浅析航天计量器具的管理

任 晖 李玉华 吴春婵 麦 吉 李 威

(北京航天计量测试技术研究所，北京 100076)

1 引 言

2013年，国家发布了《计量发展规划(2013-2020年)》，明确提出了强化计量管理的要求，国防科工局《国防计量监督管理条例》、《国防科技工业计量监督管理暂行规定》以及《(GJB5109)装备计量保障通用要求-检测与校准》都对武器装备计量管理和计量保证工作提出了明确的要求。

航天计量工作伴随着中国航天事业的开拓孕育而生，并伴随着航天事业的蓬勃发展，在确保型号量值传递准确统一，解决型号计量测试技术难题，突破武器装备发展技术瓶颈等方面发挥了重要基础保障作用。在当前高质量保证成功、高效率完成任务、高效益推动航天强国和国防建设的发展要求下，航天计量工作也面临着新的机遇和挑战，持续推进计量统一规范管理，进一步强化计量测试在型号质量提升中的作用，推动计量产业发展，不断适应“三高”发展要求具有重要意义。这其中，加强在计量体系中占有重要地位的计量器具管理就显得极为重要。

2 航天计量支撑型号质量提升情况

多年来，航天计量工作面向型号产品科研生产、面向国民经济建设，坚持军民融合、计量与测试结合、服务与监督结合的原则，构建了航天计量保证模式。一是为型号提供常规计量保障，保证了设备的准确可靠。二是支撑靶场型号试验，直接或间接参加型号试验，解决参试设备溯源及现场测试等关键问题。如武器装备发射瞄准校准，运载火箭冗余惯组初始姿态测量、整流罩分离姿态测量、贮箱加注变形量测量、箭体尾段起飞漂移量测量等。三是开展型号专用计量测试设备研制。如在新一代运载火箭等重大型号研制过程中，开展了测试校准方法研究、专用测试设备研制等一系列型号计量保障工作，解决了型号大部段自动对接、大推力发动机推力校准等问题。四是解决型号研制过程中不可检、不可测问题。如根据型号需求或总装厂需求，解决了常规液体发动机环小孔测试、质心转动惯量自动化测试等计量测试难题。

由于航天产品的特殊性，决定了航天计量以及计量器具管理均有着不同于传统计量管理的特殊性，特别是在专业计量机构和科研生产单位配备了大量型号专用或通用测量设备。一些设备工作条件和使用环境特殊，需要在工作状态和特殊环境下计量；部分设备不易拆卸，需要开展现场、在线计量；部分测试设备参数多，功能复杂、综合性强、集成化程度高，需要对整体性能指标进行校准。因此，计量标准器具管理之外，型号专用或通用测量设备的全生命周期管理需要重点关注。

3 航天计量器具管理现状分析

3.1 计量器具管理要求

计量是工业发展的重要技术基础，体现了法制性、先行性、系统性等特点，国家、国防科工局、集团公司对计量管理都提出了明确要求。全国人大常委会颁布的《中华人民共和国计量法》，对计量基准器具和计量标准器具的管理做了明确规定。国防科工局颁布的《国防计量监督管理条例》(中央军委第54号令)，明确对军队和国防科技工业系统计量标准器具及其计量保证与监督管理工作提出要求。航天计量器具管理不仅应符合相关法律、法规要求，还需针对航天产品研制、试验、生产、列装或发射全过程使用的通用及专用测试设备实施管理,并提出更高的要求。做为中国航天事业的发祥地，中国航天科技集团有限公司第一研究院在质量管理工作中明确提出了“配置了满足需要的可靠性设计、分析、验证等工具软件以及计量检测设备”的要求，出台院级标准《(Q/Y 725-2017)计量管理与监督》、《(Q/Y 102-2010)专用测试设备计量管理规定》等一系列计量相关规定，对计量标准器具、通用测量设备和专用测试设备等的管理都提出了明确要求。

