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Reflection on Quality Management in Emergency Launch Mission
张清晨 ZHANG Qing-chen；陆云峰 LU Yun-feng
（航天工程大学，北京 101416）
（Space Engineering University，Beijing 101416，China）
摘要：当前，世界各国争相开展空间探测，太空安全问题日益成为关注焦点。在新时代，掌握航天器发射测控核心技术，是建设航天强国的现实需要。如何实现航天器快速发射、准确入轨并顺利执行任务，是需要重点关注的问题。本文尝试在项目管理思维框架下，分析航天应急发射任务中的质量管理问题，区分发射演练测试和发射实施两大阶段，对应急发射质量进行管理控制，以此抓住任务关键点，把控发射流程质量，保证应急发射任务顺利完成。
Abstract: At present, countries all over the world are scrambling to carry out space exploration, the issue of space security has become an increasingly focus point. In the new era, mastering the core technology of spacecraft launch measurement and control is the practical need to building a space power. The problems should be paid close attention to are how to launch the spacecraft quickly, get into orbit accurately and carry out the mission smoothly. This paper attempts to analyze the quality management problems in space emergency launch mission under the framework of project management thinking, distinguish the two stages of launch exercise and test and launch implementation, and take actions to control the quality of emergency launch mission, so as to grasp the key points of the mission, control the quality of launch process, and ensure the smooth completion of emergency launch mission.
关键词：应急发射；快速响应；项目管理；质量管理
Key words: emergency launch；rapid response；project management；quality management
中图分类号：F416.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2021）01-0057-03
0 引言
在当前国际形势下，世界各国纷纷开展太空探索活动，在特殊的空间环境中组织科学实验、进行空间探测。为将航天器迅速送入轨道、及时提供信息支援，快速响应航天器将成为支撑力量。目前，我国航天发射任务越来越密集，除开传统的发射任务之外，快速响应航天器的研发试验也在紧张进行。
如何保障航天发射任务取得成功是当前应关注的重要问题。这里考虑将应急发射任务进行项目化管理，思考在质量、成本、进度三者互相约束的条件之中，在成本不变的前提下如何优化流程、控制过程，进而在要求的时间范围内完成好发射任务。由于应急发射任务不同于常规发射任务，任务时效性极强，风险发生概率极大，但是紧急条件下，必须要保证火箭及时顺利升空，因此在应急发射过程中实施质量管理将不同于常规发射任务。
1 应急发射及其质量管理的国内外发展现状
1.1 国外应急发射及其质量管理发展现状
美国空军为处置太空突发情况，率先提出“太空快速响应”概念。在需要的时候，能在短时间内装备好卫星，并使用配套运载火箭将其快速发射入轨，在几天到几周时间内完成应急卫星系统的部署工作。由于美国自曼哈顿计划和北极星导弹项目以来产生并发展了项目管理理论，其在质量控制领域拥有一定的先天优势。美国国家航空航天局（NASA）通过长期的项目实践，积累了大量先进的项目经验，并形成了一套行之有效的项目管理方法和与之对应的项目管理理论[1]。NASA从1988年以来，大力推行全面质量管理（TQC），并成立了相应领导机构；通过宣传、教育、培训营造“质量文化”氛围；推行质量管理新理念，使质量管理向现代化迈进[2]。
