產(chǎn)品實現(xiàn)過程中設(shè)計輸入識別分析與控制

張旭輝 趙媛媛 安博聰

（北京空間機(jī)電研究所 北京市 100094）

1 前言

隨著太空資源的開發(fā)和航天事業(yè)的飛速發(fā)展，面對用戶或顧客對產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的更高期望和更高質(zhì)量的追求，在產(chǎn)品實現(xiàn)過程中，貫徹落實《關(guān)于全面實施宇航系統(tǒng)產(chǎn)品保證工作的決定》要求，加強(qiáng)產(chǎn)品保證標(biāo)準(zhǔn)和文件建設(shè)工作，嚴(yán)格規(guī)范產(chǎn)品保證活動，結(jié)合產(chǎn)品實現(xiàn)過程，針對產(chǎn)品設(shè)計輸入，制定設(shè)計輸入管理改進(jìn)措施，建立產(chǎn)品實現(xiàn)過程設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制，加強(qiáng)設(shè)計輸入識別分析、創(chuàng)建設(shè)計輸入跟蹤驗證矩陣、開展設(shè)計輸入質(zhì)量專項活動、完善設(shè)計輸入管理要求，持續(xù)提升產(chǎn)品保證能力。

2 設(shè)計輸入是產(chǎn)品實現(xiàn)的第一要素

產(chǎn)品設(shè)計輸入反映了用戶或型號總體對產(chǎn)品承制方及產(chǎn)品的全部要求，包含了與產(chǎn)品研制、交付和使用相關(guān)的全部內(nèi)容，貫穿了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、測試以及產(chǎn)品驗收整個研制過程。在產(chǎn)品實現(xiàn)流程中，設(shè)計輸入呈上啟下，上連產(chǎn)品用戶或總體單位，下接產(chǎn)品承制單位，是產(chǎn)品研制與應(yīng)用之間的橋梁，因此，設(shè)計輸入對產(chǎn)品的實現(xiàn)和應(yīng)用具有決定性作用。

產(chǎn)品設(shè)計輸入拉開了型號研制的序幕，標(biāo)志著型號研制的正式啟動，是設(shè)計人員開展產(chǎn)品設(shè)計的前提和依據(jù)，是產(chǎn)品實現(xiàn)的第一要素。

型號產(chǎn)品實現(xiàn)過程中把設(shè)計輸入管理作為產(chǎn)品保證的重點，按照 GJB9001B《質(zhì)量管理體系》要求，針對設(shè)計輸入，結(jié)合單位實際情況，制定了《設(shè)計和開發(fā)輸入管理要求》、《設(shè)計和開發(fā)輸入評審實施細(xì)則》，對各型號實施設(shè)計輸入管理工作，確保型號研制有序開展。

3 設(shè)計輸入質(zhì)量問題分析

對型號質(zhì)量問題舉一反三，查找管理上的漏洞和不足，梳理并總結(jié)導(dǎo)致問題出現(xiàn)的共性因素，是進(jìn)一步探尋、制定和改進(jìn)質(zhì)量管理措施的基本條件。

在對各型號近三年來發(fā)生的各類質(zhì)量問題進(jìn)行分析梳理后發(fā)現(xiàn)，不管是設(shè)計問題、工藝問題還是測試試驗問題都直接或間接與設(shè)計輸入相關(guān)，主要定位在設(shè)計考慮不周、設(shè)計裕度不足、試驗工況條件邊界不滿足、設(shè)計更改信息傳遞不到位及與用戶和衛(wèi)星總體溝通協(xié)調(diào)的主動性不強(qiáng)等方面，特別突出地表現(xiàn)出型號設(shè)計人員對設(shè)計輸入內(nèi)涵識別分析不夠全面、不夠透徹、不夠到位，致使產(chǎn)品存在設(shè)計缺陷和設(shè)計隱患。

在對設(shè)計輸入質(zhì)量問題分析過程中，還對設(shè)計輸入質(zhì)量問題性質(zhì)從不同角度如內(nèi)部輸入或外部輸入、設(shè)計輸入合理性、設(shè)計輸入變更傳遞以及設(shè)計輸入的識別等方面進(jìn)行了分類分析。表1 給出了研制型號與設(shè)計輸入相關(guān)的 17 個質(zhì)量問題的性質(zhì)分類。

