新一代运载火箭靶场操作细则研究

刘 洋，徐 寅，田呈强，樊 宇，刘瑞勋

(天津航天长征火箭制造有限公司，天津 300462)

0 引言

海因里希经过大量研究认为工作过程中的失误发生存在着“88∶10∶2”的规律，即100起事故中，有88起是由人的不安全行为引起的，有10起由物的不安全状态造成，而有2起是人难以预防的。由此可见，人的失误和操作不标准是导致工作事故发生或质量不高的主要原因。当前，随着新一代运载火箭质量管理要求的进一步提高，在靶场的操作类工作需要进一步量化及细化控制，而不是仅依靠图纸和工艺质量规程来保证。随着三维数字化设计手段在产品型号研制中的应用，大大提高了产品设计水平和效率，也提高了产品的可靠性。三维数字模型具有生动、形象、交互、易于理解等诸多优点，为了更准确地传递装配和操作信息，加强装配工艺对现场操作的指导性、增强操作过程监控的有效性、推动装配质量管理的智能性，在靶场操作工作过程中，将利用现有的三维数字化模型，集成计算机多媒体、总装数据库和网络等技术的优势，将内容繁杂的技术操作文件、岗位作业指导书等信息按照靶场精细化的标准有机地组织管理起来，通过优化靶场操作流程，将靶场作业指导书中的文字、确认表格、参考图像、工程图纸、声音、视频等多种信息形式重新显示在使用终端设备上，使操作人员能够以互动的方式进行查阅，将所需的信息准确地显示在用户面前。

1 运载火箭靶场操作细则内容及要求

靶场操作工作内容依照靶场工作流程及要求，按照火箭进场、转场及发射的顺序依次开展，操作内容和类别均较多，且各阶段工作层层递进，如果某一项操作存在问题，将会影响到下一阶段工作目标，给流程管理和质量管理带来较大影响。

以在飞某运载火箭为例，靶场操作类工作项目广义上有操作和检查两大类别，具体内容包括：产品卸车停放、状态恢复、交接、转场、对接、星箭联合操作、发射前总装及状态检查8项工作。整个操作工作依靠靶场和总装厂操作人员以及设计师按照产品图纸、工艺规程及检查表格进行操作和检查，一般工作流程如图1所示。

图1 某在飞火箭靶场操作工作流程

当靶场存在操作工作时，一般情况下，操作人员和设计人员都需要携带与当日工作相关的晒蓝图纸、检查表格、工艺规程和多媒体设备，这种操作模式工作量大、繁杂、易漏、易错、易丢失，且费时、费力、费资源。靶场工作项目与工作流程统一自动优化技术、操作要求及要点多媒体表达形式、检查表格和多媒体记录关联技术等都是新一代运载火箭靶场操作细则需要解决的问题。

靶场操作细则核心研究内容是对靶场操作内容进行系统性设计、实施和应用推广，目标是将精细化的质量管理理念与先进信息化管理技术相融合，以靶场流程管理系统为环境依托，实现靶场操作状态检查确认工作，同步实现靶场工作计划的信息化管理，减少现场人工管理工作量，提高工作效率，最大程度地减少误操作、漏操作等低层次质量问题的发生概率。

2 操作类工作可视化技术

操作类工作可视化技术主要包括：三维图纸管理和操作细则管理。在三维图纸管理中，使用可视化技术创建一个数字交互式零件管理库，以三维爆炸图的方式生动地展示复杂结构零件之间的连接关系。三维零件管理不同于传统的工程模式产品管理，图形窗口显示与CAD软件风格一致的三维零件图形，可实现旋转、缩放、移动、透视、爆炸等功能。浏览图形时，零部件图形和BOM表智能关联，三维图纸管理界面如图2所示。

图2 三维图纸管理界面

在操作手册管理中，复杂的机械装配结构和拆卸过程将以3D动画的形式清晰地展示出来，包括旋转、移动、拆除、拧紧和拧松等诸多常用操作类动作，通过添加、调整后可以快速发布成动画形式。发布结果页面中分为图形区和文字区，图形区显示与CAD软件风格一致的三维零部件图形，可以实现旋转、缩放、移动等全视角浏览；文字区是操作过程中的技术要求，这些信息是与当前3D动画自动关联的，随着动画的进行，文字信息也会自动滚动，使得操作人员可以更好地认识和理解工作内容。操作手册管理界面如图3所示。

图3 操作手册管理界面

3 检查表格可视化技术

目前，在靶场工作过程中，各种检查表格样式繁多，给操作类检查表格的精细化控制带来诸多困难。因此，需要根据检查数据的类型，利用信息化手段自动生成可操作及执行的表格。通过导入数据，系统可以自动生成可视化的表格,如图4所示。

图4 基于数据的可视化表格

系统采用B/S架构的可视化表格设计技术，将检查表格中的检查项均以结构化的方式存储于数据库中；系统使用数据模型存储和管理表格结构，通过表格制作工具的预览模式检查表格的可视化呈现。结合这两种技术，不仅可以对检测项数据进行结构化管理，而且可以满足操作员的显示要求。

4 多媒体记录与状态检查确认项的自动关联技术

运行状态检查数据主要分为两类:状态检查确认表单数据和现场多媒体记录数据。为了能够更好地帮助用户更准确地检查和记录数据，系统引入了多媒体记录功能模块，实现了多媒体记录和检查项状态的自动实现，改变了以前多媒体记录的检查结果需要人工建立关系状态。

5 结语

操作人员的不安全行为是导致工作失误的主要原因，如何在工作失误前进行预防是新一代运载火箭靶场工作需要提前思考的问题，如何将运载火箭靶场操作工作细化、量化且具有指导性是操作细则研究的重点内容。提前识别操作风险，进行安全性分析，做到工作之前每个步骤及项目有据可查、心中有数可节约时间、提高效率。

在飞火箭已经在靶场操作细化管理方面积累了丰富的经验，随着质量管理要求和信息化水平的不断提高，新一代运载火箭靶场操作细则需要集成计算机多媒体、总装数据库和网络等技术的优势，将内容繁杂技术操作文件、岗位作业指导书等信息，按照靶场精细化的标准有机地组织管理起来，通过优化靶场操作流程，将靶场作业指导书中的多种信息形式重新显示在使用终端设备上。