随着“太空快速响应”概念的产生，美国在ALASA计划、SPARK火箭项目、SWORD计划以及MNMS项目中，提出在24小时内实现筹备和航天器发射的目标。其中ALASA计划创新采用F-15和波音747飞机作为机载发射平台发射快速响应火箭，但最终试验以失败告终。俄罗斯和日本均有应急发射的相关研究，发射准备周期在7天到24小时不等。西班牙研究了通过气球搭载的火箭发射平台[3]。准备时间的缩短，发射平台的更新，都给应急发射质量管理带来极大的挑战，尤其是在成本降低、进度压缩且经验较少的情况下，要保证快速应急发射的顺利实施，需要在质量管理上面投入更多精力。
1.2 国内应急发射及其质量管理发展现状
中国在2013年9月成功发射快舟一号固体火箭，标志着我国应急发射进入实践阶段，快舟一号可在普通平地发射，不需要复杂的发射塔架，并且发射周期可缩短到一周。2015年9月，我国以一箭二十星的方式发射了长征六号液体小火箭，发射准备周期为7天，且可靠性极高；同年，长征11号固体火箭发射升空，发射周期缩短为24小时，可实现在任何平坦地表发射；2017年3月，天拓二号固体火箭实现可移动平台发射；2019年6月，长征11号以一箭七星方式在海上平台发射成功。应急发射试验越来越频繁，对应的质量问题也越发突出。
我国航天事业坚持“严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失”的方针，后续又摸索实践出“双五条归零”的方法，在质量管理方面有理论支撑也有实践检验。应急发射任务的质量管理可以参考常规发射任务，但需要考虑应急发射任务中的实际场景及其面临的客观困难，对于应急发射中的质量控制方法同样还需要实践探索。
2 应急发射任务中的质量管理
从项目管理的视角来看，每一次发射任务都可以视为一个项目，可对其工作活动采用项目管理的思维方法进行跟踪控制。
广义的质量是反映实体能满足明确或隐含需求的能力之总和[4]，就应急发射活动而言，合格的质量可以理解为：按质量管理要求完成各项发射准备工作，并顺利将航天器送入预定的轨道。为达到降低成本、压缩进度、质量达标的基本要求，需采取一定方法对整个发射流程中各项活动的质量进行控制，进而确保实现发射任务的预定目标。质量管理是项目管理的重要组成部分，其作用是保证任务在规定的期限内无故障地实施，并满足预定的性能要求，减少任务风险[5]。
不同于常规发射任务，应急发射任务通常具有运载火箭成本低、发射平台机动性强、测发周期短、指挥信息系统功能强大、装备批量预先存储、火箭发射无依托等特点[6]。其中“测发周期短”与“装备批量预先存储”两大特点对质量的管理提出了极高要求。对于传统的发射试验任务而言，测发周期较长，有充足的时间执行质量审核与控制，装备生产阶段与测试发射阶段可以紧密衔接，操作程序较为固定。但对于应急发射任务而言，其灵活机动性较强，星箭系统的测发时间很短，质量审核与控制流程在合理范围内需要尽量压缩，以争取时间，尽快执行发射任务。同时，对于应急发射装备也需要做到提前生产、合理备份、及时维护、随时响应，任务的执行也需随实际情况灵活调整。
2.1 应急发射任务演练测试阶段的质量管理
应急发射任务演练测试阶段实施质量管理是为了检查发现问题、优化流程结构、压缩活动时间、提高工作效率，为应急发射任务的最终实施提供必要保障。
对演练试验阶段实施质量管理可以参照现有模式执行，通常从质量策划、质量保证、质量控制、质量改进等四个阶段入手（如图1所示），采用过程方法，结合“策划（Plan）-实施（Do）-检查（Check）-处理（Act）”（PDCA）循环和基于风险的思维，不断提升应急发射任务的执行质量。
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2.1.1 演练测试阶段的质量策划
在发射活动中，通常可以将任务总目标理解为“通过运载火箭将航天器顺利送入预定轨道”，然后根据任务需求，在总目标下再分别明确各具体目标，如：入轨精度、可靠性指数、设备故障率等等，而实现这些目标的过程则需要跟工作活动的流程及其配套的工作规程结合起来。具体步骤见图2。
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2.1.2 演练测试阶段的质量保证
质量保证是质量管理的一部分，致力于提供质量要求会得到满足的信任[7]。对于应急发射任务而言，质量保证可以理解为：拥有完善的质量管理制度，并能按要求执行质量活动，让相关方相信该组织（任务组）有能力提供满意的发射服务。为达到上述目标，通常建立“质量管理体系”，将影响发射任务质量的技术、管理、人员和资源等因素融合在一起，形成一套目标统一的组织架构、规章制度、质量标准、资源配置、持续改进活动等。通过质量管理体系的运行，控制约束组织（任务组）的行为，从组织和管理层面，确保发射流程中各项任务的工作质量，进而确保发射任务的最终效果。
