航天技术导论第八章Word文件下载.docx
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在工程的技术途径选择、技术方案设计和管理措施的制定中,必须考虑环境变化情况下的各种方案,而且在评价系统工程设计水平和系统功能时,将环境适应性作为一项重要的评价内容。
(5)风险理念
航天技术探索性强,环境影响因素繁多,而且难以事先预料周全,因而在主客观上都必然存在风险。
这种风险表现在工程开发的行为后果与预期目标发生偏离,偏离的大小决定了造成危害的严重程度。
因此,在航天系统工程活动中,必须正视风险性的客观存在,树立较强的风险意识,实施风险管理。
风险管理的主要内容是对风险深入分析,进行风险识别、风险估计、风险预测、风险控制研究,进行风险监视,主动采取措施防范和化解风险,力求把风险承担降低到最小程度。
8.1.2航天工程的管理模式
航天工程的基本管理模式可概括为:
严格的法制管理、全方位的系统管理和倾注真情的人本管理,三者构成一个完整的基本管理模式。
这个管理模式来源于实践,高于实践,贯穿于航天工程管理的全部活动之中。
(1)实施严格的法制管理
在航天系统工程管理中,“法”所指的是强制执行的行为规则的总称,包括法律、法令、条例、命令、决定、标准、规定等。
法治思想反对人治,人治的弊端在于“人治无标准,随心所欲”。
法治管理思想主张以法为准则,严格按规章制度办事。
在严格法治管理思想指导下,航天系统从上到下加强了规章制度的建设,制定了一系列有关型号研制程序、科研生产管理、技术流程和计划流程、质量管理、图样和设计文件管理等条例、规定和强制性标准,做到“做任何事情必须有依据,做任何事情必须有记录,记录必须真实并经得起时间的检验”。
并建立了相应的法制建设和制度监督机构,专门从事执法和各项规章制度的督促、检查和落实工作。
(2)推行全方位的系统管理
系统管理要求管理主体自觉运用系统工程理论和方法,对管理要素、管理组织、管理过程进行系统分析,以达到系统总体优化的目标。
对于航天工程这样庞大复杂的系统工程,要达到总体优化的目标,只有推行全方位的系统管理模式才能奏效。
航天系统工程全方位系统管理模式的大体轮廓可归纳如下:
a.设立总体设计部
总体设计部是总设计师领导型号设计的技术工作抓总机构,主持制定总体方案与初步设计工作,编制分系统设计任务书;
负责总体技术协调、全系统配套和分系统验收;
主持总装测试、综合试验和设计定型等。
加强总体设计部建设,强化系统总体思想、总体协调和技术抓总,是系统工程管理的内在要求,是大型系统工程管理行之有效的重要组织措施。
b.“五全”管理模式
航天工程是多系统、多专业、多单元设备构成的大系统工程,不仅有航天器和运载火箭型号工程的研究、设计、生产、试验,还有航天测控系统、地面支持与发射系统以及应用系统。
工程管理只有全方位、全过程纳入到系统工程管理中加以考虑,才能最大限度地发挥出技术效能和经济效能。
我国航天工程管理实行全系统规划、全程序组织、全方位指挥、全功能协调、全目标控制的“五全”管理模式,体现了系统工程的思想,是系统工程理论和方法与我国航天工程管理实践相结合的产物。
c.矩阵管理方式
大型航天工程项目的活动范围和管理规模已超出本学科、本系统、本行业的界限,传统的金字塔型大一统控制的管理方式和单一职能的组织形式已难以适应,必须采用现代网络化的二维管理结构和线性交叉方式,即集纵向控制和横向管理于一体的矩阵管理方式。
d.并行工程工作法
又称协同工作法。
它的特点是:
①将工程任务中按时间先后串行开展的工作,尽可能从一开始就并行地开展;
②工程所属的各系统、分系统、设备以至器材采购等不同层次的工作,尽可能从一开始就同步地进行;
③与工程任务有关的各方,如使用方或委托方,自始至终与承包方密切协作,组成由用户、设计、制造、试验、检验人员参加的协同工作组对工程实行全面管理。
并行工程特别适用于大型复杂的航天系统工程,有利于减少管理层次,提高管理效率,缩短任务周期和降低任务成本。
(3)确立以人为本的管理思想
以人为本的管理思想就是管理主体在管理实践中确立一切从人出发,以人为根本,调动人的主动性、积极性和创造性。
人本管理思想在不同历史时期,不同经济发展阶段的内涵是有所不同的。
