我國(guó)載人航天器質(zhì)量管理與產(chǎn)品保證特點(diǎn)

劉剛

(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京 100094)

中國(guó)載人航天工程從1992年立項(xiàng)到2022年實(shí)現(xiàn)空間站在軌組裝建造，經(jīng)歷了從載人飛船到空間實(shí)驗(yàn)室，再到空間站的載人航天任務(wù)“三步走”研制歷程，在30年的研制歷程中，中國(guó)航天人通過(guò)艱苦卓絕的奮斗，逐步突破一個(gè)又一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，堅(jiān)守著“如履薄冰，如臨深淵”的謹(jǐn)慎態(tài)度，完成了一次又一次成功飛行，秉承著“質(zhì)量是政治、質(zhì)量是生命、質(zhì)量是效益”以及“零缺陷”等載人航天質(zhì)量理念，實(shí)施載人型號(hào)獨(dú)特的產(chǎn)品質(zhì)量控制方法，實(shí)現(xiàn)載人航天產(chǎn)品高質(zhì)量交付和在軌可靠運(yùn)行。

我國(guó)載人航天器在921立項(xiàng)初期就開始著手系統(tǒng)地建立產(chǎn)品質(zhì)量保證體系，載人飛船研制初期以建立設(shè)計(jì)規(guī)范、可靠性設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)規(guī)范為主，產(chǎn)品生產(chǎn)依托生產(chǎn)制造單位，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)、工藝、操作“三結(jié)合”，采取技術(shù)交底、設(shè)計(jì)跟產(chǎn)和100%終檢的方式保證產(chǎn)品出廠質(zhì)量。隨著載人飛船的首發(fā)成功，載人航天器逐步建立起精細(xì)化管理體系，建立起載人航天器標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可靠性、安全性、試驗(yàn)、測(cè)試、軟件、制造工藝、原材料、元器件等一系列的載人航天器研制技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，全面指導(dǎo)載人各型號(hào)后續(xù)的研制工作。進(jìn)入空間站研制階段后，載人型號(hào)按照航天器產(chǎn)品保證體系開展全要素型號(hào)研制過(guò)程產(chǎn)品保證工作，產(chǎn)品保證體系由組織層面的質(zhì)量管理和項(xiàng)目層面的產(chǎn)品保證構(gòu)成，產(chǎn)品保證體系是面向項(xiàng)目及其產(chǎn)品建立的保證型號(hào)任務(wù)研制質(zhì)量的工作體系，通過(guò)產(chǎn)品保證管理；質(zhì)量保證；可靠性保證；安全性保證；EEE元器件保證；機(jī)械零件、材料及工藝保證；軟件保證；地面支持工裝和設(shè)備保證等相關(guān)活動(dòng)，保證研制的產(chǎn)品按規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)完成規(guī)定的工作項(xiàng)目，保證產(chǎn)品安全、可用和可靠[1]。

質(zhì)量管理在于體系管理，面向的是組織和人；產(chǎn)品保證管理對(duì)象是產(chǎn)品，面向具體產(chǎn)品的形成過(guò)程。組織和人保證產(chǎn)品形成過(guò)程的質(zhì)量受控，是產(chǎn)品質(zhì)量的“因”，合格的產(chǎn)品是“果”。

1 載人航天器研制特點(diǎn)

載人航天器的任務(wù)定義是為有人參與的近地軌道空間實(shí)驗(yàn)提供可靠的科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和載人環(huán)境。從任務(wù)定義中可以直接看出載人航天器具有在近地軌道飛行，為航天員提供可靠、安全的生存環(huán)境，支持在軌開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，同時(shí)還要支持航天員的天地往返以及貨物的運(yùn)輸。面向有人參與的航天任務(wù)，載人航天器的研制始終秉持“以人為本，人命關(guān)天”的載人理念，從任務(wù)出發(fā)、從需求出發(fā)、從高可靠保證出發(fā)、從保航天員安全出發(fā)，圍繞系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)思想，研制隊(duì)伍在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷強(qiáng)化載人意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，恪守質(zhì)量底線，以“零缺陷”作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。從有人參與的長(zhǎng)期在軌任務(wù)和天地往返任務(wù)航天器角度出發(fā)，載人航天器具有如下特點(diǎn)。

