如何开展军用产品设计和开发策划

徐永康 贺轶斐

（1.中航工业上海航空测控技术研究所，上海 201601；2.陆航驻上海地区军事代表室 上海 200233）

GJB 9001B-2009《质量管理体系要求》7.3.1规定了“军用产品设计和开发策划”（以下简称设计和开发策划）的具体要求，不仅进一步强化了运用优化设计和可靠性、维修性等“六性”专业工程技术、计算机软件工程化管理进行产品设计和开发的内容，而且新增了l）～n）条的要求。这就明确要求策划人员在按GJB 9001B-2009开展设计和开发策划时，应充分、正确地理解GJB 9001B-2009 7.3.1中a）～o）条要求的真实含义，清楚设计和开发策划的意义和作用，确保设计和开发活动按策划的安排有序开展，保证设计质量和产品质量。

1 策划的意义和作用

每当我们在承接产品研制任务时，经常会对产品实现、设计和开发、生产和服务提供等进行策划。这些策划均应在产品研制过程的不同阶段所有活动开始之前进行，以确定各阶段应开展哪些活动、遵循的准则及所需的资源等，明确每项活动及其接口的管理要求和沟通渠道，用于指导后续活动，使参与每项活动的每个人都明白各项活动的目标、要求和职责，确保每项活动始终处于策划的预期中，消除盲目性。

1.1 质量策划的定义

质量策划是“质量管理的一部分，致力于制定质量目标并规定必要的运行过程和相关资源以实现质量目标”。GJB 9001B-2009的质量策划所涉及的内容可用质量策划树图表示，见图1。所有策划均应建立在数据、信息分析基础之上，体现预防为主、系统管理的思想。

图1 质量策划树图

1.2 设计和开发策划的作用

设计和开发是“将要求转换为产品、过程或体系规定的特性或规范的一组过程”。军用产品的设计和开发不但包括通常意义上的硬件、软件、流程性材料等新产品的设计和开发，还包括装备的改装改型设计、测仿设计（反设计）、大型装备试验方案的设计和开发、装备试修方案的设计和开发，以及装备论证项目的设计和开发等。GJB 9001B-2009 7.3.1所述的设计和开发特指产品的设计和开发，对于过程（对硬件产品常称为工艺）设计和开发，也可采用7.3的要求进行。设计和开发策划的输出应明确在设计开发时做什么、谁来做、何时做、如何做等5W1H，以及相关的设计准则。目的是确保通过策划对具体产品的设计和开发活动做出有序安排，为设计过程提出可依据性和纲领性的框架。策划效果如何，在一定程度上对后续设计质量会产生很大的影响。

1.3 产品实现的策划和设计和开发策划之间的区别

产品实现过程是质量管理体系4大过程之一，也是产品实现的直接过程，包括将顾客的要求转化为产品，并交付给顾客，直至交付后活动的实施所有过程。产品实现的策划是指针对被策划的产品识别所需的所有过程，应与质量管理体系策划所确定的过程相一致，并确定控制、监测和改进这些过程的具体方法和准则等。

设计和开发过程是产品实现过程的关键环节，它将决定产品的特性（如功能的、性能的、物理的和感官的特性等）或规范（如产品规范、服务提供规范、材料规范、图样等），为产品实现的其他活动和过程（如采购、生产、服务、监视和测量等）提供依据。设计和开发策划是整个设计和开发过程中的一个全局性、纲领性的研制活动。因此，需要对设计和开发活动进行充分、全面地考虑，对具体产品的设计和开发活动做出有序安排，确保设计过程达到预期的目标。

