淺析航天型號計量保證工作

馮志軍 裴雅鵬 楊瑞雅 苗春林 侯 雄

(1.北京航天計量測試技術(shù)研究所，北京 100076；2.中國運載火箭技術(shù)研究院，北京 100076)

1 引 言

計量是航天運載和武器型號發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是保證型號質(zhì)量與可靠性的必要條件。型號計量保證工作是通過建立和實施相應(yīng)的制度體系，設(shè)置合理的計量保證組織機(jī)構(gòu)，確保能夠選用適宜的計量測試設(shè)備，采取科學(xué)、專業(yè)的計量測試手段和方法，在運載、武器裝備科研、試驗、生產(chǎn)、檢驗過程的關(guān)鍵節(jié)點對產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)的測試和控制，從而保證型號產(chǎn)品在研制、試驗和生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的性能狀態(tài)，使型號產(chǎn)品最終滿足預(yù)期要求。

國家國防科技工業(yè)局高度重視型號計量保證工作，發(fā)布的《武器裝備科研生產(chǎn)單位計量工作通用要求》明確了計量保證的定義以及型號計量保證大綱的編制要求，計量保證是指武器裝備科研生產(chǎn)單位通過計量法規(guī)、組織、管理、技術(shù)等，保證武器裝備研制、試驗、生產(chǎn)過程中計量單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確一致、測量數(shù)據(jù)可靠所進(jìn)行的一些列活動[1,2]。航天計量發(fā)展正在從傳統(tǒng)的量值溯源保障體系向注重型號計量保證體系建設(shè)的重大轉(zhuǎn)變，為服務(wù)航天型號任務(wù)發(fā)揮更加重要作用。型號計量保證工作已成為航天型號任務(wù)從論證、設(shè)計、研制、生產(chǎn)、試驗等各個環(huán)節(jié)不可或缺的重要組成部分。目前，航天科工集團(tuán)已出臺型號通用的計量保證大綱相關(guān)規(guī)定；航天科技集團(tuán)八院也已印發(fā)了相關(guān)具體型號的專用計量保證大綱；航天科技集團(tuán)一院也專門組織開展型號計量保證大綱課題研究。加強(qiáng)型號計量保證工作是促進(jìn)我國航天型號任務(wù)高質(zhì)量、高效率、高效益發(fā)展，支撐我國實現(xiàn)航天強(qiáng)國、制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國建設(shè)必然要求。

2 航天型號計量保證工作現(xiàn)狀

航天型號計量保證是我國航天型號質(zhì)量工作的重要技術(shù)支撐，是針對航天型號任務(wù)而開展的達(dá)到測量量值準(zhǔn)確一致所進(jìn)行的全部活動，也是完成型號任務(wù)中測不到、測不準(zhǔn)、測不全等計量測試問題梳理和改進(jìn)的過程。型號計量保證工作責(zé)任主體既包含承擔(dān)型號任務(wù)的總體單位、分系統(tǒng)單位和配套單位的計量保證工作，又包含計量技術(shù)機(jī)構(gòu)的計量保證工作[3,4]。隨著近些年國家航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，我國航天系統(tǒng)在型號計量保證工作上也取得了長足的進(jìn)步。

2.1 型號計量保證工作的重要性認(rèn)識不斷增強(qiáng)

計量工作本身就是質(zhì)量工作的重要組成部分，航天型號任務(wù)的成敗是關(guān)乎國家榮譽(yù)、國家安危和部隊?wèi)?zhàn)斗力的政治大事，型號計量保證工作是航天任務(wù)圓滿完成的質(zhì)量基礎(chǔ)，只有量值準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠，型號產(chǎn)品質(zhì)量才有保證。目前航天系統(tǒng)對于計量工作的重要性認(rèn)識已經(jīng)上升到了新的層次，不再停留在過去的計量器具或計量設(shè)備的簡單檢定和校準(zhǔn)，計量校準(zhǔn)不再只是型號計量保證工作的一環(huán)，重視解決型號任務(wù)中亟需解決的測不到、測不準(zhǔn)、測不全等問題，逐步梳理出計量工作貫穿于型號全流程的工作需求[5]。所以，對于型號計量保證工作的重要性認(rèn)識需要上升到型號成敗來看待。

