袁家軍

(中國航天科技集團(tuán)公司,北京 100048)

1 引言

航天工程系統(tǒng)及其產(chǎn)品的研制活動一般具有探索性、先進(jìn)性、復(fù)雜性、高風(fēng)險性的突出特點,并具有高可靠、高質(zhì)量、小子樣研制及“一次成功”等特殊要求。

探索性是指在航天工程實踐中,科學(xué)、技術(shù)和工程問題相耦合,給工程實施帶來眾多不確定性;先進(jìn)性是指航天工程需要最新科技成果集大成,即需要綜合運(yùn)用相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域最前沿的研究成果,使得航天工程成為技術(shù)先進(jìn)性最為突出的復(fù)雜工程系統(tǒng);復(fù)雜性是指跨學(xué)科集成,跨行業(yè)協(xié)作,系統(tǒng)龐大,參與人員眾多,技術(shù)和管理復(fù)雜性高;高風(fēng)險性是指發(fā)射后不可維護(hù),局部問題可能導(dǎo)致整體失效;航天產(chǎn)品一般為單件研制,在小子樣情況下實現(xiàn)高可靠、高質(zhì)量要求,特別是重大航天工程影響大“一次成功”的難度極大。以上這些特點和要求都對航天系統(tǒng)開發(fā)和產(chǎn)品研制工作提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。另外,航天技術(shù)快速發(fā)展,使得越來越多的沒有航天產(chǎn)品研制經(jīng)驗的新單位和人員加入到系統(tǒng)開發(fā)隊伍中來,進(jìn)一步增加了技術(shù)集成和工程管理的難度。

技術(shù)、產(chǎn)品、管理和隊伍等的成熟是航天工程成功的重要保證,技術(shù)管理和隊伍的成熟則是產(chǎn)品成熟的前提,探索和把握產(chǎn)品成熟的規(guī)律反過來對于促進(jìn)技術(shù)、管理和隊伍能力的提升提供了方向和步驟。因此,從理論上搞清實現(xiàn)產(chǎn)品成熟的途徑和流程是航天系統(tǒng)工程理論和方法創(chuàng)新的重要課題。

我國航天領(lǐng)域產(chǎn)品成熟度的研究始于2003年,主要是為適應(yīng)航天科研生產(chǎn)由單件研制向小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)型這一新的發(fā)展趨勢,針對航天產(chǎn)品研制品種多、狀態(tài)多、研制隊伍相對分散、老產(chǎn)品質(zhì)量問題多、產(chǎn)品創(chuàng)新能力相對不足等問題而開展的。本文在對2003年以來研究工作階段成果進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上,針對航天產(chǎn)品高可靠、高質(zhì)量及小子樣研制的特點,運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法,提出了產(chǎn)品成熟度理論框架,對產(chǎn)品成熟度的概念及產(chǎn)品成熟的本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行了探討,對航天產(chǎn)品成熟度快速提升的途徑和方法進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。

2 美國技術(shù)成熟度與制造成熟度簡述

2.1 技術(shù)成熟度

技術(shù)成熟度(Technology Readiness Levels,TRL)是在20 世紀(jì)70年代由美國NASA提出。2003年美國國防部頒布了技術(shù)成熟度評價手冊,主要針對應(yīng)用新技術(shù)研制的新產(chǎn)品,強(qiáng)調(diào)從技術(shù)開發(fā)到產(chǎn)品轉(zhuǎn)化過程中的新技術(shù)應(yīng)用的完備性及其驗證的充分性兩個方面,并以技術(shù)成熟度等級加以度量[1-2]。

1)新技術(shù)應(yīng)用的完備性:指新技術(shù)元素的應(yīng)用對產(chǎn)品的功能、性能及可靠性指標(biāo)等技術(shù)要求的滿足程度,主要通過產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)元素特征進(jìn)行度量。

2)驗證充分性:指對所采用的新技術(shù)本身進(jìn)行驗證的環(huán)境與產(chǎn)品的真實使用環(huán)境的吻合程度,主要以驗證環(huán)境特征與對應(yīng)的新技術(shù)元素耐受環(huán)境的能力進(jìn)行度量。