3.2 计量器具分类管理情况

航天计量器具涉及到型号产品全生命周期的各个环节，种类多，专业多，参数多。一般航天计量器具分为计量标准器具和计量器具(测量设备)两类。

(1)计量标准器具管理包括建标准备、建标考核、有效性确认、使用和维护、计量管理等。

(2)测量设备管理分为通用测量设备和专用测试设备。通用测量设备应建立测量设备台帐，制定周期溯源计划，并实施动态管理；新购置的测量设备，对其计量性能进行检定或校准，合格后方可办理接收手续；自行研制的测量设备，需要有计量管理机构参与验收；测量设备应向一二级计量技术机构进行溯源，并在有效期内使用；没有溯源渠道的测量设备，应进行比对或能力测试，比对时间间隔不得超过2年。专用测试设备分关键专用计量测试设备、重要专用测试设备和一般专用测试设备三类，在建立台帐并统一编号，分类管理的同时，使用前进行校准并对校准结果进行计量确认；设计、使用单位计量人员参加专用测试设备验收；综合参数专用测试设备进行综合校准。

4 计量器具管理中存在的不足

随着航天科研生产任务日趋繁重、质量保证能力和效率要求不断提高，计量工作也面临更高发展要求，对计量技术、计量能力、计量器具等管理工作都提出了新的要求。对于计量器具管理来说，原有的一些方式方法已不适应当前发展需求，需要针对存在的不足进一步加以完善。

4.1 计量器具的统筹管理有待加强

据了解，美国波音公司计量中心承担整个公司基本量的量值传递和溯源工作，并对计量与测试设备采用金字塔形分级管理模式，所有校准或校验合格的计量和测试设备都被“金字塔”覆盖。以美国为代表的发达国家，军方为保障武器装备性能处于良好的战术技术状态都建立了相应的计量测试技术及设备管理的保证体系。如美国海军测量设备的校准不搞“就地就近”，无论在何地，所有海军设备都必须纳入海军校准计划，由海军校准团体完成校准工作。在国内，奇瑞汽车的计量统筹管理很具有代表性，在其计量三步走发展规划中，明确第一步就是要实现测量设备受控，测量设备全生命周期统筹管理，经过多年努力目前该目标已经实现。而航天计量器具管理多处于厂所“各自为政”的情况，对于摸清计量器具底数、实施有效监督和管控带来较大困扰。

4.2 需要提高计量器具溯源需求传递的有效性

航天产品在技术上具有高、精、尖的特征，系统庞大复杂，涉及的科学技术领域广泛，新技术多，技术难度大。因此，相应要求计量测试的新参数多，精度高，量程宽，频段广。即使某些参数的测量精度要求不算高，但是工作环境或工作条件比较特殊，如何实时有效的测量和计量，技术上难度是比较大的。尤其是产品应用背景的特殊性带来应用环境的复杂性，在计量测试机构不清楚航天产品及相关计量器具特殊需求的情况下，用常规方法开展检测校准，容易带来比较大的问题。如型号经常使用涡轮流量计测量各种温度条件下的红油流量，在不同的温度下，红油粘度差异很大，因而同一支流量计表现出不同的流量特性，常温下得到的校准结果在高低温工况下使用将产生巨大误差。因此，要确保计量器具溯源需求能够有效传递。

4.3 专用测试设备计量管理存在短板

专用测试设备具有种类繁多、使用有效期短、涉及参数多、结构复杂、没有完善的量值溯源渠道等特点，造成了管理难度加大，不易受控。一是长期以来，计量工作的重点往往放在计量标准器具上，如计量标准器具和通用测量设备的周检率、合格率等，而忽视了专用测试设备的校准和管理；二是专用测试设备种类繁多，规格不一，在短时间内难以健全全溯源链；三是专用测试设备一般均为非标设备，造成没有现成的国家或行业计量技术规范可用；四是对于一些专用测试设备，国家或行业没有建立起最高计量标准，导致专用测试设备无从实现量值溯源。