2.2 型號計量保證管理工作不斷完善

航天型號任務(wù)在設(shè)計、研制、生產(chǎn)、試驗、發(fā)射等各個環(huán)節(jié)建立了自上而下的計量檢測管理體系，見圖1。計量管理已形成集團(tuán)公司、院、廠所三級管理，并建立國防工業(yè)的一級計量機(jī)構(gòu)[6]。在計量檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置、專業(yè)建設(shè)、檢測裝置研建、量值溯源傳遞、現(xiàn)場計量保障、監(jiān)督管理、人才隊伍建設(shè)等方面有一定基礎(chǔ)，專業(yè)的計量檢測機(jī)構(gòu)已基本覆蓋集團(tuán)公司各大區(qū)域和廠所，計量工作在支撐航天型號任務(wù)發(fā)展方面具備了一定的能力，支撐了航天事業(yè)的發(fā)展。但是，在計量管理融入型號任務(wù)的全流程中還有待加強(qiáng)，計量保證管理應(yīng)植入到型號任務(wù)管理體系，型號計量保證工作真正成為型號工作的一部分。

圖1 集團(tuán)公司計量檢測管理及計量測試體系

2.3 型號計量保證工作貫穿于型號任務(wù)工作全流程有序推進(jìn)

隨著我國航天型號任務(wù)進(jìn)入高密度發(fā)射階段，特別是為適應(yīng)航天型號任務(wù)“高質(zhì)量、高效率、高效益”發(fā)展要求，對型號計量保證工作的要求也越來越高。航天科工集團(tuán)出臺的型號通用計量保證大綱等相關(guān)規(guī)定，將計量保證工作貫穿于型號任務(wù)全流程；航天科技集團(tuán)八院印發(fā)的相關(guān)具體型號專用計量保證大綱，將計量保證工作前置，在可研階段就開始策劃計量工作；航天科技集團(tuán)一院也開展了型號計量保證大綱課題研究，為計量保證工作在型號任務(wù)全流程的推進(jìn)，奠定了堅實的基礎(chǔ)。目前，航天系統(tǒng)各型號任務(wù)的各個環(huán)節(jié)尚需系統(tǒng)地對計量工作全流程進(jìn)行需求梳理、計劃分解和實施，計量保證工作還沒有全面納入型號任務(wù)體系。

3 加強(qiáng)航天型號計量保證工作的建議

航天型號計量保證工作的更好開展，一方面要從思想認(rèn)識方面能夠高度重視，另一方面要完善航天型號計量保證工作管理組織機(jī)構(gòu)，第三，建議構(gòu)建航天型號計量保證工作統(tǒng)一要求，為計量工作充分融入型號任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

3.1 提高航天型號計量保證工作的認(rèn)識

2013年，國務(wù)院印發(fā)《計量發(fā)展規(guī)劃(2013～2020年)》，明確提出“整合相關(guān)科研院所、高等院校、企(事)業(yè)單位等資源，在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會重點領(lǐng)域，研究具有產(chǎn)業(yè)特點的量值傳遞技術(shù)和產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵參數(shù)測量技術(shù)，開發(fā)產(chǎn)業(yè)專用測量裝備，研究服務(wù)產(chǎn)品全壽命周期計量技術(shù)，構(gòu)建國家產(chǎn)業(yè)計量測試服務(wù)體系”。目前，航天型號計量工作已經(jīng)不僅僅是檢定、校準(zhǔn)等常規(guī)計量工作，還包括為解決型號特殊測量、測試問題而研制的專用計量測試裝備，以及型號研制過程中遇到的測不到、測不準(zhǔn)、測不全的問題。例如，運載型號環(huán)小孔測試問題，以往的檢測方式只進(jìn)行抽樣檢測，造成測不全的問題，即使在抽檢過程中，很多小孔的傾斜角、槽深、孔徑等問題也不能進(jìn)行全面測試。為解決此問題，計量保障單位專門研制出一套運載型號專用環(huán)小孔自動化掃描測量系統(tǒng)，兩個半小時可對2700余個對小孔進(jìn)行全面測試，解決了型號研制過程中環(huán)小孔的快速測試問題。

