安全护航神十邀九天-长-F火箭两总谈火箭研制的组织管理与可靠性.docx

    安全护航神十邀九天长F火箭“两总”谈火箭研制的组织管理与可靠性    江雪莹 索阿娣Keys之一：危机、风险、忧患、责任从神一到神十，长征二号F运载火箭连战连捷面对这样优异的成绩，火箭总指挥刘宇的感受反而是“越成功风险就越大”他坦言自己那种成功以后的兴奋感出现的时间点越来越往后靠了以前，火箭刚进总装阶段，大概离发射还有120多天的时候就能兴奋起来；后来，直到火箭出厂装车了，才有“这是要去庆祝胜利”的感觉；现在，这个时间点还在后移， “因为脑袋里要想的东西越来越多了”截至目前，长二F火箭总共发射了10次相比较验证一枚火箭可靠性需要的飞行次数，这个数量实在太少更何况，成功只代表过去，不代表未来面对载人飞行任务独有的责任和压力，刘宇反复提到，越是在连续成功的时候，队伍就越要强化如履薄冰、如临深渊的危机意识，载人航天、人命关天的风险意识，成功不代表成熟、成熟不代表可靠的忧患意识以及事事一次做好、细节成就完美的责任意识技术问题要奖不要罚载人工程与其他型号最大的区别就在于必须保证100%成功，但科学规律决定了火箭的可靠性只能无限趋近于1，却永远达不到1那么如何评价“神十”火箭的状态？刘宇给出的回答是，不低于“神九”的质量。

这样的评判是建立在大量试验和复查工作的基础上的不可否认的是，即使是一直成功的型号也会存在设计和工艺上的缺陷，存在不安全的隐患例如有的问题是长征系列火箭飞行了100多次以后才暴露出来的，所以连续成功后最容易丧失的就是忧患意识在制定目标时，大家理所当然地希望火箭在试验场问题为零、飞行时问题为零，但其实只要在火箭点火之前，发现问题都应该被鼓励和提倡几年前，很多单位都有类似的现象，如果一个型号的设计人员出现了技术问题，那么他的年收入肯定是单位最低的，而且一个人的问题会影响到整个团队而现在在载人航天工程的队伍里，各单位已经没有针对问题本身的处罚了如果是思想和管理的问题，一定要严肃处理但如果是设计人员自己发现了技术问题，不要一味处罚，甚至应该奖励因为发现问题以后能够带来技术上的提升，那么每发现一个问题，就是离成功更近了一步刘宇认为，应该用一种正面的眼光去看待这些技术问题，因为这正是成功到成熟、成熟到可靠一个必需的环节下一步，刘宇还准备申请可靠性增长的课题经费，支持型号去验证和发现问题，也让大家有更好的条件去做改进性探索这是我的火箭”“从火箭点火、到助推器分离、一级火箭分离、整流罩分离，从火箭的角度你可以清晰地看到地球越来越远，这些画面都非常有美感，看起来是一种享受。

刘宇在描述自己观看火箭发射直播的感受时，用了“很美”这个词在他看来，火箭更像是所有研制人员的兄弟，大家在之前所做的一切工作，都是为了这个兄弟在发射这场“表演”里，能够表现得再完美一些自己的问题只能自己查，因为别人不可能达到和原设计一样的深度和细度在梳理问题方面，火箭研制队伍的做法是想方设法发动所有人做工作神十火箭控制系统在火箭出厂前的两个极低概率的问题，就是设计人员眼睛向内自查发现的关于质量控制的规定有很多，但归根结底都需要做事的人自己上心例如一次试验如果就差几分钟没有做到，那谁也不能保证少这几分钟会不会带来更严重的问题在“神十”火箭技术改动很少的情况下，研制人员的重点工作就在于提高火箭的可靠性，这就要求大家静下心来认真梳理自己做过的工作对产品负责应该用什么样的标准去衡量？刘宇说道： “说得自负一点，每个人都要有‘这是我的火箭’的意识，这才叫负责4月中旬在火箭出厂之前，长二F火箭的“两总”、两位副总设计师和多位相关系统的主任设计师一同到七院7105厂和中国电子科技集团公司10所等外协单位，再次确认火箭发动机电缆质量和逃逸指令接收机的设计更改一般情况下，火箭验收的流程是单机对元器件和材料验收、系统对单机验收、总体对系统验收，也就是说，其他型号里的副总设计师可能都很少参加单机的评审，但在载人航天工程里，型号两总的管理会细化到重点的单机产品，这个队伍是怎样做到细化管理、眼见为实的，由此可见一斑。

