上海宇航系統(tǒng)工程研究所(又名中國航天科技集團公司第八研究院第八O五研究所,簡稱八O五所)前身是國防部第五研究院第二十設(shè)計所,于1984年成立,1994年獨立建制。
八O五所曾先后獲得全國五一勞動獎、上海市五一勞動獎、上海市實施卓越績效管理模式先進企業(yè)、上海市質(zhì)量管理獎等榮譽。2011年和2012年,八O五所研制的對接機構(gòu)圓滿完成了“天宮一號”目標飛行器與“神舟八號”、“神舟九號”飛船交會對接任務(wù),八O五所榮獲了人力資源和社會保障部、工業(yè)和信息化部、國防科技工業(yè)局和總裝備部授予的“中國載人航天工程突出貢獻集體”稱號。
八O五所在早期階段開展的可靠性工作多以被動為主。進入21世紀,八O五所的可靠性工作理念由被動向主動方向轉(zhuǎn)變,可靠性技術(shù)的應(yīng)用也在不斷擴展和深入,由過去單一的產(chǎn)品可靠性技術(shù)發(fā)展到“六性”(可靠性、安全性、維修性、保障性、測試性及環(huán)境適應(yīng)性)技術(shù),逐步形成“大可靠性”概念與工作思路。
現(xiàn)經(jīng)過近十年的摸索,八O五所在宇航產(chǎn)品可靠性工程工作方面形成了較為系統(tǒng)的工作模式,并獲得2012年度上海市“質(zhì)量標桿”稱號。下面主要從可靠性組織機構(gòu)建設(shè)、可靠性工作體系建立、可靠性信息管理、可靠性改進機制這四個方面進行介紹。
自“十五”以來,航天任務(wù)急劇增長,這就使得本就具有高風險特點的航天任務(wù)更加艱巨,可靠性工作的重要性愈發(fā)突出。任務(wù)形勢的不斷變化促使八O五所必須研究創(chuàng)新一種更有效的組織架構(gòu)模式。
經(jīng)過不斷探索,緊密結(jié)合所多領(lǐng)域的型號可靠性工作需求,目前八O五所形成了“單點雙線”(見圖1)的可靠性組織架構(gòu):以下設(shè)的環(huán)境與可靠性專業(yè)研究室為核心點,以型號任務(wù)為縱向條線及以可靠性專業(yè)建設(shè)為橫向條線的雙條線。
縱向型號研制可靠性的主線是指在型號研制、試驗、飛行全過程中,在型號兩總系統(tǒng)的領(lǐng)導下,設(shè)立從總體到分系統(tǒng)到單機的金字塔形可靠性組織機構(gòu),各層次間關(guān)系明確,責任界面清晰。
圖1 八O五所“單點雙線”組織架構(gòu)及工作模式示意圖
總體和各分系統(tǒng)分別設(shè)可靠性主任設(shè)計師、可靠性主管設(shè)計師。
——總體可靠性主任設(shè)計師負責開展型號可靠性工作策劃,組織落實可靠性工作要求,分析、評估和總結(jié)可靠性工作;
——分系統(tǒng)可靠性主任設(shè)計師在總體可靠性主任師的指導下負責本系統(tǒng)的可靠性工作策劃和實施工作;
——單機產(chǎn)品設(shè)計師在分系統(tǒng)可靠性主任設(shè)計師的指導下負責可靠性工作要求在單機產(chǎn)品研制過程中的具體落實,堅持“產(chǎn)品誰設(shè)計、可靠性誰負責”的原則。
在以型號為主線的可靠性工作中,型號總體可靠性設(shè)計師設(shè)在可靠性專業(yè)室,能夠做到對各型號可靠性工作的全面了解,且為可靠性工作提供專業(yè)支持及支撐,實現(xiàn)縱向型號的可靠性工作閉環(huán)管理。
為提高航天可靠性基礎(chǔ)技術(shù)研究和應(yīng)用水平,提升型號、產(chǎn)品可靠性保證能力,中國航天科技集團公司第八研究院成立了三個可靠性中心,其中面向上海航天的航天運輸系統(tǒng)、空間結(jié)構(gòu)與機構(gòu)相關(guān)領(lǐng)域的可靠性中心掛靠在八O五所,具體工作依托可靠性專業(yè)研究室??煽啃灾行某蓡T采取專職、兼職相結(jié)合的模式,其中各個專業(yè)研究室如結(jié)構(gòu)、動力、電氣、環(huán)境等兼職可靠性人員由各專業(yè)研究室人員擔任。