在当代,确立和运用人本管理思想的要点如下:
a.管理过程的起点是人。
必须将满足人的物质需要和精神需要,实现人的全面发展,才能的全面发挥作为管理的终极目标;
b.管理活动的中心是人。
人是首要的管理客体,各项管理措施和手段作用于被管理的人,通过被管理人发挥能动作用,协调与运用好其它要素。
因此,管理工作的重点是充分调动人的积极性,处理好人与人之间各方面的关系,做好人的思想工作;
c.人本管理思想除了将人作为管理客体的中心外,同时确认管理主体是整个管理活动的中心。
因此,管理主体自身素质的完善,认识能力、创新能力的提高,价值取向的合理化,也是管理主体必须关注的重要管理目标。
8.2航天工程的研制程序
航天工程研制程序,是航天工程项目从开展需求分析到全面完成型号工程为止,必须经历的研制步骤和阶段。
它是航天工程研制规律的客观反映,是研制工作必须遵循的基本规范。
严格按照研制程序办事,是我国发展航天技术实践中的一条最基本的经验。
8.2.1航天工程的预先研究
航天科技工业部门,是一个集研究、设计、试制、生产、试验为一体的有机联合体。
每研制一种新型号飞行器都需要采用许多新技术,因此科学研究所占的比重很大,在这一点上它不同于一般的工业部门。
但是,它又以研制具体的型号为目标,主要从事工程技术和应用研究,在这一点上它又区别于从事基础科学研究的科研机构。
根据我国的实际情况和多年的实践经验,一个新型号飞行器的诞生,首先经过预先研究,攻克主要的关键技术,才能转入型号工程研制,最后进行小批量生产。
坚持预先研究先行,是航天工程的客观规律。
预先研究是型号工程研制的前提和基础。
一种型号飞行器的先进性,取决于所采用新技术的多少,而新技术的采用又取决于是否有预研成果。
所以,预先研究必须走在型号研制的前面,这就是“预研先行”。
航天技术的发展历程表明,只有加强预先研究,坚持预研先行,为型号研制提供充分的技术储备,才能提高型号的技术性能,节省研制经费,缩短研制周期。
预先研究工作大体上分为两类:
一类是基础技术应用研究,主要是多种型号共用的专业技术研究。
如气动、强度与环境、材料与工艺、遥测、计量等技术研究。
还包括一部分探索性的新技术和新理论研究,如计算机辅助设计、协同虚拟样机、数值仿真和虚拟试验技术等。
另一类是型号支撑性课题,主要是以规划中的特定型号为目标的关键技术研究。
如新型通信卫星波束天线、资源卫星的合成孔径雷达、运载火箭的新型发动机、飞船返回舱的热防护材料等的研制。
这两类预先研究,要安排适当,总的目标都应围绕提高航天科学技术水平,加速型号的发展。
由于预先研究的目标是探索和突破新的关键技术,因而难度大,周期长,未知因素多,短期内不易见到成果。
所以,搞好航天技术的预先研究工作,需要领导者的远见卓识,制定长远规划,在规划指导下合理选择研究课题,组织研究力量。
有的重大研究课题甚至需要由国家动员全国的科研力量才能完成。
要切实加强预研管理,保证预研经费占有一定的比例,组织一支比较稳定的预研队伍,抓好预研课题的立题审查、阶段评估和成果鉴定,制定合理的奖励政策。
8.2.2型号工程研制程序
型号工程研制程序是航天型号工程项目从开展需求论证到全面完成型号工程为止,必须经历的研制步骤和阶段。
它是型号工程研制规律的客观反映。
也是型号工程研制工作必须遵循的最基本的规范。
根据我国人造卫星、运载火箭和各种类型导弹型号的研制实践,尽管不同类型飞行器的研制程序不尽相同,但一般可以分为:
论证阶段、方案阶段、工程研制阶段、定型鉴定阶段。
(1)论证阶段
论证阶段的主要任务是通过合理性、现实性、可行性分析和必要的试验,确定初步的技术性能指标、总体技术方案,以及初步的研制周期、研制经费和保障条件要求等。
形成《论证工作报告》和《型号系统研制总要求》,上报国家主管部门审查。
论证工作通常由使用方组织进行,承制方积极配合,进行技术、经济、周期上的综合分析和论证,提出可达到的技术指标、总体技术方案设想和拟采取的主要技术途径,大型试验方案的初步设想、关键技术的风险性分析,保障条件的初步要求,研制经费概算和研制计划设想。
使用方组织有关各方面专家对上述诸方案设想的合理性、可行性进行评审权衡,会同承制方选定初步总体技术方案,上报《论证工作报告》和《型号系统研制总要求》。
