卫星电源单机产品保证工作的实践探究

卫星电源分系统单机产品保证工作的对象是电源分系统单机产品。电源类单机产品是构成卫星的基本单元，是最基础的质量管理环节，也是型号质量与可靠性的基础。电源类单机一旦出故障，往往会造成任务降级或整星失效，因此电源分系统单机类产品的产品保证工作尤其重要。

电源单机产品保证工作是针对电源单机产品研制特点开展的产品保证工作策划、研究，是在产品研制、生产全过程进行的一系列有计划、有组织的技术和管理活动，目的是使电源产品达到客户规定的各项要求并能安全、可靠的运行。电源单机产品保证工作的核心是确保电源产品的性能达到用户要求，实现各项研制、生产活动事前有计划，事中、事后可检查。其贯穿卫星电源产品研制、生产、交付和使用全过程。

一、电源单机产品保证工作的特点

电源分系统产品是航天器非常关键的产品，为卫星寿命期各个飞行阶段产生、储存、调节和管理电能，为用电负载提供电功率。其按功能主要可分为发电装置、能源储存装置、电源控制装置三大模块。单机产品包括太阳翼、蓄电池组和电源控制器。我国大部分卫星工作在近地倾斜轨道、太阳同步轨道、地球同步轨道和月球轨道，对电源单机产品各自的寿命要求不同，单机种类选择和技术指标要求也不相同。

电源分系统的研制模式为，总体向承制单位提出分系统单机的技术要求，承制单位向总体提供验收合格的太阳翼、蓄电池组、电源控制器单机产品，总体进行系统联试，组成卫星电源分系统。电源系统产品研制过程是一个集设计、生产、试验、测试于一体的系统性工作。

电源单机产品保证工作的特点如下:

一是电源单机产品为全外协产品，有的甚至是航天系统外的单位。这些外协单位的产品质量保证模式与中国空间技术研究院产品保证体系不同，需要着重做好产品保证要求的层层传递和落实工作。

二是部分外协产品存在零部件二次外协的情况，如何管控好二次外协单位的资质能力和产品质量，做到产品保证要求的有效传递是工作的重点。

三是太阳翼为机电一体化产品，生产工艺复杂，存在多个厂所不同工序交叉研制的状态，产品保证工作需要多头管理。

四是电源单机产品目前新技术、新研制产品增多，研制和生产周期要求短，批量小，部分产品技术成熟度低。

五是蓄电池组为电化学产品，产品壳体的密封性和安全性是影响产品品质的关键特性，同时对单体的性能一致性和电极间以及电极与壳体的绝缘有明确的要求。

二、电源单机产品保证工作的开展

目前，北京空间飞行器总体部基于当前型号产品保证管理现状和特点，结合对欧洲航天局产品保证管理机构、职能及运行模式的研究，建立了符合自身特点的航天产品保证管理体系。成立了电源单机产品保证工程师队伍，与型号项目分系统研制队伍相互配合，共同推进电源分系统产品保证工作;从分系统到单机承制单位设立电源单机产品保证负责人，明确产品保证人员的职责分工和工作接口。系统策划电源单机产品保证工作，通过产品保证大纲和产品保证工作计划落实相关工作项目，同时抓好产品保证要求向单机承制单位的有效传递，确保产品质量满足要求。

1.电源产品保证队伍的建设

总体部电源分系统单机产品为全外协类产品，外协单位负责电源产品研制、生产全过程的技术和质量管理保证。外协单位设置了单机主任设计师对产品首席负责，单机生产线产品保证工程师对产品首席/主任设计师负责，并相应地配备了设计、工艺、元器件、可靠性、检验等多领域人才。

总体部负责对电源产品生产全过程产品保证进行监督、检查，向单机承制单位传递型号总体设计的产品保证要求，并对产品进行检验、验收和交付后的产品保证工作负责。型号项目设置产品保证经理对总设计师负责，设置产品保证助理协助产品保证经理对本型号进行管理。总体部设置电源单机产品保证工程师对同类产品的产品保证工作进行管理，其通过与承制单位单机生产线产品保证工程师的接口，将总体部的产品保证管理体系延伸到单机承制单位的研制生产活动中，指导和监督单机产品生产过程中的产品保证工作。

总体部对电源单机产品采取矩阵式管理模式，实现型号项目管理和专业产品化层面两个维度的管理。型号产品保证经理及助理通过型号产品保证大纲等文件体系，以系统化、规范化的方式确保系统集成、产品选型、适应性改造以及总装、测试等技术活动的质量;单机产品保证工程师通过执行技术规范和运行质量管理体系，确保被选用产品的生产性能和质量。

