康茜
(江西省景德鎮(zhèn)學(xué)院, 江西 景德鎮(zhèn) 333000)
運(yùn)載火箭研制是一個不斷創(chuàng)新探索的高科技領(lǐng)域, 運(yùn)載火箭研制項目科研生產(chǎn)任務(wù)日趨繁重, 產(chǎn)品技術(shù)越來越復(fù)雜、 研制周期越來越短、 不確定因素越來越高。 運(yùn)載火箭研制項目同時應(yīng)具有高可靠性、 高安全性和高質(zhì)量性的特點, 因為要確保航天員的絕對安全, 質(zhì)量控制一直是重點工作。 但與國際航天項目質(zhì)量管理相比, 我國運(yùn)載火箭研制過程中, 先進(jìn)的風(fēng)險管理方法仍沒有得到廣泛的應(yīng)用,因此將風(fēng)險管理引入到運(yùn)載火箭研制項目的質(zhì)量管理中是非常有必要的。
近些年來, 諸多國內(nèi)外學(xué)者基于質(zhì)量管理、 風(fēng)險管理的基本理論方法對質(zhì)量風(fēng)險進(jìn)行了研究。 國外學(xué)者PAWSON R J 在文獻(xiàn)[1]中對項目管理的軟件工具進(jìn)行了研究。 MICAN CA 等在文獻(xiàn)[2]中采用RFMEA 和Bayesian 網(wǎng)絡(luò)對建設(shè)項目的進(jìn)度風(fēng)險進(jìn)行了分析。 BUBEVSKI Vojo 在文獻(xiàn)[3]中提出了一種新的質(zhì)量風(fēng)險投資管理框架(DMAIC)。ANAN Halabi 等在文獻(xiàn)[4]中利用動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對技術(shù)風(fēng)險管理效率進(jìn)行建模。 國內(nèi)學(xué)者毛遠(yuǎn)英在文獻(xiàn)[5]中, 對航天型號研制項目風(fēng)險識別與評估方法進(jìn)行了研究。 符志民在文獻(xiàn)[6]中, 對航天項目風(fēng)險管理進(jìn)行了研究。 蔣孛在文獻(xiàn)[7]中,對航天工程A 項目風(fēng)險管理進(jìn)行了研究。 郭寶柱在文獻(xiàn)[8]中, 對航天項目風(fēng)險管理——預(yù)先識別與控制風(fēng)險到可接受程度進(jìn)行了研究。 王念等在文獻(xiàn)[9]中, 對航天型號技術(shù)改造項目風(fēng)險管理進(jìn)行了探索。 魏法杰等人在文獻(xiàn)[10]中, 從航天背景型號預(yù)研項目動態(tài)風(fēng)險管理研究了中國的管理科學(xué)。 馮佳在文獻(xiàn)[11]中, 對科研型號項目計劃與控制管理和風(fēng)險管理進(jìn)行了研究。 孫璐在文獻(xiàn)[12]中, 對基于模糊綜合評價法的航天型號項目風(fēng)險評估方法進(jìn)行了研究。 詹興邦在文獻(xiàn) [13]中, 對神舟X 號研制項目風(fēng)險管理方法進(jìn)行了研究。 梁冰在文獻(xiàn)[14]中, 對航天軍工某型號研制保障項目風(fēng)險管理進(jìn)行了研究。 王曉燁在文獻(xiàn)[15]中, 對某研究所航天背景型號制冷系統(tǒng)硏制項目風(fēng)險管理進(jìn)行了研究。 邵壯等人在文獻(xiàn)[16]中, 對航天型號風(fēng)險管理系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了研究。崔贊紅在文獻(xiàn)[17]中, 對某航天項目技術(shù)創(chuàng)新中的風(fēng)險分析與控制進(jìn)行了研究。 譚振等人在文獻(xiàn)[18]中, 對航天型號產(chǎn)品不可檢測項目質(zhì)量控制方法進(jìn)行了研究。 蔣小勇等人在文獻(xiàn)[19]中, 基于系統(tǒng)工程對航天項目風(fēng)險管理進(jìn)行了研究及實踐。 張榮玉在文獻(xiàn)[20]中, 基于文本挖掘?qū)教旃こ碳夹g(shù)風(fēng)險分類進(jìn)行了研究。