(1)系統(tǒng)復(fù)雜。載人航天器系統(tǒng)與航天員系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、運(yùn)載系統(tǒng)、發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)(含回收)、應(yīng)用系統(tǒng)等大系統(tǒng)之間都有相互的系統(tǒng)接口和系統(tǒng)研制過(guò)程關(guān)聯(lián)性。進(jìn)入空間站階段后，空間站、載人飛船和貨運(yùn)飛船作為獨(dú)立的飛行器系統(tǒng)，其間飛行任務(wù)的關(guān)聯(lián)性、接口關(guān)聯(lián)性、產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性進(jìn)一步加劇載人航天器系統(tǒng)任務(wù)的復(fù)雜性。任何一個(gè)載人航天器的研制都是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及控制、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、熱控、環(huán)控生保、推進(jìn)、電源、回收、儀表照明、測(cè)控、信息管理等不同專業(yè)技術(shù)，是多學(xué)科、多技術(shù)、多功能的系統(tǒng)集成，面向不同的任務(wù)剖面，通過(guò)不同的功能相互協(xié)同完成不同階段的任務(wù)。

(2)有人參與。載人航天器是一個(gè)高度有人參與的系統(tǒng)，盡管已經(jīng)有了較高的自動(dòng)化和智能化的程度，但是載人航天器仍然給予人充分發(fā)揮的空間。載人航天器為航天員提供安全、可靠的平臺(tái)，為航天員開展空間實(shí)驗(yàn)以及空間活動(dòng)提供保障條件，保證航天員在軌安全和必要的生活保障，支持航天員在軌開展各項(xiàng)活動(dòng)。

(3)高風(fēng)險(xiǎn)。航天器本身就具有高風(fēng)險(xiǎn)的特性，載人航天器除了研制過(guò)程驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)射風(fēng)險(xiǎn)、空間環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)外還存在載人環(huán)境遭到破壞的風(fēng)險(xiǎn)、在軌實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)、返回著陸風(fēng)險(xiǎn)以及人員自身風(fēng)險(xiǎn)等，所有風(fēng)險(xiǎn)都需要考慮到、設(shè)計(jì)到、驗(yàn)證到，并且要有有效的應(yīng)對(duì)措施以及應(yīng)急策劃，載人航天器高風(fēng)險(xiǎn)是在航天器技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上疊加了航天員安全風(fēng)險(xiǎn)以及各類在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

(4)長(zhǎng)壽命。載人航天不斷追求有人參與的長(zhǎng)期太空探索活動(dòng)，從載人航天一期飛船在軌運(yùn)行幾天，到載人航天二期空間實(shí)驗(yàn)室在軌2年，再到載人三期空間站的15年以上在軌運(yùn)營(yíng)目標(biāo)，載人航天工程每一步都對(duì)載人航天器的壽命提出更高要求。長(zhǎng)期在軌運(yùn)行的需求也是對(duì)載人航天器可靠性、安全性提出的更高要求。

(5)面向復(fù)雜的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。載人航天器的主要任務(wù)是為在軌開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供平臺(tái)，并具有天地往返運(yùn)送物質(zhì)的能力。作為太空實(shí)驗(yàn)室，載人航天器可以提供地面實(shí)驗(yàn)室所不能提供的特殊實(shí)驗(yàn)環(huán)境，如長(zhǎng)期的微重力環(huán)境、太空輻照環(huán)境、真空環(huán)境、周期性溫度交變環(huán)境以及上述環(huán)境的綜合條件，利用這些獨(dú)特的太空條件開展針對(duì)性的太空實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家們夢(mèng)寐以求的技術(shù)途徑，如何穩(wěn)定、可靠、安全地提供和保障實(shí)驗(yàn)條件，保障實(shí)驗(yàn)成果成功落地也是載人航天器的使命。

基于載人航天器的任務(wù)特點(diǎn)和系統(tǒng)特點(diǎn)，載人航天器的研制過(guò)程必定存在研制周期長(zhǎng)、研制單位多、產(chǎn)品種類多的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)同時(shí)也反映出載人航天器質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證的難點(diǎn)。

(1)研制周期長(zhǎng)。復(fù)雜的系統(tǒng)帶來(lái)的是研制周期長(zhǎng)，載人航天任務(wù)“第一步”實(shí)現(xiàn)載人首飛；“第二步”完成首次在軌補(bǔ)加任務(wù)；“第三步”建成空間站，均經(jīng)歷了10年左右研制周期。長(zhǎng)周期的系統(tǒng)研制需要做長(zhǎng)周期的研制規(guī)劃，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、系統(tǒng)集成、測(cè)試、系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)環(huán)相扣，產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)隨著型號(hào)研制工作越到后期影響域越大、風(fēng)險(xiǎn)越大，研制周期長(zhǎng)也帶來(lái)技術(shù)狀態(tài)控制、產(chǎn)品批次一致性、產(chǎn)品研制進(jìn)度匹配性等一系列的管理難度。

