航天型号产品选用控制研究及实践

胡勇等＊ /北京宇航系统工程研究所

在以型号为主的科研生产模式下，各型号独立开展研制工作，所有资源都围绕型号配置，产品隶属于型号，产品研制只关注本型号的技术要求，导致产品状态多、通用性差、资源利用率低等问题。加强型号对货架产品的选用控制，可以降低成本、减少高风险且不必要的创新活动。各单位自开展产品化工作以来，经过不断探索与实践，初步形成了型号产品选用研制模式，促进了科研生产模式转型升级，但是型谱及货架产品的选用控制机制还需进一步加强，主要面临以下问题：

一是货架产品不够丰富，没有通过产品的型谱化、系列化发展来满足不同用户的需求，没有实现型号“有的选”；

二是货架产品对型号吸引力不强，成熟度不够高，可靠性不够强，合格率稳定性不够完善，成本不够有吸引力，没有实现型号“放心选”；

三是产品化工作没有深度融入型号研制流程，货架产品选用控制机制不够明确，政策激励和约束不够，没有实现型号“必须选”。

本文提出一种基于产品化大纲的型号选用控制管理方法，以产品化大纲为抓手促进型号产品化率的持续提升。

一、工作思路

2020 年，中国运载火箭技术研究院制定发布了《一院产品化制度体系框架》（见图1），其中规划了型号选用产品类相关规章制度，主要包括产品化大纲、产品选用管理要求、产品选用评审要求、型号产品化率及单位产品型谱化率算法、产品应用验证要求、产品质量检查确认要求、型号转阶段质量管理要求。框架的发布为研究院产品选用控制机制的建立奠定了基础，根据框架思路要求，需从建立产品结构树、丰富产品型谱及货架、制定型号产品化率评价体系、建立型号选用控制流程等方面开展工作。

图1 研究院产品化制度体系框架

1.建立产品结构树

通过对弹箭上产品及地面产品进行梳理，形成产品种类齐全、名称统一规范、描述科学、通用类型准确的产品结构树，覆盖宇航、武器、上面级等领域，是全院产品化工作规范管理的基础。依据分级分类方法将产品结构树分为4 层，一层为系统层，二层为分系统层，三层为子系统层，四层为单机层；将平台类产品和不能通用的复杂单机分解到模块/零部组件级。通过产品结构树确定产品化产品对象，为各单位开展货架建设和型谱建设提供依据。产品结构树实例如表1 所示。

表1 产品结构树实例

2.丰富产品型谱及货架

针对已有产品进行性能提升，并对新研产品进行合理规划。产品结构树中的货架类单机和模块/零部组件需逐步实现100%型谱编制，原则上自主设计产品由本单位编制型谱，非自主设计产品需牵引外协设计单位形成型谱；针对多定点设计生产、从顶层加强型谱规划的产品需由总体单位牵头各设计单位完成型谱统型。

型谱中成熟度达到三级的产品上货架，同时，为进一步丰富货架产品，考虑将经过多次飞行试验考核、可靠性高、通用性强的产品上货架。货架产品需不断提升成熟度和可靠性，在原成熟度评定要素基础上，从设计、生产、使用等方面继续细化要求。

一是借鉴火工装置类单机产品按Q/QJA 748.5《航天火工品系统研制 第5 部分：检验与试验要求》开展工作的成功经验，货架产品在设计方面需加大试验量级考核，在型号鉴定量级的基础上开展拉偏试验，提前发现潜在的薄弱环节，并进行改进。

二是产品化的目标是实现产品稳定、高效、可靠地生产及复制，分析历次产品质量问题可知，生产环节的人为操作因素是影响产品可靠性的重要原因，因此考虑增加产品关键工序自动化率的考核。通过关键工序的识别及自动化率的提升，达到产品可靠性提升及可快速复制的目标。

三是产品操作复杂、测试环节多、维护工作量大也会导致产品可靠性降低，因此在使用环节增加对易用性的考核，高可靠的产品需实现强易用性。

3.建立产品化率评价体系

《集团公司新时期产品化工作总体方案》明确“型号产品化率”是指选用的产品化产品占所有配套产品的比例。为了实现航天科技集团目标，并为型号产品化工作提供具体支撑，需给出产品化率的具体计算方法，建立起全院层面的产品化率评价体系。

产品化工作的对象是可产品化的产品，产品化率应真实反应型号对可产品化产品的选用及培育程度，因此进一步明确“型号产品化率是指本型号产品化产品占在统计范围内的产品结构树中可产品化产品总数的比例”，电缆网等不可产品化产品不在统计范围内。

考虑不同分系统、单机的技术特点，引导重点系统、单机开展产品化工作，可对分系统、单机产品予以不同权重，但权重需由上一级组织确定。即型号确定各分系统权重，分系统确定各单机权重；不可直接通用的平台及复杂产品按其可通用模块/零部组件在产品中的比例进行统计。

在货架产品不够丰富的现状下，型号立项初期的产品化率往往较低，为了促进型号对通用产品的培育，提出通用产品培育率的考核指标。通用产品培育率指型号培育通用产品在型号所有新研可产品化产品中所占比例，通过型号培育，可实现定型前产品化率满足要求的目标。通用产品培育率是型号和产品化工作有效结合的重要手段。

产品化率统计需确定统计数据采集的时间界限，即能够描述某一时间点的产品化率水平。型号产品化率一般按型号研制阶段统计，如方案阶段、初样阶段、试样阶段的产品化率；或按时间节点统计，如某年度的产品化率。

