科研与生产交叉下的雷达装备质量控制

王　宏，王宇歆

(1. 南京电子技术研究所,　南京 210039;　2. 南京邮电大学 通信与信息工程学院,　南京 210003)



·总体工程·

科研与生产交叉下的雷达装备质量控制

王宏1，王宇歆2

(1. 南京电子技术研究所,南京 210039;2. 南京邮电大学 通信与信息工程学院,南京 210003)

论述了装备科研与生产交叉并行的成因和现状，指出了科研与生产交叉并行带来的问题，针对性地提出了技术与质量管理中的思路和控制方法。文中重点从如何对战技指标和各类考核试验提前验证，实施技术状态阶段性固化控制，提前策划与实施可生产性验证和新技术、新工艺、新器件、新材料的应用验证等方面给出了技术和质量管理中的控制措施。

雷达装备；科研与生产交叉；质量控制；技术状态

0　引　言

对于一些研制周期长的项目，在样机尚未通过设计定型或图纸资料还未报批时，就同步进行了生产。如何在高度交叉的科研与生产中做好产品质量控制，及时、保质、保量地提供合格优质的适装装备，成为我们需要思考和解决的问题，本文针对科研与生产交叉并行现状和问题进行了一些思考和分析，并以雷达为典型装备代表，给出了其在质量控制中的应对措施。

1　装备科研与生产流程

1.1装备科研与生产阶段划分

按照武器装备研制流程，承研单位科研的最后一个阶段一般为设计定型阶段，也就是说，完成了设计定型的科研项目，即认为是科研告一段落，可转入生产阶段。正常情况下装备科研与生产流程如图1所示。

图1　科研与生产典型流程

各类装备的研制阶段划分如下：

1) 常规装备。论证、方案、工程研制、设计定型、生产定型五个阶段。

2) 航空装备。论证、方案、工程研制(初样)、工程研制(试样)、设计定型、生产定型六个阶段。

3) 战略武器装备。论证、方案、工程研制、定型四个阶段。

4) 航天产品。论证、方案、初样、正样、使用改进五个阶段。

1.2装备科研与生产各阶段主要工作

典型装备的科研与生产一般分为论证阶段、方案阶段、工程研制阶段(初样、试样)、设计定型阶段和生产定型阶段，各阶段承制方的主要工作如以下七个阶段[1]。

1) 论证阶段

承制方草拟总体技术方案以及研制经费、保障条件、研制周期等预测报告；进行技术风险评估；起草系统规范；进行转阶段评审。

2) 方案阶段

承制方建立设计师、质量师、行政指挥等系统；分解装备系统确定技术状态项目；形成风险分析报告；编制计划网络图、标准化大纲、研制方案、工艺总方案、各类大纲(包含“六性”)，完善系统规范，建立技术状态基线，编制研制规范，编制质量保证大纲并评审；开展仿真分析；进行原理样机的测试；对样品设计、试制文件进行审查；进行转阶段评审。

3) 初样阶段

全套资料转入C状态，进行设计评审；完成试制图样并工艺评审；样品试验件制造；开展试制过程质量控制；进行工装的设计、生产、安装和调试；完善综合保障计划；开展项目设计、试验；进行软件开发和测试；编制工艺标准化综合要求、电磁兼容性大纲、安全性大纲并评审；开展工程专门试验；完善风险性分析报告；开展试制生产条件检查；地面联试和试验；进行质量评审和转状态评审。

4) 试样阶段(试样设计和制造)

试样机设计；零件制造、部件装配、产品总装和调试；首件鉴定；编写材料、工艺、软件和产品规范草案；进行综合保障项目试验和鉴定；软件三方测试；编写环境试验大纲、可靠性研制试验大纲、科研试验大纲和评审；进行生产性分析；进行质量评审和试样样机科研试验评审。

5) 试样阶段(科研试验)

评审科研试验大纲；开展科研试验；更改完善全套生产图样、技术资料；冻结全套生产图样、技术资料及目录；确定材料、工艺、软件和产品规范；进行质量评审和转阶段评审。

6) 设计定型阶段

申请设计定型试验；开展电磁兼容性鉴定试验、环境鉴定试验、可靠性鉴定试验、设计定型试验、软件第三方测评、部队试验等；准备申请设计定型报告及附件资料；设计定型审查；批复后在图样、文件加盖设计定型专用章。

7) 生产定型阶段

组织小批试生产；组织试用和试用问题的解决；组织工艺鉴定；制定生产定型试验大纲；申请生产定型试验；组织生产定型试验；生产条件审查并鉴定；准备申请生产定型报告及附件资料；生产定型审查；批复后在图样、文件加盖生产定型专用章。