待《型号系统研制总要求》经国家主管部门审批下达后,使用方与承制方签订《型号研制总协议》。
(2)方案阶段
方案阶段的主要任务是完成方案设计与模样研制,拟定大型试验初步方案。
并对关键技术、单机和系统进行攻关,样机演示和初步性能鉴定。
编制《方案研制报告》及其配套的技术资料。
这一阶段主要由研制单位按照《型号系统研制总要求》以及与使用方签订的方案阶段研制合同开展工作。
研制任务完成后,研制方提交《方案研制报告》和配套的技术资料,由使用方组织评审并提出评审意见,明确是否转入工程研制阶段的安排建议。
然后由使用方组织拟制《研制任务书》,会同承制方的上级主管部门上报国家主管部门审批。
(3)工程研制阶段
工程研制阶段由研制单位依据批准的《研制任务书》和与使用方签订的工程研制阶段合同开展工作。
对于运载火箭和导弹一般又分为初样和试样研制阶段,卫星、飞船等航天器则分为初样、正样研制和在轨测试等阶段。
工程研制阶段的主要任务是通过初样和试样(正样)研制,进行地面试验样机的地面性能试验、可靠性试验和使用性能试验,制定飞行试验方案,完成飞行试验和部分定型鉴定试验。
卫星和飞船在发射正常入轨后,还要进行在轨运行的各项技术指标和功能检测。
初样研制的主要内容包括:
进行总体和分系统、配套产品的初样设计;
完成试制工艺准备,进行初样试制;
完成各种初样样机的地面试验和必要的飞行试验,包括各种设计验证试验、性能试验、可靠性和使用性能试验。
根据地面试验和飞行试验的结果和试验数据,进行分系统和系统级的设计评审,初步评估产品的可靠性;
制定产品质量保证大纲,组织实施质量控制;
确定试样(正样)的技术状和飞行试验方案;
制定各分系统试样(正样)设计任务书。
初样研制工作完成后,研制单位提出《初样研制报告》和配套的技术资料,使用方会同研制方的主管部门对初样研制工作进行评审,作出是否转入试样(正样)研制阶段的意见。
试样(正样)研制的主要内容包括:
进行总体和分系统、配套产品的试样设计及评审;
进行试样试制和总装测试;
进行系统地面试验与发射场合练;
进行研制性飞行试验。
这一阶段的各项试验应能全面考核工程研制阶段的设计和工艺,系统工作的协调性、可靠性和技术性能指标。
然后根据试验结果,进行产品可靠性评估,提出各项试验结果分析报告和《飞行试验结果分析报告》;
复查、整理试样研制的全套设计、工艺文件,编制《工程研制报告》;
提出产品定型技术状态和定型鉴定性试验大纲。
最后,使用方会同研制方的主管部门组织工程研制阶段评审,作出是否转入定型鉴定阶段的意见。
卫星或飞船发射正常入轨后进入在轨测试阶段。
主要是完成在轨各项技术指标和功能的检测;
根据检测结果编制检测结果分析报告,完成在轨测试评审。
由用户负责在轨管理的应用卫星则完成卫星向用户的移交。
返回式卫星还要完成卫星的返回和回收工作。
在轨测试阶段后卫星的在轨运行和姿轨管理和故障处理等工作属于售后服务的范围,不纳入研制程序。
(4)定型鉴定阶段
定型鉴定阶段的主要任务是进行鉴定性地面试验和飞行试验,完成设计定型和工艺定型,接受国家鉴定和验收。
定型阶段研制单位依据《研制任务书》、产品定型技术状态和定型鉴定性试验大纲、与使用方签定的定型阶段合同、经上级批准的定型计划、有关的国家标准、规范和法令等,研制定型鉴定试验的产品,进行鉴定性地面试验和定型飞行试验,全面考核、检验《研制任务书》规定的各项性能技术指标,接受国家鉴定和验收。
在经过试验鉴定表明产品性能稳定、可靠,满足《研制任务书》和合同要求的前提下,研制单位按照设计定型技术状态,进行各类产品的设计定型;
整理、完善设计图样、资料、文件;
分析、评定产品性能技术指标;
组织编制型号经费决算,核算研制成本,作出投资分析;
完成设计文件归档;
编制型号设计定型申请报告。
设计定型申请报告经国家定型委员会审批后,由使用方会同各上级有关部门组成的定型工作组主持下组织实施。
定型鉴定项目按单机、分系统、系统分级进行评审鉴定,设计单位向同级鉴定委员会提交鉴定报告,经评审后作出鉴定结论。
各级鉴定完成后,由研制部门报国家定型委员会审批。
设计定型完成后,经过小批量试生产和使用证明产品工作可靠,质量稳定,符合设计要求;
