◎中国航天标准化与产品保证研究院 陆宏伟等
产品成熟度定级与航天装备试验鉴定工作浅析
◎中国航天标准化与产品保证研究院 陆宏伟等*
20世纪70年代,NASA提出了技术成熟度的概念,强调从技术开发到产品转化过程中新技术应用的完备性及其验证的充分性。2003年,美国国防部颁布了《技术成熟度评估手册》,将技术成熟度等级划分为9级,2009年又颁布的《制造成熟度评估手册》将制造成熟度等级划分为10级。在国内,中国航天科技集团公司2003年提出了产品成熟度的概念,2010年发布了企业标准Q/ QJA 53《宇航单机产品成熟度定级规定》,将单机产品成熟度划分为8个等级,并给出每个成熟度等级的定级条件,2013年又发布了Q/QJA 146《宇航单机产品成熟度定级实施细则》,进一步规范了产品成熟度的定级。
与产品成熟度定级相关的概念主要有产品成熟度、产品成熟度等级、产品成熟度定级。其中,产品成熟度是对产品在研制、生产及使用环节等全生命周期所有技术要素的合理性、完备性以及在一定功能、性能水平下质量稳定性的一种度量。产品成熟度等级是指对产品成熟度进行度量和评测的一种标准,它将产品从初次研制到技术状态固化的过程划分为8个等级,表征了产品的完备程度,明确了产品研发、生产、应用等活动的基本路线图,为产品选用提供权衡比较的参考依据。产品成熟度定级是指采用产品成熟度等级标准对产品在设计、生产和使用环节各要素的成熟程度进行评价的方法、过程和程序,是一个系统化的基于一定规律的事实程序。
试验鉴定是武器装备采办过程中的重要环节,在武装装备试验鉴定方面,美国最具有代表性。从20世纪90年代起,美国国防部对试验鉴定工作进行了重大改革,采取了一系列强化试验鉴定的新举措,并通过增加投入确保试验鉴定能力与武器装备的发展相适应。20世纪70~80年代,我国开始开展武器装备的定型工作,但仅限于在常规武器装备领域,对于航天装备的试验鉴定工作却一直没有明显进展。随着航天装备科学技术的不断发展和高强度研制、高密度发射的常态化,航天装备试验鉴定对于保证航天装备的质量,促进航天装备的发展,提高其作战效能和部队适用性具有重要的意义。
航天装备试验鉴定是指通过规范化的组织形式和试验活动,对其技术性能和使用效能进行全面考核并独立作出评价结论的综合性活动。其贯穿于航天装备发展全生命过程,是航天装备建设决策、采购管理、发现问题缺陷等的重要手段。
1.应用目的一致
开展航天装备试验鉴定工作,对其技术性能和作战效能给出尽可能真实、客观、全面的评价,从而使航天装备系统设计人员验证设计方案的可行性和正确性,以及查找产品研制中存在的问题,识别薄弱环节,为保证航天装备质量发挥把关作用;为确保航天装备的最终用户准确掌握其性能、作战效能和使用条件,不断改进战术和作战能力提供支持;为决策部门制定航天装备采办方案提供可信、可靠的决策依据。
开展产品成熟度定级工作,对航天装备在设计、生产、试验和使用等全生命周期所有技术要素进行客观评价,识别产品在研制过程中的薄弱环节,并提出改进建议,从而规范产品在设计、工艺、试验验证和过程控制等方面的工作,实现航天产品精细化质量管理,不断提升产品的整体质量和稳定性;引导研制单位按照航天产品型谱开展产品研发、成熟度提升、定级、生产、应用、改进和更新换代等工作,使产品的质量与可靠性水平逐步提升并日益稳定;为航天产品用户单位了解配套产品的成熟程度提供依据;为航天产品可应用程度的不断提高,引导型号总体单位选用高成熟度产品提供支持。
通过对两者应用目的阐述可知,其都是通过评价的方式识别产品在研制、生产和试验等过程中的薄弱环节,促进航天产品的质量和可靠性提升,为装备的状态固化奠定基础,为装备用户单位掌握产品能力和型号单位选用产品提供重要依据。
2.融入装备研制过程
美军坚持把装备试验鉴定贯穿于装备发展全生命过程,并从装备立项论证开始时就要明确立项装备试验鉴定工作的总体目标、主要任务、经费安排和措施要求等规划计划工作,在装备研制的不同阶段开展研制试验和作战试验,从而判断装备是否满足相应技战术指标要求,并实施装备的鉴定定型工作,最终为用户单位使用管理提供支撑。
产品成熟度定级模型在建立之初就考虑与航天产品的研制流程相匹配,在要素设置上,按照产品生存周期的一般规律,将其划分为设计、生产和使用3个部分,然后又针对每部分具体细化了8个要素23个子要素,明确了每个部分需开展的基本工程活动,覆盖航天产品发展全生命过程。在等级设定上,按照产品的研制一般规律,将成熟度等级划分为1级(原理样机产品)、2级(工程样机产品)、3级(飞行产品)、4级(一次飞行考核产品)、5级(多次飞行考核产品)、6级(状态固化产品)、7级(小批量生产产品)和8级(大批量生产产品),明确了每个等级的定义及定级条件,覆盖了产品从原理模型阶段到成熟产品阶段的整个过程。