(2)研制單位多。載人航天器配套產(chǎn)品的研制單位包含有航天集團(tuán)內(nèi)部單位、科學(xué)院科研院所、其他國(guó)企科研院所、軍隊(duì)科研院所、高校、特殊專業(yè)公司等不同體制單位，質(zhì)量管理體系不同，管理模式也不盡相同，并不是所有配套單位都能理解并適應(yīng)載人航天型號(hào)的高質(zhì)量管理要求，產(chǎn)品質(zhì)量保證的能力差別較大，部分單位按照部門的課題組管理模式，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)巨大的控制風(fēng)險(xiǎn)。

(3)產(chǎn)品種類多。載人航天器具有航天器長(zhǎng)期在軌和再入返回的所有功能，所配套的產(chǎn)品類型涵蓋結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、機(jī)電、電子、光電、微波、火工品、防熱、流體等各類產(chǎn)品，不同類型的產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)不同，帶來(lái)不同產(chǎn)品的質(zhì)量管理、產(chǎn)品保證措施和控制環(huán)節(jié)差異性大，加之不同研制單位技術(shù)水平差異大，新研產(chǎn)品多，產(chǎn)品技術(shù)成熟度差異大，給載人航天器產(chǎn)品的質(zhì)量管控帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

2 載人航天器產(chǎn)品保證的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)

載人航天器從載人飛船、“天宮”空間實(shí)驗(yàn)室、貨運(yùn)飛船到空間站，系統(tǒng)的復(fù)雜程度不斷提升，載人任務(wù)對(duì)系統(tǒng)可靠性、安全性的要求也在不斷地提高，新技術(shù)、新材料、新工藝、新?tīng)顟B(tài)、新環(huán)境、新單位、新崗位、新人員、新設(shè)備等“九新”[2]隨著載人航天“三步走”技術(shù)的逐步深入也對(duì)載人航天器產(chǎn)品保證能力提出更高的要求。抓住產(chǎn)品研制的特點(diǎn)，專注解決技術(shù)難點(diǎn)和薄弱點(diǎn)，載人航天器的研制通過(guò)技術(shù)線和管理線雙管齊下，專注于產(chǎn)品研制過(guò)程的全面性，技術(shù)把控從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到工藝過(guò)程控制，再到原材料和元器件的管控，關(guān)注設(shè)計(jì)要素顆粒度精細(xì)化；注重研制單位的覆蓋性，管理線從型號(hào)項(xiàng)目辦到所有參研單位直至二級(jí)及以上配套單位全部納入到型號(hào)質(zhì)量管控范圍，關(guān)注實(shí)際產(chǎn)品狀態(tài)和關(guān)鍵過(guò)程、實(shí)測(cè)結(jié)果的眼見(jiàn)為實(shí)，關(guān)注實(shí)測(cè)結(jié)果的量化控制，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)、趨勢(shì)判讀以及成功包絡(luò)分析。

2.1 基礎(chǔ)在技術(shù)先行

載人航天器的產(chǎn)品保證首先是技術(shù)保證，設(shè)計(jì)到位則產(chǎn)品的固有品質(zhì)到位；工藝實(shí)施到位則產(chǎn)品的實(shí)際性能到位。抓住產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，載人航天器從設(shè)計(jì)入手，制定設(shè)計(jì)規(guī)范，全系統(tǒng)統(tǒng)一按照載人設(shè)計(jì)規(guī)范開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)規(guī)范涵蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)、空間環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)、工效學(xué)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、供配電設(shè)計(jì)、防熱設(shè)計(jì)、回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)、推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、測(cè)試和試驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)制造工藝設(shè)計(jì)、電裝工藝設(shè)計(jì)等，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品生產(chǎn)制造以及測(cè)試、試驗(yàn)等產(chǎn)品全研制周期的技術(shù)規(guī)范，在技術(shù)層面全面把控產(chǎn)品設(shè)計(jì)的正確性、規(guī)范性和可操作性，將不同研制單位、不同設(shè)計(jì)師、不同操作人員全部統(tǒng)一到載人標(biāo)準(zhǔn)下，確保產(chǎn)品一次設(shè)計(jì)到位。

載人航天器的技術(shù)牽引，按照系統(tǒng)工程思維模式，自頂向下貫穿，橫跨多專業(yè)，面向各類關(guān)鍵單機(jī)產(chǎn)品，如密封艙結(jié)構(gòu)、防熱結(jié)構(gòu)、對(duì)接機(jī)構(gòu)、火工機(jī)構(gòu)、推進(jìn)模塊等關(guān)鍵產(chǎn)品都有獨(dú)立的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。載人航天器的技術(shù)積淀過(guò)程遵循的是不斷總結(jié)-發(fā)布-完善-再發(fā)布的傳承和創(chuàng)新過(guò)程，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和型號(hào)建造規(guī)范形式建立各載人型號(hào)的技術(shù)基線。

