楊慧，翟磊，楊敏，陳曉東

（中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京，100076）

航天火工品質(zhì)量管控方法研究與實(shí)踐

楊慧，翟磊，楊敏，陳曉東

（中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京，100076）

針對(duì)航天火工品質(zhì)量對(duì)航天發(fā)射任務(wù)的重要影響，本文圍繞提升航天火工品質(zhì)量可靠性的目的，對(duì)火工品全壽命周期的質(zhì)量管控方法進(jìn)行了研究，形成了覆蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、試驗(yàn)、使用環(huán)節(jié)的火工品“生命樹”質(zhì)量管控方法，并有針對(duì)性地制定了關(guān)鍵控制要素模板，有效保障了航天火工品質(zhì)量可靠性。實(shí)踐證明了該方法對(duì)提升火工品質(zhì)量的有效性。

火工品；生命樹；要素；質(zhì)量控制

引言

建設(shè)強(qiáng)大的國(guó)防力量，離不開航天事業(yè)的發(fā)展。航天火工品是航天器的重要組成部分，其特點(diǎn)是使用前不可檢測(cè)，給航天器的發(fā)射帶來很大風(fēng)險(xiǎn)。然而，使用中若出現(xiàn)任何故障，都可能導(dǎo)致航天發(fā)射任務(wù)失敗，甚至帶來災(zāi)難性的后果。近幾年，在國(guó)際航天發(fā)射失敗案例中，因火工品失效引起的事故數(shù)量呈上升趨勢(shì)。在國(guó)內(nèi)航天領(lǐng)域，不僅新研型號(hào)火工品問題多發(fā)，成熟型號(hào)也連續(xù)爆發(fā)過多起火工品故障事件［1-5］。

因此，火工品質(zhì)量問題需重點(diǎn)關(guān)注、深入研究，確保其質(zhì)量可靠。

本文針對(duì)火工品生命全周期，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、驗(yàn)收和使用五個(gè)環(huán)節(jié)提出質(zhì)量控制要素，形成火工品“生命樹”質(zhì)量管控工作方法，有效提升火工品質(zhì)量控制工作的深度與廣度。

1 火工品生命周期與“生命樹”

1.1生命周期與“生命樹”

近年來，各型號(hào)的航天產(chǎn)品針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量與風(fēng)險(xiǎn)管控，相繼出臺(tái)了針對(duì)設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)和過程管理等一系列針對(duì)性的量化控制要求。然而這些管理方法相對(duì)獨(dú)立，且更多是針對(duì)產(chǎn)品最終性能開展的。針對(duì)航天具體型號(hào)產(chǎn)品，如何能夠針對(duì)產(chǎn)品的特點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分解、落實(shí)與細(xì)化有關(guān)要求，并將各項(xiàng)要求進(jìn)行有機(jī)關(guān)聯(lián)，加強(qiáng)過程控制，發(fā)揮合力，提高工作有效性和工作效率，是應(yīng)該研究和解決的重點(diǎn)問題。

針對(duì)航天關(guān)鍵產(chǎn)品火工品，建立健全一套從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)驗(yàn)證、驗(yàn)收、交付使用，直到完成飛行任務(wù)的全生命周期管理模式，其火工品生命全過程包括五個(gè)生命階段：設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)（依據(jù)輸入條件完成設(shè)計(jì)工作）、生產(chǎn)環(huán)節(jié)（確定生產(chǎn)工藝、完成產(chǎn)品加工）、驗(yàn)證環(huán)節(jié)（策劃實(shí)施相關(guān)試驗(yàn)）、驗(yàn)收環(huán)節(jié)（完成產(chǎn)品檢驗(yàn)和交付）、使用環(huán)節(jié)（貯存運(yùn)輸，交付用戶使用）。五個(gè)不同的生命階段猶如一顆樹的一生，從一顆種子到參天大樹，直至完成生命賦予它的使命。整個(gè)生命過程需要由設(shè)計(jì)單位、生產(chǎn)單位、試驗(yàn)單位、使用單位共同悉心維護(hù)，從而保證火工品生命的延續(xù)性。建立一顆火工品生命樹，保證以火工品質(zhì)量可靠性為主干，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、驗(yàn)收和使用五個(gè)環(huán)節(jié)為樹木的五個(gè)主要枝干，每個(gè)環(huán)節(jié)的具體控制要素為枝葉，建立火工品生命樹管理方法，從而提高火工品質(zhì)量可靠性。圖1所示為火工品生命樹結(jié)構(gòu)圖。

