浅析航天型号产品总装测试中的风险管理与实践

李世昊、吴顺通、刘国柱、吴凯 /北京航星机器制造有限公司

随着航天事业的高速发展，新型号、新项目的快速增长，新技术的大量应用与严格的技术指标要求，航天型号产品在研究设计、生产制造、总装测试与飞行试验中面临着严峻的压力与考验。而航天型号产品的总装测试作为形成完整产品的最后阶段与保障产品质量的最后屏障，具有质量与可靠性要求高、集成性与协调性要求高、不确定因素多、风险性高等特点。

航天型号产品总装测试中往往面临多种风险，如技术风险、管理风险、操作风险与产品风险等。目前，各航天企业在型号研制的各个阶段均开展了风险管理理论研究工作，然而在当今高密度发射、多型号并举与大批量生产的研制背景下，针对具体航天型号产品研制生产的风险管理实践研究并不充分，在一定程度上限制了航天型号产品的快速发展。为此，笔者结合航天型号产品风险管理理论与研制生产实践，阐述并分析了航天型号产品在总装测试中的风险管理办法，同时，以操作风险识别分析为切入点，对某航天总装厂多种型号产品进行了风险管理实践，并有针对性地提出控制方案，对提高航天型号产品风险管理水平、保障型号飞行试验成功有着重要的意义。

一、风险管理策划与风险识别

1.风险管理策划

遵循航天型号产品研制“系统策划，识别全面，分析准确，措施有效，风险受控” 的原则，选定航天型号产品总装测试为风险管理目标，分析各分系统的薄弱环节及不确定性较大的地方，得出风险源并进行风险识别。

将识别出的风险分类，选定定量与定性风险分析方法检查已识别的风险，细化风险描述，分析风险诱因，确定其影响后果。通过各种技术管理手段降低、分散或转移航天型号产品总装测试中的各类风险，并制定策略方案有效控制风险，总体风险管理流程如图1 所示。

2.风险识别

根据航天型号产品总装测试工艺过程的基本特点和规律，将可能存在的风险分为技术风险、管理风险、操作风险与产品风险四大类，主要风险分类与风险子项如图2 所示。

技术风险包括设计风险和工艺风险。设计风险，如关键技术攻关不彻底或设计存在缺陷而导致技术指标无法满足型号任务要求；工艺风险，如技术状态更改未落实、工艺文件完整性及可操作性不强等。

管理风险包括计划风险、进度风险、外协风险、保障风险。计划风险，如计划安排和衔接不合理，计划接口界面不清晰；进度风险，如进度估计出现偏差，缺乏统筹与可实施性，指挥调度存在薄弱环节；外协风险，如外协单位的管理体系和型号管理要求不协调、不匹配；保障风险，如设备运行故障、人力资源紧张以及资料文件下发不及时等。

操作风险包括要求风险和安全风险。要求风险，如对“易错装” “难操作” “不可检/不可测” 的操作要求不细，量化控制措施不明确，测试方法不到位等；安全风险，如操作过程中没有做好相关安全防护措施。

产品风险包括质量风险和验收风险。质量风险，如对产品关键特性、重要特性控制不到位，产品出现严重质量问题；验收风险，如产品验收过程中验收标准不够，产品验收技术文件不够细化。

在各类风险中，操作风险具有影响范围广、危害性大、识别难度高及不易控制等特点，在诸多风险中占有举足轻重的地位。

图1 风险管理流程图

图2 型号产品总装测试中的风险分类

二、风险分析与评估

航天型号产品总装测试中的风险分析主要包括细化对风险的描述、分析风险诱发原因、确定其影响后果。其评估方法主要有故障树分析与风险矩阵2 种方法。

故障树分析是一种演绎的系统安全分析方法，适用于系统复杂的型号研制项目的风险识别和分析，主要包括故障顶事件确定、制定故障树、故障树逐层分析及确定故障树底事件。

风险矩阵是依据风险发生的可能性与风险严重程度，绘制风险矩阵图，展示风险及其重要性等级的风险管理方法。风险矩阵的主要任务是评估风险影响、计算风险发生率、预先确定风险等级等，进而计算风险的权重。风险矩阵的具体操作流程如图3 所示。