为支撑产品化率评价体系的建立，研究院从顶层发布《型号产品化大纲》标准，明确型号产品选用控制的9 个环节（见图2），规划型号全生命周期的产品化工作，确保产品选用落地。

图2 型号选用产品关键环节

4.建立选用控制流程

型号选用控制流程包括执行产品化大纲、统一化标准纳入型号选用范围、选择货架产品、开发通用产品、选用评审、型号应用货架产品、型号转阶段等活动，如图3 所示。研究院制定《型号产品选型应用管理办法》，明确了各方职责、产品选用一般要求、新研型号选型应用要求、在研型号选型应用要求等内容，落实产品化大纲，以产品化大纲为抓手促进型号产品化率的持续提升。

图3 型号选用控制流程

一是产品化指标设置既要充分继承，又要兼顾创新；既要简单，又要操作性强；既要严格要求，又要脚踏实地。型号研制之初要制定指标，分解指标，研制过程要闭合指标。选用控制流程要和型号研制流程紧密结合，结合型号的关键节点，设置“强制检验点”，修订型号转阶段质量管理要求（Q/Y 568），把产品化大纲规定的工作项作为型号转阶段审查项，使选用控制流程成为型号研制的重要组成部分。

二是选用控制流程的相关方包括研究院、型号队伍、总体单位、分系统单位和产品研制单位。相关环节包括：第一“选”，选择对象包括单机或部组件，包括直接选或更改后选，包括选成熟产品或规划中的产品；第二“用”，即更好地应用产品，服务于型号；第三“控制”，即对关键环节进行把关。

三是建立院所两级选用审查机构，发挥组织综合统筹职能，对选用情况进行把关。厂所级审查机构负责把关本单位承研范围内的分系统、单机的选用及培育情况；院级审查机构对本型号产品化率总体情况进行把关，对接协调各项问题。

二、项目应用实践

研究院已完成多个新立项型号产品化大纲的编制及专项审查工作，对型号后续研制过程中产品化工作的开展起到了关键作用。型号产品化工作整体思路如下：

（1）型号负责建立产品化工作体系：由型号指挥管理部门负责制定、监督、考核产品化工作计划，提供产品化工作保障条件；设计师系统负责制定产品化大纲，按照型号研制阶段更新，并开展产品化设计分析评估工作。

（2）型号要求按照产品化设计原则，充分继承已有设计，依托型号通用技术，减少专用件的设计，提高效益的同时，保证产品质量。

（3）针对新研产品设计，型号建议充分考虑产品未来的发展需求和各型号之间的通用性，提高产品的通用化水平和先进水平，牵引后续培育为货架产品。

（4）按照《武器单机级产品成熟度定级实施细则（试行）》对培育的通用产品统一组织开展逐级的产品成熟度等级评定工作。

（5）在初样、试样阶段，型号培育的通用产品需策划并完成1 级（原理样机产品）、2 级（工程样机产品）成熟度评定相关基础试验，至型号首飞前完成3 级（飞行产品）成熟度评定。

（6）在型号定型前，实现产品化目标。

以某型号为例，立项初期产品化率为59%（详细数据见表2）；经过研制阶段的通用产品培育等产品化工作，预计定型前新产品培育率可达79.4%，产品化率可达92.8%（详细数据见表3），满足航天科技集团产品化率要求。

表2 某型号立项初期产品化率

表3 某型号定型前产品化率（预计）

三、关于选用控制的几点思考

1.产品选用控制机制的建立是科研生产模式转型升级的体现

型号产品选用控制涉及环节多，需要在以型号为主导的管理体制下，融入产品研制管理体系，通过制定标准、固化流程，促进产品化工作常态化、有序开展。一方面型号产品选用控制优化了产品化工作模式，另一方面产品化工作模式的调整升级也能强化产品选用控制机制的执行，有效促进了产品化工作与型号的深度融合。

2.产品选用控制需要按照“型号纵向抓总、单位横向支撑”的模式统筹推进

总体和单机应协调一致，统一推进。总体从技术要求统一、接口状态统一、环境试验条件统一等顶层规划着手，开展平台的通用化工作，对单机开展产品化起到牵引作用。型号研制阶段产品化工作计划与各单位实际产品化工作进度可能会存在不协调，应在研制过程中紧密沟通、相互配合，从管理、计划等方面采取一定的保障措施，降低产品化研制风险。

3.产品选用控制是不断深入的，策略和方法需要结合实际不断加以完善

产品化产品选用控制处于推广阶段，型号应全面贯彻产品化设计理念，尽量选取货架通用产品实现基础功能，对于新技术研发的可通用的新产品，争取实现产品的培育转化。型号总体及各分系统应根据产品特点，分类施策，引导需要开展且适合开展产品化工作的分系统及单机充分落实产品化工作要求，保证院产品化工作总体目标的实现。

本文阐述了一种基于产品化大纲的型号选用控制管理方法，重点介绍了产品结构树的构建方法、丰富型谱及货架的途径，建立了院级产品化率评价体系及产品选型应用管理相关制度。结果表明，该方法能够较好地指导总体院型号产品化工作的开展，有效提升型号产品化率，促进产品化工作与型号深度融合。本文提出的产品化率评价体系对集团内其他院所的产品化管理工作具有借鉴意义。下一步的研究方向考虑如何通过产品化工作模式及产品化队伍配置的优化调整更好地实现型号产品选用控制。