技術(shù)成熟度覆蓋了新技術(shù)從概念研究到批量生產(chǎn)應(yīng)用的全過程,設(shè)有9個度量等級,如表1所示。

表1 美國國防部技術(shù)成熟度等級定義Table1 Technology readiness levels definitions of DOD

2.2 制造成熟度

制造成熟度(M anufactoring Readiness Levels,M RL)是技術(shù)成熟度概念的拓展,2001年美國三軍聯(lián)合制造技術(shù)委員會提出了制造成熟度模型,2009年5月美國國防部頒布了制造成熟度手冊[3],主要針對降低產(chǎn)品制造風(fēng)險和制造成本,強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)范化程度及批量生產(chǎn)能力兩個方面。

1)生產(chǎn)環(huán)節(jié)規(guī)范化程度:產(chǎn)品關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的識別以及控制的規(guī)范化程度。

2)批量生產(chǎn)能力:產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)能力及其經(jīng)濟(jì)性。

制造成熟度共劃分10個等級,如表2所示。

2.3 技術(shù)成熟度與制造成熟度分析

技術(shù)成熟度和制造成熟度評價技術(shù)具有重要的應(yīng)用價值:

1)在工程系統(tǒng)研制中,按成熟度等級定義將產(chǎn)品的設(shè)計、制造分別作為獨(dú)立要素進(jìn)行系統(tǒng)化的分析和評價,有助于對設(shè)計、制造兩要素的持續(xù)改進(jìn)進(jìn)行細(xì)化和量化的控制,有助于成熟度的快速提升。

表2 美國國防部制造成熟度等級定義Table2 Manufacturing readiness levels definitions of DOD

2)為航天工程系統(tǒng)的采辦和項目管理提供了技術(shù)風(fēng)險度量和管理的工具,并為用戶和項目管理人員提供決策支持,有助于重大項目在技術(shù)管理方面的外部監(jiān)督和約束機(jī)制的形成。

3)技術(shù)成熟度中對于關(guān)鍵技術(shù)元素的確定以及注重人的能力因素的考量具有普遍適用價值,值得借鑒。

國際航天領(lǐng)域采用的技術(shù)成熟度和制造成熟度評價技術(shù)在解決航天工程系統(tǒng)管理問題,特別是促進(jìn)航天產(chǎn)品在小子樣情況下快速成熟方面,存在以下缺陷和不足:

1)技術(shù)成熟度主要針對新技術(shù)元素應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計的原理及技術(shù)完備性,主要應(yīng)用對象為新技術(shù)的研發(fā)及其向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的評價,對一般性產(chǎn)品的內(nèi)部特性和產(chǎn)品成熟的本質(zhì)要求考慮不夠深入,對如何提高航天產(chǎn)品成熟度缺乏有效的理論和方法支撐;

2)制造成熟度強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品批量生產(chǎn)情況下的生產(chǎn)能力的構(gòu)建和持續(xù)完善,對小子樣產(chǎn)品成熟度提升的指導(dǎo)作用不顯著;

3)將設(shè)計和制造進(jìn)行獨(dú)立評價和度量,在一定程度上缺乏系統(tǒng)性,不能有效地解決航天工程產(chǎn)品設(shè)計、工藝、過程控制等環(huán)節(jié)交叉耦合情況下的整體成熟問題;

4)側(cè)重從用戶和項目管理者角度給出度量、評價方法,沒有從根本上提出小子樣航天產(chǎn)品實現(xiàn)快速成熟的流程和方法。

3 航天產(chǎn)品成熟度的概念及主要內(nèi)容

產(chǎn)品成熟度是對產(chǎn)品在研制、生產(chǎn)及使用環(huán)節(jié)等全生命周期所有技術(shù)要素的合理性、完備性以及在一定功能、性能水平下質(zhì)量穩(wěn)定性的一種度量。

產(chǎn)品成熟度研究的重點是產(chǎn)品成熟的本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律,其目的是針對小子樣、高可靠、高質(zhì)量等特點,為航天產(chǎn)品快速成熟提供有效途徑和方法。

產(chǎn)品是設(shè)計出來的,制造出來的,也是管理出來的。產(chǎn)品成熟度的研究,必須運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理和方法,綜合考慮產(chǎn)品的設(shè)計過程、生產(chǎn)制造過程及使用過程,將影響成熟的核心要素識別出來,并在產(chǎn)品實現(xiàn)和使用的全過程中加以控制。

