1、2022年第12期98航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践通用单机产品 研制状态评估机制建设与实践宋晓慧、李献斌、顾正成、姜丹丹、李淑勋/北京控制工程研究所摘 要：为确保通用产品研制质量，及早识别产品研制风险，北京控制工程研究所在产品化工作领域创新工作思路，建立了通用产品研制状态评估机制。具体评估内容包括状态控制、生产线运行、在轨应用、可持续发展4个方面。将原来面向单个产品的分散型、触发型问题治理机制转变为组织级统筹规划、系统开展的形式，并与精益管理思想相融合，以更好地从时间
2、维度和产品维度进行深层次分析，发现问题共性规律，提前规避风险。关键词：产品化；通用单机产品；研制状态评估；评估机制建设；精益管理随着产品化工作的深入，成熟度达到 3 级以上的通用产品在交付中所占比例逐步提高，通用单机产品因其影响面广而备受关注。通过分析近年通用产品在研质量问题，发现可靠性欠缺、工艺技术未吃透以及操作、试验验证不充分等现象仍大量存在。其原因包括：成熟产品仅满足于维持现有生产交付现状，状态更新不及时，不进则退；研制人员更替，师傅与徒弟之间代际传递，造成产品研制状态管控力度出现衰减；生产线相关生产制造条件变化，引入新的隐患，而未及时识别；产品发生质量问题后，往往能倒查出很多问题，但在
3、产品日常管理中缺少“深挖一锹”并发现深层次问题或隐患的机制。结合精益管理思想，应定期对成熟通用单机产品进行内部挖潜，不断提升其生产效率，减少非增值活动，加速推进航天科研生产管理模式优化升级。2022年第12期99航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践因此，面向成熟通用单机产品研究所提出一种针对其研制状态的定期评估机制，通过对成熟通用产品开展“定期体检”，提早消除隐患，优化管理环节，达到给通用产品“治未病”的目标。一、研制状态评估的内涵研制状态评估面向正样关键通用单机产品开展，旨
4、在针对其状态控制要求高、小规模批量化生产、地面研制与在轨应用并存等特点，围绕状态控制、生产线运行、在轨应用、可持续发展 4个方面建立常态化评估工作要求，将原来面向单个产品的分散型、触发型问题治理机制，转变为组织级统筹规划和系统评估治理机制，以更好地发现不同时间维度和不同规格产品间的共性问题，开展深层次治理，提前规避风险。通用单机产品研制状态评估机制如图 1 所示。二、研制状态评估的主要做法1状态控制评估技术状态管理是航天系统工程的重要组成部分，是实施质量保证的重要手段。产品状态控制对于成熟通用单机产品尤其关键。一是关注产品技术状态变化及落实。以上年度产品状态为评估基线，对本次评估周期内技术状态
5、控制情况进行评估，包括技术状态更改、技术通知单、生产基线变更等方面。结合实际产品质量稳定性，识别状态变化对产品存在的风险。二是侧重深挖产品质量问题。对评估周期内产品质量情况进行综合分析，包括生产过程、调试测试和产品使用过程中发生的全部质量问题、不合格品审理问题，发现不同产品之间的共性问题，识别产品存在的风险。根据状态控制的评估问题情况，开展技术方法、组织管理、产品管理等层面的措施提炼，统筹分析产品的单独分散质量问题事件，以更好地发现不同时间维度和不同规格产品间的共性问题，开展深层次治理，提前规避风险。某类产品状态控制评估问题分类统计如图 2 所示。通过对研究所某产品质量问题归零数据进行评估分析
6、，发现2 个方面的共性问题：一是根据质量问题原因分类分析，发现元器件原因导致质量问题占比 42.8%，软件原因导致质量问题占比 32.1%，暴露出对器件在极限工况下的性能仿真与验证不充分、地面软件测试不充分，仿真不彻底等问题。根据评估结果，该产品明确了提升产品标准化设计、提高元器件复用率，降低新器件选用的质量风险等组织层面管理措施，并进一步完善了产品设计要素库，为后续新研产品设计明确了指导依据。二是通过对质量归零责任单位分类分析，进一步深挖外协单位问题数量上升的原因，包括质量宣贯和检查不及时造成外协操作人员质量意识有所下滑；外协从用户需求量、产品竞争力、物资可获得性、更新换代策略等维度综合分析