航天型號研制風(fēng)險管理研究成果多集中于風(fēng)險理論、 成因和評估方面的研究, 風(fēng)險管理體系尚未形成。 風(fēng)險管理理論發(fā)展已經(jīng)基本成熟, 在多個領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用和發(fā)展[21]。 我國航天領(lǐng)域發(fā)展較晚, 我國的航天型號研制項目管理是以質(zhì)量控制為中心的系統(tǒng)管理方法[22], 雖也有少量學(xué)者針對航天型號研制過程出現(xiàn)的某一具體風(fēng)險如技術(shù)風(fēng)險、 管理風(fēng)險等進(jìn)行了研究, 但先進(jìn)的風(fēng)險管理方法尚未在航天項目質(zhì)量管理中得到廣泛的應(yīng)用, 針對運(yùn)載火箭研制項目的質(zhì)量風(fēng)險管理研究成果較少, 總體來看, 我國航天型號研制項目的風(fēng)險管理理論研究和實踐應(yīng)用體系仍然比較零散, 沒有形成完整的風(fēng)險管理體系。
運(yùn)載火箭研制項目的質(zhì)量管理的特點是: 1)產(chǎn)品投資大, 研制周期長, 要求“一次成功”, 一旦出現(xiàn)事故, 就不可能逆行, 質(zhì)量要求更高; 2)產(chǎn)品系統(tǒng)復(fù)雜, 研制單位多, 配套和協(xié)作的產(chǎn)品質(zhì)量差異大, 僅用到的元器件就多達(dá)幾萬個, 一個元器件發(fā)生問題都會給整個系統(tǒng)帶來事故風(fēng)險; 3)產(chǎn)品的試驗、 使用環(huán)境通常比較惡劣, 溫度、 濕度和電磁兼容等環(huán)境要求都比較高, 因此產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性都比較高; 4) 產(chǎn)品新技術(shù)密集, 技術(shù)難度大。 產(chǎn)品常常需要采用未經(jīng)空間驗證的新技術(shù)、新材料和新工藝, 各種新技術(shù)、 新材料和新工藝配套在一起使得航天型號產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜性增高, 整個系統(tǒng)質(zhì)量控制的難度增大; 5) 產(chǎn)品研制項目充滿了探索性和不確定性, 技術(shù)風(fēng)險大, 加之產(chǎn)品研制系統(tǒng)又是多品種、 多批次并舉, 給產(chǎn)品研制質(zhì)量管理帶來了很大的難度。
運(yùn)載火箭研制項目的研制目標(biāo)是在綜合地考慮性能、 成本、 進(jìn)度和風(fēng)險等因素下, 確保研制出“長期具有良好性能” 和“最佳的全壽命周期費(fèi)用”的產(chǎn)品。 航天產(chǎn)品作為一種特殊的產(chǎn)品, 它的質(zhì)量更是一個國家科技實力和經(jīng)濟(jì)實力的集中體現(xiàn), 也充分地體現(xiàn)了航天系統(tǒng)工程的質(zhì)量管理水平, 并直接影響到航天產(chǎn)品的質(zhì)量。 除以上5 個特點以外,運(yùn)載火箭研制項目的質(zhì)量管理還具有要求高、 技術(shù)新和任務(wù)重的特點。 首先, 要保證航天員的絕對安全, 運(yùn)載火箭研制項目比其他航天產(chǎn)品的可靠性、安全性和質(zhì)量要求更高, 畢竟人的生命只有一次;其次, 為了保證高可靠性、 高安全性和高質(zhì)量性,運(yùn)載火箭技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)比如逃逸、 故障檢測、 遠(yuǎn)距離測發(fā)控、 控制系統(tǒng)冗余等技術(shù)要求有較高的創(chuàng)新性; 最后, 運(yùn)載火箭研制項目的研制周期緊、 新技術(shù)項目多, 重大地面試驗的難度大, 一些新的技術(shù)之前沒有應(yīng)用過, 還必須在短時間內(nèi)完成相關(guān)的測試與試驗。