從產(chǎn)品開發(fā)過程分析,首先,產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)是衡量產(chǎn)品成熟程度的一條主線,即產(chǎn)品成熟度的提升本質(zhì)上就是產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)細(xì)化、量化及受控水平的提升,經(jīng)過產(chǎn)品原理樣機(jī)和工程樣機(jī)設(shè)計、生產(chǎn)和驗證后,在滿足使用要求的前提下確定的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)成為產(chǎn)品基線。因此,產(chǎn)品基線是決定產(chǎn)品成熟度的重要要素之一。第二,如何科學(xué)地確定產(chǎn)品基線,也就是找出對產(chǎn)品的功能、性能和質(zhì)量有決定性作用的各種參數(shù),在此,我們稱為關(guān)鍵特性,從航天產(chǎn)品一般由專業(yè)人員使用這一特殊性出發(fā),可以在一定程度上縮小關(guān)鍵特性的范圍,即將產(chǎn)品誤操作等情況忽略,而只考慮產(chǎn)品的內(nèi)部關(guān)鍵特性,即設(shè)計、制造和產(chǎn)品實現(xiàn)全過程質(zhì)量控制三類關(guān)鍵特性。因此,產(chǎn)品成熟度提升的本質(zhì)是對設(shè)計關(guān)鍵特性、制造關(guān)鍵特性和過程控制關(guān)鍵特性細(xì)化、量化和受控水平的提升。第三,針對航天產(chǎn)品小子樣研制這一特殊性,加速產(chǎn)品由不成熟到成熟這一過程的重要手段是將產(chǎn)品狀態(tài)及其關(guān)鍵特性等重要數(shù)據(jù)完整記錄并充分挖掘,從中找出產(chǎn)品成熟的內(nèi)在規(guī)律,而產(chǎn)品數(shù)據(jù)包則是產(chǎn)品成熟度提升的重要工具。第四,為有效地引導(dǎo)產(chǎn)品成熟度提升,需要制定一個合理可行的技術(shù)流程,明確產(chǎn)品成熟度快速提升的途徑和方法,即建立產(chǎn)品成熟度快速提升模型。第五,應(yīng)緊密結(jié)合航天型號的研制程序,制定產(chǎn)品成熟度模型及成熟度提升管理程序。

4 成熟度理論框架和快速提升方法

產(chǎn)品成熟度研究應(yīng)重點從產(chǎn)品關(guān)鍵特性、產(chǎn)品基線確定、產(chǎn)品數(shù)據(jù)包、產(chǎn)品成熟度快速提升模型和產(chǎn)品成熟度模型五個方面開展。

4.1 產(chǎn)品關(guān)鍵特性

從產(chǎn)品的全生命周期分析,決定產(chǎn)品成熟程度的內(nèi)部特性主要包括三個方面:即設(shè)計、制造工藝及產(chǎn)品實現(xiàn)全過程質(zhì)量控制(簡稱“過程控制”)。從系統(tǒng)工程理論和方法分析,產(chǎn)品開發(fā)過程中這三方面是密切相關(guān)的。

1)設(shè)計關(guān)鍵特性:指特定的設(shè)計方案中,存在因產(chǎn)品使用環(huán)境變化對產(chǎn)品功能性能變化敏感的設(shè)計參數(shù),因方案中選用的制造工藝偏差對功能性能敏感的設(shè)計參數(shù),產(chǎn)品在最終狀態(tài)下存在不可測試的關(guān)鍵功能性能等,決定該方案的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的總和稱為設(shè)計關(guān)鍵特性。

2)工藝關(guān)鍵特性:指特定的工藝方案中,存在影響產(chǎn)品的功能性能的不穩(wěn)定的制造工藝、制造過程控制的不確定性及生產(chǎn)過程不可檢驗項目,決定該工藝方案的關(guān)鍵工藝參數(shù)的總和稱為工藝關(guān)鍵特性。

3)過程控制關(guān)鍵特性:包括對產(chǎn)品設(shè)計關(guān)鍵特性的偏差控制項目,產(chǎn)品不可測試功能性能需要在制造過程中控制的項目等一系列產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)項目的總和。

4.2 產(chǎn)品基線

技術(shù)狀態(tài)控制是產(chǎn)品開發(fā)過程管理的核心內(nèi)容,而技術(shù)狀態(tài)基線的確定是關(guān)鍵。產(chǎn)品的成熟意味著產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)控制水平的提升,即產(chǎn)品基線的提升,然而產(chǎn)品基線的確定至今尚缺乏一個通用的理論和方法指導(dǎo)。

產(chǎn)品基線的確定以產(chǎn)品的設(shè)計、工藝和過程控制三類關(guān)鍵特性為基礎(chǔ),建立系統(tǒng)完整的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)基線。從產(chǎn)品保證的角度看,產(chǎn)品基線是產(chǎn)品保證的關(guān)鍵要求。