表1 “三位一體”可靠性體系模式
可靠性中心的設(shè)立,進一步集中了可靠性力量和資源,該橫向架構(gòu)模式提供了面向不同型號、不同專業(yè)的可靠性交流平臺,增加了各種形式的交流與研討,逐步開始推進了對航天產(chǎn)品的跨單位、跨型號的可靠性獨立評估,為縱向的型號可靠性工作開展情況進行技術(shù)檢查和把關(guān);提煉共性的型號可靠性技術(shù)需求,不斷組織開展可靠性技術(shù)基礎(chǔ)研究及型號應(yīng)用工作,為型號解決可靠性工作中的技術(shù)難題提供技術(shù)支撐。真正實現(xiàn)了可靠性工作“從型號中來,到型號中去”、橫向為縱向服務(wù)的宗旨。
八O五所可靠性工作體系經(jīng)過幾年的建設(shè),可以歸結(jié)為“三位一體”模式(見表1)。即進行可靠性體系三個方面的研究和一套軟件平臺系統(tǒng)的建設(shè)。
三個方面:可靠性規(guī)范體系,可靠性工作實施模板,可靠性工作實施流程。
一套軟件平臺系統(tǒng):可靠性工作實施系統(tǒng)。
可靠性技術(shù)規(guī)范體系是開展可靠性工作的基本依據(jù),在可靠性工作中占有十分重要的地位。從現(xiàn)有型號各項可靠性要求的制定和落實情況分析,呈現(xiàn)出引用現(xiàn)有國軍標或行業(yè)標準居多、通用性的要求居多的特點,真正反映不同領(lǐng)域、不同型號產(chǎn)品特點的可靠性技術(shù)規(guī)范和標準還比較少,且系統(tǒng)性不夠,對各型號要求開展的可靠性工作項目尚沒有形成系統(tǒng)的、全面的、可操作的規(guī)范性、指南性文件。基于以上考慮,八O五所針對本領(lǐng)域航天型號特點,對現(xiàn)有的可靠性規(guī)范與標準的系統(tǒng)性、適用性和可操作性進行了研究,建立了適合本領(lǐng)域的可靠性規(guī)范體系框架,對于適用性和可操作性較差的可靠性規(guī)范形成制修訂計劃,并逐步實施。
可靠性技術(shù)規(guī)范與標準體系的四維框架結(jié)構(gòu)(見圖2)。
以模板的形式推進可靠性設(shè)計、分析工作的規(guī)范化,對典型的可靠性設(shè)計、分析工作,都給出詳細的模板,模板多為表格形式,每個空格如何填寫都有詳細說明。通過表格化的形式,使設(shè)計師直接明確地理解了所進行的可靠性設(shè)計、分析工作內(nèi)容、工作依據(jù)和具體操作形式。
圖2 可靠性技術(shù)規(guī)范與標準體系的四維框架結(jié)構(gòu)
圖3 可靠性工作實施系統(tǒng)項目組成圖
可靠性工作實施流程是可靠性組織機構(gòu)、可靠性規(guī)范體系、可靠性工作實施模板等可靠性工作的綜合集成??煽啃怨ぷ鲗嵤┝鞒贪炎鍪裁?、誰去做、如何做綜合起來,明確按照什么順序流程做,形成一套系統(tǒng)的、可操作的體系架構(gòu)。可靠性實施工作流程是從執(zhí)行的角度建立的一套體系。
為更好地將可靠性工作與型號研制工作相結(jié)合,避免“兩張皮”現(xiàn)象,在上述工作的基礎(chǔ)上,利用信息化技術(shù)建立了一套可靠性工作實施系統(tǒng)(參見圖3)。該系統(tǒng)將各項可靠性工作驗成果固化、規(guī)范化,將一些人工操作工作的盡量自動化,形成具有規(guī)范性、全面性、高效性特點的可靠性集成協(xié)同工作平臺。
