型號技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理探索與實踐

李丹、崔亞鵬、李鐵麟 /中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

國內(nèi)外航天領(lǐng)域，研制和發(fā)射任務(wù)中，大小故障不勝枚舉，輕則造成任務(wù)推遲，重則造成巨大經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡。航天型號研制是高科技、高風(fēng)險項目，如果不對技術(shù)風(fēng)險實施有效的量化控制管理，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，就有可能出現(xiàn)重大損失。近年來在航天重大工程研制高標(biāo)準(zhǔn)、高要求和持續(xù)高密度的任務(wù)發(fā)射形勢下，研制反復(fù)和任務(wù)失利依然存在，多次成功發(fā)射的背后仍存在對航天型號任務(wù)順利完成產(chǎn)生重大影響的質(zhì)量問題。因此，對航天型號技術(shù)風(fēng)險實施全過程量化控制管理具有十分重大的現(xiàn)實意義。

一、型號技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理實施概況

為適應(yīng)新形勢下航天型號研制要求，某型號在技術(shù)風(fēng)險控制上大力推進(jìn)精細(xì)化管理以 “項目量化、流程量化、要求量化、過程量化、結(jié)果量化”為原則，著重從工作流程、管理原則、控制要素、方法途徑等方面，創(chuàng)新、策劃、組織和探索技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理。經(jīng)過多年來的型號研制管理探索和實踐驗證，技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理逐步完善并得到持續(xù)改進(jìn)和不斷固化，推進(jìn)了適應(yīng)于該型號技術(shù)風(fēng)險控制特點的質(zhì)量管理方法的跨越，技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制水平和能力得到了有效提升，為型號研制和發(fā)射任務(wù)連續(xù)成功奠定了堅實的基礎(chǔ)。

二、型號技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理流程和原則

管理流程圍繞風(fēng)險管理規(guī)劃、技術(shù)風(fēng)險分析與控制工作策劃、風(fēng)險分析識別、分析與應(yīng)對、風(fēng)險監(jiān)控、風(fēng)險管理評審而展開?？刂圃瓌t是方案階段圍繞“分析型號設(shè)計結(jié)果所形成的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)是否會帶來后續(xù)不可接受且無法控制的風(fēng)險”展開技術(shù)風(fēng)險量化控制管理。初樣階段圍繞“設(shè)計成果不能有影響型號總體、系統(tǒng)方案顛覆的風(fēng)險且各類接口驗證充分”展開技術(shù)風(fēng)險量化控制管理。試樣階段圍繞“確保型號發(fā)射任務(wù)圓滿成功為目標(biāo)，規(guī)避研制生產(chǎn)過程關(guān)鍵、重要環(huán)節(jié)控制不到位”展開技術(shù)風(fēng)險量化控制管理。定型階段圍繞“型號研制生產(chǎn)過程技術(shù)狀態(tài)變化是否經(jīng)過充分驗證和確認(rèn)，產(chǎn)品質(zhì)量是否穩(wěn)定可靠”展開技術(shù)風(fēng)險量化控制管理。轉(zhuǎn)階段前完成技術(shù)風(fēng)險項目專項評審，并在后續(xù)階段的技術(shù)風(fēng)險分析與控制策劃中明確前階段保留的項目和新增加的項目。轉(zhuǎn)試樣前、首飛試驗在出廠前應(yīng)無I 類風(fēng)險，對II 類風(fēng)險有明確的量化控制措施。

型號將技術(shù)風(fēng)險細(xì)分為技術(shù)風(fēng)險（狹義）、設(shè)計質(zhì)量風(fēng)險、產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險和工作質(zhì)量風(fēng)險。技術(shù)風(fēng)險主要包括首飛、新技術(shù)、設(shè)計理論或技術(shù)方法不成熟等項目；設(shè)計質(zhì)量風(fēng)險主要包括單點、接口、新狀態(tài)、新材料、新環(huán)境、設(shè)計裕度、強(qiáng)制檢驗點、數(shù)據(jù)包絡(luò)、質(zhì)量問題歸零及舉一反三等項目；產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險主要包括關(guān)鍵件、重要件、關(guān)鍵特性、超差、偏離、代料、新單位、新設(shè)備、新材料、新工藝、外包質(zhì)量控制點等項目；工作質(zhì)量風(fēng)險主要包括易錯、難操作、不可檢測、新流程、新崗位、新人員、新要求、四不到四到等項目。

