航天液体动力产品化工作管理与实践

肖虎亮、曾 立、候早 /航天推进技术研究院

“十三五”以来，航天装备领域一直呈现多型号并举、研制与批产并重的新常态，航天装备型号研制周期紧张、经济效益不高等问题日益凸显，迫切需要加快推进航天型号科研生产管理模式转型升级，而深入推进产品化工作是解决当前问题的有效途径。

航天推进技术研究院在任务量剧增和临时任务增加、质量形势十分严峻、资源保障严重不足和市场竞争十分激烈的形势下，围绕“三高”和“双一流”发展目标，全面贯彻中国航天科技集团有限公司提出的新时期产品化工作要求与理念，制定了新时期产品化工作实施方案，确定了产品化工作总体目标与思路，聚焦产品和专业技术，进一步加快推动管理体系健全，明晰工作流程与岗位责任，优化产品化工作模式，为缩短研制周期、改善研制效益、提高质量与可靠性、加速技术创新发挥了重要作用。

一、明确产品化工作目标与工作思路

研究院根据液体动力面临的任务形势和实际情况，制定了产品化工作总体目标、工作思路以及差异化管理要求。

产品化工作总体目标：全员队伍“一认识”，模式队伍“两驱动”；型谱货架“一套表”，研制批产“两流程”；成熟过程“一指南”，制度标准“两体系”。以“三高”和“双一流”战略为导向，建立产品化制度体系、工作体系、标准体系，建立高效的产品化工作管理模式，构建研发新一代系统融合的航天技术和产品平台，建设一流产品体系和产品实现卓越过程，夯实产品化技术与信息基础保障体系，确保建成技术一流、品质一流、过程一流的产品体系，实现科研生产能力的全面提升，支撑研究院科研模式转型和航天强国建设。

总体工作思路：以型号领域化管理为牵引，构建专业共性产品支撑体系，建立具有研究院特色的产品化工作管理体系、制度体系、标准体系，建立与领域化科研生产管理模式相关的产品化流程与队伍，形成独具特色的工作文化理念；以产品型谱与产品货架建设为主导，有序推动液体动力产品系列化发展规划和规格优化；以型谱与货架产品管理和选用为手段，有效把控产品化工作导向；以产品成熟度提升和定级、产品实现过程提升与卓越等级认证为核心，提质增效、有效把控风险；以推进产品化技术研究为支撑，快速推进研究院产品化工作。

通过纵向领域化统筹和横向共性专业支撑，形成研究院液体发动机产品化发展的矩阵体系，推动科研模式从型号驱动向型号产品与专业产品驱动并重转变（见图1）。

图1 研究院转型前后产品体系

差异化管理要求：以型谱规划与建设为前提、以货架建设与产品管理为目标，实施存量产品和增量产品管理过程，存量产品重点关注成熟度提升和实现过程提升，原则上5 级成熟度即可转入货架产品管理，增量产品完成研制满足3 级成熟度，即可转入存量产品控制流程（见图2）。围绕不同产品研制特点，实施差异化的产品化工作，针对常温发动机、液氧煤油发动机和液氢液氧发动机，重点开展型谱规划、产品成熟度提升和“去两化”量产工作；针对空间任务产品，强调继承性和成熟度，关注实现风险和验证风险，突出环境与寿命的分析与验证；针对姿轨控发动机，重点开展组件型谱规格优化，统一指标要求和环境条件，强化系统高效集成。

图2 产品管理流程

二、建立健全产品化工作管理体系、制度体系和标准体系

产品化管理工作是单位科研工作管理模式转型升级的重要抓手，也是一项系统性工程，需要单位内部各部门协调配合才能发挥整体作用，研究院把产品化工作列为“一把手工程”，成立了产品化工作领导小组和管理办公室，建立了发动机领域“两总”、发动机（系列）产品“两总”、产品首席等产品队伍，构建权责明晰的产品化管理体系，加强产品化政策的落实，提高产品化工作的执行力度。

