运载火箭精准化保成功管理模式研究与实践

李金鑫、王立扬、宋攀、徐腾、任安宇 /上海宇航系统工程研究所

1962 年，我国自行设计的第一颗近程导弹“东风”二号首飞失利，航天系统深刻反思，建立“两总”系统，加强了总体部建设，并提出了“一切通过总体，一切通过地面试验”的研制原则。“十三五”期间我国“长征”系列运载火箭进入在役型号高密度发射和研制型号高强度研制的新时期。在践行“两个一切”保成功的道路上，运载火箭在役型号和研制型号在研制流程和方法、管理模式上存在一定的差异，传统的依靠人工投入保成功的工作模式已无法满足当前新形势的需求，因此探索和实践运载火箭保成功管理模式意义重大。

一、运载火箭保成功的内涵

一是型号任务发展的需要。当前，运载火箭正朝着批量化、产业化方向发展，研制任务呈现出多型号、多任务并举的特点，需要总体围绕全领域的科研生产做好顶层技术规划和技术统筹，优化研制流程，开展全周期试验规划等工作，确保适应高密度发射和高强度研制的新形势。

二是创新方法和手段的动力。在型号保成功的同时应注重研制效率，随着数字化技术的不断发展，型号保成功的方法和手段也逐渐发生改变，更加科学、注重实效。如通过将“人盯人”模式转变为流程驱动的数字化管理系统来实施产品研制和发射场工作确认；通过将文档驱动转变为模型驱动的MBSE 方法开展型号研制，均体现了总体对下游产品质量的管控和对型号研制任务抓总作用。

三是新技术应用的基础。以太空探索技术公司、蓝箭公司为代表的国内外商业航天的蓬勃发展，推动了运载火箭技术的变革。可重复使用技术、液氧甲烷推进系统、飞行过程天地镜像系统等新技术成果逐步应用，运载火箭朝着工业化、智能化发展，运载火箭发发成功是新技术应用的基础，也是“惟有成功，才能专注发展”的有效途径。

二、精准化保成功管理模式

为适应当前航天高密度发射和高强度研制的新形势，通过实施在役型号与研制型号差异化的保成功管控措施、使用新方法和新手段提升保成功能力，打破以往靠人力投入保成功的工作模式，实现运载火箭高质量保证成功，高效率完成任务，为高强密度发射和研制形势下实现运载火箭“高质量、零缺陷、发发成功”目标提供有力保障。运载火箭精准化保成功管理模式（见图1）。

图1 运载火箭精准化保成功管理模式

一是持续保成功思想意识教育。产品质量是影响火箭成败的重要因素之一，然而影响产品质量的重要因素是研制队伍的质量意识。意识取决于行为，行为决定工作质量，也决定了产品质量。因此，持续保成功思想意识教育至关重要，型号研制队伍需时刻做到坚持“质量是政治，质量是生命，质量是效益”的质量意识，时刻保持“如履薄冰、如临深渊”的风险意识，坚持强化“每一位员工的工作跟一发箭的成败密切相关，责任在身上、质量在手中”的责任意识，确保型号成功。

二是建立全要素管理的型号项目办公室，研制队伍设立技术、计划、产保、经费等全要素、全周期管理的型号项目办公室，以风险识别与控制为核心，形成技术流程、计划流程和产保流程“三流程”结合的顶层策划。组建以主任师为骨干，产保师、专业师、产品师协同的“四师”队伍，强调“专业的人做专业的事”，确保设计方案正确、产品过程受控，同时加强跨型号间的人员交叉统筹，进入研制型号的人员先经过在役型号研制和发射的锻炼，快速熟悉流程，提升队伍研制能力。

三是建章立制，实施全过程的产保工作。完善规章，标准先行。建立4 个维度，3 个层级的运载火箭领域产品保证工作标准体系（见图2），按照领域、系统、专业、产品4 个维度，以运载领域通用产保要求和型号大纲要求为顶层要求，覆盖产保要素的标准规范族群为第2 层级，产品实现过程实施表单为第3 个层级，构建完整的产保工作标准体系（见图3），实施全过程产保工作，确保各项工作有依据、按依据、可追溯。

图2 运载火箭领域产保组织体系

图3 运载火箭领域产保标准体系

三、精准化保成功主要举措

1.在役型号保成功主要举措

在役型号火箭经历了多发飞行验证，积累了大量的飞行子样和数据，保成功的核心在于做好精细化过程控制，确保产品质量稳定性，通过可靠性提升、“三再”（再设计、再分析、再验证）等工作，