三、型號技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理方法

1.細(xì)化技術(shù)風(fēng)險類別和項目

型號將技術(shù)風(fēng)險細(xì)分為技術(shù)風(fēng)險（狹義）、設(shè)計質(zhì)量風(fēng)險、產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險和工作質(zhì)量風(fēng)險。技術(shù)風(fēng)險主要包括首飛、新技術(shù)、設(shè)計理論或技術(shù)方法不成熟等項目；設(shè)計質(zhì)量風(fēng)險主要包括單點、接口、新狀態(tài)、新材料、新環(huán)境、設(shè)計裕度、強(qiáng)制檢驗點、數(shù)據(jù)包絡(luò)、質(zhì)量問題歸零及舉一反三等項目；產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險主要包括關(guān)鍵件、重要件、關(guān)鍵特性、超差、偏離、代料、新單位、新設(shè)備、新材料、新工藝、外包質(zhì)量控制點等項目；工作質(zhì)量風(fēng)險主要包括易錯、難操作、不可檢測、新流程、新崗位、新人員、新要求、四不到四到等項目。

2.拓展技術(shù)風(fēng)險量化控制途徑

（1）技術(shù)風(fēng)險量化控制途徑

加強(qiáng)各階段設(shè)計質(zhì)量控制。綜合論證階段以確保方案合理可行為抓手，重點圍繞新技術(shù)、新材料、新環(huán)境等，對型號全壽命周期進(jìn)行技術(shù)風(fēng)險項目梳理并聯(lián)形成清單。研制初期以確保方案設(shè)計正確為抓手，結(jié)合故障模式與影響分析、故障樹、可靠性、接口匹配、地面試驗充分性等，對各類技術(shù)風(fēng)險進(jìn)行迭代分析，完善和細(xì)化技術(shù)風(fēng)險項目。試樣研制階段以確保技術(shù)狀態(tài)正確、地面試驗天地一致性及地面試驗對飛行試驗驗證性為抓手，對技術(shù)風(fēng)險進(jìn)行再梳理、再分析，從項目優(yōu)化和措施量化方面實施風(fēng)險控制。

強(qiáng)化新技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)驗證。新技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計存在試驗驗證項目識別覆蓋不全、試驗環(huán)境條件嚴(yán)酷度不夠、關(guān)鍵的試驗驗證安排較晚等風(fēng)險，易出現(xiàn)地面未發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)射出現(xiàn)嚴(yán)重問題，甚至失利,或初樣沒有問題，試樣以及后期出現(xiàn)嚴(yán)重問題，研制工作出現(xiàn)大返工等。高度關(guān)注新技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險驗證，梳理出新技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險項目，形成清單。充分分析新產(chǎn)品任務(wù)飛行環(huán)境及極端工況，加強(qiáng)試驗矩陣和試驗工況設(shè)計，合理安排地面驗證試驗，選派經(jīng)驗豐富的設(shè)計力量參與設(shè)計，請同行專家復(fù)核并閉環(huán)落實。

（2）設(shè)計質(zhì)量風(fēng)險量化控制途徑

嚴(yán)格技術(shù)狀態(tài)管理。通過必要的分析和試驗驗證判定技術(shù)狀態(tài)更改的必要性，并對技術(shù)狀態(tài)更改的必要性、正確性和可行性及更改帶來的影響進(jìn)行全面、系統(tǒng)的論證，明確提出更改理由，在充分論證的基礎(chǔ)上準(zhǔn)確識別和明確技術(shù)狀態(tài)更改類別。重點對狀態(tài)更改的測試覆蓋性、可靠性和試驗驗證的充分性進(jìn)行量化分析和確認(rèn)。重要偏離、重要超差納入產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)變化的識別范疇，由設(shè)計師系統(tǒng)審查后形成偏離單或質(zhì)疑單匯總表，提交型號技術(shù)狀態(tài)委員會批準(zhǔn)。

細(xì)化單點故障控制。利用故障模式與影響分析、故障樹相結(jié)合的技術(shù)方法，采取自上而下識別、自下而上對識別結(jié)果確認(rèn)的手段，對單點故障模式進(jìn)行識別并列出清單；加強(qiáng)故障模式及其影響的全面性分析，特別是各級的集成分析和相互影響；加強(qiáng)消除單點故障的冗余措施的有效性分析和驗證；加強(qiáng)故障預(yù)案的有效性分析和驗證；加強(qiáng)專家技術(shù)復(fù)查和把關(guān)。有效消除和控制單點故障系統(tǒng)分析不透，單點識別不全，共因失效分析不夠，冗余措施無效，故障預(yù)案不細(xì)等方面的隱患。