圖1　火工品生命樹結(jié)構(gòu)圖

1.2“生命樹”基礎(chǔ)架構(gòu)

充分吸收、借鑒以往航天型號(hào)火工品質(zhì)量管控的最佳方法，是分析火工品全壽命周期特點(diǎn)、梳理火工品生命樹5個(gè)生命階段（設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、驗(yàn)收和使用）的關(guān)鍵控制要素、形成具體量化控制表。由不同的責(zé)任主體負(fù)責(zé)制定不同階段的相關(guān)控制要素，并要求相互交叉檢查確認(rèn)，從而確保航天型號(hào)火工品全壽命全要素質(zhì)量受控，以達(dá)到提前發(fā)現(xiàn)問題，釋放研制風(fēng)險(xiǎn)的目的。以設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為例，繪制火工品生命樹工作思路示意圖，如圖2所示。

（1）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是火工品生命樹的根，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的正確合理性直接影響火工品生命樹后期成長(zhǎng)方向。應(yīng)以設(shè)計(jì)源頭為切入點(diǎn)，對(duì)火工品設(shè)計(jì)輸入、原材料、尺寸鏈、設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性、歷史質(zhì)量問題等進(jìn)行梳理，責(zé)任主體為設(shè)計(jì)部門，需生產(chǎn)、物資部門交叉檢查確認(rèn)。

（2）生產(chǎn)環(huán)節(jié)是火工品生命樹的關(guān)鍵成長(zhǎng)初期。應(yīng)重點(diǎn)考慮影響其后續(xù)生長(zhǎng)情況的關(guān)鍵控制點(diǎn)，從火工品的生產(chǎn)工藝、過程控制關(guān)鍵特性分析、強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)等方面進(jìn)行梳理，責(zé)任主體為生產(chǎn)部門，需設(shè)計(jì)部門交叉檢查確認(rèn)。

（3）驗(yàn)證環(huán)節(jié)是火工品生命樹的成長(zhǎng)中期。應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其生長(zhǎng)發(fā)育情況，功能是否齊全、性能是否正常，從火工品試驗(yàn)設(shè)計(jì)情況、試驗(yàn)驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)等方面對(duì)進(jìn)行梳理，責(zé)任主體為設(shè)計(jì)部門，需試驗(yàn)、生產(chǎn)部門交叉檢查確認(rèn)。

（4）驗(yàn)收環(huán)節(jié)是火工品生命樹的成長(zhǎng)末期。應(yīng)對(duì)前期生長(zhǎng)情況進(jìn)行檢驗(yàn)，從火工品原材料復(fù)查情況、過程要素驗(yàn)收情況進(jìn)行梳理，責(zé)任主體為設(shè)計(jì)部門，需生產(chǎn)、物資部門交叉檢查確認(rèn)。

（5）使用環(huán)節(jié)是火工品生命樹的成熟階段。應(yīng)對(duì)其貯存、使用情況進(jìn)行梳理，責(zé)任主體為設(shè)計(jì)部門，需生產(chǎn)、使用部門交叉檢查確認(rèn)。

圖2　火工品生命樹工作思路示意圖

2 火工品“生命樹”具體實(shí)踐

針對(duì)火工品“生命樹”的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、驗(yàn)收和使用五個(gè)環(huán)節(jié)，以某運(yùn)載型號(hào)為試點(diǎn)，開展火工品“生命樹”各環(huán)節(jié)關(guān)鍵要素質(zhì)量控制實(shí)踐工作，形成關(guān)鍵要素量化控制表格，從而對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、驗(yàn)收和使用環(huán)節(jié)開展“重新審查分析設(shè)計(jì)、生產(chǎn)重新審查確定、驗(yàn)證重新審查策劃、驗(yàn)收重新審查確認(rèn)、使用重新審查梳理”工作，確?；鸸て焚|(zhì)量的可靠性。

