航天型号专用测试设备全生命周期计量管理的探索与实践

◎北京临近空间飞行器系统工程研究所 翟宪立 周智力 卢康

航天型号专用测试设备全生命周期计量管理的探索与实践

◎北京临近空间飞行器系统工程研究所 翟宪立 周智力 卢康

随着科学技术的飞速发展,以及国际、国内局势的复杂变化,航天科技工业的发展对一个国家的重要性已经上升到战略高度。在宇航系统和导弹武器系统的研制过程中,为了对型号产品的各项技术指标进行精确测量,需要使用不同的测试设备。有的设备可以直接购置(如示波器等),但在很多情况下因航天系统研制的复杂性,使得没有现成的测试设备可用,这就要求型号研制人员必须根据测试需求自行研制测试设备,以保证航天产品符合技术指标和性能要求,这类测试设备被称为型号专用测试设备。

航天型号专用测试设备的准确性和可靠性直接影响型号试验结果的准确性,甚至关系着型号发射的成败。而计量工作是为实现单位统一、量值准确可靠而进行的科技、法制和管理活动,对专用测试设备进行有效的计量能够及时发现测试设备的各类问题,保证其处于良好的工作状态,确保型号试验和发射任务取得成功。因此,型号专用测试设备计量管理是航天型号质量管理的重要一环。

一、现存主要问题

目前,部分航天院所已经意识到专用测试设备计量在型号研制中的重要性,并以不同形式加强了型号专用测试设备的计量管理工作。但还有一些单位对专用测试设备的计量管理工作重视程度不高,计量管理水平低下,管理效果参差不齐,面临着一些亟待解决的问题。

1．缺乏有效的计量管理标准

航天型号专用测试设备是根据型号需要专门研制的设备,具有测试参数广、溯源关系复杂、溯源渠道不明确的特点,这些特点决定了专用测试设备计量管理工作不能直接按照通用测试设备的计量管理标准进行,而是需要专门的、有针对性的标准来指导专用测试设备的计量管理工作。目前,专用测试设备计量管理几乎处于无章可循的状态,仅有的个别标准也已年代久远,无法适应当前的新形势,导致各个航天院所在专用测试设备计量管理工作中出现随意性和不规范性的问题。因此,为了加强专用测试设备的计量管理工作,急需出台规范的专用测试设备计量管理标准。

2．缺乏有效的计量技术规范

航天型号专用测试设备属于定制设备,这一特性决定了在其研制之前没有现成的计量技术规范可用,需要在设备研制的同时进行计量技术方法的研究,并在设备研制完成后编制符合要求的计量技术规范。但目前一些航天院所往往在专用测试设备研制阶段忽视了计量技术方法的研究,导致许多专用测试设备在研制完成后缺乏计量技术规范,在对设备开展计量校准工作时没有标准可依,只能用功能性检查代替计量校准,使得专用测试设备计量确认过程不完整,合格评定缺乏判别依据。

另外,计量管理人员和使用人员很少参与专用测试设备的研制过程,致使他们对专用测试设备的工作原理、内在结构、计量特性等缺乏了解,增加了编制计量技术规范的难度。再者,现有的专用测试设备计量技术资料缺乏有效性和合规性,对校准要求及其所需测量装置的要求不明确,很难满足专用测试设备的溯源要求。因此,为了加强专用测试设备的计量管理,急需出台规范的航天型号专用测试设备计量技术规范。

3．缺乏专业的型号计量师队伍

军工企业对型号计量人员配备有着明确要求,航天型号专用测试设备计量校准工作也迫切需要专业的型号计量师队伍来完成。目前,部分航天院所仅建立了少量的单位级计量标准,用来开展一些简单通用仪器设备的量值传递工作,有些单位完全将仪器设备送到专业的计量院所进行计量检定。但由于航天型号专用测试设备的复杂性和特殊性,专业的计量院所无法承担专用测试设备的计量校准工作,所以部分航天院所在专用测试设备使用之前,都由毫无计量专业知识的设备使用人员对专用测试设备开展功能性检查,设备功能性检查代替计量校准的做法很难全面考量专用测试设备的计量特性,使得专用测试设备的状态不受控,给型号试验带来了潜在的隐患。同时,无计量知识的设备使用人员对专业测试设备进行功能性检查的做法,也与国家对军工企业必须建立型号计量师队伍的要求相悖。