載人航天器標(biāo)準(zhǔn)體系始建于1994年，面向載人航天一期任務(wù)，主要是載人飛船研制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；2006年面向載人二期任務(wù)，對(duì)現(xiàn)行載人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清理和補(bǔ)充完善，形成二期載人航天器標(biāo)準(zhǔn)；2010年空間站立項(xiàng)，針對(duì)長(zhǎng)壽命載人航天器制定了空間站型號(hào)相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，隨著空間站核心艙初樣階段工作的結(jié)束，大量的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)總結(jié)和提煉形成了新的技術(shù)成果，2018年修訂和完善了相應(yīng)的空間站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并再次發(fā)布，支持后續(xù)空間站三艙的正樣研制工作和空間站長(zhǎng)期在軌運(yùn)營(yíng)，載人航天器在不斷進(jìn)行知識(shí)積累和標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，促進(jìn)產(chǎn)品研制質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。

載人航天器各型號(hào)立項(xiàng)后首先結(jié)合各自的任務(wù)特點(diǎn)制定相應(yīng)的建造規(guī)范，各型號(hào)建造規(guī)范以載人航天器標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的航天器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，對(duì)型號(hào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括坐標(biāo)系、可靠性、安全性、空間環(huán)境適應(yīng)性、載人工效學(xué)、機(jī)械系統(tǒng)接口定義、電氣系統(tǒng)接口定義等；機(jī)、電、熱、軟件等專業(yè)設(shè)計(jì)；原材料、元器件的選用范圍；通用制造過(guò)程等開展更詳細(xì)的規(guī)范性技術(shù)管理。載人飛船、“天宮”空間實(shí)驗(yàn)室、貨運(yùn)飛船、空間站以及后續(xù)的載人登月型號(hào)均建立了各自的型號(hào)建造規(guī)范，涵蓋技術(shù)和管理兩方面規(guī)范，各型號(hào)間即相互借鑒也有各自獨(dú)立的個(gè)性化規(guī)范。

載人航天器技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)是長(zhǎng)期工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不僅指導(dǎo)載人航天器研制工作，對(duì)其他航天型號(hào)任務(wù)也有指導(dǎo)和借鑒作用。經(jīng)過(guò)30年積淀，載人航天器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不只是在載人航天領(lǐng)域發(fā)揮作用，還逐步升級(jí)或融入到五院標(biāo)準(zhǔn)、集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，部分特色標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，得到國(guó)際宇航界的認(rèn)可。

2.2 關(guān)鍵在管理落實(shí)

載人航天器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量靠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系統(tǒng)一規(guī)范，真正在產(chǎn)品上落實(shí)需要靠一系列的管理方法、手段、工具以及管理規(guī)范進(jìn)行管控。

載人航天器質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證采取分層級(jí)、全周期的管理模式。在各型號(hào)的設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)階段、AIT階段、出廠發(fā)射階段采取相應(yīng)的管理措施確保本階段研制工作一次做到位，不帶問(wèn)題轉(zhuǎn)入下一階段。各階段的質(zhì)量和產(chǎn)品保證管理分層級(jí)管理，型號(hào)項(xiàng)目辦面向各分系統(tǒng)；各分系統(tǒng)面向各參研單位；各參研單位面向設(shè)計(jì)師或外協(xié)單位；各外協(xié)單位面向各專業(yè)設(shè)計(jì)師。所有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，包括相應(yīng)的設(shè)計(jì)工具逐級(jí)下發(fā)，培訓(xùn)到具體設(shè)計(jì)師。

在具體實(shí)施過(guò)程中，各載人航天器型號(hào)項(xiàng)目辦發(fā)揮積極而關(guān)鍵的促進(jìn)作用，型號(hào)項(xiàng)目辦會(huì)結(jié)合型號(hào)研制進(jìn)展，根據(jù)配套產(chǎn)品的關(guān)鍵程度、技術(shù)成熟度、研制單位的質(zhì)量管理水平開展針對(duì)性的評(píng)估、培訓(xùn)、走查活動(dòng)。同時(shí)，在型號(hào)研制全周期內(nèi)開展技術(shù)問(wèn)題和管理問(wèn)題雙歸零工作，針對(duì)產(chǎn)品研制過(guò)程中發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題從技術(shù)層面和管理層面同步進(jìn)行分析和定位，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)和質(zhì)量管理，提升研制單位的產(chǎn)品保證能力。