风险评估由公司组建的风险管理委员会完成，包括沟通与交流、报告与决策环节。其中，风险影响等级划分与风险发生的可能性概率划分见表1、表2，根据风险影响等级与风险发生概率，绘制风险矩阵如图4 所示。

图3 风险矩阵操作流程图

表1 风险影响等级划分表

表2 风险发生概率划分表

图4 风险矩阵图

三、风险控制

根据航天型号产品总装测试中的风险识别与分析情况，参考国内外航天企业在型号产品各个阶段风险控制的研究及实践成果，并结合目前航天型号研制生产现状，针对四类风险有针对性地提出控制措施（见图5）。

1.技术风险控制

一是设计风险控制。设计是航天型号产品研制的源头，是提高产品可靠性、控制技术风险的关键环节之一。在航天型号产品研制的设计过程中，往往是总体通过任务书、各类环境条件试验大纲等设计文件传递、考核设计对工艺生产提出的技术指标，进而进行各类设计分析、验证与改进，提高设计的可靠性与成熟度，加强设计考核的充分性，达到控制设计风险的目的。

二是工艺风险控制。航天型号产品的工艺文件主要包括工艺总方案、各专业工艺规程及工艺管理性文件等，加强工艺总方案的完整性、工艺规程的可操作性、工艺流程的合理性与工艺管理性文件的规范性可有效控制工艺风险。其中，细化工艺规程，保证文件对操作者的最高指导地位，严格控制关键、重要加工工序，是实现工艺风险控制的有效手段。

图5 型号产品总装测试中的风险控制措施分类

工艺装备作为航天型号产品研制生产过程中的工具总成，对保证产品特性、满足设计技术指标具有重要的作用。在产品研制阶段，充分识别产品加工、装备、检测或试验的工艺装备的需求，并对工装设计的合理性进行论证、审查、试验，及时满足产品因技术状态变更导致的工装适用性的变化；在产品进入批生产阶段，做好工装设备的全面清理，在满足批生产需求的同时有效控制工艺风险。

2.管理风险控制

航天型号产品的研制生产越来越呈现出数量大、周期短、任务紧迫等趋势特点，由于研制周期的不断压缩，计划进度问题成为制约生产的主要问题。

面对型号特定的生产模式，管理部门应在合同拟签订前即开展风险的分析、评估和控制工作，充分考虑各种风险的内在因素与联系，做实各种风险的处置方案与应急预案；组建型号调度突击队，形成跨部门跨车间应急处置小组，以保证产品的顺利交付。

3.操作风险控制

加强车间“6S” 管理(整理、整顿、清扫、素养、清洁、安全)，提高对“易错装” “难操作” “不可检/不可测” 的操作要求，实行三检制度，严格执行工艺规范的作业顺序与要求，指定加工与检测中使用的设备，充分考虑操作者在装配测试中可能面临的问题并制定合理有效的解决措施；在安全风险控制方面，补充车间危险源辨别标识，在危险作业中履行审批手续，安全引导并加强防范。

4.产品风险控制

一是质量风险。即控制本单位与外协单位的产品质量。提高全员质量意识，强化质量观念，将质量要求落实到工作中的每一个细节，组织质量控制小组进行质量问题攻关；针对经常发生的质量问题，建立健全质量归零与质量考核制度标准。

二是验收风险。在外协产品验收方面，保证产品制造验收技术文件的规范性与有效性，提升协议文件的评审层次；在实际验收过程中，提高首件鉴定考核标准，强化落实技术文件的验收要求，对于不可检不可测的验收项目进行及时沟通反馈。

四、管理实践

组织技术部门的工艺人员、质量部门的检验人员与生产车间的操作人员，全面梳理各型号产品总装测试中的操作风险点，在数据统计分析的基础上，运用风险矩阵的方法进行风险分析与评估，对不可接受的风险制定控制措施。