2　科研与生产交叉并行现状

2.1科研与生产交叉形成原因

按照武器装备研制程序的规定，典型的研制程序一般分为论证阶段、方案阶段、工程研制阶段(初样和试样)、设计定型阶段、生产定型(小批生产)阶段。然而，在技术可行、订购方急需时，往往需要通过实施科研与生产交叉并行方式来缩短装备研制过程向生产过程转化的周期，加速向批量生产转化，这既是一种权益之计，又是当前较为普遍的现象。通过实施科研与生产交叉并行，可以尽快为部队提供急需的武器装备，尽早形成战斗力。但是科研与生产是两个不同的阶段，呈现交叉并行状态时，必然会产生一些矛盾和问题。科研与生产交叉并行的研制模式产生主要是基于以下的现实需求：

1) 国际局势的紧迫性

由于国际局势紧张，我国周边东海、南海纷争不断，国家急需一批先进的“杀手锏”武器装备部队，进一步提高国防能力和水平。

2) 部队建设的急切性

为了打赢现代战争，军队必须加速实现武器装备的现代化和信息化；要实现武器装备的现代化和信息化，部队就需要尽快淘汰老旧装备，换装新型武器装备；由于军队建设急切性，注定了军工单位必须边科研边生产，才能满足部队的急需。

3) 企业竞争的需要

现代科技快速发展，部队急需新型装备，必然导致产品研制周期大大缩短；企业要生存，企业要发展，必须迅速适应短、频、快的科研生产节奏；能够及时、保质、保量地向部队提供适装装备，是企业在激烈市场竞争中的立足之本。

2.2科研与生产交叉现状

科研与生产的交叉并行是根据国家和部队急需在当前时期和特定情况下采取的特殊研制模式，其特点是一边研制一边生产，将原本分阶段的工作，集中到一个阶段开展，这个阶段既有研制阶段的工作，又有生产过程阶段的工作，还要穿插综合保障、外场试验等方面的工作，因此，这一期间装备研制的工作头绪增多，工作内容增加，工作难度增大。科研与生产交叉并行如图2所示。

图2　科研与生产交叉现状

3　科研与生产交叉带来的问题

科研过程与生产过程是装备研制的两个不同阶段，各有其自身特点和要求，当两者呈现交叉时，必然会导致科研与生产的冲突，进而影响到产品的技术管理、生产管理和质量管理工作。科研与生产交叉并行带来的问题主要如下：

1) 战技指标和各类试验验证不充分引入的风险

当科研与生产呈交叉状态时，科研样机的战技指标和环境适应性、可靠性、电磁兼容性、电源特性、软件等尚未经过正式的考核试验验证(如设计定型试验)，即启动装备生产会带来风险。在科研阶段后期，由于样机后续还要经历设计定型试验验证，图纸资料和技术文件还存在着较多的更改因素。如果后续通过完善设计才能满足要求，就会需要对同期已生产交付产品实施整改，这将给产品的技术状态管理和研制成本造成影响，带来风险；如果后续试验验证出现颠覆性问题，则将严重影响到产品的计划进度和已生产装备的使用。因此，产品还未设计定型就投产、交付，战技指标未经充分验证，潜在的技术、质量问题未得到充分暴露，会致产品技术和经济上的风险增大。

2) 技术状态未完全固化引入的风险

当科研与生产呈交叉状态时，由于还没有通过设计定型，甚至还没有进行设计定型试验，产品技术状态无法完全固化，其主要表现形式为图样和技术文件不确定性(即可能还会更改)。与此同时，产品的生产制造又要进行，而图样和技术文件又是生产、验收的依据，这就造成了样机技术状态的不确定性与产品符合性之间的矛盾。

如果设计定型时产品的更改较多，会对已生产产品的状态一致性、装备使用性、质量一致性造成不利影响，使产品技术状态管理难度升高，管理成本增加，也会给部队对装备的使用和管理带来困难。

3) 可生产性验证不足引入的风险

当科研与生产呈交叉状态时，产品的工艺方案和工艺路线、工艺规范、工艺流程未经小批试生产验证，产品可生产性不见底，即启动生产会带来风险，而且生产工艺的变化也会引起设计的更改。

批产工装、生产、调试、试验设备未经小批试生产验证，有可能不到位、不适用，造成生产能力不足，生产计划延迟。产品制造通常情况下应先建立较为完善的生产条件，并能呈现出稳定的批量生产能力，保证产品批次的一致性。但科研与生产交叉时，这种条件和能力尚不完备。由于研制进度的加快，以及生产的提前投入，会造成相关的生产资料的准备不足，图纸、技术资料以及相关的仪器仪表、工装模具的配备不完善，可能无法满足生产急需。同时生产资料未经试生产验证导致的不完善、更改多，会造成生产的反复，也为产品质量管理带来诸多的不便，造成问题的重复发生，加剧了质量与进度的矛盾。因此，生产准备时间短，工装设计、试制生产、工艺验证不充分，会导致工艺稳定性差，生产一致性差，使产品质量难以保证。