4.3 產(chǎn)品數(shù)據(jù)包

產(chǎn)品數(shù)據(jù)包是產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、交付全過程技術(shù)活動量化控制結(jié)果的總和。數(shù)據(jù)包中的各項數(shù)據(jù)是生產(chǎn)過程的實際測量記錄,包括數(shù)據(jù)和影像,其主要內(nèi)容包括:

1)產(chǎn)品功能性數(shù)據(jù):主要包括反映產(chǎn)品最終狀態(tài)在使用環(huán)境下(試驗狀態(tài))的功能性能的完整數(shù)據(jù)。

2)產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù):主要包括構(gòu)成產(chǎn)品的元器件、原材料、成品件等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3)產(chǎn)品關(guān)鍵特性數(shù)據(jù):主要包括產(chǎn)品設(shè)計、制造過程產(chǎn)生的設(shè)計、工藝和過程控制三類的關(guān)鍵特性。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)包是產(chǎn)品成熟度提升的核心管理工具,產(chǎn)品數(shù)據(jù)包的設(shè)計本身也是產(chǎn)品開發(fā)活動的一項核心任務(wù),需要系統(tǒng)策劃,逐步優(yōu)化完善[4]。

4.4 航天產(chǎn)品成熟度快速提升模型

從高質(zhì)量、高可靠的要求出發(fā),航天產(chǎn)品成熟度,是對產(chǎn)品固有質(zhì)量、可靠性和可應(yīng)用程度的綜合度量,應(yīng)用相對成熟的產(chǎn)品,意味著較低的風(fēng)險。按照決定產(chǎn)品成熟程度的設(shè)計、工藝和過程控制三大關(guān)鍵特性,產(chǎn)品成熟度的基本度量要素應(yīng)包括產(chǎn)品設(shè)計成熟程度、產(chǎn)品制造工藝成熟程度和產(chǎn)品過程控制成熟程度等三個方面:

1)產(chǎn)品設(shè)計成熟程度:主要表現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計與研制技術(shù)要求的符合程度及完善程度,其核心在于設(shè)計關(guān)鍵特性識別、確定及其驗證的充分性,在此過程中,特別要關(guān)注關(guān)鍵設(shè)計人員的能力水平及其作用的發(fā)揮。

2)產(chǎn)品制造工藝成熟程度:主要表現(xiàn)在產(chǎn)品工藝對設(shè)計要求的實現(xiàn)程度及其自身的完善程度,特別是產(chǎn)品制造工藝所達(dá)到的“可操作、可量化、可檢測、可重復(fù)”程度,以及由“不同時間、不同地點、不同人員”生產(chǎn)出的產(chǎn)品的一致性程度,其核心在于工藝關(guān)鍵特性的識別、確定及其驗證的充分性,在此過程中,特別要關(guān)注關(guān)鍵工藝人員的能力水平及作用發(fā)揮。

3)產(chǎn)品過程控制成熟程度:主要表現(xiàn)在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和應(yīng)用階段的保證工作要求及其配套措施的細(xì)化完善程度,特別是產(chǎn)品質(zhì)量控制點設(shè)置的合理性及其控制要求的有效性和精細(xì)化程度,其核心在于過程控制關(guān)鍵特性的識別、確定的合理性、充分性,在此過程中特別要關(guān)注關(guān)鍵過程控制人員的能力水平及其作用的發(fā)揮。

傳統(tǒng)航天產(chǎn)品開發(fā)模型通常稱為“V”模型,如圖1所示。在這一模型中,用戶和采購方要求通過研制人員反復(fù)迭代的設(shè)計、分析、評價、權(quán)衡、決策和優(yōu)化活動,逐級向下細(xì)化為各組成部分技術(shù)要求,并通過研制活動轉(zhuǎn)化形成實物產(chǎn)品,再經(jīng)過逐級驗證、交付,并在高一級進(jìn)行組裝和集成,最終完成整個系統(tǒng)的研制和驗證,并交付用戶[5]。

工程實踐表明,由于航天工程系統(tǒng)在任務(wù)要求、運(yùn)行模式和運(yùn)行環(huán)境等方面的特殊性,以及航天工程研制的探索性、先進(jìn)性、復(fù)雜性、高風(fēng)險性等四個突出特點,經(jīng)歷完整的“V”模型開發(fā)過程所形成的航天產(chǎn)品,不能達(dá)到令人滿意的成熟程度。航天產(chǎn)品必須經(jīng)歷兩次或更多次的“V”模型過程,通過反復(fù)迭代和深化完善才能實現(xiàn)成熟度的提升。