量化飛行時序動作分析確認(rèn)。以飛行時序動作為牽引，對每個動作或影響成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)（項目）的輸入條件、輸出結(jié)果、設(shè)計指標(biāo)及滿足情況、設(shè)計余量、可靠性措施、環(huán)境及相關(guān)影響、試驗驗證或仿真計算分析以及人員情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理，查找需要分析和確認(rèn)的問題，形成型號飛行時序動作分析與確認(rèn)表。按照“時域風(fēng)險、空域風(fēng)險、差異性風(fēng)險、影響域風(fēng)險、環(huán)境適應(yīng)性風(fēng)險、裕度風(fēng)險”等分析原則，對每個時序動作和項目采取的各類保障措施進(jìn)行分析確認(rèn)。通過審查確認(rèn)等方式，提出需要進(jìn)一步確認(rèn)的新風(fēng)險，實施設(shè)計改進(jìn)和風(fēng)險控制。

細(xì)化產(chǎn)品成功包絡(luò)線分析和確認(rèn)。從關(guān)鍵特性識別、關(guān)鍵特性耦合分析、構(gòu)建關(guān)鍵特性模型、過程數(shù)據(jù)采集、構(gòu)建包絡(luò)線、包絡(luò)分析及結(jié)果判定、風(fēng)險分析及閉環(huán)處理七個過程方面，量化成功包絡(luò)線分析方法，充分利用飛行成功或地面試驗驗證成功子樣的有效數(shù)據(jù)量化型號性能、工藝、材料、環(huán)境四類關(guān)鍵特性包絡(luò)線體系，開展數(shù)據(jù)比對分析，查找隱患和缺陷，對超包絡(luò)項目開展試驗旁證分析和裕度確認(rèn)，控制風(fēng)險。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險量化控制途徑

量化單點環(huán)節(jié)三類關(guān)鍵特性控制。全面識別Ⅰ、Ⅱ類單點故障模式并形成清單，設(shè)置設(shè)計、工藝、過程控制三類關(guān)鍵特性和強(qiáng)制檢驗點項目，明確三類關(guān)鍵特性和強(qiáng)制檢驗點要素，明確檢驗檢測方法和手段，以表格化形式對Ⅰ、Ⅱ類單點環(huán)節(jié)三類關(guān)鍵特性開展全過程量化確認(rèn)。

加嚴(yán)借用產(chǎn)品過程控制。由于過程控制的量化要求沒有細(xì)化、對新任務(wù)的適應(yīng)性風(fēng)險分析不夠、檢測方法和手段滯后等原因?qū)е陆栌卯a(chǎn)品經(jīng)常發(fā)生低層次、重復(fù)性質(zhì)量問題。對借用產(chǎn)品采取“再分析、再設(shè)計、再試驗”方式開展風(fēng)險再確認(rèn)，梳理薄弱環(huán)節(jié)形成風(fēng)險清單。對以往大型地面試驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行再判讀、再分析、再確認(rèn)，對借用產(chǎn)品強(qiáng)化環(huán)境適應(yīng)性分析和補(bǔ)充驗證，對超產(chǎn)品設(shè)計工況和高工況使用的產(chǎn)品，開展產(chǎn)品可靠性增長，開展產(chǎn)品成熟度和星級評定，持續(xù)改進(jìn)。

嚴(yán)控超差和讓步使用。在試樣及后續(xù)階段，關(guān)鍵特性、重要特性超差的產(chǎn)品，不允許使用。同一圖/代號產(chǎn)品發(fā)生過多次重復(fù)性超差的產(chǎn)品，不允許使用。讓步使用須開展產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險分析并實施嚴(yán)格審批。對超差產(chǎn)品，由任務(wù)方、設(shè)計、生產(chǎn)單位協(xié)同配合量化糾正措施實施有效改進(jìn)。對由于產(chǎn)品超差對型號研制任務(wù)造成影響的單位，停止對后續(xù)超差產(chǎn)品的處置和驗收，采取質(zhì)量保證能力專項審查、綜合評價扣分、剔除合格供應(yīng)商名錄等措施。

（4）工作質(zhì)量風(fēng)險量化控制途徑

加強(qiáng)“四不到四到”工作確認(rèn)。對測試不到的項目，按“四不到四到”要求逆向追溯產(chǎn)品驗收、工序檢驗、工藝保證和人員保障過程可能存在的隱患和風(fēng)險，進(jìn)而提出控制措施，開展工作質(zhì)量風(fēng)險確認(rèn)。針對不可檢、不可測產(chǎn)品的關(guān)鍵特性，研究制定設(shè)計改進(jìn)措施或轉(zhuǎn)化檢驗、測試方式，將設(shè)計指標(biāo)轉(zhuǎn)化為工藝指標(biāo)，細(xì)化到零部組件尺寸、元器件、原材料具體參數(shù)等，制定具體的工藝量化措施，并采取多媒體記錄等手段進(jìn)行間接保證。對于涉及Ⅰ、Ⅱ類單點故障模式的不可測產(chǎn)品，不允許出現(xiàn)不可檢現(xiàn)象，對不可檢項目通過產(chǎn)品實現(xiàn)過程的分步控制，變結(jié)果不可檢、不可測為產(chǎn)品實現(xiàn)過程的可檢、可測。