要想有效地開展運(yùn)載火箭研制項目風(fēng)險評估工作, 首先就是要識別運(yùn)載火箭研制項目的研制過程中會出現(xiàn)的各種風(fēng)險因素, 如下所述。
運(yùn)載火箭研制項目與其他航天產(chǎn)品研制項目相比, 其可靠性、 安全性和質(zhì)量的要求更高, 質(zhì)量風(fēng)險管理的形勢更嚴(yán)峻。 為了提高研制項目研制的成功率和質(zhì)量水平, 國防科工委和總裝備部頒布了一系列加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量、 可靠性的文件和辦法, 通過對這些文件和辦法進(jìn)行挖掘, 試圖找出引起運(yùn)載火箭研制項目的質(zhì)量風(fēng)險因素。
運(yùn)載火箭是一種自身攜帶全部推進(jìn)劑, 依靠火箭發(fā)動機(jī)噴射工質(zhì)所產(chǎn)生的反作用力作向前推進(jìn)運(yùn)動的飛行器。 由于火箭不依靠外部工質(zhì)所產(chǎn)生的推力, 不僅可以在大氣層內(nèi)飛行, 也可在外氣層外飛行, 所以它是實現(xiàn)航天風(fēng)險的有效運(yùn)載工具。 運(yùn)載火箭是以火箭發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的推力作為動力, 由控制系統(tǒng)控制器按預(yù)定的軌道飛行, 將載人飛船送到預(yù)定的目標(biāo)或目標(biāo)規(guī)定的飛行器上。 運(yùn)載火箭系統(tǒng)是運(yùn)載火箭、 地面裝備和發(fā)射工程設(shè)施的總稱。 某型運(yùn)載火箭由動力裝置、 控制系統(tǒng)和火箭箭體結(jié)構(gòu)3 個部分構(gòu)成, 飛船裝在末級火箭上面, 通過分離機(jī)構(gòu)和末級火箭鏈接, 為了安全和檢測的需要, 該型火箭上共有10 個子系統(tǒng), 火箭全長58.34 m,起飛質(zhì)量為480 t, 火箭運(yùn)載能力為8 t, 芯機(jī)直徑為3.35 m, 4 個助推器的直徑為2.25 m, 整流罩的最大直徑為3.8 m, 它可以把8 t 重的有效載荷送入近地點軌道200 km、 遠(yuǎn)地點軌道450 m, 傾角52 °的地球軌道, 飛行時間為585 s。 該型運(yùn)載火箭是我國運(yùn)載火箭中箭身較長、 起飛質(zhì)量較大的火箭之一。
從運(yùn)載火箭研制項目的論證階段、 方案階段、初樣階段和試樣階段的整個研制周期來看, 影響項目質(zhì)量的風(fēng)險因素總共有5 個方面: 人的因素、 機(jī)械(設(shè)備) 因素、 材料因素、 工法因素和環(huán)境因素[23]。 