工艺文件完整、齐套、正确、协调;
工装设备和生产检测、试验条件完整、配套;
生产工艺和生产技能满足批产要求;
配套产品、元器件、原材料定点生产;
协作配套点分布合理,能保证批产配套供应。
具备上述条件下,由承制工厂总工程师主持,总工艺师负责组织实施,整理、完善生产工艺文件;
充实、完善工艺装备和专用设备并作出鉴定;
编写元器件、原材料品种规格及外协配套件实耗定额和工时定额等资料;
提出工艺定型报告,组织进行工艺定型鉴定和验收。
完成鉴定后,由承制厂上报上级主管部门审查后报国家定型委审批。
8.3航天工程的计划管理
所谓计划管理,就是按照社会主义商品经济的要求,依据和运用价值规律,以完成国家计划和满足用户需要,提高社会经济效益为目标,组织和动员全体职工,通过计划的编制、实施、检查和处理,使科研生产经营活动纳入计划渠道,以实现全面的全过程的计划管理。
航天工程型号研制通常是国家的重大决策,是国家规模的大协作,同时也是促进科技进步和发展经济的需要。
因此,研制计划必须在服从国家需要的前提下,努力适应市场经济规律,创造更大的社会经济效益。
8.3.1计划管理的特点和原则
由于航天工程的性质所决定,航天工程计划具有如下特点:
(1)指令性强。
航天型号工程大多数是国家的决策,是国家级工程,而且许多项目具有军事目的。
因此,研制任务和计划受到国家政治、军事、经济的影响和制约,是国家意志的体现。
虽然研制任务以研制单位和用户合同的形式出现,但用户基本上是代表国家的,研制任务是国家统筹安排的,研制合同带有很强的行政指令性。
指令性前提下的合同管理,是航天工程计划管理的主要特点和方式。
(2)科研型计划。
航天工程的探索性和创新性,决定了航天型号研制过程具有很强的科学研究和技术探索的性质。
科研试制不同于一般产品的生产,在开始工作之前就有许多未知因素,工作进程中会遇到各种预想不到的困难,可能会有失败和反复,也允许失败和反复。
技术途径、局部的技术方案甚至较大范围的系统方案都有变更的可能。
因此,计划管理必须适应科研的特点,在计划执行的过程中根据科研攻关进展的情况,不间断地进行平衡、协调和调整。
(3)系统配套管理。
航天型号工程是由多学科、多专业、多系统组成的一个有机协调又互相制约的庞大的系统工程。
参加研制的单位多,协作面广,在研制全过程中各环节必须配套进行,相互衔接,不可脱节和遗漏。
因此,研制计划的管理是一个大协作的系统配套管理,严格做到技术、时间和硬软件实物的协调配套,特别是外协、外购产品的配套研制和配套订货和采购。
最终交付使用方成套的满足使用要求的合格产品。
(4)长周期分阶段管理
根据我国和世界各国航天型号工程研制的规律和经验,研制一个型号通常需要5~10年,甚至更长的时间。
因此,研制周期长也是航天计划管理的特点之一。
但是,航天型号工程从任务确定到产品定型交付使用的全过程,又明显地分为几个阶段,这在8.2节中已作了详细叙述。
型号研制过程的各个阶段有其特定的任务目标、工作范围和完成标志。
坚持按研制程序办事,是航天计划管理必须遵守的一个重要规律。
抓好研制阶段的划分,实行分阶段程序管理,是航天计划管理的又一特点。
根据上述特点和多年的实践经验,按下列原则实施研制计划的组织管理是行之有效的:
(1)配套性原则
配套性原则主要是要求航天工程项目的全过程中,做到“配套论证、配套设计、配套生产、配套试验、配套交付”。
就计划工作本身而言,配套性的主要内容包括:
研制单位的配套、研制产品的配套和技术文件的配套等。
对于有机协调又互相制约的航天系统工程,不配套就没有质量和效益,就会贻误时机,造成混乱局面。
(2)同步性原则
同步性原则是指总体和各分系统、各配套产品以及重大试验项目的设备研制和工程建设在时间进度的安排上要求保持协调和同步。
型号工程研制程序各阶段互相衔接,各环节环环相扣,必须严格按程序办事,各项工作计划的组织管理协调同步,避免因为某一环节安排不周,缺项或数量不够,或者进度拖延,而造成互相等待,长期不见最终成果。
(3)滚动性原则
滚动性原则是指前一个计划期(月份、季度、年度)的计划安排要考虑到后一个计划期工作内容和进度上的平衡和协调。
计划任务不能只考虑本计划期内有明确考核指标的工作内容,必须将大量正在进行的,本期内没有考核指标的工作内容也列入计划,以反映研制活动的系统性和连续性。