4) “四新”不成熟引入的风险

当科研与生产呈交叉状态时，由于新技术、新工艺、新器件、新材料的广泛应用，其在系统应用级别上尚未充分验证，会给系统集成带来风险。"四新"技术虽然在材料级、器件级、模块级经过了充分的验证，但在系统级别上工作的稳定性、适配性、批量生产的一致性等方面的风险还未得到充分释放，一旦在系统应用层面上出现问题，也会对装备的生产、质量造成严重影响。

4　科研与生产交叉并行下质量管理中的应对措施

装备科研与生产的交叉并行时期一般应在试样科研试验后期或设计定型初期，这时试样正样样机已完成设计质量评审，正在进行或即将进行设计定型试验验证，产品技术状态基本固化，生产条件基本具备，这是科研与生产交叉并行实施的基础。针对科研与生产交叉带来的问题，应提前考虑和实施相应的质量管控和应对措施，下文以雷达为典型复杂装备的代表进行说明[2]。

1) 针对战技指标和各类试验验证不充分的应对措施

充分开展风险分析与评估，识别技术、质量和进度风险，对关键技术、环节和路径提前布置应对措施。提前攻克关键技术，遵循装备一代、研制一代、预研一代的原则，开展关键技术攻关，提前释放技术风险[3]。开展技术成熟度分析，大力继承经验证的成熟技术，充分利用“三化”成果。有效进行仿真分析, 采用精益设计平台，使用数字样机技术，从论证和方案阶段起迭代进行仿真计算和分析，保证战技指标(含“六性”)不颠覆。不断创新验证方式, 采用虚拟数字样机、半实物、实物相结合的验证方式，充分验证战技指标[4]。提前开展指标验证，迭代进行验证评价,充分利用关键技术验证样机和初样机开展指标验证，根据验证评价结果，持续改进产品设计。

开展基于风险的质量策划，对识别出的风险项在质量控制中充分关注和切实落实。提前组织试验策划，各类试验全面充分，从组件、单元到整机提前进行全面策划，做到环境、可靠性、电磁兼容、电源特性、软件测试等各类试验验证覆盖全面。持续进行仿真试验，利用有限元、可靠性等仿真工具，迭代进行仿真试验，提前暴露薄弱环节，及时改进设计[5]。提前开展试验验证，从方案和初样阶段起，充分利用关键技术验证样机和初样机开展各类试验，做到关键环节、关键设备和产品整机试验充分，不断进行试验评价，及时固化试验验证成果，雷达装备试验策划和验证示例如表1所示[6]。

表1　提前策划和开展全面的试验验证

2) 针对技术状态未完全固化的应对措施

及早确定技术状态项和技术状态基线，对技术状态进行标识、控制、记实和审核。技术状态确定之后，严防对技术状态文件进行更改，设计更改要论证充分，从更改的风险、影响和范围等方面进行充分论证并组织各方评审，应评价更改对产品组成部分和已交付产品的影响程度，并按规定履行更改审批手续。对产品性能指标和使用性能有重大影响的更改应进行充分的试验验证，提交验证或确认报告并评审。

阶段性及时固化产品技术状态，在产品每转入下一阶段工作前，逐项梳理技术状态，开展图文物一致性检查，及时固化技术状态。严格各阶段的技术状态和设计评审，其目的在于技术状态阶段性控制，保证技术资料的完整性。建立产品单机档案和技术状态跟踪矩阵，做到每套产品记实清楚，过程可追溯，利用技术状态跟踪矩阵，做到解决问题的逐条销号。利用信息化平台实现技术状态刚性管控，利用LD、PDS、ERP、MES、Firefly、QMS、MRO等信息化平台刚性管控技术状态的标识、控制、记实和审核[7]。

3) 针对可生产性验证不足的应对措施

加强设计和工艺协同设计，提前识别工艺风险，设计之初工艺人员即提前介入，及时把握产品设计的可生产性，改进产品的设计和工艺。提前识别工艺风险，开展工艺验证，迭代进行验证评价，根据工艺试验评价结果，改进产品可生产性。生产准备提前启动，针对产品的批产工装、生产、调试、试验设备统一提前规划和改造。技术状态分阶段及时冻结，生产图纸、图样提前做到齐套、准确、一致、有效。通过提前策划组织相关的工艺评审和首件鉴定，对所用工艺以及工艺执行过程、工装模具、工艺参数的合理性、可行性、特别是批生产的工序能力进行确认，保证在科研和生产交叉的状态下，工艺质量的稳定。