拓展“九新”質(zhì)量風(fēng)險確認(rèn)。拓展“新流程”“新標(biāo)準(zhǔn)”“新要求”風(fēng)險項目的分析?！靶铝鞒獭敝攸c關(guān)注研制生產(chǎn)中是否有新增的流程，是否有流程方面的變化，是否對流程變化不熟悉等。“新標(biāo)準(zhǔn)”重點關(guān)注上級頒布的新標(biāo)準(zhǔn)是否知曉、掌握和執(zhí)行，是否按新標(biāo)準(zhǔn)對關(guān)鍵環(huán)節(jié)實施檢查確認(rèn)。“新要求”重點關(guān)注是否清楚最新發(fā)布的質(zhì)量管理要求，是否進(jìn)行有效傳遞、培訓(xùn)和落實。

結(jié)合故障樹再識別型號關(guān)鍵、重要及薄弱環(huán)節(jié)，形成技術(shù)風(fēng)險工作重點。建立風(fēng)險樹識別出型號技術(shù)、產(chǎn)品、操作、管理的各項細(xì)節(jié)和最小單元，確保各項風(fēng)險得到全面暴露。依據(jù)各類風(fēng)險的特點，針對技術(shù)、產(chǎn)品、操作、管理四類風(fēng)險分別以技術(shù)成熟程度、過程質(zhì)量控制、量化檢查確認(rèn)、管理規(guī)范完善為抓手，明確20 項風(fēng)險線索，量化20 項具體措施。

3.優(yōu)化改進(jìn)首飛任務(wù)風(fēng)險量化控制

在首飛任務(wù)前以新技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)開展的技術(shù)風(fēng)險工作基礎(chǔ)上，逐步提煉風(fēng)險分析控制的方法經(jīng)驗，優(yōu)化改進(jìn)首飛任務(wù)的技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理工作。從技術(shù)、產(chǎn)品、操作、管理四個方面和驗收、總裝、測試、發(fā)射四個環(huán)節(jié)進(jìn)行全流程、全系統(tǒng)的首飛風(fēng)險再識別、再分析、再控制。

結(jié)合故障樹再識別型號關(guān)鍵、重要及薄弱環(huán)節(jié)，形成技術(shù)風(fēng)險工作重點。建立風(fēng)險樹識別出型號技術(shù)、產(chǎn)品、操作、管理的各項細(xì)節(jié)和最小單元，確保各項風(fēng)險得到全面暴露。依據(jù)各類風(fēng)險的特點，針對技術(shù)、產(chǎn)品、操作、管理四類風(fēng)險分別以技術(shù)成熟程度、過程質(zhì)量控制、量化檢查確認(rèn)、管理規(guī)范完善為抓手，明確20 項風(fēng)險線索，量化20 項具體措施。

風(fēng)險線索主要包括新技術(shù)、新材料、新環(huán)境、新狀態(tài)、設(shè)計裕度、Ⅰ、Ⅱ類單點、復(fù)核復(fù)算、關(guān)鍵操作、超差、偏離、測試覆蓋性、試驗充分性、四不到四到、五交集、產(chǎn)品實物狀態(tài)、質(zhì)量問題頻發(fā)、流程不細(xì)、制度欠缺等方面。具體措施主要包括技術(shù)攻關(guān)、風(fēng)險轉(zhuǎn)移、設(shè)計改進(jìn)、裕度驗證、工藝試驗、標(biāo)準(zhǔn)操作、強(qiáng)制檢驗、回歸檢查、舉一反三、優(yōu)選優(yōu)配、細(xì)化流程、完善規(guī)章等方面。

依據(jù)上述工作方法，型號首飛任務(wù)共識別出幾十項風(fēng)險。通過在首飛任務(wù)中有針對性的實施風(fēng)險線索識別和量化風(fēng)險管控措施，將風(fēng)險降至最低，為首飛任務(wù)圓滿成功提供了有力支撐。

四、結(jié)束語

強(qiáng)化型號技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理，是適應(yīng)當(dāng)前新形勢與任務(wù)對航天型號研制新要求的需要，是航天重大工程和高密度發(fā)射任務(wù)面對未來迎接挑戰(zhàn)的需要，是進(jìn)一步落實航天型號研制精細(xì)化質(zhì)量管理的重要舉措。今后航天型號研制要大力加強(qiáng)、不斷創(chuàng)新和快速推進(jìn)型號技術(shù)風(fēng)險全過程量化控制管理，全面提升技術(shù)風(fēng)險質(zhì)量控制管理能力和水平，為履行富國強(qiáng)軍神圣使命貢獻(xiàn)力量。