确保型号首飞成功质量管控实践

◎北京宇航系统工程研究所 于煜斌等

确保型号首飞成功质量管控实践

◎北京宇航系统工程研究所 于煜斌等*

针对型号首飞时存在技术状态复杂、质量问题多、进度限制紧、状态不到位等影响因素，从设计质量与产品生产质量2个角度提出了首飞保成功的一般措施和强化措施，涵盖设计参数、结构特性、执行过程、地面试验、参试产品属性和管理措施等多个方面，介绍了实施质量管控使设计与产品质量受控的效果，以及今后的工作思路。

新技术多、技术难度大、研制周期短是新型号研制的突出特点。型号首飞是对总体设计方案和产品质量的综合考验，是影响范围最大、考核内容最多、实施风险最高的系统级验证试验，同时还存在技术状态更改多、技术状态偏离多等特点。为确保首飞成功，在总体质量管控中坚持执行“常规要求全面覆盖，重点突出强化管控”的指导思想，在质量管理上牢固树立“零缺陷”和“第一次就把事情做对”的工作理念，立足型号研制历程和首飞任务的特殊性，在执行各级质量

管理规定和充分借鉴其它型号成功经验的基础上，提前策划各项工作，根据研制特点多管齐下构建型号保成功措施体系架构，制定强化管理措施，确保保成功措施全面覆盖各项工作，为首飞试验的圆满成功奠定坚实的基础。

一、指导原则与总体规划

1．指导原则

确保型号首飞成功的质量管控措施应遵循以下指导原则：质量控制要求覆盖航天型号、各级质量管理规定；质量控制过程覆盖全弹产品的设计、生产、试验等各个环节；质量控制结果量化评价、确认；持续辨识风险，强化总体牵引下的全局协同，持续化解风险；突出型号技术与管理特点，有针对性地开展强化工作。

2．总体规划

在上述指导原则下，制定确保型号首飞成功的一般措施与强化措施，并付诸实施。

（1）一般措施

在各级已有要求的基础上，借鉴其它型号的研制经验，进行加严处理，形成型号保成功技术措施的一般性要求，主要表现在以下3个方面：

一是常规性要求。在已有质量管理要求的基础上，针对各项要求进行加严处理，在试样阶段初期制定型号试样研制及飞行试验质量控制要求，从设计、生产、试验、专题复查等方面强化质量控制的常规要求。

二是出厂专项工作。借鉴其它型号的工作经验，重点围绕设计、产品、试验3个核心进行总体策划，并在首飞前开展专项工作，以确保型号产品设计正确、质量合格。

围绕设计开展可靠性（含两类故障模式）、单点故障模式及关键特性分析，安全性分析，技术风险分析（含“九新”），环境适应性分析，专项设计复核复算分析等工作；围绕产品开展技术状态更改，软件质量、元器件质量、原材料检查确认以及电线电缆、火工品质量、定力矩安装及防松措施控制、工艺技术状态的检查确认，弹上产品超差代料统计和测试覆盖性分析，总装测试质量控制，专项质量复查，质量问题归零等控制工作；围绕试验开展试验充分性分析、测试覆盖性分析等工作。

三是产品验收。在借鉴其它型号验收经验的基础上，全面采用“两级表格化验收与产品现场确认相结合”的制度，即分系统对单机、总体对分系统均采用表格化验收的同时，设计人员必须现场对所验收产品进行实物确认，并对关键指标进行现场确认，从而确保首飞产品表格化验收率100%、产品实物确认率100%。

（2）强化措施

针对型号特点制定了保成功强化技术措施，主要表现在以下3个方面：

一是独立专家组评估。围绕确保首飞成功的目标要求，组成以院士为主任的独立评估委员会，汇集各系统及专业的型号系统和专业技术专家，从各专业领域为确保任务成功提供决策支持。

二是强化工作措施。型号项目队伍持续开展风险辨识，结合型号研制过程中暴露出的各种问题，综合设计方案和产品质量2个方面存在的风险，主要针对设计参数、结构特性、执行过程、地面试验、参试产品属性和元器件、软件及测试工作制定了强化工作措施，不断降低和化解后续研制工作及首飞成功的风险。

三是补充试验项目。针对型号特点，以地面基于流程、飞行基于剖面为原则进行试验充分性分析，从技术状态变化、综合环境加严考核、新认识补充验证等方面出发，在首飞前补充试验项目，逐渐完善试验充分性。