2.1設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要素疏理

設(shè)計(jì)過程中，需滿足如表1所示的設(shè)計(jì)質(zhì)量屬性要素。

表1中的11項(xiàng)設(shè)計(jì)要素，均梳理形成量化控制表格。以原材料過程控制為例，制定的要素梳理表格如表2所示。從原材料狀態(tài)、入廠復(fù)驗(yàn)、加工中熱處理情況及產(chǎn)品強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)情況等進(jìn)行系統(tǒng)梳理，對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的最終狀態(tài)是否滿足設(shè)計(jì)意圖的情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

表1　設(shè)計(jì)質(zhì)量屬性要素

表2　材料全過程梳理表格

2.2生產(chǎn)環(huán)節(jié)要素梳理

生產(chǎn)過程中，需要滿足如表3所示的生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量屬性要素。

表3中的7項(xiàng)設(shè)計(jì)要素，均梳理形成量化控制表格，以強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)為例，制定的要素梳理表格如表4所示。從設(shè)置目的、要求指標(biāo)、實(shí)施方式進(jìn)行系統(tǒng)梳理，對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)設(shè)置情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

2.3驗(yàn)證環(huán)節(jié)要素梳理

火工品地面試驗(yàn)過程中，需要滿足如表5所示的驗(yàn)證環(huán)節(jié)質(zhì)量屬性要素。

以上5項(xiàng)設(shè)計(jì)要素，均梳理形成量化控制表格，以研制質(zhì)量問題情況梳理為例，制定的要素梳理表格如表6所示。從原因分析、采取措施、進(jìn)行系統(tǒng)梳理，對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的研制質(zhì)量問題情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

表3　生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量屬性

表4　強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)匯總表

表6　研制質(zhì)量問題匯總

2.4 驗(yàn)收環(huán)節(jié)要素梳理

驗(yàn)收環(huán)節(jié)包括產(chǎn)品的批抽檢試驗(yàn)及產(chǎn)品交付驗(yàn)收的過程，如表7所示。

表7中的4項(xiàng)設(shè)計(jì)要素，均梳理形成量化控制表格，以抽檢試驗(yàn)情況梳理為例，制定的要素梳理表格如表8所示。從產(chǎn)品狀態(tài)、試驗(yàn)項(xiàng)目、落實(shí)文件梳理，對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的驗(yàn)收環(huán)節(jié)要素設(shè)置情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

2.5使用環(huán)節(jié)要素梳理

產(chǎn)品的使用環(huán)節(jié)從生產(chǎn)廠簽署合格證，直到產(chǎn)品交付總裝參加飛行試驗(yàn)的過程。使用環(huán)節(jié)要素如表9所示。

表9中4項(xiàng)設(shè)計(jì)要素，均梳理形成量化控制表格，以產(chǎn)品履歷情況梳理為例，制定的要素梳理表格如表10所示。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)、驗(yàn)收環(huán)節(jié)梳理，對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)品履歷情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

表7　驗(yàn)收環(huán)節(jié)要素表

表8　抽檢試驗(yàn)流程

表8　使用環(huán)節(jié)要素表

表10　產(chǎn)品履歷梳理表

2.6實(shí)踐總結(jié)及下階段工作展望

通過以某運(yùn)載型號(hào)為試點(diǎn)開展火工品“生命樹”各環(huán)節(jié)關(guān)鍵要素質(zhì)量控制實(shí)踐工作，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、驗(yàn)收和使用五個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵控制要素進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，并制定相應(yīng)的量化控制模板。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)梳理11項(xiàng)關(guān)鍵要素、生產(chǎn)環(huán)節(jié)梳理7項(xiàng)關(guān)鍵要素、驗(yàn)證環(huán)節(jié)梳理5項(xiàng)關(guān)鍵要素、驗(yàn)收環(huán)節(jié)梳理4項(xiàng)關(guān)鍵要素、使用環(huán)節(jié)梳理4項(xiàng)關(guān)鍵要素，各具特點(diǎn)又互相關(guān)聯(lián)、高度統(tǒng)一、層層遞進(jìn)，構(gòu)成一套完整的以保證火工品可靠性為目標(biāo)的“生命樹”系統(tǒng)。利用該“生命樹”模板，可以實(shí)現(xiàn)火工品質(zhì)量的定量分析，同時(shí)通過不同部門之間的交叉檢查確認(rèn)，可以達(dá)到問題早發(fā)現(xiàn)、風(fēng)險(xiǎn)早釋放的目的，從而提高火工品全生命周期的可靠性。

