航天器产品生产阶段质量管理研究

/北京空间飞行器总体设计部

航天器产品是构成航天器的基本单元，其生产阶段要完成产品的制造、装配、调试、测试、试验与交付准备，将质量与可靠性建造到产品中，生产质量直接决定了产品质量。航天器产品具有明显的高质量、高可靠性、多品种、小批量或单件生产的特点，对加工和装配的精度，测试和试验的覆盖性、充分性和有效性，产品实物质量及过程记录可追溯性要求高；生产过程复杂，工序环节多，要经历机械加工、特种加工、电子装联、单板与整机调试和测试、EMC试验、力学试验、热试验、其他专项试验等多个过程，装配与测试穿插进行，对技术状态与生产过程管控要求高；质量影响因素较多，各环节的人员、设备、物料、文件、环境、测试与检验、能源动力、流程等各方面都会影响到产品质量，对“人、机、料、法、环、测”（5M1E）要求高。

为保证航天器产品生产质量，加强航天器产品生产阶段质量管理，应从源头识别生产过程风险并明确应对措施，建立生产（产品）基线并严格管控，强化生产全过程、全要素控制，注重实物工艺质量确认，做好生产阶段数据包策划与生成。

一、质量管理工作目标及程序

航天器产品生产阶段质量管理工作主要目标是：生产（产品）基线明确、受控；生产过程风险识别充分，控制措施有效落实；生产实施规范，过程质量受控；检验、测试、试验充分，生产过程不合格得到有效识别与控制，潜在缺陷得到有效剔除；生产阶段数据包完整、有效、可追溯。

航天器产品生产阶段质量管理工作程序如图1所示。

图1 生产阶段质量管理工作程序

二、质量管理工作程序说明

1.生产（产品）基线建立

产品在设计完成后进行生产阶段工作策划，识别生产阶段技术风险，编制各类生产依据文件，然后建立生产（产品）基线。

生产阶段工作策划。产品进入生产阶段前，根据项目要求和设计结果对生产阶段工作进行科学细致的策划，覆盖范围、进度、质量、资源等项目管理全要素以及从投产准备到生产结束的全过程；绘制生产阶段工作流程图，以图形化的方式将技术、质量、安全、进度计划等所有工作可视化、一体化；必要时对试验、软件开发等形成专题策划；明确质量管理活动项目、内容、要求、结果、责任、时机、措施。生产阶段工作策划经各方确认并审批后实施，做到内容全面、工作项目完整、安排合理可行，以确保科学、合理、经济，利于生产活动规范有序开展。

生产阶段数据包策划与确认。生产阶段数据包是产品生产过程生成的各类文件、记录等信息的结合。结合产品特点，根据产品技术要求、质量要求和设计结果等相关要求，对生产阶段数据包进行策划，明确在生产过程中需采集的数据记录项、内容、时机、责任和要求，确保数据包协调、及时、完整、正确、可追溯。

技术风险分析。综合采用传统风险分析方法和特性分析、生产过程FMEA、测试覆盖性分析、工艺敏感性与稳定性分析、极性分析、“十新”（新技术、新器材、新工艺、新状态、新环境、新设备、新单位、新岗位、新人员、新流程）分析等技术风险分析方法，系统识别产品生产过程风险，形成生产过程保证要素，制定关重件、关键工序、关键检验点、强制检验点等控制措施，纳入工艺文件中并明确标识，杜绝因技术风险分析不全与控制不到位而造成的问题。

模型、图样、文件评审。评审产品生产所需的各类模型，印制板图、电气图、结构图等图样、电装工艺规程、机加工艺规程、调试细则、测试细则、试验大纲与细则、生产过程质量跟踪卡等文件。这些模型、图样、文件采取图文结合的方式，覆盖制造、装配、调试、测试、试验直至交付全过程，涵盖5M1E状态、产品生产流程、生产过程保证要素控制措施等全要素，做到过程完整、流程清晰、内容全面、描述准确，判据明确、细化、量化、可操作，并明确操作和质量检验所遵循的标准、规范及相关要求。

生产（产品）基线建立。编制生产（产品）基线报告，规定和描述产品生产技术状态文件，包括产品生产所需的设计、工艺、制造、检验、测试、试验和质量管理等所有依据，覆盖5M1E等相关内容。评审生产（产品）基线报告，审查生产（产品）基线确立是否充分正确，描述生产（产品）基线的相关文件是否齐套完整，以及生产状态与相关文件的符合性。生产（产品）基线报告经过评审、正式文件审批通过后，生产（产品）基线建立。

2.生产准备状态检查

在生产开始前，完成元器件、原材料、印制板及其他先行投产的外协部件与组件验收、地面支持设备的验收和计量检定。在生产所需模型、图样、文件、岗位人员、地面支持设备与设施、外协外购部件与组件、场地环境准备就绪后，对生产准备状态进行全面系统的检查，对其开工条件作出评价，检查通过后才能启动生产，以确保产品能保质、保量、按期交付并规避风险。

