产品化外包协同模式实践杜伟强、吴飞春、郭宁、宗俊珺 /上海航天动力技术研究所 摘要：针对固体发动机常用的头部点火装置，上海航天动力技术研究所与承研单位以
“结对子”的产品化协同模式，开展了产品化产品研制方案确立、产品各层级型谱简表构 建以及产品货架目录和部组件产品型谱简表的制定与应用等一系列实践活动，就跨集团的
专业单位间的产品化形成了工作流程，培育了技术基础、建立了研制模式，对类似装备的
产品化协同工作提供了可行的方法，为高质量、高效率和高效益支撑航天型号选用研制和
产品交付奠定了基础。
随着国家对装备需求的提升，在配套种类和配套周期上要求更高，而目前研制模式多以型号研制为引导，在多型号并举的情况下，占用了大量的研制资源，人员和时间成本已远远不能适应当前研制装备的需求[1]。
上海航天动力技术研究所是国内承研和生产固体火箭发动机[2]的专业单位，在研究所研制工作中，发动机配套的点火装置多作为整体外包产品，其中头部点火装置约占所有发动机点火装置的2/3，产品种类众多。头部点火装置这一款专业产品大多由国内跨集团的火工品专业单位承研和生产，为保证多快好省地提供高质价优的装备、满足国家所需，提出了开展单机产品化、总体与单机产品化协同推进、在不同集团公司的总体单位和专业单位间开展产品化协同推进的需求。
一、产品化外包协同模式策划
1．头部点火装置简介
头部点火装置是发动机的重要组成部分，位于发动机头部，在持续输入电流的情况下，能可靠点燃固体火箭发动机装药，为导弹提供飞行动力，并确保在非使用条件下产品的安全性。点火装置一般由发火系统、能量输出系统和结构部件等组成，典型头部点火装置示意图如图1所示。
2．产品化协同工作梳理
自2016年起，研究所逐年梳理固体发动机配套的点火装置产品目录。头部点火装置在所内最为
常用，约占所有发动机点火装置的2/3，种类也最多，根据产品化统型要求，为了减少产品种类、提升产品研制的效益和质量，开展了基于头部点火的点火装置统型方向和途径分析，从头部点火装置的两大基本功能分析，将产品结构划分成两大组件：一部分为本体组件，其功能为安全点火连接，另外一部分为管体组件，其功能为点火能量输出。若对其给予独立的模块化、系列化规划，组合后将可以覆盖研究所固体发动机产品的整个需求范围。组合化、系列化优化设计的结果可保证在全部使用范围中的产品件数最少，从而在产品成熟度的积累和产品生产线的投入上做到最优，实现多快好省地提供/获取产品的目的，达到共赢的目标。
3．产品化协同工作策划计划
为此，结合所内产品工程建设，与承研单位以“结对子”形式在总体单位和跨集团专业单位之间协同推进开展产品化研制工作，开展以头部点火装置与本体组件/管体组件2个层级共3种产品的型谱建设，签订《头部点火装置产品化协同推进（“结对子”）协议》，协议中建立了由双方单位“一把手”为组长、相关业务部门组成的“结对子”工作组，明确了人员职责及分工；双方单位分别编制《产品型谱》，并据此建立货架产品目录，产品选用时将优先选用货架目录内产品；双方共同梳理质量问题以提升产品的可靠性；研究所按照滚动计划提前统筹产品需求，并向承研单位传递预先投产要求，专业单位积极推进头部点火装置产品智能化生产线建设以降低成本和提升交付能力，并根据需求，提前启动备配投产，集中优势资源确保产品交付。本着“双方单位自愿，互惠互利，辅以行政力量推动”的原则，双方
开展头部点火装置协同工作，其中拟定的计划见表1，由表1可知，双方需形成1份协议，1个计划，6份文件，2份报告，4份企标，1项课题。
图1 典型头部点火装置示意图
序号工作内容
总体单位
（研究所）
专业单位
（承研单位）
完成形式备注
1头部点火装置产品化协同推进“结对子”协议●●协议—2头部点火装置产品化工作协同计划●●计划—3头部点火装置产品型谱简表●文件共建4头部点火装置产品化产品研制任务书●文件—5头部点火装置产品化产品研制技术方案报告●报告—6本体产品型谱简表●文件共建7管体产品型谱简表●文件共建8头部点火装置产品货架目录●文件共建9产品化协同推进“结对子”工作总结●●报告—10头部点火装置基本技术要求及选用●企标—11头部点火装置产品规范●企标—12本体产品规范●企标—13管体产品规范●企标—14启动头部点火装置验收工装系列化研究项目●●课题视情表1 头部点火装置产品化外包协同模式实践方案计划