基于傳統(tǒng)的“V”模型開發(fā)過程,建立航天產(chǎn)品快速成熟模型,簡稱為“W”模型,如圖2所示。

在上述“W”模型的兩次“V”模型過程中,后一次“V”模型過程是在產(chǎn)品飛行數(shù)據(jù)監(jiān)測和比對分析基礎(chǔ)上,對前一“V”模型過程結(jié)果的確認(rèn)和完善,根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用驗證和改進(jìn)完善程度,后一“V”模型過程可重復(fù)多次,每一次重復(fù)都是三類關(guān)鍵特性再識別、再設(shè)計、再驗證的過程,是設(shè)計、工藝和過程控制量化、細(xì)化和規(guī)范化的過程,每一次新的過程都將使產(chǎn)品成熟程度在前一過程基礎(chǔ)上得到提升,直至滿足航天產(chǎn)品的高性能、高質(zhì)量、高可靠要求。

產(chǎn)品實現(xiàn)快速成熟的過程可劃分為產(chǎn)品初次研制、產(chǎn)品重復(fù)生產(chǎn)和使用、產(chǎn)品定型和升級改進(jìn)等三個階段。

圖1 航天型號產(chǎn)品開發(fā)“V”模型Fig.1 V model of product development in aerospace project

圖2 航天產(chǎn)品的快速成熟模型——“W”模型Fig.2 W model of quickly promoting maturity for aerospace product

第一階段,產(chǎn)品初次研制階段

本階段是從使用或采購要求提出到研制形成基本滿足要求的實物產(chǎn)品的過程,是產(chǎn)品成熟過程的起步階段,其工作內(nèi)容涵蓋了當(dāng)前型號研制程序中的方案、初樣和正(試)樣階段工作。該階段對應(yīng)于產(chǎn)品開發(fā)“W”模型的第一個“V”模型過程。

本階段的工作重點是產(chǎn)品的功能基線、研制(分配)基線和生產(chǎn)(產(chǎn)品)基線等三個重要基線的形成和確定,以及設(shè)計、工藝、過程控制三類關(guān)鍵特性的識別、控制與鑒定。

第二階段,產(chǎn)品重復(fù)生產(chǎn)和使用階段

本階段是產(chǎn)品完成初次研制后的重復(fù)生產(chǎn)、使用和驗證過程,是型譜化產(chǎn)品實現(xiàn)成熟度提升必需的重復(fù)應(yīng)用和三類關(guān)鍵特性的“再識別、再設(shè)計、再驗證”階段,對應(yīng)于產(chǎn)品開發(fā)“W”模型的第二個“V”型過程。依據(jù)應(yīng)用驗證情況,此過程可能反復(fù)多次。

本階段的工作重點是產(chǎn)品功能、性能和生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性的保證,以及基于應(yīng)用驗證結(jié)果的基線、關(guān)鍵特性的完善和細(xì)化。在本階段,所有新狀態(tài)均需經(jīng)過充分驗證。

第三階段,產(chǎn)品定型和升級改進(jìn)階段

本階段是產(chǎn)品完成小批量生產(chǎn)和應(yīng)用驗證后的狀態(tài)固化和持續(xù)改進(jìn)過程,是產(chǎn)品進(jìn)入貨架(即現(xiàn)貨)供應(yīng)模式并進(jìn)一步提升其成熟度的階段。進(jìn)入本階段時,產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的成熟度水平,可供型號直接選用。該階段產(chǎn)品成熟度提升的過程仍然是基于重復(fù)生產(chǎn)和應(yīng)用驗證數(shù)據(jù),通過重復(fù)“W”模型的第二個“V”模型過程實現(xiàn)。

本階段的工作重點是貨架產(chǎn)品(即現(xiàn)貨產(chǎn)品)的成熟度提升。應(yīng)通過成功數(shù)據(jù)包絡(luò)分析不斷完善、優(yōu)化三類關(guān)鍵特性數(shù)據(jù)和產(chǎn)品基線,提升產(chǎn)品數(shù)據(jù)包的精細(xì)化程度,減小產(chǎn)品各項指標(biāo)的離散程度,提高產(chǎn)品的一致性水平。與第二階段相同,本階段的所有新狀態(tài)也需要經(jīng)過充分驗證。