圖1：設(shè)計輸入管理改進(jìn)措施一覽

特別指出的是，內(nèi)部設(shè)計輸入問題的產(chǎn)生，還與對總體給分系統(tǒng)的外部輸入識別直接相關(guān)，因為，對外部設(shè)計輸入識別分析深入的程度直接影響到產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計輸入（如單機(jī)、部組件技術(shù)要求）的逐級分解和傳遞，從而產(chǎn)生內(nèi)部設(shè)計輸入質(zhì)量問題。

從表中可以看出，設(shè)計輸入識別分析不全面、不到位是設(shè)計輸入質(zhì)量問題的主要貢獻(xiàn)，是產(chǎn)品實現(xiàn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)。

在對遙感型號產(chǎn)品實現(xiàn)過程進(jìn)行質(zhì)量跟蹤的過程中也暴露出了設(shè)計輸入識別分析不全面、不到位的一些具體情況，一是總體人員對衛(wèi)星狀態(tài)、衛(wèi)星工作模式關(guān)注點不夠，容易忽視其對分系統(tǒng)產(chǎn)品的隱性要求；二是設(shè)計師往往把對可量化的技術(shù)指標(biāo)的滿足作為工作重點，而對產(chǎn)品的安裝方式、工作模式、工作環(huán)境以及隱含的內(nèi)容缺乏全面有效的認(rèn)知，這些都是深化質(zhì)量管理和迫切需要改進(jìn)完善的重點。

4 建立設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制，促設(shè)計與管理水平雙提升

針對產(chǎn)品實現(xiàn)過程設(shè)計輸入薄弱環(huán)節(jié)，采取了有針對性的設(shè)計輸入管理改進(jìn)措施，建立產(chǎn)品設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制，如圖 1所示，主要包括設(shè)計輸入識別分析能力提升措施、創(chuàng)建設(shè)計輸入跟蹤矩陣、設(shè)計輸入管理體制進(jìn)一步完善和開展設(shè)計輸入專項質(zhì)量活動等質(zhì)量改進(jìn)措施，確保設(shè)計與技術(shù)管理水平雙提升。

4.1 設(shè)計輸入識別分析能力提升措施

根據(jù)GJB9001B《質(zhì)量管理體系要求》，產(chǎn)品設(shè)計輸入包括了產(chǎn)品的功能要求和性能要求；適用的法律法規(guī)要求；適用時，來源于以前類似設(shè)計的信息；設(shè)計和開發(fā)必需的其他要求；工藝要求。

在研制的各類產(chǎn)品中，光學(xué)遙感型號產(chǎn)品的設(shè)計輸入因其復(fù)雜的構(gòu)成及多個技術(shù)專業(yè)的特點其內(nèi)容最多，分系統(tǒng)包含多個單機(jī)及其部組件產(chǎn)品，性能指標(biāo)也因光、電信號的轉(zhuǎn)換及其所依賴的冷熱環(huán)境產(chǎn)生了復(fù)雜的指標(biāo)關(guān)聯(lián)性，各類工作模式、各類接口相對具有覆蓋性，因此，為提升對設(shè)計輸入識別分析確認(rèn)能力，從光學(xué)遙感型號入手，成立了設(shè)計輸入專項工作小組，全面開展了各類設(shè)計輸入文件清理，對各項設(shè)計輸入內(nèi)容的具體含義進(jìn)行闡述，梳理了與各項設(shè)計輸入相關(guān)聯(lián)的設(shè)計要素，明確了各項設(shè)計輸入關(guān)鍵要素控制點，形成了《相機(jī)分系統(tǒng)級設(shè)計輸入項目、相關(guān)設(shè)計要素及控制矩陣表》。

表1：與設(shè)計輸入相關(guān)的質(zhì)量問題性質(zhì)分類情況

表2：設(shè)計輸入管理文件修訂情況

矩陣表中的設(shè)計輸入包括了工作模式要求、功能要求、指標(biāo)要求、接口要求、試驗測試要求、環(huán)境適應(yīng)性要求等內(nèi)容，符合GJB9001B《質(zhì)量管理體系要求》對設(shè)計輸入的相關(guān)要求。