7、，评估产品的可持续发展状态管控生产线运行在轨应用可持续发展审查技术状态变更、质量问题处理、不合格品审理的落实情况，查找共性问题，提出改进措施对产品在轨运行规律进行总结，包括在轨数据评估、产品在轨异常情况评估等方面薄弱环节精益改进项目对产品加工装配、检验、测试、关键外协等环节进行现场审查图1 通用单机产品研制状态评估机制示意图76543210器件软件环境设计876543210产品研制部门内协单位外协单位器件厂家自研质量归零原因分类图质量问题责任单位统计图2 某类产品状态控制评估问题分类统计图2022年第12期100航天工业管理Research and Practice of Single-uni
8、t/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践单位机构调整或基线人员变更审批和培训不到位，造成产品质量有所波动；任务量提升引入新的二次外协单位造成质量保障能力下滑。针对上述原因提出相应改进措施包括：制定年度外协宣贯计划，持续开展产品保证宣贯，及时将新要求传递至外协方；增加外协检查力度与覆盖性，对重点外协单位确保每年不少于一次的质量检查活动；明确二次外协管理要求，加强二次外协质量管理。2生产线运行评估生产线的高效率、高质量运行是一个好的产品化产品的必备条件。生产线评估需覆盖加工与装配、调试测试等重点环节以及核心外协组件和关键外协等重要一次外协环节。生产线评估包括文件审
9、查和生产现场检查 2 个环节。评估方需组建由设计、工艺、调试测试、检验等生产一线人员组成的评估团队，并提前策划评估内容，形成生产线现场评估检查表。重点关注产品工艺实现、操作规范、生产现场管理等方面的质量风险。同时也要融入精益化理念，从产品生产流程完善、产品工艺完善、产品测试方法完善、产品检验方法完善等方面识别生产线生产效率低、生产物料呆滞等精益改进项目。被评估方需按照生产线现场评估检查表提前准备归档受控的被查文件，同时确保生产线现场具备审查条件。研究所根据某产品生产线排产情况，对重点外协单位以及所内重点内协生产线进行了评估，并提前制定了生产线评估要素策划（见图3）。通过生产线评估，掌握了生产线
10、一手资料，识别影响产品质量以及待进一步精益优化的问题共 20 余项（见图4），形成了专项跟踪闭环计划，进一步提高了生产线质量保证能力。3在轨应用评估通用单机产品在轨应用工作是检验产品功能性能和可靠性的重要手段，是产品成熟度提升的重要依据。通过在轨数据分析可以及时识别薄弱环节，并采取必生产基线执行生产线质量管理生产线工艺管理加工及检验调试测试过程依据文件执行关键工序执行重要设备工装原材料质量管控质量问题措施落实生产流程优化工艺细化量化禁限用工艺管控工艺方法完善关键加工环节执行加工过程规范性强制检验点执行关键检验点执行检验记录规范性检验方法完善测试过程规范性不可测项目执行组件整机测试一致性测试方法
11、完善生产线评估要素策划图3 某类产品生产线评估要素策划情况评估方需组建由设计、工艺、调试测试、检验等生产一线人员组成的评估团队，并提前策划评估内容，形成生产线现场评估检查表。重点关注产品工艺实现、操作规范、生产现场管理等方面的质量风险。同时也要融入精益化理念，从产品生产流程完善、产品工艺完善、产品测试方法完善、产品检验方法完善等方面识别生产线生产效率低、生产物料呆滞等精益改进项目。2022年第12期101航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践要的纠正措施和预防措施提高产品固有可
