装备研制质量策划与实践

2012-09-18任为民

航空标准化与质量 2012年2期

蒋成杨超任为民

（中航工业成都飞机设计研究所，四川成都 610041 ）

成都飞机设计研究所始终坚持研发能力建设和管理水平提升同步持续发展的原则，在新型航空装备、无人机系统等研制方面，作为总体单位，从满足武器装备质量管理条例要求出发，坚持“一代装备、一代技术、一代管理、一代质量”的管理思路，突出研制质量策划，提高装备研制质量管理水平。

1 装备研制质量策划

从装备研制生产的时间序列来看，对装备质量影响最大的是设计研发，其次是工艺试制，再次是批量生产控制。美国质量专家朱兰博士提出的质量管理“三步曲”是指质量策划、质量控制和质量改进。质量策划致力于制定质量目标，规定必要的运行过程和相关资源以实现质量目标，是质量管理“三步曲”中首要且最重要的环节，是过程质量控制的基础。但是现在很多装备研制对质量策划的重视程度不足，结果总是在质量控制和质量改进的圈子里“忙碌”。实际上，只有充分开展质量策划，并且融入项目管理规划，才可能确保整个研发过程质量管理的职责落实、资源获得和按质量程序研发。

1.1 针对装备研制特点开展策划

质量策划应在贯彻落实武器装备质量管理条例等装备研制质量有关法律、法规和标准要求的基础上，针对研制装备的技术特点，结合型号研制程序和项目管理创新同步开展。质量师系统应与设计师系统密切协同，共同认真分析型号研制要求，确定针对本型号研制特点的工作项目、作业过程及其资源、条件，以及相关责任方在上述工作中的职责、协调流程等内容。立足我国军机研制质量管理实际，进行与装备特点和质量保证要求相适应、相同步的管理创新。有所取舍、有所借鉴、有所创新，切实策划，规避两张皮。

1.2 以质量保证大纲为基本输出的策划

质量保证大纲是型号研制质量管理的顶层文件，应覆盖飞机整机以及配套的研制全过程，包括配套研制、联合研制以及竞争优选研制单位等全部参研单位承担任务。重点控制研制阶段转换，设计输入和输出，试验、试制、试飞，采用的新技术、新材料、新工艺、新成品项目，数字化研制以及软件工程化和测评等方面内容。

GJB 1406A–2005《产品质量保证大纲要求》是装备质量保证大纲的编制依据，标准明确了质量保证大纲编制内容，体现了产品研制相关国军标要求。但标准基本未涉及装备试飞和配套成品管理等方面要求，同时对于飞机装备这样的复杂产品研制质量保证大纲，需在此标准基础上根据研制要求和项目管理创新做适当的针对性扩展。

我们在某型号质量保证大纲编制过程中，结合研制手段创新和产品质量特性，在全面贯彻GJB 1406A–2005的基础上，融入了研制特性分析和研制要求理解，增加了适航性、计量保证、试飞质量保证等内容，对配套的软、硬件成品也提出了明确的质量管理要求。同时，强调了分阶段质量控制的思想，将研制各阶段均适用的要求列入通用要求，特定的要求按研制过程编写，便于分阶段、按步骤实施。质量保证大纲的编写与项目管理同步策划，与产品实现同步策划，从标准规范梳理入手，突出数字化传递和联合研制质量控制的要求。大纲编写力求结构清楚、语言精炼、职责清晰、表达明确、可操作、可实施，并适应研制过程变化，建立适时修订机制。

某型号质量策划引入了创新的质量管理模式和控制手段，也同样体现在质量保证大纲中。如针对联合研制、联合攻关、配套系统和产品方案竞争、验证试飞和分段决策、数字化传递、大规模嵌入式软件应用以及质量特性要求普遍提高、项目管理理念引入等质量控制特征，大纲要求与设计师系统密切结合，与产品质量特性设计管理密切结合，分阶段制订质量管理与控制文件，将质量管理全面融入研制过程。各项目研制质量管理纳入承制单位管理体系运行，并保持持续改进，建立长效、传递的质量管理机制。

2 飞机装备研制实践

2.1 研制特点理解和项目管理创新

充分理解研制要求和特点是质量策划的重要环节，只有深刻理解飞机研制技术特点和研制管理创新特点，才能按照需求牵引的原则，系统地开展质量管理策划及创新。在开展新机研制的同时，创新研发体系和管理模式，保证装备研制质量。

工程管理引入先进项目管理理念，包括其组织模式与运行机制。包括项目主计划和总进度管理、关键系统开发与综合管理、需求管理、配置管理、风险控制、挣值管理等系列化管理文件，并根据研制进程的深入适时修订和换版，为研制质量控制提供了规范的保证。按照形成的文件规定，质量管理全面融入，参与管理程序并执行过程监督。

2.2 与产品实现策划协同

研制过程质量控制要求与产品实现按照“技术衔接、分段决策、控制风险”的原则同步开展策划和实施。坚持“继承、延续与创新、提升结合”的质量控制原则，针对研制特点，突出数字化协同设计和联合研制质量控制，系统综合性能、可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性等质量特性开展同步质量设计。