在產(chǎn)品成熟度提升過程中,核心任務(wù)是關(guān)鍵特性的識別、確定及其驗證,需要特別關(guān)注的是上述核心任務(wù)的實施過程中關(guān)鍵人員的職責(zé)定位、能力水平和作用的發(fā)揮。關(guān)鍵人員一般指產(chǎn)品負(fù)責(zé)人、部門技術(shù)負(fù)責(zé)人、獨(dú)立評審委員會及上一級系統(tǒng)負(fù)責(zé)人。有效地組織能夠勝任任務(wù)的技術(shù)團(tuán)隊,在明確崗位職責(zé)的前提下,充分發(fā)揮團(tuán)隊的整體優(yōu)勢是產(chǎn)品成熟度快速提升的重要因素。

4.5 產(chǎn)品成熟度模型

產(chǎn)品成熟度的表現(xiàn)形式就是標(biāo)識產(chǎn)品成熟程度的基本方式。在工程中,清晰的產(chǎn)品成熟度標(biāo)識有利于指導(dǎo)和推動產(chǎn)品成熟度的持續(xù)提升,也有利于航天型號選用產(chǎn)品時的權(quán)衡和比較。因此,科學(xué)合理的產(chǎn)品成熟度標(biāo)識方法對于產(chǎn)品成熟度理論的深化應(yīng)用具有重要作用。

產(chǎn)品成熟度是在產(chǎn)品開發(fā)過程的不同階段,依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計、工藝和過程控制等三要素的完備程度,以產(chǎn)品數(shù)據(jù)包為度量載體,進(jìn)行綜合度量的。這種度量方式既包含技術(shù)內(nèi)容,也涵蓋了管理的要素。單純使用數(shù)學(xué)模型難以實現(xiàn)綜合度量的要求,而使用定性方法又不能達(dá)到量化度量的要求。參考國外技術(shù)成熟度和制造成熟度評價方法的成功經(jīng)驗,航天產(chǎn)品成熟度采用基于統(tǒng)一等級標(biāo)準(zhǔn)的分級評定方法進(jìn)行度量,即根據(jù)產(chǎn)品成熟度理論和產(chǎn)品發(fā)展規(guī)律,事先給出產(chǎn)品全生命周期的成熟度等級和劃分評價準(zhǔn)則,并在工程中依據(jù)產(chǎn)品實際情況判斷其與產(chǎn)品成熟度等級和評價準(zhǔn)則的符合程度,最終確定產(chǎn)品所達(dá)到的成熟度等級。這種方式既解決了技術(shù)和管理要素綜合度量的問題,也滿足了量化度量的應(yīng)用需求,是目前最為有效、可行的工程實施方法[6-7]。

針對航天單機(jī)產(chǎn)品,建立了產(chǎn)品成熟度8級模型,如圖3 示,具體產(chǎn)品等級劃分和定義見表3。有關(guān)各成熟度等級產(chǎn)品的定級條件確定考慮的主要因素有:

1)三類關(guān)鍵特性的識別和細(xì)化;

2)產(chǎn)品基線的確定與控制;

3)數(shù)據(jù)包的建立與完善;

4)發(fā)生問題歸零的閉環(huán)管理;

5)設(shè)計、生產(chǎn)、過程控制、關(guān)鍵人員能力的提高;

6)相關(guān)管理制度的完善。

圖3 航天單機(jī)產(chǎn)品成熟度等級模型Fig.3 Product maturity levels of aerospace equipment

5 結(jié)束語

航天工程不是一般性質(zhì)的技術(shù)探索活動,保證重大航天任務(wù)的一次成功是國家實力、國家形象的體現(xiàn),應(yīng)該成為航天工程追求的目標(biāo)。任務(wù)成功要靠技術(shù)成熟和產(chǎn)品成熟來保證,靠隊伍成熟和管理成熟來支撐。本文提出的產(chǎn)品成熟度理論框架,可應(yīng)用于航天小子樣研制情況下產(chǎn)品成熟度快速提升,也可作為復(fù)雜航天系統(tǒng)風(fēng)險識別與控制的工具、技術(shù)團(tuán)隊能力提升的工具以及航天工程管理持續(xù)改進(jìn)的工具。

表3 航天單機(jī)產(chǎn)品成熟度等級劃分和定義Table3 Definitions of product maturity Levels of aerospace equipment

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