不断提升产品可靠性。

一是区分常规风险和本发任务特有风险的识别与控制。在役型号，因其方案特点存在无法彻底消除的风险项目，但控制措施经过多发飞行验证，根据不同发射任务风险的识别与控制主要分为常规风险和本发任务特有风险。常规风险主要是型号固有特点对应的风险，如火工品测试安装、推进剂加注、箭体吊装对接等，其控制措施经多发验证考核发现，防范重点是不断细化、固化控制措施并严格落实、确认。特有风险主要由于每发火箭发射任务不同，如构型变化、星箭接口变化、新技术应用等，需按不同线索确保风险识别全面，明确控制措施并跟踪落实，确保风险可控。

二是产品质量一致性保证。产品成功数据包络线分析是评价运载火箭产品质量一致性的重要手段。通过多个子样产品在单机、分系统、总装总测、发射场测试、飞行试验等全生命周期测试数据的分析和比对，形成产品测试数据的成功包络线，建立产品质量的评价模型。在役型号产品积累了大量的飞行子样数据，已形成稳定的成功包络线，其关键核心在于做好新批次生产产品的质量一致性评估，对关键参数超出成功包络线的产品开展充分的分析和必要的补充试验。

三是实施可靠性增长专项。随着火箭研制和发射任务的增加，产品质量问题随之增多，可靠性薄弱环节逐渐暴露，按照“用3 年左右的时间，实现运载火箭实际飞行可靠性提高1 ～2 个 百分点”的目标，急需从全箭顶层梳理可靠性评估结果相对较低的分系统，找准可靠性提升落脚点；从产品实现全周期梳理薄弱环节提出改进、优化方向，实施运载火箭产品可靠性增长专项工程，切实提高火箭可靠性。

四是老产品“三再”。产品开发流程通常要经历一个完整的“V”字模型过程。老产品经过多轮迭代、不断完善和提升，经历了第二个甚至多个“V”字模型过程，形成一个“W”模型的研发模式。“三再”是航天产品“W”研发模式使用的重要方法，通过对老产品进行“三再”，不断提升产品的固有可靠性，确保产品质量从而逐步提高产品的成熟度。

研制型号重点要做好首飞保成功工作，通过全流程、全周期的策划与实施，不断迭代识别、控制和消除风险，通过成立第三方专家队伍开展独立评估，组织首飞保成功专题的策划和推进工作，做到首飞风险可控。

2.研制型号保成功主要举措

研制型号重点要做好首飞保成功工作，通过全流程、全周期的策划与实施，不断迭代识别、控制和消除风险，通过成立第三方专家队伍开展独立评估，组织首飞保成功专题的策划和推进工作，做到首飞风险可控。

一是全流程、全周期的策划与实施。在研制初期需形成全流程的研制工作策划，全周期的试验顶层策划，做到研制技术流程、研制计划流程和产品保证流程匹配和统一，并将工作按阶段进行分解推进实施，确保研制工作顺利进展、研制过程受控。

二是型号风险迭代式管理。研制型号的风险识别与控制贯穿型号全周期，是一个不断深入，迭代更新的动态过程（见图4）。按照风险识别、分析、控制、评估的方法对方案、初样、试样等不同阶段重点风险项目进行识别，并通过不断迭代，消除和控制风险；同时针对发射场的工作，识别风险，制定控制措施，确保型号首飞风险可控。

图4 风险迭代式管理工作流程

三是首飞保成功的专题策划与实施。在进入型号首飞前的关键冲刺阶段，以“飞行试验零故障，总装和发射场操作零反复，试验数据比对分析零遗漏”为目标开展首飞保成功的专题策划，从系统风险和任务剖面的角度出发，从“人、机、料、法、环、测”各环节进一步识别薄弱环节，开展专题策划并组织实施，保障产品质量、保障首飞资源，保证首飞成功。

四是建立第三方的独立评估机制。建立以第三方专家为主的专家队伍开展火箭首飞前的独立评估。围绕型号首飞任务成功的目标要求，在型号已开展工作的基础上，通过专家经验识别影响任务成败的重点风险项目，分析和评估重点风险项目在设计、试验、生产和过程控制等方面存在的薄弱环节，提出防控措施与建议，为确保首飞成功提供决策支持。