后期，航天型號任務(wù)的計量需求將會是現(xiàn)場化和在線化，要讓計量更貼近工廠和現(xiàn)場。為提高型號計量保證工作認(rèn)識，一是要打破計量就是檢定、校準(zhǔn)等常規(guī)計量工作的思維，計量是精密的測量，要將計量全面應(yīng)用到型號任務(wù)的全流程；二是要加強(qiáng)型號計量工作梳理，找出型號計量任務(wù)需求；三是要加強(qiáng)計量在型號任務(wù)工作中現(xiàn)場或在線測試能力的應(yīng)用，及時解決型號在線測量、測試問題。

3.2 完善航天型號計量保證工作管理組織機(jī)構(gòu)

國家已經(jīng)在航天型號任務(wù)在設(shè)計、研制、生產(chǎn)、試驗、發(fā)射等各個環(huán)節(jié)建立了自上而下的計量檢測管理體系，但是在航天型號任務(wù)工作體系中型號計量管理體系尚有待完善，一是建議將航天型號計量保證工作納入型號任務(wù)的全流程當(dāng)中，將計量管理納入的型號任務(wù)管理系統(tǒng)，建議建立管理、型號、計量三個維度的型號計量管理的組織機(jī)構(gòu)體系，如圖2所示；二是建議將計量管理工作放在型號工作管理部門中，便于計量管理工作布置和實施的及時性和全面性；三是建立完善的由型號任務(wù)統(tǒng)一管理的計量管理隊伍，有利于計量工作的深入開展，計量工作融入型號任務(wù)，其中也包含計量管理融入型號任務(wù)；四是根據(jù)航天型號任務(wù)工作管理需要，建議建立與型號設(shè)計師相統(tǒng)一的型號計量師系統(tǒng)。隨著航天型號計量保證工作組織機(jī)構(gòu)的不斷完善，將為計量工作更好的服務(wù)型號、融入型號。同時，隨著型號計量保證工作管理組織結(jié)構(gòu)的完善，將進(jìn)一步補(bǔ)充了航天系統(tǒng)質(zhì)量管理體系，為提升質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

圖2 型號任務(wù)計量工作管理組織機(jī)構(gòu)

3.3 建立航天型號計量保證工作的統(tǒng)一要求

航天型號任務(wù)工作一般包含方案論證、設(shè)計、研制、生產(chǎn)、試驗等環(huán)節(jié)，計量工作能貫穿于型號任務(wù)的各個環(huán)節(jié)，具體見型號研制各階段計量控制要素表，見表1。為充分保證航天型號任務(wù)高質(zhì)量完成，加快推進(jìn)我國航天強(qiáng)國和質(zhì)量強(qiáng)國的步伐，建議形成航天型號計量保證工作的統(tǒng)一要求[7]。

表1 型號研制各階段計量控制要素Tab.1 Controlelementsinvariousstagesofmodeldevelopment型號任務(wù)階段計量控制要素方案論證階段計量可行性論證明確計量保證總體要求設(shè)計階段提出相應(yīng)的計量測試技術(shù)指標(biāo)和要求計量部門參與型號產(chǎn)品相應(yīng)的設(shè)計評審研制階段開展計量保證工作實施方案編制開展計量測試技術(shù)研究開展計量保證需求分析生產(chǎn)階段根據(jù)設(shè)計要求對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)范、生產(chǎn)加工的計量保證能力進(jìn)行確認(rèn)制定測試計量保證工作計劃并納入型號產(chǎn)品試制生產(chǎn)計劃確認(rèn)生產(chǎn)階段使用的測量設(shè)備準(zhǔn)確可靠試驗階段確定試驗項目的計量保障方法確保參試的地面試驗設(shè)備在檢定有效期內(nèi)試驗結(jié)果的計量保障方法試驗過程的是否全部進(jìn)行了計量確認(rèn),未覆蓋的項目如何控制試驗完成以后,計量人員要參加試驗數(shù)據(jù)的整理和分析

3.3.1方案論證階段計量控制

航天型號任務(wù)方案論證工作進(jìn)行的同時，為支撐型號任務(wù)工作，同時開展型號計量保證工作的方案論證工作，進(jìn)行計量工作的可行性論證。一方面型號總體單位確定型號計量保證工作目標(biāo)，明確計量保證總體要求；另一方面是根據(jù)型號總體或分系統(tǒng)的技術(shù)方案、技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計要求，型號設(shè)計系統(tǒng)導(dǎo)出相應(yīng)計量要求，形成計量需求分析報告。