生产准备状态检查应全面、系统和有效，重点是对生产过程的5M1E状态与生产（产品）基线的符合性进行检查确认，应特别关注关键工序、关重件的生产准备状态。

一是结合产品特点、生产规模、复杂程度、制造工艺及准备工作等实际情况，提前策划生产准备状态检查。采取集中、分级（整机、外协外购部件与组件等）、分阶段（电装、测试、试验等）等方式制定详细检查单，明确检查内容与要求。检查主要包括：模型、图样、文件等依据与生产（产品）基线规定的符合性，以及是否齐全有效；岗位人员与生产（产品）基线规定的符合性，以及是否具备上岗资格并明确岗位职责；地面支持设备和设施与生产（产品）基线规定的符合性，以及是否计量检定合格且运转正常；元器件、原材料、机械零件及其他外协外购部件与组件与生产（产品）基线规定的符合性，以及是否质量合格无缺陷；场地环境与生产（产品）基线及技术条件规定的符合性；测试及检验的工具、方法、要求、时机等与生产基线规定的符合性。

二是组建检查组实施生产准备状态检查，一般包括设计、工艺、检验、质量、计划、生产、设备等部门有经验的专业技术人员和管理人员，必要时邀请顾客代表参加。检查组人员明确分工，按照检查单实施检查并记录检查结果，对生产准备状态及其存在的风险作出客观判断与准确评价，指出存在的问题并提出改进建议，问题责任部门对存在的问题应制定纠正措施并进行跟踪。

3.制造、装配、调试、测试、试验过程控制

在产品制造、装配、调试、测试、试验全过程，各工序岗位人员严格按照生产（产品）基线规定的技术状态文件开展生产活动，确保5M1E状态与生产流程满足生产（产品）基线要求，生产过程保证要素控制措施得到有效落实。质量管理人员对生产（产品）基线落实情况、质量管理规章制度和管理文件运行情况、生产现场过程控制情况进行监控，对生产活动的符合性充分检查、分析、把关，对于发现与生产（产品）基线不一致、违反生产现场质量管理规定、可能引发风险的情况，及时叫停生产，并督促相关部门采取处理措施后方可恢复生产。过程控制的关注重点包括：

一是5M1E状态与生产（产品）基线的符合性，生产（产品）基线更改控制有效性。

二是生产现场管理制度及落实情况，管理制度应健全、被知悉、可获得、有效落实。

三是关键工序和特殊过程识别充分性，明确人员、设备、环境要求，细化、量化工艺方法和检验要求，实施前对生产过程的5M1E状态进行检查确认，焊接、热处理、表面处理等特殊过程实施前应按要求进行试件生产，检验检测合格后方可正式生产。

四是针对生产特点进行安全风险分析、评估，辩识危险源，并采取相应防范措施，安全生产责任落实到车间、处室、班组和重要岗位，关注带电插拔电连接器、电连接器插接极性、顺序正确性等易引发产品受损的环节，制定具体控制措施并严格实施，对电缆、导线自由端进行可靠固定和绝缘防护，避免打火、短路等风险。

五是注意产品流转和工序交接控制，严格执行工艺纪律，认真执行工序间交接质量控制、不合格处理、工序间拒付、拒收等制度，杜绝不合格产品流到下道工序，防止产品被磕碰、划伤、污染、腐蚀等，减少人为失误引发产品安全和人员安全问题。

六是检验人员严格按照生产依据和相关标准规范开展检验工作，保证检验和记录质量；对于复杂的检验项目必须编制相应的检验规程，以提高检验工作的针对性和有效性；检验记录必须完整、客观、真实，并可追溯，有量值要求的必须记录实测数据，关键检验点由质量、设计、工艺、检验共同签字确认，强制检验点在此基础上邀请客户参加并签字确认，尽量采用自动化检测设备，避免人为因素产生误差；提高检验精准性和一致性，如采用光学自动检测（AOI）设备对电装后的印制板进行检查，自动判断元器件电装是否完整、位置和安装极性是否正确等。

七是测试或试验（含EMC、力、热、其他专项试验）前开展测试或试验准备状态检查，确保5M1E状态符合要求，风险识别充分、控制措施明确；检查通过后方可启动测试或试验，测试或试验过程中严密监视产品和设备设施状态，测试或试验结束后及时对测试或试验项目、条件、结果等进行确认，对所有测试或试验数据进行判读和统计分析，完成一致性比对、裕度分析、成功数据包络分析及测试覆盖性检查，给出明确的测试或试验结论。