二、产品化协同工作实践
依据产品化外包协同模式策划，研究所和承研单位积极响应产品化协同工作，双方制定了产品化研制方案，共建产品型谱，建立货架产品目录，并对产品化协同成果实施保证工作，头部点火装置产品化协同实践如图2所示。
1．制定产品化产品研制方案
四川湍蛙（1）策划形成了头部点火装置系列规划方案
根据头部点火装置在不同发动机中的功能和性能要求，开展对点火装置技术要求包络的梳理，确定头部点火装置主要技术特征量和各层级产品的技术规格要求，规划满足各个接口和使用要求的头部点火装置全系列产品，以达到能涵盖研究所中小型固体火箭发动机头部点火使用要求的头部点火装置系列规划目的，策划形成了《发动机产品（点火装置）系列规划方案》。
（2）提出了产品化协同推进的头部点火装置产品化产品研制任务书白介素8
按照头部点火装置系列规划方案，通过型谱设计，按本体组件/管体组件/机械解保机构/火工解保机构/发火元件等模块化、系列化设计要求，规范系列接口、规范系列电气原理、统一环境试验条件等，向承研单位提出了针对头部点火装置产品化协同推进的《头部点火装置产品化产品研制任务书》。经研究所审查、承研单位会签后作为承研单位的产品化工作输入。
（3）开展了头部点火装置产品化产品方案论证
承研单位根据《头部点火装置产品化产品研制任务书》，结合产品研制生产实际，开展头部点火装置产品各层级及系列规格的技术方案论证，明确各层级、各规格产品的具体技术方案，形成了《头部点火装置产品化产品方案论证报告》，经双方工作小组多轮技术交流，该技术方案报告通过了研究所组织的评审，据此作为后续型谱策划的技术基础。
2．共建产品型谱
数控技术按照协议策划，研究所主导建立了头部点火装置产品型谱，在《固体发动机产品（点火装置）型谱简表（2018）》的基础上开展了针对头部点火装置型谱研究工作，通过充分分析和论证以及梳理、分类和归纳，在型谱代号中增加了“功能类型”“电路类型”“输出能力”3个参数，将头部点火装置型谱参数“功能类型”和“电路类型”与本体组件型谱参数“功能类型”和“电路类型”对应；将头部点火装置型谱参数“自由容积”和“输出”与管体组件型谱参数“量”对应。
承研单位主导建立了本体组件和管体组件产品型谱，按照头部点火装置产品化产品技术方案开展本体组件和管体组件型谱研究工作，从产品设计上统一机械接口，优化精炼输出药环尺寸，结合成熟产品和趋势发展的先进产品，编制产品型谱。
通过上述型谱研究工作的实施，研究所和承研单位形成了针对头部点火装置、本体组件、管体组件的产品体系规模：
1）梳理形成了头部点火装置单机3个大类（M50、M95、M130机械接口），6个功能类（单点火、电子保险、机械保险、火工保险、直列式点火、激
图2 头部点火装置产品化协同实践
光点火），共计279个规格的型谱，30个优选推荐规格，可对直径从中小型固体火箭发动机头部点火的使用全覆盖，点火装置的重要型谱参数对应组件型谱参数，选用途径规范化；
2）梳理形成了本体组件3个大类（M50、M95、M130机械接口）4个小类（点火功能、电路类型、输出接口、输出能量）共计93个规格的产品型谱，23个优选推荐规格；
3）梳理形成了管体组件4个大类（M36、M45、M72和M95机械接口）1个小类（管体材料）共计16个规格的产品型谱，6个优选推荐规格。
经双方共同汇总整理后完成了《头部点火装置型谱简表（2019版）》、《本体组件型谱简表（2019版）》和《管体组件型谱简表（2019版）》3份型谱简表编制，并在研究所和承研单位同时发布，作为开展新产品开发、产品选用、产品成熟度提升、产品定型、产品升级换代等工作的依据。
3．建立货架产品目录
在共建产品型谱的基础上，双方共同开展了头部点火装置产品货架目录研究工作，研究所向承研单位提出了货架目录的详细编制要求。将已完成技术鉴定、技术状态已固化（经飞行验证）并有一定先进技术的成熟产品纳入货架目录中，在进行充分分析和论证的基础上进行梳理，对产品的外部接口、具体技术指标、主要执行标准、选型建议、使用注意事项等进行了详细的说明，最终录入15个产品，形
