李世昊、吳順通、劉國柱、吳凱 /北京航星機(jī)器制造有限公司
隨著航天事業(yè)的高速發(fā)展,新型號(hào)、新項(xiàng)目的快速增長,新技術(shù)的大量應(yīng)用與嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)要求,航天型號(hào)產(chǎn)品在研究設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、總裝測(cè)試與飛行試驗(yàn)中面臨著嚴(yán)峻的壓力與考驗(yàn)。而航天型號(hào)產(chǎn)品的總裝測(cè)試作為形成完整產(chǎn)品的最后階段與保障產(chǎn)品質(zhì)量的最后屏障,具有質(zhì)量與可靠性要求高、集成性與協(xié)調(diào)性要求高、不確定因素多、風(fēng)險(xiǎn)性高等特點(diǎn)。
航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中往往面臨多種風(fēng)險(xiǎn),如技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)、操作風(fēng)險(xiǎn)與產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)等。目前,各航天企業(yè)在型號(hào)研制的各個(gè)階段均開展了風(fēng)險(xiǎn)管理理論研究工作,然而在當(dāng)今高密度發(fā)射、多型號(hào)并舉與大批量生產(chǎn)的研制背景下,針對(duì)具體航天型號(hào)產(chǎn)品研制生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)踐研究并不充分,在一定程度上限制了航天型號(hào)產(chǎn)品的快速發(fā)展。為此,筆者結(jié)合航天型號(hào)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)管理理論與研制生產(chǎn)實(shí)踐,闡述并分析了航天型號(hào)產(chǎn)品在總裝測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)管理辦法,同時(shí),以操作風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別分析為切入點(diǎn),對(duì)某航天總裝廠多種型號(hào)產(chǎn)品進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)踐,并有針對(duì)性地提出控制方案,對(duì)提高航天型號(hào)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)管理水平、保障型號(hào)飛行試驗(yàn)成功有著重要的意義。
遵循航天型號(hào)產(chǎn)品研制“系統(tǒng)策劃,識(shí)別全面,分析準(zhǔn)確,措施有效,風(fēng)險(xiǎn)受控” 的原則,選定航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試為風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo),分析各分系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)及不確定性較大的地方,得出風(fēng)險(xiǎn)源并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。
將識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)分類,選定定量與定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法檢查已識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn),細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)描述,分析風(fēng)險(xiǎn)誘因,確定其影響后果。通過各種技術(shù)管理手段降低、分散或轉(zhuǎn)移航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的各類風(fēng)險(xiǎn),并制定策略方案有效控制風(fēng)險(xiǎn),總體風(fēng)險(xiǎn)管理流程如圖1 所示。
根據(jù)航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試工藝過程的基本特點(diǎn)和規(guī)律,將可能存在的風(fēng)險(xiǎn)分為技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)、操作風(fēng)險(xiǎn)與產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)四大類,主要風(fēng)險(xiǎn)分類與風(fēng)險(xiǎn)子項(xiàng)如圖2 所示。
技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)包括設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和工藝風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn),如關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)不徹底或設(shè)計(jì)存在缺陷而導(dǎo)致技術(shù)指標(biāo)無法滿足型號(hào)任務(wù)要求;工藝風(fēng)險(xiǎn),如技術(shù)狀態(tài)更改未落實(shí)、工藝文件完整性及可操作性不強(qiáng)等。
管理風(fēng)險(xiǎn)包括計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn)、進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)、外協(xié)風(fēng)險(xiǎn)、保障風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn),如計(jì)劃安排和銜接不合理,計(jì)劃接口界面不清晰;進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn),如進(jìn)度估計(jì)出現(xiàn)偏差,缺乏統(tǒng)籌與可實(shí)施性,指揮調(diào)度存在薄弱環(huán)節(jié);外協(xié)風(fēng)險(xiǎn),如外協(xié)單位的管理體系和型號(hào)管理要求不協(xié)調(diào)、不匹配;保障風(fēng)險(xiǎn),如設(shè)備運(yùn)行故障、人力資源緊張以及資料文件下發(fā)不及時(shí)等。