针对某型号研制集优势力量、协同攻关的特点，研究建立联合研制、联合攻关模式下的质量监督管理措施，制订技术状态受控、数据和文件传递有效，变更管理过程沟通和传递迅速的控制办法，加强管理，为确保研制质量和进度提供强力保证。

质量策划不但要在顶层的质量目标制定上体现顾客要求，还应在产品研制过程各质量控制节点和控制方法上把握。某型号在先期顶层质量策划中分阶段提出质量控制要求，并在研制各阶段针对性编写阶段质量控制文件，分解制定阶段质量工作计划，包括阶段质量目标、质量控制点、质量控制要求、质量活动及其进度、节点、完成形式等，以对阶段质量保证活动进行更具实效的组织、指导和控制。同时可以更好地检查质量控制措施实施效果，并根据执行结果动态调整措施，从而实现质量策划动态驱动产品研制过程的目标，也体现了持续改进的质量管理原则。

2.3 突出数字化虚拟研发

当全面采用数字化三维建模协调和协同设计时，设计生成的零组件、部件图样均为三维数字化电子文件，同时大量采用虚拟仿真计算分析和数字传递柔性装配。针对此特点，应构建数字化环境下飞机研制质量控制和监督模式、流程，建立约束数字化设计、分析、制造过程的规范以及检查评估研制过程、结果的准则等一系列控制要求，开发数字化设计、制造、检验过程质量控制和监督工具、方法，强化过程更改控制，提高飞机数字化研发过程的并行协同工作效率和质量水平。

我们在质量保证大纲规定的数字化设计与制造质量控制基本要求的基础上，针对无纸化设计、审签以及数字传递柔性装配等特点，制订了专门的详细设计阶段质量控制要求文件，进一步明确了详细设计的管理职责，规定了技术协调、设计建模、关重件控制、质量管理、工艺审查、设计审签等应开展的质量控制要点，制订了电子化的图样审查记录表和单元件特性分类表，将质量管理流程和质量控制要点整合到型号研发的数字化流程中，为数字化研发质量保证探索了新模式。

2.4 关键系统开发与综合

按照事件管理，根据系统复杂度和技术成熟度，梳理确定影响研制质量和安全的“关键系统开发与综合（KSDI）”以及技术关键项目，并将主要风险项目纳入KSDI。制订项目攻关计划和攻关路线图，组建“产品开发团队（IPT）”进行攻关，推进技术成熟度，并保证充分的资源和有效的管理进行重点控制。

为量化掌握重点型号研发进展，适时实施风险控制，引入技术成长度（成熟度）评估技术。加强KSDI攻关过程质量控制和风险管理，确保过程规范、记录完整、验证充分，进行技术成长度测量，监控项目进展，及时处置研制中的问题和规避风险。

在数字化发图、系统试验台组建、试验开展和新成品研制交付等活动中，运用技术成长度曲线进行了进度监控，控制风险，对影响进度的风险项目提前协调处置，防范风险事件的发生（图1）。

图1 风险管理

2.5 技术标准的梳理

为适应数字化设计环境，我们编发了技术文档（含数模）管理和工程更改及过程控制管理等基础性规范，并针对型号特点制订专用文件，规定了数模和技术文件的分类、编码、格式及审签、更改、存档和发放管理要求，制订了各类工程更改及研制过程控制的ECR、ECP、ECO记实模板（图2）。按更改类别和优先级实施控制，确保各项经批准的更改需求得到落实、记实和可追溯。

编写了配套完整的数字化发图的技术规范，包括数字样机管理规定和一系列设计建模规范。运用协同设计平台（VPM）和虚拟产品数据管理工具，在流程中固化控制要求，实现了在线协同设计和在线审签，保证了数字化设计建模的规范。制订了与配套单位往来文档（含数模）及其变更管理要求文件，规定了研制过程中设计师系统总体单位与联合研制、配套承制单位之间往来文档（含数模）、工程更改及过程控制文件的管理要求，包括文件的编制、审签及归档等。

2.6 技术状态管理

图2 变更管理

建立健全技术状态管理制度是研制阶段质量控制的基础。形成技术状态（配置）管理项（CI），建立功能基线、分配基线和产品基线。加强关键节点控制，严格工程更改和变更管理，确保研制生产全过程技术状态及其变更标识清楚、控制有效、纪实准确、审核规范，具有可追溯性。

在联合研制条件下，逐步建立覆盖研制全线的全特性、全系统、全过程的信息沟通与传递平台，确保设计更改沟通充分、传递迅速、状态受控。

2.7 基于PBS的规范树

基于产品分解结构（PBS）梳理标准和规范需求，充分借鉴国外先进技术和成功经验，按GJB 6387–2008《武器装备研制项目专用规范编写规定》要求，满足系统规范、研制规范、产品规范以及软件规范、材料规范和工艺规范的编制要求。规范树中，最高层是系统规范，依次是研制规范和产品规范（图3），按工程实际还划分成软件规范、材料规范、工艺规范。