設(shè)計輸入相關(guān)設(shè)計要素的梳理，以空間立體的視角統(tǒng)籌考慮，根據(jù)不同類別的設(shè)計輸入和同類設(shè)計輸入的不同層面、不同側(cè)面，對其相關(guān)設(shè)計要素進(jìn)行了逐層傳遞，體現(xiàn)了設(shè)計輸入之間、設(shè)計要素之間、設(shè)計輸入和設(shè)計要素之間的相關(guān)性和交叉性，使型號設(shè)計師 全面、規(guī)范、深入地識別各類設(shè)計輸入內(nèi)容的具體含義并開展產(chǎn)品設(shè)計，提升了單位整體設(shè)計水平和型號研制能力。

為了使設(shè)計輸入梳理工作具有通用性，在矩陣表的基礎(chǔ)上對各類設(shè)計輸入設(shè)計要素進(jìn)行概括、提煉，形成了《設(shè)計輸入識別分析參考要點》，以適應(yīng)各類型號產(chǎn)品并提升設(shè)計輸入識別分析能力。

4.2 創(chuàng)建設(shè)計輸入跟蹤驗證矩陣

在產(chǎn)品實現(xiàn)過程中，建立設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制，在適合的階段和時機(jī)對分系統(tǒng)級產(chǎn)品的各項設(shè)計輸入進(jìn)行動態(tài)跟蹤，保證各項設(shè)計輸入測試、驗證充分，滿足總體和用戶使用要求。

為建立設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制，創(chuàng)建了設(shè)計輸入跟蹤矩陣。

在提升設(shè)計輸入識別分析能力的基礎(chǔ)上，為將與設(shè)計輸入相關(guān)的設(shè)計要素落實到產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、試驗、測試等研制過程的各個環(huán)節(jié)，依據(jù)《相機(jī)分系統(tǒng)級設(shè)計輸入項目、相關(guān)設(shè)計要素及控制矩陣表》，編制了型號《設(shè)計輸入跟蹤矩陣表》，矩陣表中的設(shè)計輸入包括工作模式、功能要求、指標(biāo)要求、安裝方式、使用環(huán)境、工藝要求、和設(shè)計建造要求等，分系統(tǒng)各項輸入在部組件、單機(jī)、分系統(tǒng)及整星各個產(chǎn)品層級的試驗驗證項目和測試結(jié)果盡在其中體現(xiàn)，另外，還包括產(chǎn)品研制過程中部組件、單機(jī)、分系統(tǒng)開展的專項試驗項目和試驗結(jié)果。

設(shè)計輸入跟蹤矩陣在設(shè)計輸入專項活動中已應(yīng)用于各型號產(chǎn)品，取得了階段性成果。

4.3 開展設(shè)計輸入專項質(zhì)量活動

開展設(shè)計輸入專項質(zhì)量活動是強(qiáng)化型號設(shè)計輸入在產(chǎn)品實現(xiàn)過程中再確認(rèn)的重要手段，也是產(chǎn)品保證過程的重要控制環(huán)節(jié)，針對正樣、初樣在研產(chǎn)品及進(jìn)入AIT 和待發(fā)射的型號產(chǎn)品，結(jié)合設(shè)計輸入識別分析能力提升措施、設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制建立措施，開展了相應(yīng)階 段設(shè)計輸入專項復(fù)查工作。

專項活動中，各型號對各類設(shè)計輸入文件進(jìn)行了全面清查，依據(jù)《設(shè)計輸入跟蹤矩陣表》對各項設(shè)計輸入的實現(xiàn)情況、滿足情況進(jìn)行確認(rèn)，對測試、試驗驗證的合理性、充分性進(jìn)行核查和確認(rèn)，及時發(fā)現(xiàn)、糾正和解決研制過程中出現(xiàn)的問題，組織審查組對發(fā)射型號和部分重點型號進(jìn)行了審查。

設(shè)計輸入專項質(zhì)量活動加強(qiáng)了總體人員對衛(wèi)星狀態(tài)、衛(wèi)星工作模式的系統(tǒng)性認(rèn)識和對產(chǎn)品隱含要求、產(chǎn)品安裝方式、工作環(huán)境覆蓋性測試驗證的重要性認(rèn)識，同時在產(chǎn)品設(shè)計輸入實現(xiàn)層面有效提升了總體人員的質(zhì)量意識和分析能力。

《設(shè)計輸入跟蹤矩陣表》在專項活動過程中進(jìn)行了多次完善，奠定了實施設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制的技術(shù)基礎(chǔ)。