提前策划开展生产准备状态检查，检查设计、工艺的可生产性，保证产品在科研与生产交叉时生产的顺利进行。生产准备状态检查主要包含设计文件(图样、技术资料)、工艺准备(工艺总方案、工艺文件、关键过程控制、特殊过程确认、首件鉴定、工艺装备)、生产设备、监视和测量装置、物资采购等方面，重点检查人、机、料、法、环，对检查中发现的问题限期整改，确保在科研和生产交叉的情况下，生产能顺利地开展。

4) 针对“四新”不成熟的应对措施

从论证和方案阶段充分识别新技术、新工艺、新器件、新材料的风险，提前策划和实施应用验证，释放风险。“四新”成果及时固化入库，方便产品借用，以提高产品成熟度水平。质量管控及时向配套厂家延伸，充分利用两厂四方保证体系，从原材料、元器件的选用，设计开发、生产、试验和质量验证等方面实施转阶段评审、鉴定等刚性管控机制。系统级应用验证采用虚拟样机、半实物仿真、缩比系统等方式提前暴露“四新”问题，释放使用风险。

5　结束语

科研与生产交叉并行是新时期和新形势下的产物，武器装备的研制生产周期被大大压缩，科研与生产交叉并行已成为常态，如何在高度交叉的科研与生产中做好质量管理工作，及时、保质、保量地向部队提供适装装备，需要我们快速适应、主动思考，转变思想，积极谋划，提前做好战技指标和各类试验验证，及时阶段性固化产品技术状态，策划与开展可生产性验证和“四新”应用验证，提前释放相关风险，以切实保证产品质量，向部队提供组装，好用的装备。。

[1]EVANS J R，LINDSAY W M. 质量管理与质量控制[M]. 北京：中国人民大学出版社，2010.

EVANS J R，LINDSAY W M. Quality management and quality control[M]. Beijing： Renmin University of China Press，2010.

[2]贲德. 机载相控阵火控雷达[J]．现代雷达，2001，23(1)：1-5.

BEN De. Airborne phased array fire control radar[J]．Modern Radar，2001，23(1)：1-5.

[3]王志强. 武器装备科研生产交叉中的风险分析[J]. 价值工程，2015(30)：3-5.

WANG Zhiqiang. Risk analysis for weaponry equipment research and production of cross[J]．Value Engineering，2015(30)：3-5.

[4]王贤宙, 吴睿. 全三维设计方法在某机载雷达中的应用[J]. 电子机械工程, 2015, 31(4): 60-64.

WANG Xianzhou, WU Rui. Application of whole three-dimensional design method in an airborne radar[J]. Electro-Mechanical Engineering, 2015, 31(4): 60-64.

[5]胡长明. 从结构设计角度探讨车载对空情报雷达机动性、可靠性、维修性、保障性提高方法[J]. 电子机械工程, 2005, 21(1): 1-4.

HU Changming. A study on improving the mobility, reliability, maintainability and supportability of rehicle-bosed air defense radar from structural design point of view[J]. Electro-Mechanical Engineering, 2005, 21(1): 1-4.

[6]刘向东. 设计质量是提高雷达产品质量的关键环节[J]．现代雷达，2015，23(3)：84-86.

LIU Xiangdong. Design quality is the key to improve the quality of radar[J]．Modern Radar，2015，23(3)：84-86.

[7]涂健，舒安民，杜振华，等. 从标准“7.4.4采购新设计和开发的产品”角度解读科研生产交叉并行项目的质量管理[J]．国防技术基础，2012(5)：29-31.

TU Jian，SHU Anming，DU Zhenhua，et al. From the standard “7.4.4 buy new design and development products”and view the research and production of cross project quality management[J]．Defence Technology Base，2012(5)：29-31.

王宏男，1965年生，硕士，高级工程师。研究方向为质量与可靠性工程、控制工程。

王宇歆女，1994年生，本科。研究方向为通信与信息工程。

Quality Control under the Cross State of Scientific Development and Production of Radar Equipment

WANG Hong1，WANG Yuxin2

(1. Nanjing Research Institute of Electronics Technology,Nanjing 210039, China)(2. College of Communication & Information Engineering,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210003, China)

The causes and the status of equipment development and production crossed the parallel is discussed. Then, the parallel problems of development research with production are pointed out. The idea of technology and quality management and control is put forward. Focus on how to play technical indicators, and various types of test validation in advance, carry out the technical stage curing control, early planning and implementation of production validated, and new technologies, new processes, new devices, new material, the application of technology and quality control measures are given.

radar equipment; research and production of cross; quality control; technical status

王宏Email：wh3065@163.com

2016-01-22

2016-03-23

TN957

A

1004-7859(2016)06-0013-05

DOI：10.16592/ j.cnki.1004-7859.2016.06.004