为满足未来深空探测任务的高自主控制、高可靠、高质量需求,大力推进系列新型单机产品的研制工作,创立一套完整的适应航天新研单机产品研制的管理和控制方法势在必行。笔者结合航天型号新研单机产品的特点,认为采用配置管理的方法对单机产品研制过程进行控制能起到事半功倍的效果,有效跟踪和控制产品的研制技术过程与技术状态,也可为完善航天新研单机产品保证模式和方法拓宽思路。
单机产品是构成航天型号项目的基本元素,是航天型号质量管理最基础的环节,也是型号项目成败的关键。作为单机产品研制模式之一的新研单机,其在研制过程中存在着大量技术风险、质量风险和进度风险,管理过程较为复杂。因此,为满足未来深空探测任务的高自主控制、高可靠、高质量需求,大力推进系列新型单机产品的研制工作,创立一套完整的适应航天新研单机产品研制的管理和控制方法势在必行。笔者结合航天型号新研单机产品的特点,认为采用配置管理的方法对单机产品研制过程进行控制能起到事半功倍的效果,有效跟踪和控制产品的研制技术过程与技术状态,也可为完善航天新研单机产品保证模式和方法拓宽思路。
一、配置管理及其四要素
配置管理是一个有关产品基线定义、产品标识和更改管理的规范化与文档化综合系统,它适用于某一产品或系统从研制、生产直到交付使用的全生命周期。作为产品全生命周期管理的关键组成部分,配置管理对大型复杂产品或系统的研制起到重要的管控作用。
配置管理控制的四要素分别为配置标识、配置控制、配置纪实和配置审核。
配置标识是对配置项进行设计和技术定义的过程,它为每个配置项及其相关数据指定唯一的标识号,从而确定配置项的最终构型。其中配置项是指能够作为独立个体进行配置管理的硬件、软件功能模块。在产品研制过程中的构型标识阶段进行产品定义,确定产品结构及其相关的所有数据描述并指定唯一的标识号,包括图样、工艺规范、工装要求和相关技术文档等,标识构成完整产品的所有配置项版本,即产品所有确定的零部件版本,并建立研制过程中的构型基线。
配置控制通过产品技术状态控制委员会来监督和控制与产品相关的所有更改过程,控制产品生命周期中产品的发布和变更,建立确保产品质量的技术状态更改机制。
配置纪实就是对配置标识和配置控制中所有活动的实施进展情况所做的正式记录和报告,包括配置基线记录、更改过程记录和配置偏离、超差情况等。
配置基线是指配置项在其研制过程中的某一特定时间点(重要节点或里程碑)被正式确认并作为后续研制和生产活动基准的技术状态,是研制的阶段性成果和迭代开发的基准,也是配置标识的基础。
配置审核就是对最终生成的产品配置是否满足任务要求,所定义的产品配置数据和质量是否满足要求等进行的检查活动。依据配置项的设计数据对已制成的配置项的产品配置进行正式检查,审核已发放的图纸、规范、技术数据、生产试验数据、支持文件和质量控制记录等,以确认这些数据和文件是否可以如实地反映最终生成的产品配置。
二、各研制阶段配置管理的重点
航天新研单机产品具有关键技术难度大、试验验证多、研制过程复杂、研制周期短、投资大和协作单位多等特点。新研单机承制单位要突破产品的关键技术,就要在预研、基础技术研究的基础上对产品设计、生产、试验、验证等环节进行多次叠代并完成研制工作,以满足型号的进度要求。
为有效的管理和控制新研单机产品的研制过程,清晰地反映研制过程中各阶段产品的状态和各试验项目中的产品状态,减少重复出图纸、文档造成不必要的人力、物力资源浪费等问题,可以利用配置管理的方法标识不同阶段、不同状态的图纸,用不同的文件配置清单定义不同状态的产品。
航天新研单机产品开发过程包括模样、初样电性件、初样鉴定件和正样4个阶段,与之对应的基线主要包括功能基线、研制基线和生产基线。确定这些基线的时机和要求是:在模样阶段完成后确定功能基线,在初样电性件阶段完成后确定研制基线,在初样鉴定件阶段完成后确定生产基线。
相应阶段基线的建立完成意味着后续产品研制配置项的一个版本被确定下来,它将成为后续活动的出发点。如果要对其进行更改,则需要对相应的基线进行更改,后续基线就是前一基线及其更改相累加的结果。对产品技术状态的控制,是对基线更改的评审控制,最终更改将被记录在配置项的不同版本上。
1.模样阶段配置管理重点
模样阶段工作重点是完成关键项目和关键技术攻关。通常情况下,只有技术难度大的新研单机产品要经过模样阶段,涉及的关键技术涵盖方案设计、工艺实现、验证方法等方面。以某深空探测相机产品为例,首先是要实现相机产品模拟人眼立体视觉系统,产品需要突破的关键项目多、技术难度高,同时要考虑低重量、低功耗的要求。在整机装配完成后,经过一系列环境适应性试验及内外场视觉试验后完成工程样机。在收集整理研制过程中形成的设计文件、图样、整机工艺、试验测试大纲、细则等之后,经有关专家进行审查评审,以形成第一版本的文件配置清单(表)和配置项,然后开始启动初样研制工作。
2.初样阶段配置管理重点
初样阶段是产品研制的关键环节,包含电性件和鉴定件2个阶段。电性件阶段重点关注产品详细设计、设计验证和研制试验等,鉴定件阶段重点关注产品设计文件固化和产品鉴定试验等。
初样电性件研制的依据性文件是在模样阶段完成后形成的最终版配置项文件和文件清单的基础上,通过初样设计建立功能基线对应的配置文档,以形成初样配置文件清单的第一个版本。初样研制生产过程中会遇到设计、工艺、元器件和原材料选用、验证方法等问题,相关的图纸、设计、工艺等文件需要进行更改,所有的更改项目要按照技术状态更改原则进行评审,发生更改的相应文件、图纸要进行版本升级,以形成初样配置文件清单的第二个版本。依此类推,经过多次迭代形成初样电性件产品文件的最终版本和文件配置清单,同时完成符合建造规范和任务书要求的电性件产品的研制。为满足地面试验和测试的需求,可依据电性件文件配置清单进行配置项的更改。
初样鉴定件工作重点是产品设计文件固化和通过产品鉴定试验等。按照正样产品的质量等级,以电性件最终版文件、图纸和文件配置清单为基础进行设计优化,形成鉴定件版本文件、图纸和文件配置清单,通过评审建立产品研制基线,开展鉴定件产品研制,完成鉴定级试验。在研制过程出现的更改项目评审和审批要严格遵守技术状态更改控制的原则,在完成产品研制的同时形成鉴定件产品文件的最终版本和文件配置清单,并转入正样研制阶段。
3.正样阶段配置管理重点
正样阶段工作重点是生产基线的建立,生产准备和技术状态过程控制。正样阶段工作主要是梳理技术状态,复核鉴定件的图样、文件、工艺,并在鉴定件文件、图纸的基础上进行更改。通常情况下,鉴定件阶段验证工作充分,正样技术状态的更改量就很小,文件配置清单中的配置项文件版本变化也较少,设计和工艺类文件可以直接引用鉴定件对应文档,大部分文件、图纸也不用进行版本升级,只需对部分更改引起的相关文件、图纸和产品文件配置清单进行版本升级,并通过评审建立产品生产基线。
采用配置管理的方法可以大大降低正样阶段编制文件和绘制图纸的工作量,同时规避了重新编制文档产生的错误,只要对直接引用的初样鉴定件文档标注正样阶段标志即可,这样可有效提高产品可重复生产的能力。