其中, 人的因素指的是在運(yùn)載火箭研制的各個階段中, 設(shè)計、 工藝、 生產(chǎn)、 試驗和管理等各類人員的質(zhì)量意識、 技術(shù)能力和工藝水平, 施工管理人員的經(jīng)驗和管理能力; 機(jī)械(設(shè)備) 因素指的是運(yùn)載火箭研制階段中所用到的生產(chǎn)、 檢驗、 監(jiān)視和測量等設(shè)備的性能和效率; 材料因素包括運(yùn)載火箭研制的各個階段所用到的原材料、 半成品、 構(gòu)件、 元器件的品質(zhì)和質(zhì)量; 工法因素主要是指運(yùn)載火箭研制的各個階段中的技術(shù)設(shè)計、 工藝技術(shù)生產(chǎn)技術(shù)和試驗設(shè)計, 以及生產(chǎn)、 試驗的組織設(shè)計的合理性、 可行性和先進(jìn)性; 環(huán)境因素指的是運(yùn)載火箭產(chǎn)品研制的社會政治環(huán)境、 工程技術(shù)環(huán)境、 生產(chǎn)環(huán)境、 試驗環(huán)境和發(fā)射環(huán)境等。 上述5 個方面的因素在運(yùn)載火箭研制過程的各個階段都在不同程度上影響著運(yùn)載火箭的質(zhì)量, 運(yùn)載火箭研制項目質(zhì)量風(fēng)險因素評估其實就是在其研制過程中對這些方面的質(zhì)量風(fēng)險因素進(jìn)行識別、 評估, 進(jìn)而監(jiān)督和控制, 保證運(yùn)載火箭研制項目的順利實施。
在某型運(yùn)載火箭的研制過程中, 極其危險的質(zhì)量風(fēng)險因子主要包括人員因素、 環(huán)境因素兩個方面。 通過系統(tǒng)分析與專家訪談, 提出針對這兩類風(fēng)險的應(yīng)對策略: 風(fēng)險規(guī)避、 風(fēng)險控制。
高度危險的質(zhì)量風(fēng)險因子包括“人的因素, 機(jī)械、 設(shè)備因素, 材料因素, 環(huán)境因素和工法因素”等5 個方面。 通過系統(tǒng)分析與專家訪談, 可以提出針對這5 類風(fēng)險的應(yīng)對策略: 風(fēng)險規(guī)避、 風(fēng)險控制[24]。
具有顯著危險的質(zhì)量風(fēng)險因子包括“人的因素, 機(jī)械、 設(shè)備因素, 材料因素和工法因素” 等4個方面。 通過系統(tǒng)分析與專家訪談, 可以提出針對這些類型風(fēng)險的應(yīng)對策略: 風(fēng)險規(guī)避、 風(fēng)險控制。
一般危險的質(zhì)量風(fēng)險因子包括“機(jī)械、 設(shè)備因素, 環(huán)境因素, 工法因素” 等4 個方面。 通過系統(tǒng)分析與專家訪談, 可以提出針對這些類型風(fēng)險的應(yīng)對策略: 風(fēng)險規(guī)避、 風(fēng)險控制。
本文通過分析某型運(yùn)載火箭研制項目的質(zhì)量風(fēng)險, 得到了如下結(jié)論。
a) 對影響項目質(zhì)量的各個風(fēng)險要素進(jìn)行梳理,識別出運(yùn)載火箭研制項目的研制過程中質(zhì)量管理的風(fēng)險項, 建立質(zhì)量管理風(fēng)險指標(biāo)體系, 運(yùn)用LEC評價方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 確定質(zhì)量風(fēng)險等級,做出相應(yīng)的控制措施; 并通過采用對質(zhì)量管理風(fēng)險項進(jìn)行監(jiān)控的手段, 實現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險的閉環(huán)管理。
b) 對運(yùn)用LEC 評價方法進(jìn)行運(yùn)載火箭質(zhì)量風(fēng)險評價的步驟, 以及進(jìn)行質(zhì)量風(fēng)險評價的LEC 量化分值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了闡述。
c) 基于某型運(yùn)載火箭研制項目的特征和具體情況, 運(yùn)用LEC 評價法對其質(zhì)量風(fēng)險進(jìn)行評價,并提出針對性的風(fēng)險應(yīng)對策略。