运载火箭发射场精细化质量管理实践

◎中国运载火箭技术研究院 谭振 张聪 陈海波 刘博龙北京宇航系统工程研究所 李朝晖

运载火箭发射场精细化质量管理实践

◎中国运载火箭技术研究院 谭振 张聪 陈海波 刘博龙北京宇航系统工程研究所 李朝晖

近年来，我国航天发射进入新的高强密度发射周期，运载火箭年度发射量屡创新高，密集的发射任务对压缩任务准备周期、减少发射任务人员保障提出了更高要求。与此同时，各级机关、领导对航天型号质量管理的要求越发严格，各种质量管理方法、手段不断创新发展，任务节奏加快，人员保障减少，质量要求更高，质量方法、手段更丰富，对型号发射场质量管理提出了更高要求。

航天型号发射场测试、操作及发射工作是型号质量管理的重要环节，也是确保型号任务圆满成功的最后关键环节。近年来，中国运载火箭技术研究院不断创新发射场质量管理措施和手段，围绕发射场工作流程和具体工作项目从设计质量、操作质量、测试数据判读比对等方面开展了发射场精细化质量管理实践，发射场精细化质量管理水平不断提升，有力地支撑了型号任务的顺利实施和圆满完成。

一、发射场任务新形势

1．组织管理的变化

“十一五”期间，“长征”系列运载火箭年度发射任务基本维持在6～10次。2010年以来，年度发射量基本保持在15次左右。“十三五”期间，发射任务更加繁重，持续高强密度发射成为新常态。2006～2015年“长征”系列运载火箭发射任务如图1所示。

图1 2006～2015年“长征”系列运载火箭发射任务统计图

繁重的发射任务推动任务的组织管理不断优化发展。以两级火箭为例，“十一五”期间任务的发射场工作周期基本在30天左右，发射队人员基本在130人左右。“十二五”以来，型号任务发射场工作流程不断优化，目前发射场工作周期基本压缩到20天左右，发射队人员100人左右。随着“十三五”发射任务的进一步增加，发射场工作周期、发射队人员将进一步压缩，工作节奏进一步加快，质量方法、质量要求不断深化发展，传统的靠人员保成功、靠“慢工出细活”的保质量已不能适应高密度发射的新形势，也不能适应当前市场经济对航天型号的新要求。

2．质量要求的发展

“十二五”以来，研究院持续推进“零缺陷”质量文化建设，强化和提升全员质量意识；发布精益质量保证手册、航天型号量化控制手册，推进型号产品精细化、量化技术、质量管理水平提升；持续完善航天型号风险分析与控制要求，创新单点故障模式识别与控制、成功数据包络线分析、飞行时序动作确认等方法；制定螺纹连接拧紧力矩量化控制、电气产品通电时间考核要求、产品实现多媒体记录管理要求、强制检验点管理要求、关键尺寸链识别与控制等管理要求；持续开展“再设计、再分析、再验证”活动，深化型号产品设计、工艺、过程控制关键特性辨识与控制工作。

新的任务形势对发射场质量工作的有效性、针对性提出了更高要求，需要各型号结合任务特点实施差异化质量管理，加强风险点和关键点的质量控制，做好质量管理要求的“加减法”，创新发射场质量管理新方法、新措施，提升发射场质量管理精细化、量化水平，提高质量工作的效率和效力，以确保发射任务圆满成功。

二、发射场工作特点分析

随着发射场工作流程的优化，火箭进入发射场后技术区工作项目逐渐减少，主要以检查、安装操作为主。火箭在技术区完成箭体恢复、动力系统火工品安装、控制系统部分单机安装后转入发射区工作，发射区工作以单机仪器设备安装、电缆及接插件防护、测试准备、加注等操作工作和分系统、全箭加电测试工作并重。

进入发射场后运载火箭的技术状态基本固化，发射场工作通常包括以下几类：

设计类工作。飞行诸元、飞行软件、加注量计算及加注时推进剂温度计算等现场设计及验证工作。

操作类工作。地面设备展开、准备，控制、测量系统等电气系统单机、火工品产品检查，上箭安装，电缆、接插件的防护，加电测试状态准备，推进剂加注等大量操作工作。

数据判读比对类工作。控制、测量等电气系统单元测试，分系统、总检查测试，火工品及回路测试，动力系统气密测试等测试工作及数据判读分析确认工作。

预案制定类工作。加注、发射预案的修订完善及演练工作。

其它质量专项工作。质量问题举一反三、“双想”（问题回想和事故预想）活动、“九新”分析等专题质量工作项目。

三、发射场精细化质量管理措施

1．质量工作要求与发射场工作项目融合

为提升发射场质量工作的有效性和针对性，确保各项质量要求落实到位，某型运载火箭在发射场工作中系统梳理发射场工作流程，按系统、岗位清理发射场具体工作项目，对每一项工作项目明确责任人、质量要求及资源保障要求，确保项目清楚、责任明确、要求明确、资源保障明确。

根据运载火箭发射场工作特点，围绕发射场工作流程和具体工作项目，某型运载火箭的发射场质量工作主要从设计质量检查确认，操作质量检查确认，测试数据判读比对，加注、发射预案，质量问题举一反三等5个方面开展质量策划。经过多次发射任务实践，研究院的运载火箭发射场质量工作项目进一步规范、固化，为发射队员熟知、落实质量工作项目和要求奠定了良好基础。

