與提前批生產(chǎn)產(chǎn)品狀態(tài)分開管控的原則，解決定型產(chǎn)品狀態(tài)與批生產(chǎn)產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)差異的情況，統(tǒng)一了研制隊(duì)伍的思想，有力推動(dòng)了定型和提前批生產(chǎn)工作。

針對(duì)定型試驗(yàn)如何借鑒研制試驗(yàn)，確定了“研定合一”試驗(yàn)的原則，確定了定型試驗(yàn)借鑒研制試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，縮短了定型工作周期近半年時(shí)間，節(jié)省了約1發(fā)當(dāng)量的飛行器產(chǎn)品，節(jié)省了大量的定型試驗(yàn)費(fèi)用開支。

通過對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型文件編制指南的學(xué)習(xí)、研究與運(yùn)用，大大提高了定型文件編制的質(zhì)量，由于提前關(guān)注了審查專家、上下游接口單位及用戶所關(guān)心的內(nèi)容，減少了文件編制修改的次數(shù)，提高了審查的通過率，節(jié)省了時(shí)間，提高了定型工作的效率。

2.后續(xù)思路

通過2年多的設(shè)計(jì)定型工作，型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍積累了大量的定型經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)定型工作的后續(xù)改進(jìn)也有了深入的思考。

一是將定型工作前移。

在產(chǎn)品的研制初期，應(yīng)當(dāng)圍繞最終完成設(shè)計(jì)定型的目標(biāo)，統(tǒng)籌考慮研制與定型試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目策劃應(yīng)當(dāng)全面，能夠覆蓋到產(chǎn)品定型所需完成的試驗(yàn)，同時(shí)試驗(yàn)項(xiàng)目策劃應(yīng)當(dāng)合理，對(duì)于“研定合一”性質(zhì)的試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)標(biāo)注出。

在產(chǎn)品研制的每一個(gè)階段都應(yīng)當(dāng)對(duì)上游下發(fā)的任務(wù)書負(fù)責(zé)，即使在轉(zhuǎn)階段時(shí)將問題遺留，也應(yīng)當(dāng)制定完成遺留問題的專題計(jì)劃，迅速解決。

二是充分重視用戶在研制與定型中的參與程度。

隨著用戶對(duì)產(chǎn)品使用場景的適用性要求越來越高，用戶對(duì)定型試驗(yàn)重視程度明顯高于以往型號(hào)，定型組織機(jī)構(gòu)也日趨健全，用戶在定型試驗(yàn)中的主導(dǎo)地位已日漸突出。但由于型號(hào)有相當(dāng)部分的試驗(yàn)從性質(zhì)上為“研定合一”，而研制階段并不是所有的試驗(yàn)用戶均參與，這就使得某些項(xiàng)目在定型時(shí)無法滿足“研定合一”的條件，造成重復(fù)開展試驗(yàn)。為減輕后續(xù)定型的工作量，避免造成不必要的資源浪費(fèi)，在研制階段應(yīng)邀請(qǐng)用戶全面參與研制試驗(yàn)。

*其他作者：紀(jì)長松（中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院），馬琦 、李新興、羅淞（北京宇航系統(tǒng)工程研究所）