二、强化措施的落实

分别从设计、生产、试验、流程等角度针对首飞存在的风险点和质量管控重点深入开展工作，提出7项确保首飞成功的强化工作措施。

1．设计参数交联影响分析确认

首飞之前，总体与分系统全面开展设计参数交联影响分析确认。各分系统以总体参数为核心进行设计参数合理性分析，确保设计参数闭合，满足总体设计指标要求，明确系统动作对其它系统和环境的影响，并以总体参数为顶层事件进行自上向下的设计参数关联影响分析。根据各系统参数分析结果进行总体方案设计参数合理性和闭合性分析，对总体与分系统设计参数的交联影响性进行分析，重点对各分系统之间、总体与分系统之间的衔接关系和正确性进行复查，并由各分系统对交联影响情况的分析结果进行确认。

2．总装流程的结构特性分析确认

在总装操作过程中为确保产品总装质量受控，以总装流程为主线，针对每一个步骤及动作统计分析与之有关的产品，统筹考虑局部结构尺寸的配合关系，运用尺寸链分析方法对各产品结构设计的协调性进行检查与分析，对操作的可执行性进行检查，同时对涉及的附件和工具的完整性进行检查。各分系统提供产品结构特性、总装过程要求及相关附件和工具要求，总装厂在首飞产品总装前完成总装流程的结构特性分析工作，并固化总装工艺。

3．时序链路特征事件的条件、接口及结果分析确认

为了确保每一个飞行时序动作执行的正确性和准确性，对每个飞行时序动作或影响成败的关键环节进行系统梳理。时序动作链路确认以飞行过程中的时序链路为主线，按照时序发生→传递→执行→结果确认→影响分析的过程，借鉴故障树的分析模式，统计分析全部飞行过程中的控制时序动作，全面确保点火后执行过程的正确性。针对特征事件逐层分解动作执行链路中相关联的产品，检查事件涉及的接口和软件等，分析事件发生时所处的条件及在该条件下动作发生的准确性，并分析事件可能产生的结果，给出该结果对于后续动作的影响分析。

4．地面试验边界条件及其结果再分析确认

经过方案、初样及试样阶段的工程研制，型号在首飞前已充分完成了设计、生产、试验工作，包括总体大型地面试验几十项、单机及系统级地面试验一千多项，获得了大量的试验数据。但这些试验的边界条件与试验效果是否达到首飞要求以及能否覆盖首飞工作的全过程，还需要开展深入的试验充分性分析。

首飞任务试验验证充分性分析的范畴是参试产品涉及的单机、系统，目的是对各研制阶段的单机、系统、总体试验验证充分性进行全面的概括、总结与分析。

针对总体及各分系统各阶段策划的单机和系统的地面试验项目进行分析，重点分析试验策划、试验设计、试验验证、与以往相关型号地面试验项目对比及试验结果分析等情况。分析各分系统对总体各项技术条件要求和试验条件的试验验证情况，并给出单机和分系统的试验验证充分性结论；针对每一项具体试验进行试验边界条件分析和试验结果再分析，梳理试验边界对设计条件、工况的覆盖性和试验边界考核的真实性，通过试验结果再分析重新认识各项地面试验结果对首飞试验的验证考核结果，对于确实无法通过地面试验验证的项目，需进行相应的仿真与分析。

针对首飞实际使用的各种工况进行分析，重点关注技术状态变化、新的认识等方面带来的影响，关注各系统级试验衔接部分的验证。对各研制阶段策划的总体大型地面试验目的、状态及验证情况与试验结果进行综合分析，从使用工况的角度分析各项试验项目对首飞实际使用的各种工况的覆盖性，分析地面试验的结果对覆盖首飞任务各使用剖面的验证充分性。

5．强化产品状态管理与确认

首飞型号初样和试样工作交叉严重，新技术众多，在各系统研制不断深入的过程中均存在较多的技术状态变化项目。针对首飞保成功的要求，需要各系统严格控制首飞产品的技术状态，做到技术状态全面受控，建立单机与总体的双向技术状态协同管理机制，按照规定通报技术状态的变化，在全型号范围内同步认识技术状态变化的影响。首飞产品交付总装前完成全部产品的技术状态确定，各系统及单机研制部门对参试产品的技术状态进行确认并固化。

按照《航天产品技术状态管理》规定执行技术状态控制，具体遵照以下3条原则：

一是以型号“两总”为主体成立型号技术状态控制委员会，负责型号技术状态的过程控制，按照“论证充分、各方认可、试验验证、审批完备、落实到位”的原则严格控制技术状态变化。

二是对于一般技术状态的变化，有关责任单位均组织审查并履行审批手续；对于重大技术状态更改，组织专家进行专题审查；对于第三类技术状态变化填写审批表，保证技术状态受控。

三是通过“四查”确保技术状态变化的可控性、更改的正确性。检查影响飞行试验关键产品的技术状态和工艺状态变化的履历；检查技术状态变化的影响；检查技术状态变化验证的充分性；检查技术状态变化的落实结果。