2 设计和开发策划的过程及其实施

军用产品设计和开发特点是：技术难度大、专业覆盖面广、研制周期短等，这是研制人员难以逾越的一道屏障。可以这么说：在科研活动过程中，屡见不鲜的项目过度拖期，研制中出现因前期考虑不周而造成的多次反复修改设计，甚至项目失败等现象，究其原因绝大部分是因为设计和开发策划不完善而引起的。那我们如何来开展设计和开发策划呢？以笔者之见，要做好设计和开发策划其实并非想象中的那么难。首先策划人员要高度重视设计和开发策划这项活动，清晰地认识到：策划的好坏决定了设计的质量，设计和开发策划是整个设计和开发过程中的一项全局性和战略性的活动，具有前瞻性。这就决定了策划的时机往往在设计活动开展之前，须事前确定设计过程的全部内容；其次要组建好设计和开发团队，根据研制产品的特点逐条对照GJB 9001B-2009 7.3.1的要求，考虑整个设计活动所需的资源、应遵循的法律法规、识别制约产品设计和开发的关键因素和薄弱环节并确定相应的措施等。下面重点对GJB 9001B-2009 7.3.1中强化和新增的部分要求作些陈述。

2.1 识别制约产品设计和开发的关键因素和薄弱环节并确定相应的措施

这些关键技术和薄弱环节一般是指产品研发过程中所涉及到的技术难点和能力储备不足的方面。在对设计和开发进行策划时，需要充分识别这些技术难点和薄弱环节。同时要考虑针对这些技术难点和薄弱环节，在后续设计过程中的保证措施以及措施的有效性验证方法等，特别需要明确3个方面内容：一是技术难点是否识别，二是识别是否全面充分，三是对所识别技术难点的后续保证措施以及措施的可操作性、可验证性和可追踪性要求。

2.2 运用优化设计和可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性等专业工程技术进行产品设计和开发

优化设计指在设计过程中需要考虑参数、结构、工艺和方案的优化等，对其中需要进行优化的项目、优化的方法、优化达到的目标等均需要在策划中进行规定；可靠性技术是指在设计过程中需要实施的可靠性设计技术，如冗余技术、漂移设计、热设计、FMEA分析等。例如：针对元器件的某种失效模式，在设计上、工艺上需要实施哪些可靠性保证措施，这些要求需在设计策划阶段提出，并明确在哪个研制阶段实施、如何实施等；测试性是指可测试、易测试的有关要求，产品研制出来以后，是否能够进行测试、是否很方便被测试，通常是通过内部结构设计来保证的。为了满足后续可测试、易测试的要求，需要在设计阶段进行相应的保证，这些保证要求也需要在设计策划中予以提出；对于环境适应性要求，如航天员在宇宙飞行中使用的太空笔，除了要保证在失重环境中能正常书写以外，还应确保书写的流畅性，再如机械零件无锈蚀等。针对产品的使用环境，应从技术角度对设计和开发过程进行策划。策划时，这些要求可作为设计输入的重要因素，构成设计输入的一部分。这样，可使设计输入更充分、更全面，也是设计过程中的一种重要质量保证手段。

2.3 对产品进行特性分析

GJB 9001A-2001规定对复杂产品进行特性分析，但没有明确给出复杂产品的界定依据。许多组织在策划时经常将产品定为非复杂产品，自然就不需作特性分析，将关键特性、重要特性和一般特性混为一谈，使关键、重要特性失去控制或分散了控制重点。而GJB 9001B-2009明确提出对产品进行特性分析，尔后确定关键特性、重要特性，有利于设计部门提高设计质量，也有利于生产部门在生产控制过程中的追溯性。特性分析内容分为技术指标分析和设计分析，技术指标分析如：功能、持续工作时间、环境条件、维修性、失效等；设计分析如：材料、工艺要求、互换性、安全性以及物理特性等。在设计和开发策划时，尽可能对产品特性进行全面分析，如不能进行特性分析，则需在设计开发策划中明确出需要进行特性分析的有关要求，对特性的具体分析可以在后续工作中进行，但必须在设计开发之前完成，并将其作为设计输入的一部分。