3.3.2設(shè)計階段計量控制

航天型號任務(wù)設(shè)計階段，主要工作是將型號任務(wù)的具體要求與計量工作相銜接。型號設(shè)計師系統(tǒng)根據(jù)具體的型號任務(wù)要求，提出相應(yīng)的計量測試技術(shù)指標(biāo)和要求；航天型號的計量管理部門和計量技術(shù)機(jī)構(gòu)參與型號任務(wù)相應(yīng)的設(shè)計評審，制定相應(yīng)的測試計量保證工作計劃，并納入型號任務(wù)的研制計劃；型號設(shè)計師系統(tǒng)根據(jù)型號任務(wù)研制設(shè)計過程中要求的變動，提出計量測試補(bǔ)充技術(shù)要求，由計量技術(shù)機(jī)構(gòu)及時跟蹤型號任務(wù)計量測試保證工作。

3.3.3研制階段計量控制

航天型號任務(wù)研制階段，主要開展計量保證工作方案的編制、計量測試技術(shù)研究工作和計量保障需求分析。一是根據(jù)型號產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求，提出型號產(chǎn)品總體或分系統(tǒng)實現(xiàn)過程中相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)的計量測試需求；二是依據(jù)型號產(chǎn)品的設(shè)計要求，進(jìn)行指標(biāo)可測試性與計量保證能力分析；三是根據(jù)型號產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和工藝規(guī)范的要求，配備滿足研制要求的測量設(shè)備和檢測手段；四是根據(jù)型號產(chǎn)品研制過程中的測試需求，組織開展計量測試技術(shù)研究，開發(fā)專用測試設(shè)備、專用測試軟件和校準(zhǔn)裝置等；五是組織編制計量保障需求分析，主要包括測量設(shè)備需求統(tǒng)計、計量保證工作計劃、專用測試設(shè)備研制和關(guān)鍵測試技術(shù)方法攻關(guān)計劃等。

3.3.4生產(chǎn)階段計量控制

航天型號任務(wù)生產(chǎn)階段主要計量工作包括如下內(nèi)容。在型號產(chǎn)品生產(chǎn)前，型號總體單位會同計量技術(shù)機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求確認(rèn)各承制單位生產(chǎn)加工的計量保證能力；根據(jù)計量保證需求，型號任務(wù)各承制單位落實相應(yīng)的測試設(shè)備和對應(yīng)的校準(zhǔn)裝置，將計量測試保證工作計劃并納入型號產(chǎn)品試制生產(chǎn)計劃；型號任務(wù)各承制單位確認(rèn)生產(chǎn)中使用的測量設(shè)備，都應(yīng)經(jīng)過檢定/校準(zhǔn)，滿足設(shè)備測量不確定度的使用規(guī)定。

3.3.5試驗階段計量控制

航天型號任務(wù)試驗階段，計量技術(shù)人員參與評審試驗大綱，審查試驗大綱中測量設(shè)備是否滿足需求。試驗前，對重大試驗中測量設(shè)備進(jìn)行計量檢查和試驗后核查，根據(jù)航天型號任務(wù)試驗中的測試計量測試需求，型號辦制定相應(yīng)的計量保證工作計劃，并將計劃納入型號任務(wù)試驗工作計劃；試驗中，對于型號任務(wù)規(guī)定的試驗項目，開展試驗前進(jìn)行計量監(jiān)督檢查；試驗完成以后，計量技術(shù)人員要參加試驗數(shù)據(jù)的整理和分析，確保試驗數(shù)據(jù)的正確性、唯一性和完整性。

4 結(jié)束語

計量保證工作是型號任務(wù)質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。針對航天型號計量保證工作在融入型號任務(wù)方面還存在相對薄弱環(huán)節(jié)，本文提出了構(gòu)建航天型號任務(wù)計量管理組織機(jī)構(gòu)和建立航天型號任務(wù)計量保證工作的統(tǒng)一要求的建議，利用航天型號計量保證工作統(tǒng)一要求深度融入型號任務(wù)工作，為實現(xiàn)航天型號任務(wù)高質(zhì)量、高效率、高效益發(fā)展提供支撐，為實現(xiàn)我國質(zhì)量強(qiáng)國和航天強(qiáng)國奠定基礎(chǔ)。