操作風(fēng)險(xiǎn)包括要求風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)。要求風(fēng)險(xiǎn),如對(duì)“易錯(cuò)裝” “難操作” “不可檢/不可測(cè)” 的操作要求不細(xì),量化控制措施不明確,測(cè)試方法不到位等;安全風(fēng)險(xiǎn),如操作過程中沒有做好相關(guān)安全防護(hù)措施。
產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)包括質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和驗(yàn)收風(fēng)險(xiǎn)。質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn),如對(duì)產(chǎn)品關(guān)鍵特性、重要特性控制不到位,產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題;驗(yàn)收風(fēng)險(xiǎn),如產(chǎn)品驗(yàn)收過程中驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不夠,產(chǎn)品驗(yàn)收技術(shù)文件不夠細(xì)化。
在各類風(fēng)險(xiǎn)中,操作風(fēng)險(xiǎn)具有影響范圍廣、危害性大、識(shí)別難度高及不易控制等特點(diǎn),在諸多風(fēng)險(xiǎn)中占有舉足輕重的地位。
圖1 風(fēng)險(xiǎn)管理流程圖
圖2 型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)分類
航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)分析主要包括細(xì)化對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的描述、分析風(fēng)險(xiǎn)誘發(fā)原因、確定其影響后果。其評(píng)估方法主要有故障樹分析與風(fēng)險(xiǎn)矩陣2 種方法。
故障樹分析是一種演繹的系統(tǒng)安全分析方法,適用于系統(tǒng)復(fù)雜的型號(hào)研制項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和分析,主要包括故障頂事件確定、制定故障樹、故障樹逐層分析及確定故障樹底事件。
風(fēng)險(xiǎn)矩陣是依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性與風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度,繪制風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖,展示風(fēng)險(xiǎn)及其重要性等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)管理方法。風(fēng)險(xiǎn)矩陣的主要任務(wù)是評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)影響、計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率、預(yù)先確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)等,進(jìn)而計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重。風(fēng)險(xiǎn)矩陣的具體操作流程如圖3 所示。
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估由公司組建的風(fēng)險(xiǎn)管理委員會(huì)完成,包括溝通與交流、報(bào)告與決策環(huán)節(jié)。其中,風(fēng)險(xiǎn)影響等級(jí)劃分與風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性概率劃分見表1、表2,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)影響等級(jí)與風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率,繪制風(fēng)險(xiǎn)矩陣如圖4 所示。
圖3 風(fēng)險(xiǎn)矩陣操作流程圖
表1 風(fēng)險(xiǎn)影響等級(jí)劃分表
表2 風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率劃分表
圖4 風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖
根據(jù)航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分析情況,參考國內(nèi)外航天企業(yè)在型號(hào)產(chǎn)品各個(gè)階段風(fēng)險(xiǎn)控制的研究及實(shí)踐成果,并結(jié)合目前航天型號(hào)研制生產(chǎn)現(xiàn)狀,針對(duì)四類風(fēng)險(xiǎn)有針對(duì)性地提出控制措施(見圖5)。
一是設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)控制。設(shè)計(jì)是航天型號(hào)產(chǎn)品研制的源頭,是提高產(chǎn)品可靠性、控制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在航天型號(hào)產(chǎn)品研制的設(shè)計(jì)過程中,往往是總體通過任務(wù)書、各類環(huán)境條件試驗(yàn)大綱等設(shè)計(jì)文件傳遞、考核設(shè)計(jì)對(duì)工藝生產(chǎn)提出的技術(shù)指標(biāo),進(jìn)而進(jìn)行各類設(shè)計(jì)分析、驗(yàn)證與改進(jìn),提高設(shè)計(jì)的可靠性與成熟度,加強(qiáng)設(shè)計(jì)考核的充分性,達(dá)到控制設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的目的。
二是工藝風(fēng)險(xiǎn)控制。航天型號(hào)產(chǎn)品的工藝文件主要包括工藝總方案、各專業(yè)工藝規(guī)程及工藝管理性文件等,加強(qiáng)工藝總方案的完整性、工藝規(guī)程的可操作性、工藝流程的合理性與工藝管理性文件的規(guī)范性可有效控制工藝風(fēng)險(xiǎn)。其中,細(xì)化工藝規(guī)程,保證文件對(duì)操作者的最高指導(dǎo)地位,嚴(yán)格控制關(guān)鍵、重要加工工序,是實(shí)現(xiàn)工藝風(fēng)險(xiǎn)控制的有效手段。