2.4 提出监视和测量的需求

对于设计和开发策划中提出的监视和测量需求，一方面应考虑设计和开发各阶段应进行的评审、验证、确认，包括对设计和开发输出的监视与测量，如对产品规范、设计图纸的审签，还包括对设计和开发过程的监督检查，如关键节点的评审、关键特性参数的模拟、设计规则检查等对设计质量影响比较大的活动，以及在设计和开发策划中明确的一些特殊要求和专项技术，如“识别制约产品设计和开发的关键因素和薄弱环节并确定相应的措施”、“运用优化设计和可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性等专业工程技术进行产品设计和开发”等，对这些关键设计活动的实施情况以及专项要求的实施情况均需要提出跟踪检查要求，以确保要求的可实现性。同时，对计划的执行情况也需要明确跟踪要求。在计划中规定监视和测量要求时，需要明确由谁、何时、对哪些内容、以什么方式来进行跟踪和监督的要求，以确保监视和测量要求的可操作性；另一方面，应考虑对为证明输出满足输入要求所生产的样机的产品特性进行的监视与测量，如检验、试验等。

2.5 对计算机软件需求分析、设计、实现、测试、验收、交付和使用的全过程进行策划，落实需求管理、策划与跟踪、文档编制、测试、质量保证、配置管理等工作

GJB 9001B-2009要求软件产品开发应实施软件工程化要求。对计算机软件产品进行全寿命策划，包括需求分析、设计、实现、测试、验收、交付、使用、维护和配置管理等活动，制定软件设计和开发计划、测试计划、配置管理计划和维护计划等，并按策划安排重点做好实施需求管理，严格控制软件任务书的更改；加强需求分析，确保软件任务书的要求均得到实现；按照GJB 438B-2009《军用软件开发文档通用要求》的要求，及时编制相关文档；加强软件测试和阶段评审，确保软件的质量；实施质量保证，使软件开发过程和软件工作产品符合相关规定；严格实施配置管理，控制软件技术状态的更改。

3 设计和开发策划输出

设计和开发策划输出文档在编制完毕以后，作为后续研制过程的一个重要依据。如果实际研制活动与计划安排发生变更时，要重新调整进度计划，以确保计划安排与实际进度的一致性。如：在实际研制中，有时为了保证最后研制任务的时间节点要求，在某个研制活动出现拖期，那么后续研制周期就要压缩，以确保最后时间节点满足研制任务交付的要求，所有这些变更要体现在调整以后的设计开发计划中。另外，设计开发策划中确定的某些专项技术要求，并对这些技术要求提出了在后续设计过程中的具体实施措施。这些要求作为设计输入的重要依据，可将其视为“7.3.2d）设计和开发所必须的其他要求”。将这些要求作为重要的设计输入条件，这样在设计输入时可以作为重点考虑，确保设计输入的充分性与适宜性。

4 结束语

事实上，在产品设计和开发、制造过程和使用阶段出现的因设计因素造成产品质量问题的现象不在少数，常见的情形是产品研制缓慢、交付脱期；研制中出现因前期考虑不周而造成的多次反复修改设计，甚至研制不成功；技术定型后设计更改屡见不鲜等。所有这些现象的出现不仅延误了产品研制进程，更重要的是所设计出来的产品质量难以置信。若要改观这种现象，设计和开发策划应该是最好的抓手，因为设计和开发策划的目的就是确保对具体产品的设计和开发活动做出有序安排，提供后续设计和开发活动的可指导性和可约束性、可执行性以及可追踪性的要求，策划效果如何，在一定程度上对后续设计质量会产生很大的影响。

[1]GB/T 19001-2008 质量管理体系要求[S].

[2]GJB 9001A-2001 质量管理体系要求[S].

[3]GJB 9001B-2009 质量管理体系要求[S].

[4]GJB 438B-2009 军用软件开发文档通用要求[S].

[5]王秋明.GJB9001B-2009标准中“设计和开发策划”的理解与应用［J］.新时代认证，2012，115（1）：51-54.