2.1.3 演练测试阶段的质量控制
在质量策划和质量保证之后，需要对各项活动进行观测检查，对照标准要求，及时发现偏差，并采取必要的纠偏措施，以维持预期的质量水平。
在整个任务流程中，各阶段均涉及到人的操作、材料的选用、设备的运行、方法的应用以及环境的影响。对于人（Man）、材料（Material）、设备（Machine）、方法（Method）以及环境（Environment）这五个方面（4M1E）均需要采取有效的质量控制措施，以保证其有关的工作质量合格。
以“星箭对接”为例，可从工作前、工作进行过程中以及工作完成后三个维度对质量进行控制，在工作开始前，需掌握完善的对接技术、准备足够的对接所需物资、建立严密的人员组织结构、完成对接现场的准备工作等；在对接过程中，需交接检查对接工序、采取合适的控制方法，按照质量文件档案中的流程与要求执行操作；而在对接工作完成之后，还需要检查星箭对接质量，进行工作验收和质量评定。
2.1.4 演练测试阶段的质量改进
质量控制是为了将发射服务质量维持到符合要求的水平，而质量改进阶段则需要分析优化活动过程，减少工作缺陷，以提升发射服务的质量。根据PDCA循环的过程方法，在演练测试结束后，需回顾任务流程，检查任务全过程执行情况。记录值得延续发扬的做法，将其加入团队知识库，并在下一次演练测试中加以验证；对工作中的不足和出现的偏差，需进行分析，提出优化方案，并将改进措施写入下次任务计划，在后续任务中检验其是否实际有效。通过质量改进，使得发射全流程中的工作质量得到持续提高，进而提升发射服务整体质量。
2.2 应急发射任务实施阶段的质量管理
应急发射任务实施阶段的质量管理可以参考演练测试阶段执行，但应当根据两者实际场景的不同灵活处理。应急发射任务实施阶段主要流程如图3所示[8]。
应急发射任务的演练测试旨在测试发射分队任务执行能力水平、检测发射系统执行任务能力、验证应急发射流程的科学性与实用性，并且在演练过程中找到偏差不足，并对其进行纠正提高，同时不断优化过程，以确保发射顺利执行。而任务实施阶段的目标较为单一，仅仅是为了在要求的时限之内，将有效载荷顺利送入预定轨道。简而言之，应急发射的测试演练是为应急发射任务的最终实施打好基础、做足准备。
如此对比可以看到，演练测试阶段的工作重点在于检验流程、找到问题，进而采取措施进行优化提高，此时，工作质量的优先级最高。而发射实施阶段，更重要的是利用前期已经固化的流程标准，在尽量短的时间内尽量好地执行任务，此时，工作进度的优先级最高。演练测试阶段需严格按照质量管理体系规定的标准要求和程序文件进行工作，但是在发射实施阶段，由于对任务时限的紧迫要求，急需压缩不利于进度优先的程序，或者采取措施缩短审批流程，或取消不必要的文件记录内容，以满足对于进度的限制要求。
所以，应急发射任务实施阶段不是按照质量管理体系要求逐条执行，更多的是需要采取体系的思想，在体系的框架内以实现成功发射为目的，简化程序、优化进度，利用演练测试阶段所积累的经验更好地执行应急发射任务。
3 结语
面对我国建设航天强国的目标和应对外部威胁的挑战，迫切需要跟紧世界航天技术发展潮流，研发建设快速响应航天器、快速响应运载火箭、快速响应发射场。在航天器应急发射领域占领高地，才能确保太空安全、确保国家安全。运用科学的方法强化应急发射任务中质量管理，是确保快速响应航天器顺利上天、精确入轨的重要保障措施，也是推动应急发射任务完善发射程序、优化服务质量、提升任务效率的持续动力。
参考文献：
[1]黄闻.NASA项目管理流程和规章分析[D].清华大学，2004.
[2]孟晓雄，华宏勋，李保坤，岳明.美国航天质量管理模式综述[J].中国航天，1995（08）：15-17，21.
[3]Zhao Long, Xin Chao Jun, Shi Mei Ling, Yang Chen, Wang Huai Peng. Current Status of Research on Space Emergency Launch[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2020, 1510(1).
[4]DIN EN ISO 9000-2005，质量管理体系.基础和词汇[S].
[5]苗宇涛，李跃生.NASA安全与任务保证及可借鉴之处[J].质量与可靠性，2015（01）：53-58.
[6]贾璐，张雅声，王琛.航天快速发射系统发展现状与特点分析[J].中国航天，2018（10）：59-63.
[7]王祖和.现代项目质量管理[M].中国电力出版社，2014.
[8]张道昶，樊忠泽.固体火箭应急发射任务规划及发射流程研究[J].现代防御技术，2018，46（06）：122-128. |