圖5 型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)控制措施分類
工藝裝備作為航天型號(hào)產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程中的工具總成,對(duì)保證產(chǎn)品特性、滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)具有重要的作用。在產(chǎn)品研制階段,充分識(shí)別產(chǎn)品加工、裝備、檢測(cè)或試驗(yàn)的工藝裝備的需求,并對(duì)工裝設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行論證、審查、試驗(yàn),及時(shí)滿足產(chǎn)品因技術(shù)狀態(tài)變更導(dǎo)致的工裝適用性的變化;在產(chǎn)品進(jìn)入批生產(chǎn)階段,做好工裝設(shè)備的全面清理,在滿足批生產(chǎn)需求的同時(shí)有效控制工藝風(fēng)險(xiǎn)。
航天型號(hào)產(chǎn)品的研制生產(chǎn)越來越呈現(xiàn)出數(shù)量大、周期短、任務(wù)緊迫等趨勢(shì)特點(diǎn),由于研制周期的不斷壓縮,計(jì)劃進(jìn)度問題成為制約生產(chǎn)的主要問題。
面對(duì)型號(hào)特定的生產(chǎn)模式,管理部門應(yīng)在合同擬簽訂前即開展風(fēng)險(xiǎn)的分析、評(píng)估和控制工作,充分考慮各種風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)在因素與聯(lián)系,做實(shí)各種風(fēng)險(xiǎn)的處置方案與應(yīng)急預(yù)案;組建型號(hào)調(diào)度突擊隊(duì),形成跨部門跨車間應(yīng)急處置小組,以保證產(chǎn)品的順利交付。
加強(qiáng)車間“6S” 管理(整理、整頓、清掃、素養(yǎng)、清潔、安全),提高對(duì)“易錯(cuò)裝” “難操作” “不可檢/不可測(cè)” 的操作要求,實(shí)行三檢制度,嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)范的作業(yè)順序與要求,指定加工與檢測(cè)中使用的設(shè)備,充分考慮操作者在裝配測(cè)試中可能面臨的問題并制定合理有效的解決措施;在安全風(fēng)險(xiǎn)控制方面,補(bǔ)充車間危險(xiǎn)源辨別標(biāo)識(shí),在危險(xiǎn)作業(yè)中履行審批手續(xù),安全引導(dǎo)并加強(qiáng)防范。
一是質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。即控制本單位與外協(xié)單位的產(chǎn)品質(zhì)量。提高全員質(zhì)量意識(shí),強(qiáng)化質(zhì)量觀念,將質(zhì)量要求落實(shí)到工作中的每一個(gè)細(xì)節(jié),組織質(zhì)量控制小組進(jìn)行質(zhì)量問題攻關(guān);針對(duì)經(jīng)常發(fā)生的質(zhì)量問題,建立健全質(zhì)量歸零與質(zhì)量考核制度標(biāo)準(zhǔn)。
二是驗(yàn)收風(fēng)險(xiǎn)。在外協(xié)產(chǎn)品驗(yàn)收方面,保證產(chǎn)品制造驗(yàn)收技術(shù)文件的規(guī)范性與有效性,提升協(xié)議文件的評(píng)審層次;在實(shí)際驗(yàn)收過程中,提高首件鑒定考核標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化落實(shí)技術(shù)文件的驗(yàn)收要求,對(duì)于不可檢不可測(cè)的驗(yàn)收項(xiàng)目進(jìn)行及時(shí)溝通反饋。
組織技術(shù)部門的工藝人員、質(zhì)量部門的檢驗(yàn)人員與生產(chǎn)車間的操作人員,全面梳理各型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的操作風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)矩陣的方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估,對(duì)不可接受的風(fēng)險(xiǎn)制定控制措施。
通過對(duì)某航天總裝廠多種型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的操作風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容識(shí)別出相同電連接器對(duì)接錯(cuò)誤、相似結(jié)構(gòu)零件裝錯(cuò)、相似標(biāo)準(zhǔn)件裝錯(cuò)、不可互換成件裝反、對(duì)稱結(jié)構(gòu)成件方向裝錯(cuò)以及其他易裝錯(cuò)項(xiàng)六類218項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。其總體分布情況與各型號(hào)分布情況如圖6、圖7 所示。
航天型號(hào)產(chǎn)品在總裝測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目,除特殊的難以分類的其他易裝錯(cuò)項(xiàng)外,易發(fā)生項(xiàng)主要為對(duì)稱結(jié)構(gòu)成件方向裝錯(cuò)(發(fā)生率為27%)與相同電連接器對(duì)接錯(cuò)誤(發(fā)生率為23%),而相似標(biāo)準(zhǔn)件裝錯(cuò)(發(fā)生率為3%)為不易發(fā)生項(xiàng)。
在各型號(hào)總裝測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別項(xiàng)目中,對(duì)稱結(jié)構(gòu)成件方向裝錯(cuò)在46.2%的型號(hào)產(chǎn)品中發(fā)生概率超過40%,由此可見,在近一半的型號(hào)產(chǎn)品中對(duì)稱結(jié)構(gòu)成件方向裝錯(cuò)仍為較大概率發(fā)生項(xiàng);相似標(biāo)準(zhǔn)件裝錯(cuò)在84.6%的型號(hào)產(chǎn)品中發(fā)生概率低于10%,可見在大部分型號(hào)產(chǎn)品中相似標(biāo)準(zhǔn)件裝錯(cuò)為較小概率發(fā)生項(xiàng)。
某航天總裝廠組織技術(shù)、管理、操作骨干人員組成風(fēng)險(xiǎn)管理委員會(huì),對(duì)識(shí)別出的218 項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類討論,并從六類風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容中每類隨機(jī)抽取10 項(xiàng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率與風(fēng)險(xiǎn)影響等級(jí)評(píng)定,將評(píng)定結(jié)果繪制風(fēng)險(xiǎn)矩陣(見圖8)。