3.新方法、新手段助力保成功

通过数字化手段，以流程驱动和智能分析代替传统的方式，实现产品验收和发射场工作质量确认制等新的质量管理理念和方法在型号上应用。建成“前方指挥测试和操作、后方数据判读和分析”的运载火箭型号全新测发模式，提升工作质量与效率。

一是建设数据包管理系统，实施产品验收在线确认（见图5）。产品数据包管理系统通过“数据包策划—数据采集—数据管理—数据应用”的业务流程，实现了对产品全生命周期数据的采集、存储、管理、监控和利用，采用信息化手段实现产品研制质量信息结构化在线提交确认，支撑型号在线产品保证的实现，提升了总体对型号产品各级供应链质量的管控能力，落实中国航天科技集团有限公司提出的“产品验收由会议验收向产品结果确认”的研制模式优化升级。

图5 产品数据包管理系统框架

二是建设发射场数字化管理系统，推进发射场工作质量确认制。运载火箭发射场数字化管理系统（见图6）主要依据发射场工序手册、发射场质量管理流程、质量确认制要求以及型号研制过程各项规定，通过泛化发射场规程、精准策划岗位实施工作与质量确认工作、自动编排调度资源、数据联合追溯，全面实现型号试验过程中各阶段工作的数字化转型，实现数字化背景下运载火箭发射场全流程、全要素的质量管理。

图6 运载火箭数字化管理系统框架图

三是建设远程测发支持系统，建立运载火箭测发新模式。为提高运载火箭型号发射队伍人力资源利用效率，缓解高密度发射任务和科研生产的矛盾，在充分参考国内外宇航型号组织经验的基础上，结合运载火箭测发现状的特点，建设远程测发支持系统，建立运载火箭专职测发队伍，形成了前后方协作、后方支持前方的远程测试与支持的运载火箭新测发模式，与以往的按发射任务需求临时组建发射试验队相比，“远程测发+专职测试”的发射队伍岗位精简，工作高效。

四、实施效果

围绕两个“一切”，实施运载火箭保成功管理措施，上海航天技术研究院在2020 年圆满完成了创历史新高的17 次运载火箭发射任务，2021 年创造了1 周3 次发射的新记录，全年的任务量预计达到28 次发射，同时多型号并行研制，践行了航天科技集团高质量保证成功、高效率完成任务的要求，为高效益推动航天强国建设和国防建设奠定基础。

一是探索形成运载火箭精准化保成功工作模式。逐步形成了运载火箭保成功的管理模式，通过队伍、体系、思想建设提供组织保障；通过在役型号和研制型号差异化管控措施，做好过程控制精细化管理，确保产品质量和风险可控；通过新质量管理方法研究、数字化等新手段、新技术的应用，持续改进，打造数字火箭、智能火箭，进一步提升保成功能力。

二是提升过程控制精细化、提高工作效率。通过在役型号和研制型号精准化的保成功管控措施，研制队伍更能够聚焦风险、聚焦产品、聚焦细节，产品验收质量确认制形成了52 项通用表单，108 项记录表单；发射场工作质量确认制形成了206 项质量记录和表单，对全箭130 个关键参数、11 个极性项目、182 项防差错操作等进行了确认，过程控制精细化程度进一步提升。辅助以数字化的手段，使得在役型号在发射场的有效工作时间由最初的33 天缩短至13 天，进场人员配置从100 余人精简至75 人，有力支撑了高质量保证成功、高效率完成任务的目标。

三是提升研制能力和技术发展牵引能力。型号项目办公室全要素、全周期管理模式、“四师”队伍的建设模式、研制人员从在役型号再到研制型号递进式的培养模式，体现了领域注重专业的人做专业的事，让资源回归基础、回归专业、回归管理，有效提升了研制队伍能力。同时，技术发展牵引能力显著提升，末子级应用、可重复使用运载技术等一批前沿项目获得用户的支持，为运载火箭领域后续发展奠定了基础。

面对当前高强密度研制和发射任务需求，为了提高研制质量和效率，笔者提出了运载火箭精准化保成功的管理模式，通过队伍、体系、思想等方面的保成功建设，在役型号与研制型号差异化的质量管控措施，以及质量管理新方法、新理念和数字化新手段、新技术应用，提升运载火箭保成功能力。实践证明，该模式推动了型号研制质量理念和方法的创新，牵引了新技术的发展，提高了工作质量和效率，取得了良好的效果，在高强密度研制和发射任务形势下有力支撑运载火箭 “高质量、零缺陷、发发成功”的目标实现。▲