研究院搭建了产品管理体系构架，明确了产品管理类、型号选择使用产品类、产品化综合管理类3 类共23 余项制度与规范框架，印发了《研究院产品化工作管理规定》和《研究院产品化工作队伍管理办法》，厂所也分别制修订了本单位的产品化工作管理制度。

按照型谱产品标准化要求和产品化建设实际需要，构建了涵盖产品管理、基础产品、专业产品标准三大类，涉及通用管理、阀门、燃烧装置、紧固件等16个方面的研究院产品标准子体系框架（见图3），对172 项产品化相关标准进行梳理并按类别纳入体系。

图3 研究院产品标准体系框架图

明确了以一、二级发动机产品规范等为代表的产品标准制修订计划，补充健全发动机和部组件产品标准和产品规范缺项。结合紧固件、管接头、通类、卡箍等基础级产品的标准化推进，完成了多项产品规范的制修订，进一步支撑了产品选用和批量生产。

三、开展产品型谱建设与规划

研究院全面梳理产品型谱并制定规划，构建了分系统级、单机级、组件级、基础级（含关键零部件/结构）的四级产品型谱框架（见图4）。按照研究院航天产品型谱管理办法，实施产品型谱建设与优化，开展通用化研究与实践，在已有型谱简表的基础上，进一步优化和统一了发动机的特征参数和技术说明，为强化型谱产品选用奠定了基础。研究院发布了35 型主动力发动机和79 型姿轨控动力系统产品型谱，381 型贮箱、气瓶、阀门、推力室产品型谱压缩了50%左右。

图4 研究院产品型谱框架

四、推进“去两化”工作

研究院围绕产品统一技术状态、产品代号及文件去型号化、研制生产模式去型号化等方面开展研究，实施技术状态统一、环境条件统一、数据包等文件要求统一，采取原材料组合备料、标准件组合采购、部组件组合投产、发动机组合抽检与组批验收等措施，不断优化流程与工艺，稳步提升工艺稳定性和产品合格率，产品质疑单逐年减少。

常规运载火箭一、二级发动机向某型航天装备发动机的技术状态进行统一，生产采用“组合投入，连续生产，滚动抽检，分流使用”的管理模式，联合开展抽检试车方案，部分型号总体院已分别实现了统一验收。

液氧煤油发动机研制之初，便以“产品化”为设计理念，通过基本型发动机之间的组合，与各型飞行机架、增压系统构成不同的火箭发动机。

编制了《推进系统产品代号的编制规定》标准，实现了在研大部分单机产品和新研全部产品的代号去型号化，并根据产品代号规则编制了新、老产品代号对应表，实现了联合组批投产与抽检验收。

五、推进产品成熟度提升与“三再”工作

编制了产品成熟度管理办法，明确了产品成熟度控制工作程序以及分系统、单机和组件产品成熟度定级和降级管理机制。结合泵压式发动机产品特点，编制了泵压式发动机产品成熟度定级实施细则，规范了定级要求。

按照标准要求，组织制定了70 余项产品规范，完成了现役常规运载火箭及上面级配套10 余型发动机5 级成熟度评价，部分新一代发动机完成了4 级成熟度评定，开展了多型航天装备型号组件产品成熟度认定。

研究院通过多种形式全面开展发动机“三再”工作，形成了“三再”工作推进机制（见图5）。以新技术、新认识、新方法等多种手段系统开展发动机再设计，通过飞行试车数据再分析、质量问题“回头看”、共性质量问题治理等多种形式，再次分析发动机可能存在的薄弱环节，对于难以把控的风险点通过仿真计算、环境试验、边界验证等多种形式进行再验证，提前发现质量隐患并及时解决。同时，围绕焊接、热处理、氢脆、手工操作、不可检不可测等实现过程出现的问题，开展了工艺改进、先进检测手段研究应用以及标准提升等工作，切实提升发动机产品可靠性、健壮性，持续推进薄弱环节治理。