组织各专业和承制单位对国内外相关的先进标准进行适应性分析，确定规范树中的标准规范项目，形成规范树项目表和编制计划，并随研制进程逐步迭代完善，及时修订换版，作为组织编制规范的依据。各专业和承制单位随研制进程，依据计划，将专用规范编写纳入各单位研制工作计划管理，保证规范编写质量和进度。在制定规范的同时明确相应的落实、验证或检查措施，规范和指导全系统的研制活动。

2.8 软件工程化管理

图3 规范层次

鉴于大规模应用嵌入式软件，任务系统功能实现主要由软件完成等特点，在学习研究国外先进飞机软件研制体系的基础上，对全机软件研制与管理方法进行了顶层策划，站在全机角度，逐步构建起重点型号软件工程化质量管理体系（图4）。组织各软件承制单位，包括二次配套单位，贯彻总体设计单位编发的软件工程化顶层规范，建立软件研制规范体系结构，全面实施软件工程化管理。推行软件研制能力成熟度认证制度，持续提高所有承担重点型号软件研制任务单位的GJB 5000A–2008《军用软件研制能力成熟度模型》认证等级。同时，软件随嵌入的硬件C型件版本交付后纳入全机的技术状态管理，发生的故障运行FRACAS系统。

图4 软件工程管理

开展软件全周期的配置管理，建立开发库、受控库、产品库，对软件配置进行动态管理。承制单位向二次配套单位分解落实并督促其贯彻相关国军标和总体单位提出的软件工程化要求，对系统（成品）中外包外协软件质量及配置进行管理。

2.9 相关质量特性管理

建立健全可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、环境适应性设计与管理组织，规范质量特性相关的专项工程设计与管理，编制专项工程大纲、设计准则和指南，根据装备各项质量特性的指标要求，系统开展专项工程设计、分析、验证与评价工作，将专项工程要求融入产品设计。在产品规范中细化专项工程考核要求，确保指标要求逐级分配与落实。并开展一体化设计，大力提升专项工程水平。增强全寿命周期的质量与可靠性保证能力，提高综合效能，实现装备质量水平质的跨跃。

各联合研制单位以及新成品重要二次配套单位应按照技术协议要求，在研制过程中，按阶段开展可靠性工作。在提高可靠性水平、可维修性和成品故障自检测隔离能力的基础上，简化保障工作程序、降低工作难度，采用单元体和模块化结构，通用模块标准化，提高保障设备集成化、综合化和小型化。

2.10 配套产品研制阶段转换

机载新成品研制是飞机研制的重要组成部分，其研制质量和进度对整机的影响至关重要。因此必须加强配套产品研制质量管理，严把阶段转换评审关，并视情开展配套产品质量审核、检查，提高装备的质量与可靠性。

配套研制的机载系统（新成品）研制原则上按照方案（F型件，供原理试验）、初样（C型件，工程样机，供地面试验）、试样（S型件，试飞样机，供装机）、设计定型（或鉴定）（D型件）和批生产定型（或鉴定）（P型件）的阶段划分。

各联合研制单位以及新成品重要二次配套单位应严格控制研制阶段转换，推进技术成熟度。研制全过程中，产品规范始终发挥着研制指令和验证依据的重要作用。从产品实现策划之初就应按照技术协议中规定的技术、质量要求，以及各阶段工作项目和提交、交付进度、验收标准等，开始着手产品规范的编写，规定产品的功能特性、物理特性和验证要求等内容。从F到C，主要审查技术方案满足技术协议要求（功能性能、外形尺寸）、产品实现的策划文档（计划、条件、资源保障等）。从C到S，主要审查原理试验或计算分析的满足要求、完成的主要技术文档和提交的报告、二次配套的供应商质量以及产品交付进度的落实。从S到D，主要审查系统试验和机上地面试验暴露问题的解决、产品规范规定的试验以及文档的完整、准确、协调、规范。

2.11 承制单位基本要求和延伸管理

飞机研制的各级供应商管理也是质量控制重要环节，各参研单位应建立有完善的质量管理体系，在质量、技术、保密、保障等方面满足质量管理体系认证，并保持认证证书持续有效，具备有关军工产品研制质量资质和保密资质要求，健全的组织机构和完善的管理制度，具有相应的工程组织、项目管理和协调能力，具有承担研制任务的技术实力和资源保证需求，并能与研制总体设计单位、总体制造单位、试飞鉴定单位等部门和单位密切协调。

各承制单位应建立健全供应商质量管理机制，加强供应商管理、监督和过程审核、按GJB 1404–1992《器材供应单位质量保证能力评定》要求考察和评定供应商的质量保证能力，严格对供应商的资质审核和质量监督，降低供应链的质量风险，确保供应商资格的合格。

针对新成品研制特点和配套关系复杂、且二次配套产品对新成品功能性能实现有着重要或关键作用的实际情况，总体设计单位（总质量师单位）将管理延伸至机载新成品的重要二次配套及联合研制单位。编制联合研制质量控制要求文件，加强重要二次配套单位的研制质量控制活动，从项目管理、过程质量管理、影响产品质量的重要因素管理、管理提升、军代表质量监督等方面做出详细的要求。