Keys之二：0. 9867可靠性和0.99993安全性在人类的航天史上，人们不会忘记一些刻骨铭心的伤痛：1971年6月30日，联盟1 1号飞船在完成任务返回地面过程中，由于飞船的密封性受到破坏，3名航天员缺氧死亡；1986年1月28日，挑战者号航天飞机由于发射时右侧的固体助推器O型环碎裂，在发射后第73秒时解体并导致7名航天员罹难；2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机因安全管理不到位在空中解体坠毁，7名航天员全部遇难……血的教训，让全世界的载人航天工程研制人员无不惊心 “如履薄冰”、 “如临深渊”，更是经常挂在中国航天科技工作者嘴边的词语经过11次航天飞行、5次载人飞行，我国长征二号F运载火箭的可靠性指标在上一发0.9845的基础上提高了0.0022至0.9867，安全性指标在上一发0.999的基础上提高了0.00093至0.99993较之于国际上载人航天通常的0.97可靠性指标和0.997安全性指标，长_F火箭处于领先的位置可靠性、安全性指标为什么不能是1 7“可靠性是一个产品在规定条件下、规定时间内完成任务的概率长征二号F火箭总设计师荆木春解释道， “规定条件”是指产品使用时的环境条件和工作条件， “规定时间”是指产品规定了的任务时间。

比如，同一型号的汽车在高速公路和崎岖山路上行驶，其可靠性表现是不一样的；再如，一辆汽车刚出厂和用了5年后，可靠性表现也是不一样的安全性和可靠性有着密切的联系在很多情况下，产品不可靠会导致产品不安全比如，飞机的发动机出现故障后，不仅影响飞机正常飞行，还可能使飞机因失去动力而坠落，造成机毁人亡因此，在防止故障发生这一点上，安全性和可靠性是一致的但是，安全性和可靠性之间并不能完全划等号，它们的着眼点不同可靠性着眼于保证产品功能的发挥，安全性着眼于防止事故发生，避免人员伤亡和财产损失对于载人火箭来说，安全性建立在可靠性基础上，但还包含危险源控制、故障检测处理等更多内容荆木春表示，可靠性、安全性指标是由科学规律决定的它们是概率统计值，只能无限趋近于1，却永远达不到1以火箭可靠性增长的曲线为例，它是一个先快后慢的过程，最后无限趋近于1，但越到后面，增长就越困难那么，如何评价产品的可靠性？它有可靠度、失效率、平均无故障时间等多个指标以失效率的概率统计为例，是一条如同浴盆形状的曲线，专业术语称为“浴盆曲线”它分为3个阶段，即早期失效期、偶然失效期、损耗失效期换句话说，新产品失效率很高，但经过磨合期，失效率会迅速下降，随后进入一个稳定的使用期，直到进入问题多发的老年期。

对于目前的火箭产品来说，可靠性只是一个评测值，因为它飞的次数毕竟才10次如果从统计学的意义上看，样本数量还是太少对记者反复追问的“可靠性”，荆木春补充道， “我们可以通过做很多工作实现可靠性增长，并通过飞行试验来验证位于高点的可靠性、安全性如何增长？无人航天器发射失败造成的损失主要是经济上的，而载人航天器一旦发射失败，造成的人员伤亡的后果根本无法用经济来衡量，有时甚至会导致整个计划的天折，因此，必须确保火箭的高可靠、高安全以可靠性为例，如果要将其从0.7增长到0.9是相对容易的，但是像长_F载人火箭这样，可靠性设计值已经在0.97的高点上，要再上一个台阶就十分不容易了火箭副总设计师张智告诉记者， “想提高一点点，火箭需要的验证时间、资金和人力投入都要呈指数性增长此次神十任务中，火箭新增加的“小过载关机后发逃逸”技术对飞行的可靠性、安全性有一定的贡献当出现燃料耗尽关机的时候，火箭能够给飞船发指令告诉它情况不太正常，飞船便可按照非正常情况下的逃逸救生模式来处理问题，从而提高航天员的安全性不过，可靠性增长是一个比较复杂的话题，也是一个专门的课题火箭专家刘竹生介绍说，研制人员按照技术标准干活，提高的是产品质量但不是可靠性，因为“火箭可靠性是设计出来的。