12、靠性。同时通过研究在轨产品性能变化的规律和趋势，为产品后续型号应用提供支持。产品在轨应用评估围绕首飞产品、典型产品、风险产品、异常问题产品在轨数据开展分析工作，分析要求如图 5 所示。（1）新研产品首飞后在轨数据分析。新研产品首飞在轨应用1 年后开展在轨数据分析，设计寿命低于 1 年的按实际设计寿命开展。（2）典型通用产品定期在轨数据分析。典型通用单机产品应建立在轨数据分析规范，各类产品按照在轨数据分析规范定期开展在轨数据分析工作。（3）风险产品定期在轨数据监控和预警。针对在轨运行状态不稳定、存在高风险的在轨单机产品，应定期（一般为每周）开展在轨数据监控和分析。对于在轨数据异常的，应及时分析原
13、因，实施故障预警，制定在轨处置措施，确保在轨稳定运行。（4）异常问题触发的在轨数据分析。在轨产品出现异常现象时，应结合质量问题归零工作，及时开展在轨数据分析。在轨应用评估应首先根据产品特点明确在轨数据采集要求，在此基础上开展产品在轨工作稳定性和一致性分析、在轨数据与地面测试数据比对分析、多台同类单机数据横向比对分析等，通过数据变化及一致性比对，给出单机产品关键指标变化趋势，从而识别产品存在的问题和隐患，提出产品改进薄弱环节。某类产品在轨应用评估问题示例见表 1。4可持续发展评估近年来，伴随商业航天的蓬6543210薄弱环节治理生产线精益改进依据文件待升级归零措施落实不细化工艺要求与过程记录不一
14、致转运环节加强风险防护设备老化问题生产过程记录不完整“十新”要求不完成烘烤时间与整机要求不一致图4 某类产品生产线评估问题分布图对象新研首飞产品长寿命通用产品在轨风险产品在轨归零产品 时机首飞在轨1年后开展，或按实际应用时间开展霍尔推力器等新研首飞产品星敏、CMG、飞轮、SADA、惯敏、推力器CMG、飞轮、SADA在轨归零产品寿命初期以每1年为周期，中末期不超过每2年一般以为每周为周期，最多不超过2周结合在轨质量问题归零及时开展产品示例识别产品薄弱环节图5 产品在轨数据分析要求序号识别的改进内容改进措施1 XX 产品在轨直射试验无统一测试方法，产品研制过程中未明确需进行太阳直射试验，未说明该试
15、验的测试时机及测试阶段规范太阳直射试验测试要求及测试方法；对通用产品及新研产品均增加太阳直射试验表1 某类产品在轨应用评估问题示例2022年第12期102航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践勃发展，对传统宇航产品的市场化、成本化管理提出了更高要求。需要从可持续发展的角度，及时明确待开发产品规划、核心竞争产品发展目标、产品限选或退出计划等，以便保持企业市场竞争力。产品可持续发展评估从产品需求、市场竞争、技术发展等方面进行分析，对本类产品的可持续发展给出明确时间规划和建议。一是明
16、确短期（12 年）的聚焦产品、中期（35 年）的突破产品，以及长期（5 年以上）的布局产品。明确各产品开发的优先级和资源分配等策略。对于技术难度较大、开发周期较长的复杂产品，应提前足够长的时间进行技术攻关和产业培育。二是制定产 品 发 展 计划，包括新产品开发计划、产品更新换代计划、老产品退出计划等。兼顾成熟产品选用和产品更新换代，提前规划好产品更新换代的时机，促进产品按规划有节奏地开展更新换代工作。三是新产品开发完成后，必要时应根据老产品市场利润情况，权衡新产品的应用时机。研究所某星敏感器产品基于当前元器件储备数量、用户需求和生产能力，开展了可持续 发 展 评 估。预 计 2020 年 至2024 年 5 年间将生产 250 台某长寿命星敏感器正样产品，可满足目前新增、继承和替代领域订单需求。同时，结合后续面向微型化、长寿命、高精度应用场合的任务需求预测，需在 5 年内完成新一代 XX 星敏感器产品化产品的研制与生产线建设。5研制状态评估机制建设通用单机产品研制状态评估工作以年度为周期常规开展，评估时间跨度为 1 年。以关键单机产品类别为对象编写年度评估报告，报告内容应涵盖该类产品所