八是编制、实施、及时准确填写和签署生产过程质量跟踪卡，对生产过程进行跟踪管理，包括产品原始状态、器材情况、工序（工作）情况、检验结果与时间、签署信息、质量问题及处理情况等，覆盖产品生产全过程并随产品流转，以系统、完整、正确、有效地记录生产过程的质量状况。

九是对于生产过程不合格、质疑、代料、偏离审理情况，应分析充分、手续完备、处置措施落实到位，对于质量问题归零和举一反三响应应快速、准确、彻底，避免重复发生。

4.交付准备与质量评审

交付方对验收方提出的验收大纲和数据包等验收要求逐一分解，策划并逐项落实。在产品制造、装配、调试、测试、试验等全部生产活动完成后，进行自测试与检验、数据包准备、交验自查等交付准备与质量评审工作。

针对测试和检验项目，编制详细的验收测试和检验细则，验收测试和检验细则应全面、细化、量化、可操作，经验收方确认后用于验收测试和检验，测试和检验项目应全面覆盖，数据结果应记录完整。

产品数据包与实物同等重要。针对数据包要求进行详细的数据包策划，在产品整个研制过程中及时生成、收集和汇总，以确保数据包完整、正确、有效和可追溯。

交付方应对提交验收的产品质量严格把关。在完成航天器产品的自测试与检验、数据包整理等所有准备工作后，对产品质量和研制过程质量进行全面且系统的自查，以证实产品满足交付验收条件。自查通过且无遗留事项的进行质量评审，对产品质量和研制过程质量及交付准备情况进行全面且系统的评定。质量评审通过且无遗留待办事项的，向验收方提交交验申请和数据包中需提前提交审查的项目。

三、质量管理关注重点

1.生产（产品）基线建立与更改控制

生产前必须完成生产（产品）基线的评审和建立，确认生产（产品）基线完整、协调，能够正确描述生产全过程的5M1E状态。对于首次进入正样的单机产品，以鉴定产品的最终状态为基准建立生产（产品）基线；对于重复生产的通用产品，以最近一次成功飞行的产品状态为基准建立生产（产品）基线。生产（产品）基线报告可根据产品研制特点，按部件与组件、研制流程或承研单位等进行分类，形成各部件与组件、研制阶段或承研单位的分册，分册名称应尽量涵盖各部件与组件、研制阶段或承研单位的主要工作，突出重点，具有辨识性，如设计分册、生产分册、部装分册、试验分册等；复杂产品零部件投产阶段不同，分册产生的时间也不尽相同，应确保所有分册的合集能够涵盖产品生产全过程；最终形成生产（产品）基线报告完整版。

进入生产阶段后，以生产（产品）基线全过程管控为重点，规范实施生产阶段质量管理。生产（产品）基线更改包括产品生产所依据的5M1E状态等生产因素的更改，也包括产品生产所依据的设计模型、图纸和文件的更改。生产（产品）基线评审通过后，严格控制状态，不能随意更改；若确需更改，应执行“论证充分，各方认可，试验验证，审批完备，落实到位”的技术状态更改控制要求，以确保更改受控、验证充分、可追溯。外协单位的生产（产品）基线变更应报外协任务协出方审批。

2.5M1E控制

通过生产（产品）基线固化5M1E状态，在生产全过程将其作为重点进行管控，通过生产准备检查、测试准备状态检查、试验准备状态检查及生产过程日常巡检等方式，对生产过程的5M1E状态进行检查，对于不满足要求的情况及时整改，经审查确认、各方认可后方能进行生产。

模型、图样、文件等生产依据的齐套性、有效性及执行与记录情况。设计、工艺、生产、检验、测试、试验、验收和质量管理所用模型、图样、文件等生产依据应与生产（产品）基线保持一致，应齐全、完整、有效、被执行，记录与数据包应及时、清晰、完整、正确、可追溯。

生产岗位人员资质、质量职责分解与落实情况。岗位人员应满足本岗位要求，并经培训、考核合格后按规定持资格证书上岗，知悉岗位职责和风险点，掌握岗位所需标准规范、操作禁忌、质量管理、安全等要求，做到工作规范、有序、无差错。

生产设备与设施使用、维护、计量检定及操作管理情况。地面支持设备与设施按生产（产品）基线的要求配套齐全、状态完好且运转正常，在计量检定周期内并有合格标识，用于特殊要求的工装卡具、刀具等具有适用性，操作规程或使用说明书应受控、完整、可操作，操作规范、安全。

生产所需的元器件、原材料、机械零件及其他外协外购部件与组件应与生产（产品）基线一致，生产物料验收、入库、贮存、发放、使用、流转、批次与标识及余料管理过程受控，物料验收合格无缺陷。在使用有效期内，贮存条件满足产品规定的要求，批次与标识清晰、有效、可追溯，选用与控制手续完备，装机记录和质量证明完整。