后續(xù)火工品“生命樹”質(zhì)量控制工作要從全型號(hào)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一落實(shí)。若根據(jù)自身理解的不同，提出不同的措施，最后落實(shí)效果也將參差不齊。首先，按照火工品全壽命周期關(guān)鍵要素，從火工品術(shù)語、研制程序、設(shè)計(jì)要求、試驗(yàn)要求、可靠性評(píng)估、安全性評(píng)價(jià)、壽命檢驗(yàn)等方面制定火工品系統(tǒng)研制系列標(biāo)準(zhǔn)，從而使各單位在開展火工品“生命樹”質(zhì)量控制工作時(shí)做到有據(jù)可依。其次，組織開展全型號(hào)火工品質(zhì)量控制工作，對(duì)各型號(hào)發(fā)生的火工品問題進(jìn)行再梳理、再認(rèn)識(shí)，總結(jié)火工品“生命樹”關(guān)鍵要素，形成覆蓋全面的火工品“生命樹”質(zhì)量控制要素模板，從而在各型號(hào)中推廣應(yīng)用，整體上提高航天火工品質(zhì)量的可靠性。

3 取得的成果和創(chuàng)新

（1）全要素檢查閉合化

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，通過對(duì)設(shè)計(jì)文件、原材料、接口設(shè)計(jì)、尺寸鏈、載荷強(qiáng)度等方面的再分析，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的閉合化；生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，主要針對(duì)工藝實(shí)現(xiàn)開展關(guān)鍵尺寸、關(guān)鍵裝配環(huán)節(jié)等方面的檢查確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的閉合化；驗(yàn)證環(huán)節(jié)中，通過對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證情況、試驗(yàn)流程等方面的回歸檢查，實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)證環(huán)節(jié)的閉合化；驗(yàn)收環(huán)節(jié)中，通過對(duì)驗(yàn)收要求、多媒體記錄、質(zhì)量問題舉一反三等方面的再確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)收環(huán)節(jié)的閉合化；使用環(huán)節(jié)中，通過分析薄弱環(huán)節(jié)、落實(shí)產(chǎn)品履歷、靶場(chǎng)總測(cè)總裝、測(cè)試項(xiàng)目等措施，實(shí)現(xiàn)使用環(huán)節(jié)的閉合化。上述五個(gè)環(huán)節(jié)的閉合化管理，有效實(shí)現(xiàn)了火工品質(zhì)量全過程管理，避免出現(xiàn)遺漏錯(cuò)誤工作項(xiàng)目。

（2）關(guān)鍵控制要素量化

通過某型號(hào)試點(diǎn)推行的火工品“生命樹”關(guān)鍵要素質(zhì)量控制實(shí)踐工作，形成了火工品全生命周期關(guān)鍵控制要素共31項(xiàng)并形成表格，各單位按照表格要求進(jìn)行梳理確認(rèn)工作，形成了一套系統(tǒng)的質(zhì)量量化控制方法。該方法對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)證、驗(yàn)收和使用環(huán)節(jié)的各個(gè)要素進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，具有提前發(fā)現(xiàn)問題、及早釋放研制風(fēng)險(xiǎn)、規(guī)范產(chǎn)品研發(fā)流程和關(guān)注系統(tǒng)接口等優(yōu)點(diǎn)，且充分體現(xiàn)了火工品全壽命全要素質(zhì)量量化控制的思路，實(shí)施效果高效、可靠，可以不斷提高火工品質(zhì)量可靠性。