图5 “三再”工作推进机制

引入定制化设备、机器人、非接触测量等手段，建设姿轨控发动机部组件装配与发动机总装总测脉动生产线、先进制造单元，实现部组件、总装的自动化、节拍化生产；开展4 项总装流程优化，从现有固定工位装配串行流程优化为脉动装配模式下并行流程，主要装配环节数从15 个缩减至6 个。

六、落实产品选用要求，提高成熟产品选用率

在研究院产品化工作管理规定中明确了产品选用管理原则：首先优先选用货架产品，货架产品无法满足需求时，优先选择型谱内成熟度高的产品，严格控制型谱外产品的选用。

研究形成了产品化率和型谱化率的计算方法，形成了型号产品化研制大纲的工作模板，建立了选用指标和控制流程，将新研产品的产品化率作为核心指标实施关键控制。

设计单位从设计源头落实产品化工作要求，在新研型号方案论证时开展型谱选用分析工作，各级产品化师按职责审查把关，在文件上签署留名，在型号研制过程中监督产品化要求的执行和落实，同时根据型号研制的进展情况，在转阶段时提出产品成熟度提升、型谱优化、生产线建设等意见和建议；型号研制结束后，提出产品化产品的标准编制项目，把产品化工作融入型号研制流程中。

新论证的部分姿轨控型号的产品化率平均达90%以上，推动了新型号的快速研制，降低研制风险；同时，结合选用分析开展了部分成熟产品的补充鉴定试验，拓展了产品的使用条件。

七、实践效果

1.首创产品化与领域化有效融合的专业管理新模式

通过纵向领域化统筹和横向共性专业支撑，构建产品化与领域化有机融合的工作体系，形成了研究院液体发动机产品化发展的矩阵体系，推动科研模式从型号驱动向型号产品与专业产品驱动并重转变。

按照产品化工作流程与矩阵式责任体系的划分，构建组织化与专业化并行的产品化工作队伍，界定和明晰工作职责，加强专业产品的横向统一和技术共享，关键组件产品设立了产品首席。

2.构建了四级产品型谱框架体系，持续提升产品成熟度

统筹运载火箭、卫星、飞船等各系统的需求，全面梳理航天液体动力系统产品，按照分类、差异化和综合最优等原则，提出了现有产品型谱规格、规划规则，首次正式构建了院级主发动机和姿轨控推进系统部分单机产品型谱；通过型谱规划，对现有产品进行了合理优化压缩，其中部分组件产品压缩比例达到50%以上；开展产品薄弱环节治理，统筹任务研制和专项课题研究等提升产品成熟度，型谱产品的可靠性进一步提升，为全面推进货架产品建设奠定了基础。

3.从设计源头提高产品化产品的选用率，研制全过程严格贯彻产品化思想

设计单位已将产品选用管理要求纳入质量管理体系和研制流程，从机制上推动新研型号对成熟产品的选用率。新研某型姿控动力系统大量选用型谱和货架产品，缩短了设计、试验、研制周期，首台整机研制周期由2 年缩短至10 个月，研制周期缩短一半以上，推动了新型号的快速研制，降低了研制风险和成本。

4.部分发动机组件产品实现组批生产、型号分流使用的目标

研究院部分产品采取了多型号集中备料、组合投产、零组件集中组批验收、型号分流使用等产品化管理措施，有效提高了发动机组合件的批量化生产、验收和技术状态的一致性控制水平，提高了产品生产能力和效率，在组批生产过程中也有利于保证产品质量，大幅节约了设计验收代表的时间和精力。

在当前高密度交付和发射的大背景下，航天液体动力产品化管理工作尤为重要，是推动科研生产模式转型升级的有力抓手。认识的统一、理念的深化、技术的支撑、方法的运用是有力高效推进产品化工作的必要条件，研究院将不断加强技术创新，夯实产品基础，打造高成熟、高可靠的卓越发动机产品，有力支撑研究院科研模式转型升级和航天型号任务的圆满完成。