否则将会失去对许多重要工作内容状态的有效控制,最终影响型号工程项目的配套性和同步性。
(4)综合平衡原则
航天型号工程项目研制计划的综合平衡,除了一般计划管理所要求的人、财、物、产、供、销综合平衡外,由于科研型计划的特点,要求在计划执行过程中,不间断地进行以技术协调为主的各种协调,即目标管理为主的动态综合平衡。
其主要内容包括:
进度上的长、短线平衡,要采取有力措施促进短线,适度限制长线;
共用设备、设施能力和使用安排的平衡,要统筹兼顾,避免撞车,优先安排重点项目,采取交叉作业尽量发挥设备设施的最佳利用率;
科研生产能力的平衡要求合理的批次和数量,采取措施力求达到有序和均衡地科研生产;
研制经费的平衡,要求量入为出、留有余地、预算管理、综合拨款,在保证任务需求的前提下,力争资金的合理运行;
技术力量的平衡,要求优化配置研制队伍,保持基本骨干的稳定性,最大限度地发挥人力资源的潜力。
(5)质量第一原则
质量第一原则即进度服从质量。
质量是航天产品的生命线,质量出问题,一切等于零。
当计划进度与质量发生矛盾时,计划平衡必须遵循进度服从质量的原则。
(6)实事求是原则
实事求是原则即是需要和可能统一的原则。
计划编制和实施过程中,始终存在任务与条件、需要与可能的矛盾。
单纯从需要出发,不顾主客观条件,强行提出不切实际的要求是不科学的。
制定计划时,必须根据型号任务的需要,结合对实际情况的估计和各种潜力的充分发挥,认真分析计划的可行性,既不能冒进,也不能因循守旧。
8.3.2计划管理的内容和要求
计划管理的内容包括计划的制定、执行和考核。
(1)计划的制定
航天工程计划主要有两大类。
一类是型号技术预发展计划,一类是型号工程研制计划。
型号技术预发展计划是根据国家和用户对航天技术发展的需求,以及航天技术本身的发展方向,经过认真研究,做好技术发展预测和需求预测,明确发展方向,发展规模和发展速度,作出长期发展方向和近期研制目标的决策;
以此决策为目标,制定长期发展规划和近期研制计划。
型号工程研制计划是在型号批准立项或者已与用户签订研制合同,研制目标已经确定的情况下,为实现目标,在充分利用现有资源的基础上,经认真的科学论证所制定的计划。
按计划执行的时间,型号工程研制计划可分为研制总计划、年度计划、季度计划、月作业计划和专题计划等。
计划目标确定以后,计划的编制应根据配套要求和任务序列,依次排出前置任务,并给出可以分配到的工作时间和各种保证条件,然后根据可能,逐渐由计划的起始点向后检验对比,对关键路线的关键项目,进行充分的研究分析,经过几次反复找出最佳的计划方案,并在实施过程中不断调整。
力戒单纯按需要倒排计划。
编制计划时,应根据型号工程项目的总目标和总进度要求,明确本阶段计划安排的原则和要求,在深入调查研究和认真发动群众的基础上,掌握实际情况和存在的问题,理出完成任务的关键短线、所需要的技术保障措施和需要上级协调解决的重大问题,经过综合平衡,明确本阶段任务的主要计划指标,实施计划的措施和要求,编制好计划。
(2)计划的落实和执行
经过批准的研制计划,由型号研制的设计师系统和行政指挥调度系统组成的型号研制队伍通过组织协调、监督检查来落实和执行。
一般落实计划的方法是实施目标管理,同时以最终目标的完成作为计划管理的最终节点。
为此需要制定型号研制的技术流程和计划流程,将落实技术流程和计划流程作为落实计划的核心。
在某些情况下,特别是遇到重大问题时,为维护计划的严肃性,保证按计划执行,往往需要通过各级行政领导部门予以落实。
(3)计划的检查和考核
在计划管理工作中,对计划执行情况的检查和执行结果的考核是一个相当重要的环节。
要做好计划的检查和考核工作,首先需要有一套进行考核的计划指标体系。
并明确规定每一种指标的含义、标准和计量,以使检查和考核工作有统一的依据。
由于航天型号工程多学科、多专业、多单位、多环节、大系统的属性,劳动形式和劳动成果多样化是其突出的特点,只用简单的几个指标很难概括计划的指标体系,用统一的计量标准来衡量每项指标也是不可能的。
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