1)設(shè)計(jì)階段

在載人航天器型號(hào)研制初期，以型號(hào)項(xiàng)目辦為核心組織制定型號(hào)質(zhì)量和產(chǎn)品保證的全周期策劃工作，圍繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)試驗(yàn)、單機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面同步開展質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證工作策劃。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面主要完成建造規(guī)范的制定與發(fā)布；質(zhì)量管理組織的建立及責(zé)任分工；開展可靠性設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)的方法及工具的下發(fā)；分系統(tǒng)研制單位及外協(xié)單位的質(zhì)量培訓(xùn)；型號(hào)本階段文件體系以及轉(zhuǎn)階段(或出廠)質(zhì)量確認(rèn)等策劃。

系統(tǒng)試驗(yàn)主要開展研制過(guò)程中需要進(jìn)行的系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)驗(yàn)證(測(cè)試)項(xiàng)目；系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)所需產(chǎn)品的研制工作；關(guān)鍵項(xiàng)目(或單機(jī))的重要試驗(yàn)(測(cè)試)項(xiàng)目；各分系統(tǒng)在本階段需開展的試驗(yàn)(測(cè)試)項(xiàng)目；所有試驗(yàn)(測(cè)試)項(xiàng)目所需地面設(shè)備(工裝)研制等工作策劃。所有試驗(yàn)項(xiàng)目是型號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到充分驗(yàn)證的必要工作。

單機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量策劃首先是根據(jù)任務(wù)功能特點(diǎn)確定產(chǎn)品配套狀態(tài)，并按照“全繼承”、“少部分變化”、“變化較大”、“全新產(chǎn)品”以及“商采”等不同繼承性定義將單機(jī)產(chǎn)品劃分為A、B、C、D、E類產(chǎn)品，為后續(xù)針對(duì)性的開展產(chǎn)品保證工作建立明確的目標(biāo)。分系統(tǒng)和單機(jī)承研單位面向單機(jī)產(chǎn)品主要開展單機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、試驗(yàn)、驗(yàn)收、交付；單機(jī)研制過(guò)程專家技術(shù)把關(guān)；單機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)與驗(yàn)收過(guò)程質(zhì)量確認(rèn)；質(zhì)量(含外協(xié)單位)培訓(xùn)等質(zhì)量活動(dòng)策劃。

2)生產(chǎn)階段

生產(chǎn)階段是載人航天器形成實(shí)物產(chǎn)品的關(guān)鍵階段，如果說(shuō)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量是自頂向下保證產(chǎn)品的固有品質(zhì)，那么生產(chǎn)過(guò)程是自底向上逐步形成具體產(chǎn)品的最終質(zhì)量。載人航天器在生產(chǎn)階段嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)階段的策劃完成產(chǎn)品生產(chǎn)、測(cè)試、試驗(yàn)、驗(yàn)收、交付等過(guò)程一系列的產(chǎn)品保證工作，以保證生產(chǎn)基線明確，生產(chǎn)過(guò)程受控，產(chǎn)品數(shù)據(jù)可追溯。

生產(chǎn)階段主要的產(chǎn)品保證工作是在投產(chǎn)前建立產(chǎn)品基線，確定設(shè)計(jì)和工藝的技術(shù)狀態(tài)，制定必要的關(guān)鍵、強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)，規(guī)劃過(guò)程記錄數(shù)據(jù)和多媒體項(xiàng)目，確保所有過(guò)程可檢測(cè)、數(shù)據(jù)可追溯。在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際進(jìn)展采取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)走查、專家技術(shù)把關(guān)、關(guān)重產(chǎn)品下廠驗(yàn)收以及所有配套產(chǎn)品100%進(jìn)行數(shù)據(jù)包驗(yàn)收等手段確保產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量受控，技術(shù)問(wèn)題及時(shí)糾偏，規(guī)避后續(xù)工作反復(fù)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)合各型號(hào)的任務(wù)特點(diǎn)以及產(chǎn)品的成熟度，開展“獨(dú)立評(píng)估”和“成熟度評(píng)估”工作。根據(jù)型號(hào)獨(dú)特的任務(wù)、關(guān)鍵功能、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)制定項(xiàng)目開展“獨(dú)立評(píng)估”；根據(jù)型號(hào)獨(dú)有的新研產(chǎn)品(D類單機(jī))開展“成熟度評(píng)估”工作，確保新研產(chǎn)品達(dá)到出廠成熟度標(biāo)準(zhǔn)。航天產(chǎn)品成熟度是針對(duì)航天產(chǎn)品研制特點(diǎn)提出的，其基本概念是對(duì)產(chǎn)品在研制、生產(chǎn)及使用環(huán)節(jié)等全壽命周期所有技術(shù)要素的合理性、完備性以及在一定功能、性能水平下質(zhì)量穩(wěn)定性的一種度量[3]。

3)AIT階段

AIT階段是載人航天器形成最終飛行產(chǎn)品的集成、測(cè)試和試驗(yàn)過(guò)程，航天器的總裝質(zhì)量，系統(tǒng)間、單機(jī)設(shè)備間功能的匹配性都在此階段通過(guò)充分的測(cè)試以及有效的系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)進(jìn)行最終狀態(tài)的考核和確認(rèn)。