4．缺乏全生命周期的计量管理流程

由于航天型号专用测试设备的特殊性和复杂性,需要开展从设计到交付使用的全生命周期管理,尤其是在设计和研制阶段,需要计量管理人员提出专用测试设备计量校准接口要求,给出专用测试设备计量保障条件符合程度的评价。另外,专用测试设备在各类评审和验收交付时也需要计量管理人员对校准规范、使用说明书等计量技术资料的完备性与合规性提出要求。但在实际工作中,很少有计量管理人员参与其中,导致专用测试设备计量管理缺乏顶层策划,在设计阶段无明确的计量管理要求,缺少计量校准专用接口,以及合规的校准规范、使用说明书等必要的计量技术文件,这些管理缺口都为专用测试设备的计量确认增加了难度。因此,在航天型号专用测试设备计量管理过程中,急需形成从设计到交付使用的全生命周期管理流程。

二、解决措施与具体实践

北京临近空间飞行器系统工程研究所针对航天型号专业测试设备计量管理过程中的薄弱环节进行了大胆的创新,并提出了一系列的解决措施,经过一段时间的探索和实践,取得了显著成效。

1．制定合理可行的规章制度是基础

无规矩不成方圆,任何管理工作的有序开展都必须依靠合理、有效的制度支撑。在开展专用测试设备计量管理工作中,根据中国航天科技集团公司和中国运载火箭技术研究院的相关规章制度、标准要求,并结合自身的实际情况,对研究所原有的专用测试设备计量管理办法和型号专用测试设备控制程序进行了全面修订,在制度和程序文件中明确了专用测试设备全生命周期计量管理的顶层策划和具体要求,进而从制度上保证了此项工作有章可循,有法可依,为研究所专用测试设备全生命周期计量管理工作的开展奠定了良好的基础。

2．建立高素质的型号计量师队伍是关键

由于航天型号专用测试设备的特殊性,使得现有的计量技术规范不能满足其计量需求,这就需要专用测试设备使用人员自行编制满足计量需求的技术规范,并开展计量校准工作。但如果专用测试设备技术规范编制人员和计量校准人员未经过专业计量知识培训,那么很难开展型号专业测试设备计量工作。为此,研究所在开展专用测试设备计量管理工作中,对几十名专用测试设备技术规范编制人员和计量校准人员进行了专业的计量知识培训及考核,以确保研究所从事专用测试设备计量校准的工作人员全部持证上岗。后续,研究所还将不断扩大专用测试设备计量校准人员队伍,提升其综合能力,并逐步形成一支型号专用测试设备的计量师队伍,更好地为研究所专用测试设备计量工作提供支持。

3．搭建资源共享的信息平台是推手

随着大数据技术、云计算技术、“互联网+”模式的不断发展,现代先进的管理理念已经越来越多的由传统的线下管理模式向信息平台管理模式转变。因此,研究所开展了一些信息化平台建设工作。首先,研究所自主构建了一套计量管理系统,通过系统对设备各个计量环节进行管理和监控,并设置自动提醒功能,系统在每个任务节点到期前一周自动弹出提醒窗口,提醒计量管理人员及时完成当前环节的管理工作。其次,研究所在综合办公系统上创建了一个计量共享平台,通过平台及时准确地向全所发布专用测试设备计量管理的最新动态信息,确保设备使用人员能够第一时间知悉,并根据要求配合计量管理人员开展工作。最后,研究所在共享网络空间中开辟了一个型号专用测试设备计量管理模块,并对计量管理人员和设备使用人员开通了上传及下载文件的权限,以便于他们进行专用测试设备的校准规范等资料共享。通过计量管理系统、共享平台、网络共享空间等一系列信息技术的应用,确保了专用测试设备全生命周期管理的实现。

4．实现由“专用”到“通用”的转化是根本

随着航天型号研制技术发展和任务的增多,型号专用测试设备的种类和数量也随之增加,其高额的研制和维护成本已成为航天企业市场化转型的拦路虎,更给计量工作带来巨大的困难,增加了型号研制风险,所以专用测试设备向通用化转变将是其发展的必由之路,也是提高全生命周期计量管理有效性的途径。为此,研究所也对其进行了一些尝试。首先,在专用测试设备研制任务书评审阶段提出建议,针对现有设备能够通过转化装置满足新的测试要求的情况,不鼓励研制新的测试设备,而是将现有的测试设备通过转化用于不同环境下的参数测试工作,尽可能地提高专用测试设备的通用化程度。其次,在专用测试设备校准规范的编制中对编制人员提出要求,编制的校准规范要适用功能和测量参数相同或相似的某一类型专用测试设备,而不是仅仅针对单台设备编制校准规范,进而大幅度提高校准规范的适用范围,减少校准规范的编制数量。

通过一系列行之有效的措施,北京临近空间飞行器系统工程研究所目前在专用测试设备全生命周期计量管理方面初见成效,后续还将与专业计量院所深入合作,通过制定专用测试设备计量技术标准开展专用测试设备通用化的探索研究,从而实现航天型号专用测试设备全生命周期计量管理,确保其处于受控状态,为型号试验提供准确的测试数据。