成了双方共建的《头部点火装置货架目录（2019版）》，并在研究所和承研单位同时发布，作为产品优先选用的依据。
新疆医科大学学报同时，针对目录中已完成设计技术状态鉴定的产品，进一步完善设计、工艺文件，固化产品技术状态和产品数据包，保证产品可靠和质量稳定。针对型谱中没有完成设计技术状态鉴定的产品（新研或尚未达到试样以上研制阶段），牵引承研单位结合总体研制工作开展试验验证和应用考核，完善产品技术包络，提升产品的成熟度，编制产品规范。
4．产品化协同成果实施保证
建立产品型谱和产品货架目录是为了更好地服务固体发动机研制的高效可靠选用，同时也是为了
提升产品本身的质量可靠性与成熟度，扩大型谱产品的覆盖范围和发展专业产品先进技术及工程应用，从而有力促进货架产品质量稳定性和供货及时性的保持及提升。依据研究所产品化工程工作要求，策划和实施对型谱产品选用和控制模式，制定型谱产品选用管理制度，将共建的产品型谱纳入到了本单位的产品体系中，并优先以共建的产品型谱开展产品的规划和研发。在产品化协同工作落实上编制完成了《头部点火装置基本技术要求及选用》，以规范头部点火装置的研制和选用工作；编制完成了《组件产品（点火装置）研制保证要求》，以规范产品化产品研制保证；编制完成了《带火工保险头部点火装置下厂验收细则》、《带机械保险头部点火装置下厂验收细则》等典型头部点火装置下
厂验收细则，从产品研制过程、生产过程、和交付过程规范产品验收，提升产品化产品研制实效。
5．实践方案计划完成情况
根据协议策划内容，头部点火装置产品化外包协同模式实践方案计划完成情况见表2，双方已经完成1份协议、1个计划、6份文件、2份报告，3份企标为持续更新状态。对标方案计划，双方均按计划和要求完成了协议工作内容，另外所内对所有点火装置形成了专门的工装研究课题，因此对于头部点火装置验收工装系列化研究项目没有形成单独的课题研究。
故障树分析法三、产品化协同工作效果分析
1．建立了与跨集团专业单位开展产品化工作的工作流程
以规划为主线推进：立足研究所点火装置小总体，通过规划头部点火装置产品型谱，指导并促进专业外包单位新产品有序开发；同时，结合产品标准体系建设，建立符合研究所特和技术发展的头部点火装置产品体系，强化专业技术引领作用，服务型号产品选用和快速集成开发。
以应用为主线推进：加强专业产品化工作与型号应用的紧密结合，通过供需双方协同合作方式，建立发动机总体与专业配套单位的对接机制，促进
发动机总体单位牵引作用和配套单位能动作用发挥，促进头部点火装置系列化、组合化、通用化发展。推荐的跨集团产品化协同工作流程如图3所示。
2．培育了与跨集团专业单位开展产品化工作的技术基础
作为总体单位，与跨集团专业单位协同推进产品化工作，共同培育产品化工作的技术基础。产品设计开发阶段均积极贯彻“系列化、组合化、通用化”设计理念；通过型谱研究，产品技术状态整合压缩，
产品基本实现按规格研制；产品内部普遍采用标准接口和设计架构，外部接口标准化也得到加强；总体单位形成了单机产品型谱，而且专业单位形成了部组件的型谱；专业单位形成了货架产品目录，进一步保障了产品可靠和质量稳定。
序号工作内容
总体单位
（研究所）腓骨小头
专业单位
（承研单位）
完成情况备注
1头部点火装置产品化协同推进“结对子”协议●●已完成—2头部点火装置产品化工作协同计划●●已完成—3头部点火装置产品型谱简表●已完成共建4头部点火装置产品化产品研制任务书●已完成—5头部点火装置产品化产品研制技术方案报告●已完成—6本体组件产品型谱简表●已完成共建7管体组件产品型谱简表●已完成共建8头部点火装置产品货架目录●已完成共建9产品化协同推进“结对子”工作总结●●已
完成—10头部点火装置基本技术要求及选用●已完成—11头部点火装置产品规范●持续更新—12本体组件产品规范●持续更新—13管体组件产品规范●持续更新—表2 头部点火装置产品化外包协同模式实践方案计划完成情况
图3 产品化协同工作流程图
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