載人航天器面向AIT階段的總裝集成過(guò)程、綜合測(cè)試過(guò)程以及系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)過(guò)程質(zhì)量管控開展如下針對(duì)性工作：

在進(jìn)入AIT階段前型號(hào)項(xiàng)目辦牽頭進(jìn)行AIT開工前質(zhì)量培訓(xùn)，對(duì)總裝過(guò)程、測(cè)試過(guò)程以及試驗(yàn)過(guò)程的產(chǎn)品保證要求和質(zhì)量管理要求進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，培訓(xùn)對(duì)象是全部參與AIT階段工作的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)師、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、相關(guān)參研單位設(shè)計(jì)師以及產(chǎn)品操作人員。

測(cè)試數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的判讀和比對(duì)，在特定的測(cè)試階段以及系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)組織相關(guān)技術(shù)專家共同判讀和分析數(shù)據(jù)，對(duì)航天器系統(tǒng)級(jí)最終集成狀態(tài)做數(shù)據(jù)確認(rèn)。

結(jié)合系統(tǒng)級(jí)測(cè)試過(guò)程中各單機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)總體和分系統(tǒng)共同組織開展單機(jī)研制過(guò)程中單機(jī)級(jí)、分系統(tǒng)級(jí)單機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)的復(fù)查工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性分析和比對(duì)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行“成功包絡(luò)線”分析和數(shù)據(jù)異常判讀，以保證所有測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品早期失效趨勢(shì)。

4)出廠發(fā)射階段

載人航天器出廠和發(fā)射階段是產(chǎn)品執(zhí)行任務(wù)前的最后階段，出廠總結(jié)評(píng)審工作是對(duì)型號(hào)研制工作的總結(jié)和再審查，從產(chǎn)品研制質(zhì)量方面主要開展如下工作：

在有客戶和專家參與的條件下組織開展型號(hào)出廠評(píng)審工作，從系統(tǒng)研制；產(chǎn)品保證；技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；技術(shù)狀態(tài)控制；技術(shù)歸零；安全性、可靠性、維修性；軟件；元器件；材料和機(jī)械零件等方面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)品的狀態(tài)進(jìn)行全面把關(guān)確認(rèn)。各分系統(tǒng)按照相應(yīng)的要素開展分系統(tǒng)的出廠總結(jié)工作，在型號(hào)項(xiàng)目辦組織下進(jìn)行分系統(tǒng)出廠評(píng)審。

載人航天器發(fā)射場(chǎng)質(zhì)量工作主要是圍繞發(fā)射場(chǎng)技術(shù)流程、產(chǎn)品保證流程、技安流程和計(jì)劃流程開展發(fā)射場(chǎng)各項(xiàng)目的“四查”(查人員、查崗位、查狀態(tài)、查文件)、過(guò)程“雙想”(回想、預(yù)想)、數(shù)據(jù)“三比”(橫向比對(duì)、縱向比對(duì)、關(guān)聯(lián)比對(duì))工作。

2.3 核心在風(fēng)險(xiǎn)控制

載人航天器的質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證工作的核心在于對(duì)型號(hào)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別與控制以及產(chǎn)品在研制過(guò)程中技術(shù)狀態(tài)把控。載人型號(hào)關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)主要圍繞人的安全性以及航天器的可靠性開展，“一重故障保工作，二重故障保安全”是載人航天器風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與控制的目標(biāo)，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)分析識(shí)別出產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，制定生產(chǎn)過(guò)程的控制措施和在軌故障對(duì)策；生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制技術(shù)狀態(tài)的變化和關(guān)鍵點(diǎn)的指標(biāo)符合性；測(cè)試環(huán)節(jié)關(guān)注在軌故障處置措施的驗(yàn)證充分性和可實(shí)施性。