生产现场温度、湿度、洁净度、振动等环境条件，供电、接地、安全防护等技术安全条件，污染、多余物及静电防护措施与落实情况，环境条件与技术安全条件应符合生产（产品）基线要求并具有相应的监控和记录手段，有洁净、多余物控制要求及对污染、静电敏感产品得到有效识别，以使控制措施得到有效落实。

检验和测试所需的工具、量具、工装、设备应齐全、完好并与生产（产品）基线一致，工艺文件或测试操作性文件配套齐全，检验和测试要求详细、完整、明确。

3.实物工艺质量检查

实物工艺质量检查是指为确认产品实物状态是否符合相关标准和规范要求，是否满足设计和工艺文件要求，对产品实物及其有关生产过程质量记录所进行的检查确认活动。

实物工艺质量检查以生产单位自查为主，任务提出方应在生产单位自查基础上采取现场检查或照片函审的方式进行强制检查。生产单位应当按照有关要求提前策划，细化、量化检查内容，形成产品实物工艺质量检查表，提前按照检查表开展现场自查并形成记录，对发现的问题完成落实；在任务提出方现场检查前准备好防静电服、防静电鞋、防静电腕带、放大镜、电子显微镜、拍照和摄像设备等必备设备设施和产品照片、工艺文件等备查资料，并确保产品处于可检查的状态。

实物工艺质量检查项目包括：印制板生产完成后、电装前；单板电装后、三防固封前，三防固封后；整机线束走线完成后、整机合盖前/装配前；技术状态更改、软件固化落焊、返工返修等处置完成后、合盖前/装配前。

实物工艺质量检查要素包括：工艺、元器件、原材料、机械零件、活动部件、多余物及隐患等综合检查，元器件焊点及外观检查，单板装联检查，电连接器焊接检查，整机布线检查，三防与加固检查，紧固情况检查，电气绝缘安全间距与防护检查，质量记录等。

生产单位应安排专人做好检查过程记录和拍照，对检查形成的待办事项进行研究和分析，制定改进落实措施，并纳入科研生产计划管理，实施闭环管理。

4.数据包策划与生成

生产阶段生成的数据包应包括产品制造、装配、调试、测试、试验等生产全过程实施的各类活动、过程、结果及总结评价的记录、文件、多媒体等，应能充分反映产品生产过程的质量控制情况及其结果。生产过程中严格按照数据包策划内容进行数据记录、收集、汇总，确保数据包中各项质量记录的完整性、正确性、可追溯性。

生产单位是建立生产阶段数据包的责任主体，应在生产前尽早对生产阶段生成的数据包进行策划，将任务提出方、设计单位、本单位相关管理制度要求转化为需开展的工作项目，明确其记录要求及其载体形式（如文件、表格、照片等），明确多媒体记录在产品生产过程中的形成时机、记录部位和判读等具体要求，通过建立清单及模板等使相关工作项目系统化、规范化、表格化、细化、量化。

数据包清单中策划的各项工作项目均应纳入产品生产流程实施，随产品生产过程逐步形成。通过管理文件、工艺文件、测试细则、试验大纲、多媒体记录等分解至不同的岗位，明确设计、工艺、检验、质量管理等相关人员的职责，各责任人在产品研制生产过程中分别采集相关数据，并对数据进行分析处理，按清单（或模板）要求形成相应的纸质文档、电子文档或多媒体记录等，记录应有唯一标识并能够体现各工序之间的关联关系。

强化产品实现全过程控制，尤其加强各级产品装配、调试过程的不可测试项目和关键工序管理，强化关键控制点质量记录的量化和可追溯性，尤其对反映产品重要质量状态的环节，如单板固封前后、产品合盖前后、整星运输、封舱门前、合舱板前必须留下多媒体记录，并能够清晰、准确反映产品实物质量状态。

在生产准备检查、整机合盖前/装配前、各项试验结束后及交付等环节，通过评审、审核、检验、验收等方法对数据包项目及内容进行确认。积极探索利用信息化技术对生产阶段数据包进行实时收集与确认，避免不合格的数据记录转入下道工序，提高数据记录及时性与有效性。

各类各级航天器产品都应加强生产阶段风险识别与控制，强化5M1E状态管控，做好生产阶段质量管理工作，铸造产品质量与可靠性；应加强航天器产品生产阶段数字化能力建设，可考虑建立统一数字化模型，自动感知生产过程涉及到的5M1E等各类物理信息，与设计无缝连接，并将质量管理工作融入其中，进行信息世界与物理世界的深度融合，模拟、监控、预测产品物理实体在现实环境中的形成过程、状态和行为，降低生产过程风险，实现对生产全过程、全业务、全要素的实时自主监控，以提高产品质量与可靠性。