1.全面风险识别

通过对某航天总装厂多种型号产品总装测试中的操作风险进行识别，根据风险内容识别出相同电连接器对接错误、相似结构零件装错、相似标准件装错、不可互换成件装反、对称结构成件方向装错以及其他易装错项六类218项风险。其总体分布情况与各型号分布情况如图6、图7 所示。

航天型号产品在总装测试中的风险项目，除特殊的难以分类的其他易装错项外，易发生项主要为对称结构成件方向装错（发生率为27%）与相同电连接器对接错误（发生率为23%），而相似标准件装错（发生率为3%）为不易发生项。

在各型号总装测试风险识别项目中，对称结构成件方向装错在46.2%的型号产品中发生概率超过40%，由此可见，在近一半的型号产品中对称结构成件方向装错仍为较大概率发生项；相似标准件装错在84.6%的型号产品中发生概率低于10%，可见在大部分型号产品中相似标准件装错为较小概率发生项。

2.风险分析与评估

某航天总装厂组织技术、管理、操作骨干人员组成风险管理委员会，对识别出的218 项风险进行分类讨论，并从六类风险内容中每类随机抽取10 项进行风险发生概率与风险影响等级评定，将评定结果绘制风险矩阵（见图8）。

从风险严重性等级坐标轴来看，所有风险项均集中在风险严重性等级4～5 区间内，可见航天型号产品总装测试中几乎所有风险项均为关键等级，一旦风险发生将导致飞行试验失败。

从风险可能性等级坐标轴来看，绝大部分风险处在1～2 等级，可见航天型号产品总装测试中绝大部分风险项为“非常不可能发生” 与“不可能发生”。不同类型风险发生概率不同，其中相似标准件装错的风险可能性等级为1级，不可互换成件装反、相似结构零件装错、相同电连接器对接错误、对称结构成件方向装错和大部分其他易装错项的风险可能性等级为2 级，少量其他易装错项的风险可能性等级为3 级。

航天型号产品总装测试中的风险项大部分集中在中低风险区，说明该航天总装厂在产品总装测试过程中具备较好的风险管控能力。

图6 型号总装测试风险识别项目总体分布

图7 各型号总装测试风险识别项目分布

图8 航天型号产品操作风险矩阵图

3.风险控制

对多种型号产品总装测试过程中218 项操作风险制定控制措施，并按措施内容分类、归纳与总结，具体风险控制目标、方案及可行性与效果评价见表3。

将多种型号218 项操作风险控制措施进行数据分类，并绘制圆环图与百分比堆积柱形图，其总体分布情况如图9 所示，各型号分布情况如图10 所示。

在总装测试操作风险控制措施中，过程控制与检测是风险控制的主要方法，分别占所有风险控制措施数量的40%和39%，代替与消除在风险控制中的使用率不高，两者分别占比2%与8%。

在各型号总装测试操作风险控制措施中，过程控制与检测仍是各型号操作风险控制的常用方法，有61.5%的型号产品使用过程控制方法的概率超过30%，54%的型号产品使用检测方法的概率超过40%；代替在风险控制中较少使用，有85%的型号产品从未使用此控制方法。

五、实践效果及后续思考

该航天总装厂应用风险管理理论与方法对总装测试过程中的操作风险进行识别、分析、评估与控制，组建的专业风险识别团队在型号研制方案设计、试验设计、工艺设计、过程检验等关键环节发挥了保障作用，确保了型号研制正确、工艺合理、过程受控。经过风险分析与评估，更有针对性地提高了薄弱环节把控，风险管控措施有效，涉及的多种型号成功完成了多次飞行试验。

表3 操作风险控制实践思路与策略

图9 型号总装测试操作风险控制措施总体分布

图10 各型号总装测试操作风险控制措施分布

航天型号项目是技术难度大、系统复杂性高、风险系数高的项目，开展风险管理有助于提升航天企业的管理水平，降低生产成本，提高企业效益，保障型号任务的顺利开展与飞行试验的成功。航天企业在提高风险管理能力的同时，还需提高技术、工艺与管理的创新能力，以及打造一支优质的航天型号项目管理团队。