1)風(fēng)險(xiǎn)控制

載人航天器的風(fēng)險(xiǎn)控制以設(shè)計(jì)為源頭，貫穿產(chǎn)品研制、測(cè)試和在軌運(yùn)營(yíng)全過(guò)程，在確定航天器系統(tǒng)功能后，進(jìn)行系統(tǒng)功能分解，采用FTA和FMEA方法，通過(guò)系統(tǒng)級(jí)FTA和FMEA工作，分析出系統(tǒng)故障模式，設(shè)計(jì)故障對(duì)策，確定系統(tǒng)級(jí)關(guān)鍵項(xiàng)目，制定關(guān)鍵項(xiàng)目控制措施。項(xiàng)目辦組織對(duì)系統(tǒng)級(jí)關(guān)鍵項(xiàng)目研制過(guò)程的主要風(fēng)險(xiǎn)控制措施進(jìn)行審查，明確系統(tǒng)級(jí)關(guān)注的強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)；分系統(tǒng)對(duì)所負(fù)責(zé)的單機(jī)產(chǎn)品研制過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制措施進(jìn)行審查，明確分系統(tǒng)級(jí)關(guān)注的關(guān)鍵(強(qiáng)制)檢驗(yàn)點(diǎn)。單機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制措施來(lái)自于各單機(jī)關(guān)鍵特性分析；所有控制措施以及在軌需采取的故障對(duì)策均需開展地面試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，不可測(cè)試項(xiàng)目通過(guò)過(guò)程控制保證，過(guò)程記錄納入到產(chǎn)品數(shù)據(jù)包。風(fēng)險(xiǎn)控制的所有結(jié)果全部納入到相應(yīng)的單機(jī)數(shù)據(jù)包、試驗(yàn)數(shù)據(jù)包和測(cè)試數(shù)據(jù)包中，作為載人航天器最終產(chǎn)品質(zhì)量的客觀證據(jù)。載人航天器風(fēng)險(xiǎn)控制邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)控制關(guān)系圖Fig.1 Risk control diagram

2)技術(shù)狀態(tài)控制

載人航天器質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證的工作大量在技術(shù)狀態(tài)控制上。復(fù)雜的航天器系統(tǒng)任何一個(gè)技術(shù)狀態(tài)變化都有可能關(guān)聯(lián)到一系列特性變化，帶來(lái)的影響必須要在可控的范圍內(nèi)，否則會(huì)給系統(tǒng)造成災(zāi)難性的后果，尤其是載人航天器，關(guān)乎航天員生命安全，必須要關(guān)注每一個(gè)產(chǎn)品的每一個(gè)細(xì)節(jié)變化。

在每個(gè)載人航天器型號(hào)的研制過(guò)程中，型號(hào)隊(duì)伍都是心存“如履薄冰”的心態(tài)將每個(gè)產(chǎn)品的技術(shù)細(xì)節(jié)做到精細(xì)化管控。載人航天器產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)管理范圍涉及人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)，六個(gè)方面的任何變化都需要通過(guò)型號(hào)兩總的審批和技術(shù)狀態(tài)更改論證審查，充分論證，多方認(rèn)可，最大范圍對(duì)影響域進(jìn)行分析和驗(yàn)證，使技術(shù)狀態(tài)變化給系統(tǒng)帶來(lái)的負(fù)面影響降到最低。

“千里之堤毀于蟻穴”，嚴(yán)格的技術(shù)狀態(tài)管理是防微杜漸，保證載人航天器產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。設(shè)計(jì)階段控設(shè)計(jì)要符合建造規(guī)范要求，設(shè)計(jì)基線要明確、固化；生產(chǎn)階段控執(zhí)行過(guò)程符合工藝規(guī)范要求，執(zhí)行結(jié)果要有效，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

3)面向產(chǎn)品控制

質(zhì)量管理結(jié)果最終落實(shí)在產(chǎn)品的品質(zhì)上，因此，載人航天器的產(chǎn)品保證工作面向的最終對(duì)象是實(shí)物產(chǎn)品(或軟件)，而直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素是人、方法和工具，面向產(chǎn)品的控制需要針對(duì)人、方法、工具采取相應(yīng)的控制措施。

面向承研單位有針對(duì)性地培訓(xùn)設(shè)計(jì)師，使參與型號(hào)研制的人員能夠快速領(lǐng)會(huì)載人型號(hào)產(chǎn)品保證要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并及時(shí)有效地落實(shí)到具體產(chǎn)品上，載人航天器的質(zhì)量管理能力始終是在協(xié)作單位的共同參與下不斷完善和進(jìn)步的。

載人航天器的質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證方法及工具隨新的管理理念和技術(shù)進(jìn)步而不斷創(chuàng)新，在型號(hào)研制過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題、管理效率和效果不明顯的情況下也會(huì)及時(shí)改進(jìn)，與時(shí)俱進(jìn)，采取行之有效的舉措和工具，不斷提升質(zhì)量管控效率和水平。