我国航天装备试验鉴定体系的建设还处于起步阶段,制度和标准规范等正在编制中,可以通过借鉴美军成熟的作法,将试验鉴定工作贯穿于装备发展的全生命过程,与装备的研制、试验和使用管理等工作应紧密结合。近些年,产品成熟度定级工作在航天科技集团内大力推行,并且逐渐被型号总体和研制单位理解和认可,成熟度定级工作已与各型号产品的研制并行开展,成为型号产品研制工作的一部分内容。
3.覆盖产品各个研制阶段
不论是产品成熟度定级,还是航天装备试验鉴定,均覆盖了航天产品从立项论证到产品研制再到后续的产品应用即航天产品发展的全生命阶段,如产品成熟度定级根据航天产品的一般发展规律,覆盖了原理样机阶段、工程样机阶段、一次飞行阶段、多次飞行阶段和技术状态固化阶段等;试验鉴定覆盖了装备规划计划阶段、立项论证阶段、研制阶段和作战试验阶段等。同时,在装备各个阶段有针对性的开展评定工作,其结果更为客观和准确。另外,航天产品具有小子样、一次成功、高风险、高投入等特点,因此,产品研制过程中的质量控制和试验数据积累就显的尤为重要,产品成熟度定级和试验鉴定正是为了控制质量、提升可靠性、积累试验数据和使用数据,从而持续改进和完善产品,确保顺利完成各项型号任务。
4.构建完整的评估体系
产品成熟度定级和航天装备试验鉴定作为航天装备研制过程管理的重要手段与工具,正逐步形成集组织结构、职责分工、标准规范、技术方法和实施程序于一体的完整管理体系。如在产品成熟度定级方面,航天科技集团宇航部作为产品成熟度评价的主管机关,管理航天科技集团公司内各院或厂所的产品成熟度定级工作,宇航产品成熟度评价中心作为第三方评价机构支撑集团宇航部和指导各院或厂所产品成熟度定级工作的实施。
1.实施主体不同
产品成熟度定级实行统一管理、分级负责的原则,航天科技集团宇航部是集团公司宇航产品成熟度定级的主管部门,对宇航产品成熟度定级工作进行统一管理。一般情况下,产品的1~3级实施与批准工作由厂所产品成熟度定级主管部门负责,4~5级由院级产品成熟度定级主管部门负责,6~8级由航天科技集团宇航部负责。航天装备试验鉴定工作将参考武器装备鉴定定型的程序,其定级由不同的定委进行审批。其实两者的批准都实行的是分级负责的原则,这样有利于相关工作充分的开展,减轻了顶层主管部门的工作量,但是两者相应级别批准实施的主体各不相同,产品成熟度定级的批准部门只包括航天科技集团公司主管机关和研制单位的主管部门,而航天装备试验鉴定的批准部门既包括军方定委,还包括装备研制方的主管部门。
2.审查重点不同
试验鉴定重点审查试验大纲中规定的试验是否按相关要求开展,确认试验结果是否满足相应要求,其审查内容只关注与产品的试验和鉴定有关的内容。产品成熟度定级的审查内容不仅包括产品试验的内容,从产品设计之初到产品的生产以及后续的使用方面的相关内容都作为产品成熟度要审查的内容,如:产品研制技术要求的识别、产品技术流程和计划流程的制定和控制、产品RMS的设计、分析与验证、质量问题归零、工艺选用、外购外协项目控制、产品使用数据的分析和利用等内容。因此,产品成熟度定级相比较试验鉴定在审查内容方面,其更为广泛。
产品成熟度定级通过对产品在设计、生产、试验、过程控制和使用等方面进行全要素评价,识别产品的研制问题和管理缺陷。另外,在产品成熟度评价模型中单独设置了“试验验证项目的实施及结果”子要素,其要求是按照已确定的产品研制技术要求,检查针对产品试验验证活动的策划和实施情况,从而验证各项技术要求的实现程度。这其实与航天装备试验鉴定的要求基本一致,即根据总体技术要求,确定产品应达到的战技指标,然后通过策划和论证确定测试产品能力的各项试验,最后通过规范化的组织形式和试验活动,对航天装备技术性能和使用效能进行全面考核与独立评价,并给出评价结论。
但是“试验验证项目的实施及结果”只是产品成熟度定级的23项工作中的1项,通过对这23项工作评价,使最终的评价结果更能准确和真实的体现产品的成熟程度。将产品成熟度定级与航天装备试验鉴定工作结合开展,对整个航天装备试验鉴定工作的实施具有两方面的积极效果,一方面可以双重复核产品试验活动的实施和管理情况,将产品成熟度定级中试验子要素的评价结果与航天装备试验鉴定的结果相对较,2个结果相互补充和支撑,从而增强航天装备试验鉴定实效性;另一方面通过产品成熟度定级对产品全要素的评价,有助于军方用户了解产品在设计、生产、试验和使用等方面的实际情况,摸清产品水平,进而为开展航天装备试验鉴定工作提供支撑。
笔者通过对产品成熟度定级和航天装备试验鉴定工作进行分析,以及对两者关系的分析可知,产品成熟度定级与航天装备试验鉴定工作是相辅相成的,且产品成熟度定级更多的是支撑航天装备试验鉴定工作的实施。产品成熟度的定级可作为整个试验鉴定体系中的一项重要工作,为试验鉴定工作提供重要指标参考,根据产品成熟度的定级结果,可以了解产品研制过程中的合理性、完备性以及在一定功能、性能水平下的质量稳定性和可靠性水平,进而丰富了试验鉴定结果形式,更好的支撑用户全面掌握装备能力。▲
*其他作者:薛毅、李罡(中国航天科技集团公司)、韩天龙(中国航天标准化与产品保证研究院