5 加强计量器具管理的对策研究

5.1 实施计量器具溯源统一管理

至少在研究院层面，对通用计量器具、专用测试设备量值溯源实施统一管理。由院属专业计量机构作为计量支撑单位和归口管理单位，一是摸清现有计量器具底数，确保计量器具台帐全覆盖，及时更新维护信息，计量器具实际溯源情况与证书一致，帐物相符；二是由专业计量机构负责计量器具溯源统一管理，实现“统进统出”，对于内部计量机构能自行解决的即自行完成，需外协其他计量检测机构的，由专业计量机构统一安排，从而发挥专业计量机构的专业和抓总作用，提升计量管理质量和效率；三是专用测试设备设计、引进、购置过程中，专业计量机构充分参与并识别专用测试设备计量特性，明确计量技术要求，确定计量方案和溯源途径。

5.2 强化下游配套单位计量管控

参照航天产品质量保证要求传递方式，将航天计量测试要求传递到下游单位，实施有效管控。一是有效传递航天计量测试要求，严格特殊计量测试需求管理，定期实施监督审核，确保下游配套单位计量测试设备溯源有效、生产设备精度满足要求；确保计量测试外包单位质量体系运行过程受控、证书结果有效，了解承担的特殊计量测试任务需求，且人员、设备、方法满足要求并经过充分确认。二是要对计量外包单位进行梳理，明确准入要求并建立计量外包供应商负面清单，对合格计量外包单位定期开展培训，及时传递最新要求。三是逐步将航天计量自身的计量测试服务，如检测校准服务、信息化管理等覆盖下游配套单位，促进上下游单位溯源渠道受控、一致。

5.3 抓好专用测试设备计量管理

通过实施计量统一、规范管理，逐步规范专用测试设备固定资产管理，并在此基础上，不断弥补专用测试设备计量管理短板，确保专用测试设备从计量方法、管理等环节准确可靠受控。一是采取分步实施的方式。专用测试设备在航天科研生产单位大量存在，一蹴而就彻底解决专用测试设备溯源等管理问题不现实，可以先对各院、厂所专用测试设备的分布情况、目前状态进行广泛调研、统计，分门别类后首先针对量大面广、关重作用等几类设备完善计量管理。二是加强专用测试设备可计量性管理。在专用测试设备设计阶段，要对专用测试设备所涉及的量值加以分析，确定校准这些量值的能力，并在设计方案中确定计量端口，并由专业计量机构着手设备校准方法的研究工作；在专用测试设备研制生产及工作阶段，专业计量机构参与对设备的评审把关，对校准工作实施周期管理。

5.4 建立计量器具管理信息平台

建立航天计量信息化管理系统，通过信息化管理手段实现计量器具的全生命周期全流程全覆盖管理，实现计量监督的全面覆盖。通过搭建成熟的计量信息管理标准体系实现计量器具动态精细化管理的诉求，并通过体系化、平台化、智能化计量业务的平台搭建，可支撑型号质量量化的控制，建立100%全覆盖的信息化计量监督检查机制，实现计量器具台帐、计量周期、证书、原始记录、状态等的信息化管理，覆盖“人(人员)、机(仪器)、料(检品、材料)、法(标准、方法)、环(环境)、测(检测)”全要素，提升计量业务综合管理水平。

6 结束语

航天计量测试诞生于航天技术发展需求，并伴随着航天技术的发展壮大而达到现今水平，因此航天计量测试的发展基础在航天事业，立足点也在航天事业，解决航天事业的计量测量问题是航天计量的根本职能和发展的重要出路。计量器具管理作为航天计量管理的重要工作，其管理水平的高低，对于提高计量测试服务保障航天产品质量具有重要影响，其管理方式方法还需要在后续工作中不断地通过摸索和实践加以完善。