从产品发生的技术通知单、质疑单、更改单和归零情况出发，分析首飞产品发生的技术状态变化及超差特许，并关注首飞借用产品的技术状态控制情况。技术状态变化包括工程更改和偏离两部分。

技术状态偏离是指首飞试验大纲要求状态与试样状态之间的偏离情况，是当前的临时状态。技术状态偏离的原因主要包括：首飞使用初样投产产品，是以试样图纸确认后同意使用的产品；首飞特殊状态引起的技术状态偏离；归零措施未到位确定的首飞状态引起的技术状态偏离；首飞不考核引起的技术状态偏离。

6．持续辨识风险并强化风险管控化解

首飞任务风险评估的关键点和难点在于风险项目的识别，只有尽可能全面识别任务中的风险才能够对项目进行控制和评价，最终合理评估首飞任务的风险。因此，针对首飞试验的特点和需求，在对研制过程中的技术设计、产品状态、操作过程和管理过程充分掌握的基础上，准确识别首飞过程中存在的技术、产品、操作和管理风险。

根据首飞风险综合评价结果，梳理确定出高风险项目、中风险项目和低风险项目，并分别有针对性地提出消除、降低、转移或接受的应对措施，然后根据风险严重性等级和风险可能性等级评价标准进行评价，形成风险项目综合评估结果，确保风险应对措施充分、有效和合理。

7．试验基地复查项目确定与质量控制

在进入试验基地后，根据产品实际情况持续开展复查工作，确保不出现设计、产品上的质量问题。试验基地复查项目按照如下原则进行确定：

依据出厂时各专项评审及综合评审中专家重点关注的问题确定复查项目；根据型号首飞特点，从关键技术、新状态、新产品、新环境确定复查项目；参考以往型号首飞复查中的工作经验，围绕设计、产品质量确定试验基地重点关注的问题，作为试验基地复查项目；对型号以往发生的质量问题、试验基地新出现问题进行系统反思，确定复查项目；根据试验基地实际工作情况、首飞产品实际状态确定复查项目，如针对发射环境情况，确定开展信息化发射平台低温环境适用性复查；试验基地复查项目实施动态管理，可随时根据工作情况提出需补充开展复查的项目及内容。

复查的具体项目采用“自下而上、自上而下”的方法进行确定。首先由各系统按照复查项目确定原则，根据自身特点梳理复查项目并上报试验技术质量组，由后者组织设计师系统梳理和整合上报项目，确认各项目的开展形式，并按要求组织评审，最终由“两总”确认执行。

试验基地复查分为单机、系统和总体项目，不同级别的项目通过不同的形式组织开展。单机级项目由单机承研单位组织，所属系统负责把关；系统级项目由系统承研单位组织，由系统单位组织复查结果审查并经相关系统认可；总体项目为综合类项目，由试验技术质量组牵头，前后方协同，通过召开会议形式将相关各系统对各自状态、接口、设计条件、执行情况及理解认识等重新梳理分析，彻查可能存在的问题。

为确保试验基地复查切实有效，从进场后即开展复查，边复查边审查，按照试验基地工作的安排适时完成复查：对于影响分系统测试的项目，要求在分系统测试前完成；对于涉及到总装、总测的项目，要求在总装、总测中完成复查确认；对于发射场区的复查项目，要求在进入发射场区前完成复查确认。

三、实践效果

按照确保型号首飞成功的质量管控措施，从进入试样研制开始就按照首飞的标准不断完善各项工作。针对一般性要求，型号落实了各级质量管理规定，所有复查、质量控制达到了预期效果；出厂专项工作、产品验收、试验充分性工作在一般要求基础上强化处理，达到了质量控制要求。

针对强化措施，独立专家组围绕总体、动力、控制、软件等影响首飞成功的关键技术环节开展独立评估，各评估组形成独立评估报告，并针对发现的问题闭环处理，确保问题落实到位。在落实强化工作措施过程中，从器件、单机及分系统、型号总体和首飞产品的使用过程4个方面进行了综合质量管控，确保了首飞产品的质量受控。

四、后续思路

型号首飞保成功措施为确保型号首飞成功奠定了坚实的基础，说明其原则制定合理，总体规划充分，强化措施落实到位，可有效确保首飞的设计和产品质量。其中总装流程的结构特性分析、产品的技术状态管理、风险辨识和管控措施等质量管理措施可通过后续研制与生产逐渐完善，最终转化为型号定型、产品质量控制等常规质量管控手段。◀

*其他作者：付继伟、姜利、阳志光、钦敬、谷立祥、胡英、卢欣