如何进一步提高可靠性？刘竹生简单支招，可以查找设计上的薄弱环节，进行单点故障模式分析，开展力学、热环境、接口环境、软件运行环境等抗环境设计等例如，逃逸指令接收机是继承性的老产品火箭研制团队通过进一步寻找薄弱环节，发现此产品抗电磁干扰能力还需进一步提高，因此采取了措施来提高产品的可靠性再如，神十火箭在神九火箭的基础上，开展了不同类别的单点故障模式深入分析工作，并对存在单点故障模式的产品、产品关键特性再精细研究，强化了对产品质量的控制与一年前相比，火箭总指挥刘宇头发白且稀疏了不少他打趣道： “你们只要看看我这头发变少了多少，就知道可靠性、安全性是怎么提高上去的我们不需要跟每名研制人员都讲可靠性，但是要求每个人把自己的工作做得再好一点长_F型号办副主任李征曾经干过别的型号，他用自身经历告诉记者，载人火箭与其他型号火箭最大的差别就是“要求更严”、 “工作更细”， “同样的事情我们可能要做得更加充分些，因为人命关天，必须确保万无一失”Keys之三：神十大考今年6月，长二F火箭迎来了神十发射任务这是“神箭”的第11次飞行，也是它在载人航天工程交会对接任务阶段的“收官之战”此发火箭共有18项技术上的细微改动。

其中，变化较大，影响到火箭可靠性、安全性和重要功能性的较大改动只有1项经过火箭研制团队的持续努力，神十火箭的可靠性从0.9845提高到了0.9867，航天员的安全性从0.999提高到了0.99993通俗地说，火箭发射1000次，能够确保成功986.7次，确保航天员生命安全999.93次小过载关机后发逃逸小过载关机后发逃逸，是此发火箭的较大改动项通俗地讲，原来在船箭分离的时候，飞船不管飞行状态是否正常，都会默认按照正常入轨的程序往下走这就意味着，如果火箭没有把飞船送到预定轨道，飞船自身不会采取任何纠正措施，这样就有可能影响到飞船的准确入轨甚至航天员安全此次新增小过载关机后发逃逸的目的在于，当火箭出现燃料耗尽关机，也就是推力不足的时候，要能够给飞船发指令，告诉飞船情况不太正常，飞船随后便按照非正常情况下的逃逸救生模式来处理问题飞船自己是有纠偏能力的，这个过程中飞船可能会耗损部分能量，但是在余量允许的范围内，飞船缺少的只是一个指令荆木春介绍说因此实现这个只需要改变软件即可，难度并’不大，但是对安全性的提高的影响比较大其实火箭设计人员对火箭可能出现的故障模式分析得非常全面，包括火箭飞高了、推力不足、半路熄火、船箭分离失败等十几组故障模式。

此次技术改动就是对其中一种故障模式处理的再细化将“深化、量化、细化”进行到底对于一发火箭来说，产品的技术状态控制是首先应该考虑的，但在技术方案和技术状态变化不大的情况下，就应该重点关注产品的质量状态为此，神十火箭研制队伍提出了“1 1个再深入”的要求，要求大家把各方面的工作不断做细、做实神八、神九和神十的火箭是批量生产的，从生产出来到使用已经过去了1年多的时间因此，火箭团队从质量、工艺、数据分析、风险分析等方面人手，全面评估火箭产品的差异性和质量特性首先是寿命周期，对电子产品来说，寿命周期大约有5～10年，因此影响不大但对于非电子产品，例如橡胶密封条，储存时间长了可能就会出现问题另外，就像盖房子的时候尽管图纸一样，但由于施工单位不一样也会导致房子的面积或墙的薄厚程度有细微的差异，火箭在装配过程中同样有这样的问题，小到一条焊缝，都有可能因为操作者的不同而呈现出不一样的状态一枚火箭的生产，是首先有元器件和原材料，例如芯片、电容、电阻等，元器件组装成单机产品，单机组装成各分系统，最后分系统组成整箭长二F火箭里共有元器件5万多个，单。