3 載人航天器產(chǎn)保理念的牽引作用及未來(lái)發(fā)展思考

載人航天器面向的是人的安全，一切對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證都是從確保人的生命角度出發(fā)考慮如何保證航天器系統(tǒng)的可靠性和安全性，抓住技術(shù)環(huán)節(jié)，通過(guò)一系列的技術(shù)手段保障產(chǎn)品的質(zhì)量。很多載人航天器最先提出的理念和實(shí)施方法都已納入到了現(xiàn)行的質(zhì)量管理體系和產(chǎn)保體系中，如研制過(guò)程中的技術(shù)狀態(tài)控制；“九新”風(fēng)險(xiǎn)管理；測(cè)試和試驗(yàn)覆蓋性分析；可靠性要求；安全性要求；維修性要求；軟件工程化要求；材料清單、元器件清單、工藝清單、標(biāo)準(zhǔn)緊固件清單、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零件清單等基礎(chǔ)清單管理；關(guān)鍵工序質(zhì)量控制等都已體現(xiàn)在現(xiàn)行的質(zhì)量管理體系和產(chǎn)保體系中。而載人航天器獨(dú)有的，面向在軌有人環(huán)境的安全性、維修性(包括工效學(xué)設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)規(guī)范已納入到后續(xù)載人型號(hào)的建造規(guī)范中。

在單機(jī)工程化方面，隨著神舟一號(hào)任務(wù)的圓滿成功，固化了一批關(guān)鍵產(chǎn)品和典型過(guò)程的生產(chǎn)基線，制定了一系列的產(chǎn)品規(guī)范，工藝、制造規(guī)范、測(cè)試規(guī)范，為后續(xù)產(chǎn)品保障提供基礎(chǔ)，單機(jī)工程化已推廣到宇航產(chǎn)品的產(chǎn)品化工作中。

在系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品驗(yàn)收管理方面，從飛船單機(jī)產(chǎn)品驗(yàn)收開始建立起單機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)包體系，并不斷完善，從紙質(zhì)數(shù)據(jù)包驗(yàn)收到電子化數(shù)據(jù)包驗(yàn)收，再到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形成的實(shí)做模型，逐步轉(zhuǎn)向數(shù)字化、模型化，數(shù)據(jù)包驗(yàn)收機(jī)制已成為宇航產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)收的通用要求。

載人航天器的質(zhì)量管理是成體系的，產(chǎn)品保證管理是自頂向下貫徹的。一些載人型號(hào)最先提出，一以貫之的質(zhì)量管理方式，如標(biāo)準(zhǔn)化文件體系；型號(hào)原材料、標(biāo)準(zhǔn)緊固件選用目錄，以及一些系統(tǒng)層面產(chǎn)品保證方法，如極限拉偏測(cè)試；關(guān)鍵過(guò)程“四查”；數(shù)據(jù)“三比”；關(guān)鍵操作“事先推演，事后確認(rèn)”；全面數(shù)字化等都是對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量保證有力手段，值得推廣。

未來(lái)載人航天器的系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，各航天器之間的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性、耦合性越來(lái)越多，型號(hào)設(shè)計(jì)師將會(huì)處理大量的關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)。更復(fù)雜的系統(tǒng)功能、更短的研制周期、更開放的參研單位、更年輕的設(shè)計(jì)師隊(duì)伍、更先進(jìn)的單機(jī)產(chǎn)品都是今后所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，也對(duì)質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證提出更高的要求。先進(jìn)的技術(shù)將會(huì)帶來(lái)更先進(jìn)的管理理念和管理方法，隨著“基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)”在航天器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，模型化、數(shù)字化、信息化將貫穿于型號(hào)研制的全過(guò)程。

未來(lái)載人航天器的質(zhì)量管理將是對(duì)模型的規(guī)范管理，產(chǎn)品保證能力將是對(duì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)的控制能力。設(shè)計(jì)模型化，生產(chǎn)數(shù)字化，研制過(guò)程信息化是航天器研制模式的發(fā)展趨勢(shì)，面向先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和數(shù)字化設(shè)計(jì)手段，型號(hào)必將面對(duì)大量的數(shù)字模型和過(guò)程數(shù)據(jù)。規(guī)范模型的定義方法和數(shù)據(jù)采集手段，統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)資源共享和深度利用，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，使生產(chǎn)過(guò)程透明化，質(zhì)量管理在線化，產(chǎn)品保證精細(xì)化，載人航天器的質(zhì)量管理和產(chǎn)品保證工作需加強(qiáng)這些方面的思考。

4 結(jié)束語(yǔ)

載人航天器作為迄今為止最為復(fù)雜的航天器，其系統(tǒng)的復(fù)雜性，技術(shù)的開放性，人員的活躍性，業(yè)務(wù)的全面性都是其研制特點(diǎn)和難點(diǎn)，載人航天器按照系統(tǒng)工程的研制規(guī)律，面向產(chǎn)品開展有針對(duì)性的產(chǎn)品保證活動(dòng)，繼承載人航天的質(zhì)量理念，發(fā)揮先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的牽引作用，不斷提升質(zhì)量管理的效率，實(shí)現(xiàn)“高質(zhì)量、高效率、高效益”的質(zhì)量管理。

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