2．创新管理手段，强化发射场过程质量管理

一是自主开发C-Pad电子化检查确认系统。

研究院引进信息化管理手段，在通过MindManager软件开展流程管理的基础上自主研发了基于服务器——操作终端(Pad)的检查确认管理系统（简称C-Pad系统）。应用MindManager流程管理软件，系统梳理、组织运载火箭发射场工作流程与项目，将发射场质量要求融入到每一项具体工作中，对发射场操作项目建立检查确认表格，并在表格中明确要求或参考数值、照片。该系统在集成表格化检查确认质量要求的同时，还具备螺纹连接拧紧力矩记录、部分单机单元测试数据录入以及多媒体记录等功能。在发射场工作中，岗位人员持Pad上岗，完成每一项工作后在Pad中对其进行检查确认，电子签名后进入下一工作项目，每日工作结束后系统管理员将各岗位当日完成的检查确认、操作测试数据、多媒体记录等质量记录上传到服务器。

该系统具有数据统计功能，可实现发射场拧紧力矩要求、易错难操作、单点失效环节等各类关键操作环节的检查确认结果按类、自动统计，提升了型号发射场质量管控的量化水平；电子化操作检查确认，简单易用，提高了表格化确认工作效率；通过该系统的同步管理功能，型号管理人员能及时全面掌握发射场工作进展，并对各项操作检查确认情况进行检查；利用数据库技术对历史发射任务的实际执行情况、操作项目检查确认的结果、测试判读数据及质量复查情况进行结构化存储，形成发射场知识积累，为后续发射场流程优化、操作结果检查、数据分析及人员培训奠定了基础。

二是开发应用数据判读平台。

运载火箭电气系统分系统测试、总检查测试数据量大，人工的判读、比对工作量巨大且容易遗漏。为提升数据判读效率，从测试数据中准确判断产品质量状态，研究院自主开发了运载火箭测试数据判读平台。在对电气系统测试数据实现软件判读的同时，通过该平台导入历史数据可实现测试数据成功包络线分析；通过定义各专业数据判读、比对报告模板，判读平台一键生产数据判读、比对报告，提高了数据判读、比对工作效率和工作质量。

测试是发现问题、验证产品质量的重要手段，在运载火箭发射场测试中研究院不断探索完善测试、监测手段。在某型运载火箭发射场测试中，开展了运载火箭电气系统健康监测管理系统的初步实践，通过实时监测测试数据、实时判读，实现故障实时报警、快速定位。

三是完善、细化发射场风险辨识和控制的方法。

操作风险控制是发射场质量工作的重要内容。研究院系统梳理涉及产品人员安全、发射成败的工作项目以及强制检验点相关项目，统一归为操作风险控制项目，对每一个风险项目明确风险点、控制措施、检查标准、确认人、责任人、质量记录，将全箭操作风险控制项目统计形成一张总表，结合发射场C-Pad电子化检查确认系统对各个项目及其工作子项目进行逐一确认，重点关键项目需要副总师签字确认。

3．持续“双想”活动，深入质量问题举一反三

在航天型号研制中，“双想”活动为预防质量风险、确保型号任务成功发挥了重要作用，“双想”工作已成为航天型号任务重要的质量工作项目之一。在近几年的运载火箭发射场“双想”实践中，结合发射场工作新特点对“双想”工作流程、工作要求进行了进一步的规范，使活动目的更明确、工作重点更突出、针对性更强、措施更加有效。

为避免同类问题在不同型号重复发生，在持续“双想”活动、深入“双想”工作的同时，发射队紧密跟踪各型号研制工作，对各型号出现的质量问题从问题机理上及时深入开展举一反三工作，并组织专家审查。

四、精细化质量管理实践效果

通过运载火箭发射场工作特点分析，结合近年来“零缺陷”、精细化质量管理要求，探索研究运载火箭发射场质量管理的新手段、新措施，并在实践中持续改进。运载火箭发射场质量工作不断规范，各项质量工作要求与发射场具体工作项目结合更加紧密，质量工作的有效性和针对性得到提升。

通过C-Pad电子化检查确认系统、数据判读平台等手段，细化了发射场工作项目以及责任要求，数据判读、比对有效性提高，提升了发射场质量控制的精细化、量化水平。以二级火箭为例，识别出40余项发射场工作风险操作项目并重点监控，每发火箭发射场形成的检查确认表格由2011年的450张左右细化到800余张，多媒体由2011年的950张（段）左右提升到2200张（段）左右。

运载火箭发射场精细化、量化质量管理的水平得到提升，精细化、量化质量管理的效果逐渐显现。以某型运载火箭为例，不仅圆满应对了年度发射近10次的高强密度发射挑战，发射任务均取得成功，同时型号单发产品质量问题数量明显下降，多次发射中实现发射场零故障、飞行零故障。2012年以来，研究院连续30多发运载火箭发射取得圆满成功，实现了“四连冠”，为“十二五”航天发射成就的取得提供了有力支撑。在运载火箭发射场质量管理实践中创新、完善的C-Pad电子检查确认系统、数据判读比对平台、发射场风险辨识和控制方法、“双想”工作方法等也逐步推广到各型号的发射场质量管理工作中，支撑了型号任务的圆满完成。▲