（3）工作實(shí)施積極化

以往質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)中，通常是以設(shè)計(jì)為主體開展產(chǎn)品質(zhì)量檢查工作，生產(chǎn)部門被動(dòng)配合完成相關(guān)工作。但由于近年來航天任務(wù)的快速發(fā)展，任務(wù)多、人員新成為航天發(fā)展的一個(gè)新特點(diǎn)，這必然導(dǎo)致設(shè)計(jì)師隊(duì)伍沒有足夠的精力深入生產(chǎn)一線了解生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而不可避免地在制定生產(chǎn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵控制要素時(shí)出現(xiàn)考慮不全、設(shè)置不周的問題?；鸸て贰吧鼧洹惫芾砟Ｊ降纳a(chǎn)環(huán)節(jié)為生產(chǎn)部門爭(zhēng)取了更多的自主權(quán)。首先由生產(chǎn)單位提出自身生產(chǎn)工藝性穩(wěn)定、超差難易度、關(guān)鍵過程控制情況等關(guān)鍵要素，再由設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行交叉檢查，既可起到相互督促檢查的作用，又可以使設(shè)計(jì)融入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過程的了解。上述質(zhì)量管理方式充分體現(xiàn)了面向產(chǎn)品、全員參與的質(zhì)量管控思路，增強(qiáng)了工作實(shí)施的有效性、積極性。

4 結(jié)束語

火工品“生命樹”質(zhì)量管控工作是提升航天火工品質(zhì)量的關(guān)鍵手段，是今后火工品質(zhì)量管控工作中必須長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作方法，是實(shí)現(xiàn)火工品質(zhì)量提升工程的重要基礎(chǔ)。本文針對(duì)有效提高火工品質(zhì)量可靠性的方法，圍繞“重新審查分析設(shè)計(jì)、生產(chǎn)重新審查確定、驗(yàn)證重新審查策劃、驗(yàn)收重新審查確認(rèn)、使用重新審查梳理”開展火工品“生命樹”質(zhì)量管控方法的研究與實(shí)踐工作。以某型號(hào)為試點(diǎn)，梳理確認(rèn)了全壽命周期質(zhì)量控制要素，制定了質(zhì)量控制要素模板，充分調(diào)動(dòng)了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)和物資部門的積極性，并取得了一定成效。后續(xù)將在前期工作的基礎(chǔ)上，解放思想、持續(xù)改進(jìn)，從各型號(hào)火工品研制情況入手，梳理制定覆蓋更全面的火工品“生命樹”質(zhì)量控制要素模板，從期取得更加顯著的效果。

［1］劉曉春. 航天科研人員績(jī)效考評(píng)體系研究與應(yīng)用［D］. 湖南: 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)， 2006.

［2］董青， 王帥， 劉博. 航天火工品精細(xì)化管理初探［J］. 航天工業(yè)管理， 2012（6）: 34-36.

［3］馬玉環(huán)， 劉三軍， 楊季玲. 航天火工品質(zhì)量管理探究［J］. 航天工業(yè)管理， 2015（7）: 29-30.

［4］王曉宇， 王剛， 王帥， 等. 提升航天火工品供應(yīng)效率的實(shí)踐［J］.航天工業(yè)管理， 2014（S1）: 70-71.

［5］張偉， 孫安昌， 王宏丹， 等. 德國(guó)“工業(yè)4.0”帶給火工品生產(chǎn)行業(yè)的啟示與思考［J］. 國(guó)防制造技術(shù)， 2016（1）.

Study and Practice on the Quality Control of Pyrotechnics

Hui Yang， Lei Zhai， Min Yang， Daniel Chan（China Academy of Launch Vehicle Technology， Beijing， 100076， China）

Aiming at important influence of aerospace IED quality in space launch mission， this paper focuses on the purpose of enhancing the reliability of aerospace IED quality， to carry out research on explosive product life cycle quality control method. Methods of “l(fā)ife tree” quality control covering design， production， certification， testing and use of aerospace IED are formed. Key control model is correspondingly put forward to strengthen the reliability of aerospace IED quality. Practice proves that the method enhances the aerospace IED quality effectively.

Pyrotechnics； Life Tree； Factors； Quality Control

C935

B

2095-8412 （2016） 04-751-06

工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL： http://www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.04.046

楊慧（1984-），女，黨員，中北大學(xué)型號(hào)質(zhì)量管理碩士，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院工程師。