4.4 設(shè)計輸入管理體制進(jìn)一步完善

4.4.1 修訂設(shè)計輸入管理文件

為提升產(chǎn)品保證能力和適應(yīng)單位快速增長的任務(wù)需求，進(jìn)一步完善設(shè)計輸入管理體制，適時修訂了設(shè)計輸入管理文件，在產(chǎn)品保證實施過程中嚴(yán)格遵循并落實。

將設(shè)計輸入識別分析能力提升措施、設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制建立措施及專項活動成果進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化，根據(jù)單位實際情況，對原設(shè)計和開發(fā)輸入管理要求進(jìn)行了修訂，形成宇航型號設(shè)計和開發(fā)輸入管理辦法并納入產(chǎn)品保證標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量管理系列。

新的管理辦法增加了工作流程和工作程序，強(qiáng)化了程序管理，細(xì)化了部門和人員職責(zé)，通過改善評審時機(jī)有效提升評審效力，同時將《設(shè)計輸入識別分析參考要點》和《設(shè)計輸入跟蹤矩陣表》納入《宇航型號設(shè)計和開發(fā)輸入管理辦法》中，作為設(shè)計輸入識別分析及設(shè)計輸入跟蹤及設(shè)計輸入專項復(fù)核、復(fù)審的依據(jù)內(nèi)容，明確了各工作項目的輸入、輸出及責(zé)任部門、責(zé)任人，極大程度地增強(qiáng)了工作實施的可操作性及執(zhí)行的有效性，修訂情況見表2。

設(shè)計輸入管理文件修訂是貫徹落實院長五號令、通過產(chǎn)品保證踐行單位質(zhì)量方針、實現(xiàn)單位質(zhì)量目標(biāo)的一項質(zhì)量管理舉措，是從質(zhì)量實踐提升到質(zhì)量管理理論的過程。

4.4.2 《宇航型號設(shè)計和開發(fā)輸入管理辦法》培訓(xùn)

質(zhì)量管理文件內(nèi)容的宣貫、培訓(xùn)是產(chǎn)品設(shè)計人員準(zhǔn)確理解和掌握文件精神的一種快捷形式，快速做到上傳下達(dá)，有力推動其相關(guān)內(nèi)容條例在產(chǎn)品實現(xiàn)過程中的有效實施。

開展《設(shè)計和開發(fā)輸入管理辦法》文件培訓(xùn)，使設(shè)計人員深刻理解設(shè)計輸入是用戶和總體對產(chǎn)品的全部要求，不僅指產(chǎn)品本身的性能指標(biāo)，還應(yīng)包括使用環(huán)境、工作模式、安裝方式、產(chǎn)品制造過程應(yīng)遵循的設(shè)計建造規(guī)范、工藝要求、法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)化要求等等；加強(qiáng)設(shè)計輸入變更控制，牽一發(fā)而動全身，使設(shè)計人員從根本上認(rèn)識到設(shè)計輸入識別分析及變更影響分析不充分可能產(chǎn)生的嚴(yán)重隱患；加強(qiáng)設(shè)計和開發(fā)輸入識別及實現(xiàn)過程跟蹤，及時了解掌握設(shè)計輸入的實現(xiàn)情況，真正做到產(chǎn)品研制過程中各項設(shè)計輸入測試與驗證完整、充分，產(chǎn)品性能滿足用戶使用要求。

5 結(jié)束語

通過對設(shè)計輸入管理的改進(jìn)和質(zhì)量專項活動的具體實踐，不僅在一定程度上提升了型號總體人員對設(shè)計輸入的識別分析能力，也為實施設(shè)計輸入跟蹤機(jī)制奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，同時，對設(shè)計輸入管理文件的完善，也為型號產(chǎn)品在研制過程中的設(shè)計輸入質(zhì)量管理工作提供了極大的保障。

如同質(zhì)量管理體系的逐步建立和不斷完善，隨著產(chǎn)品設(shè)計輸入管理實踐的不斷深入，一定會有更高更新層面的體會和認(rèn)識，我們期望著，在不久的將來，在全員的努力下，設(shè)計輸入管理的改進(jìn)和實踐，定會給型號產(chǎn)品帶來更有成效的質(zhì)量提升，高效實現(xiàn)對顧客期望和需求的質(zhì)量承諾。