各級產(chǎn)品在全壽命周期中產(chǎn)生的可靠性信息量非常大,包括基礎(chǔ)信息、工作要求及方法、試驗數(shù)據(jù)、質(zhì)量信息等,以前上述信息均以不同形式發(fā)布、存儲,收集困難,導致設(shè)計人員不能夠掌握到全面、最新的信息,給設(shè)計帶來了隱患,降低了工作效率。
為解決上述問題,八O五所對各類可靠性信息進行了全面收集與分類整理,并在此基礎(chǔ)上,按照信息收集、信息分析、信息反饋與應(yīng)用的信息流,利用信息化技術(shù)建立了可靠性數(shù)字信息平臺,進行信息管理(參見圖4)。
可靠性信息收集是對型號研制過程中產(chǎn)生的信息進行識別、采集和匯總,將實際研制過程中所產(chǎn)生的分散的、隨機的信息進行有目的、有針對性的收集,信息收集是可靠性信息管理流程中最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。根據(jù)航天型號研制的特殊性,對可靠性信息的收集提出了:及時、準確、完整、規(guī)范的“四要求”。
圖4 可靠性信息管理流程示意圖
可靠性信息的分析是可靠性信息管理中最重要的一個環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)將收集到的原始信息按照統(tǒng)一的方法進行分析:審查、篩選、分類、統(tǒng)計和評估、最終存儲。通過對研制過程中可靠性信息的分析工作,得到更加實用、更加全面、更具有價值的信息資源,更好的滿足型號研制需求。
可靠性信息的反饋與應(yīng)用是可靠性信息管理的最終目的,可靠性信息反饋及應(yīng)用按“四化”要求開展。即標準化,要求可靠性信息的反饋采用規(guī)定的表格、形式進行反饋;規(guī)范化,規(guī)定了型號研制過程中必須要進行的可靠性信息反饋;常態(tài)化,規(guī)定了型號全過程逐層的信息反饋機制;動態(tài)化,保證了可靠性信息在研制過程中的效力。通過上述可靠性信息反饋的一系列要求,保證了可靠性信息應(yīng)用的順利實施及效果。
目前八O五所型號可靠性改進正在逐步作為一項重要機制,貫穿型號研制全過程。對于新型號該機制納入了型號研制技術(shù)流程,對于相對成熟型號重點開展持續(xù)的可靠性增長。
以現(xiàn)役運載型號為例,在研制過程中持續(xù)開展了一系列可靠性改進工作:
——通過每次質(zhì)量問題歸零、每次飛行試驗結(jié)果分析等,不斷查找可靠性薄弱環(huán)節(jié),進行改進,持續(xù)提高可靠性;
——開展批次質(zhì)量總結(jié)工作,總結(jié)型號工作經(jīng)驗、教訓,尤其是針對型號共性可靠性問題和可靠性技術(shù)應(yīng)用問題等,不斷開展可靠性增長研究工作;
——持續(xù)關(guān)注由于技術(shù)發(fā)展和適應(yīng)發(fā)射任務(wù)而進行的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)變化,進行充分的分析論證和試驗驗證工作,確保技術(shù)狀態(tài)更改不影響火箭飛行可靠性。
在持續(xù)改進過程中,八O五所通過分析薄弱環(huán)節(jié)、改進設(shè)計、試驗驗證,型號固有可靠性得到不斷增長(參見圖5)
“大可靠性”概念和工作思路的形成與實踐有效地保障了航空產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性。下一階段八O五所還將進一步加大可靠性技術(shù)的型號應(yīng)用研究工作力度;加大可靠性信息化建設(shè),提高信息化覆蓋范圍,全面實現(xiàn)研制信息實時共享。
圖5 可靠性增長機制示意圖
(上海宇航系統(tǒng)工程研究所供稿)