從風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性等級(jí)坐標(biāo)軸來看,所有風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)均集中在風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性等級(jí)4~5 區(qū)間內(nèi),可見航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中幾乎所有風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)均為關(guān)鍵等級(jí),一旦風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生將導(dǎo)致飛行試驗(yàn)失敗。
從風(fēng)險(xiǎn)可能性等級(jí)坐標(biāo)軸來看,絕大部分風(fēng)險(xiǎn)處在1~2 等級(jí),可見航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中絕大部分風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)為“非常不可能發(fā)生” 與“不可能發(fā)生”。不同類型風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率不同,其中相似標(biāo)準(zhǔn)件裝錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)可能性等級(jí)為1級(jí),不可互換成件裝反、相似結(jié)構(gòu)零件裝錯(cuò)、相同電連接器對(duì)接錯(cuò)誤、對(duì)稱結(jié)構(gòu)成件方向裝錯(cuò)和大部分其他易裝錯(cuò)項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)可能性等級(jí)為2 級(jí),少量其他易裝錯(cuò)項(xiàng)的風(fēng)險(xiǎn)可能性等級(jí)為3 級(jí)。
航天型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)大部分集中在中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū),說明該航天總裝廠在產(chǎn)品總裝測(cè)試過程中具備較好的風(fēng)險(xiǎn)管控能力。
圖6 型號(hào)總裝測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別項(xiàng)目總體分布
圖7 各型號(hào)總裝測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別項(xiàng)目分布
圖8 航天型號(hào)產(chǎn)品操作風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖
對(duì)多種型號(hào)產(chǎn)品總裝測(cè)試過程中218 項(xiàng)操作風(fēng)險(xiǎn)制定控制措施,并按措施內(nèi)容分類、歸納與總結(jié),具體風(fēng)險(xiǎn)控制目標(biāo)、方案及可行性與效果評(píng)價(jià)見表3。
將多種型號(hào)218 項(xiàng)操作風(fēng)險(xiǎn)控制措施進(jìn)行數(shù)據(jù)分類,并繪制圓環(huán)圖與百分比堆積柱形圖,其總體分布情況如圖9 所示,各型號(hào)分布情況如圖10 所示。
在總裝測(cè)試操作風(fēng)險(xiǎn)控制措施中,過程控制與檢測(cè)是風(fēng)險(xiǎn)控制的主要方法,分別占所有風(fēng)險(xiǎn)控制措施數(shù)量的40%和39%,代替與消除在風(fēng)險(xiǎn)控制中的使用率不高,兩者分別占比2%與8%。
在各型號(hào)總裝測(cè)試操作風(fēng)險(xiǎn)控制措施中,過程控制與檢測(cè)仍是各型號(hào)操作風(fēng)險(xiǎn)控制的常用方法,有61.5%的型號(hào)產(chǎn)品使用過程控制方法的概率超過30%,54%的型號(hào)產(chǎn)品使用檢測(cè)方法的概率超過40%;代替在風(fēng)險(xiǎn)控制中較少使用,有85%的型號(hào)產(chǎn)品從未使用此控制方法。
該航天總裝廠應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)管理理論與方法對(duì)總裝測(cè)試過程中的操作風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、分析、評(píng)估與控制,組建的專業(yè)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別團(tuán)隊(duì)在型號(hào)研制方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、過程檢驗(yàn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)揮了保障作用,確保了型號(hào)研制正確、工藝合理、過程受控。經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估,更有針對(duì)性地提高了薄弱環(huán)節(jié)把控,風(fēng)險(xiǎn)管控措施有效,涉及的多種型號(hào)成功完成了多次飛行試驗(yàn)。
表3 操作風(fēng)險(xiǎn)控制實(shí)踐思路與策略
圖9 型號(hào)總裝測(cè)試操作風(fēng)險(xiǎn)控制措施總體分布
圖10 各型號(hào)總裝測(cè)試操作風(fēng)險(xiǎn)控制措施分布
航天型號(hào)項(xiàng)目是技術(shù)難度大、系統(tǒng)復(fù)雜性高、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高的項(xiàng)目,開展風(fēng)險(xiǎn)管理有助于提升航天企業(yè)的管理水平,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)效益,保障型號(hào)任務(wù)的順利開展與飛行試驗(yàn)的成功。航天企業(yè)在提高風(fēng)險(xiǎn)管理能力的同時(shí),還需提高技術(shù)、工藝與管理的創(chuàng)新能力,以及打造一支優(yōu)質(zhì)的航天型號(hào)項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)。