2.电源单机产品保证工作策划

电源单机产品保证策划的目的是规范产品保证活动，提升产品保证能力，保证产品研制过程风险可控，确保产品质量稳定，满足用户要求。电源单机研制启动初期，电源单机产品保证工程师在对用户及卫星总体的产品保证要求、卫星任务特点以及对本单位的产品保证能力进行充分分析的基础上，确定电源单机的产品保证工作目标、各研制阶段的产品保证工作项目，以指导单机产品研制、生产过程的产品保证活动。

电源单机产品保证策划是开展后续产品保证工作的重要基础。通过产品保证策划，可以有效识别单机产品保证工作的重点和风险，提前采取针对性措施，实现单机产品保证管理工作的重心前移。

电源单机产品保证策划是根据产品研制任务书、卫星总体产品保证要求、相关标准规范、产品技术要求等输人文件，结合本单位的产品保证体系，对电源单机的产品保证工作要素进行全面梳理和识别，结合单机产品研制技术流程确立产品保证各项工作时机，编制产品保证工作流程，完成产品保证计划，产品保证大纲、产品保证要求一系列文件编制。

电源单机产品保证策划工作还需要开展产品保证文件策划，按策划类、过程类和总结类形成各级产品保证文件清单，确定相应文件的编写时机和责任人，建立产品保证文件体系。

通过产品保证文件体系，可以在用户、承制方和外协方之间将用户的最终产品保证要求逐层传递。以电源单机产品保证要求为例，型号总体单位根据用户产品保证要求建立产品保证大纲和计划，确保各项产品保证工作有序进行，并对电源分系统下发产品保证要求。分系统负责编制相应的产品保证大纲和计划落实相关工作项目，对单机承制方(外协方)提出产品保证要求。对单机承制方二次外协的任务，协出方负责提出产品保证要求，并全面负责质量保证工作。以此类推，逐层分解。同时，二次外协方、单机承制方和分系统分别完成各自生产的过程测试、检验工作，并对过程中形成的产品保证文件，如检验测试结果满足产品保证要求的程度进行评估，确保各项要求逐一量化落实到位，方便实现闭环管理。

(1)电源产品保证大纲

电源分系统制定的电源产品保证大纲是对卫星总体提出的产品保证要求的承诺，也是针对电源单机产品研制特点制定的产品保证活动保证措施、资源和工作开展策划的文件。电源产品保证大纲对所属电源单机的产品保证九要素一一产品保证管理、质量保证、可靠性保证、维修性保证、安全性保证、元器件保证、原材料、机械零件和工艺保证、软件保证的相应工作内容做出策划和要求。

电源产品保证大纲规定了电源产品生产过程中各项产品保证活动，重点关注单机承制方产品检验大纲评审和生产准备评审，确保检验工作有效地进行质量控制和生产基线的正确一致。对关键重要项目和部件及产品三类关键特性、强制检验点、二次外协产品的产品保证活动实施进行量化管理，明确实施的时机，对其控制要求做出单独的说明。

(2)电源产品保证工作计划

电源分系统必须根据卫星总体的产品保证要求、分系统制定的电源产品保证大纲和科研生产计划，在产品研制启动阶段制定电源单机产品保证计划，对研制工作特点和风险进行深人分析，对产品设计、工艺、生产、试验和验收过程中产品保证活动目标、工作项目、工作时机、责任、结果等进行策划，确保产品保证工作规范有序开展。

(3)电源产品保证要求

电源分系统单机产品保证工程师根据产品保证大纲以及其它相关产品保证管理规范和标准，针对电源单机产品保证各要素，对单机产品承制单位提出产品保证要求，监督落实生产过程中产品保证工作事项。对于蓄电池和太阳翼，需要结合其特点制定专用产品保证要求，指导单机承制方的产品生产活动。专用产品保证要求主要针对产品的设计、过程、工艺三类关键特性的实现、生产过程和最终结果明确量化要求与方法。电源单机产品保证工程师要确保制定的产品保证要求向下一级承制单位有效传递，落实到位。

(4)电源产品保证工作流程管理

电源单机产品保证流程是建立在电源单机产品保证工作计划和产品研制技术流程基础之上的，依据产品保证要求和产品研制流程划分的研制阶段，将产品研制全过程的产品保证工作项目细化并落实在各研制阶段，形成产品保证工作流程图，指导电源单机产品保证工程师工作。

根据电源单机产品的研制特点，以单机产品研制技术流程为基础，对产品研制流程中各主要阶段的产品保证工作内容进行细化，明确单机产品在整个研制过程所开展的产品保证工作项目、内容和时机，明确电源单机产品研制过程中各项产品保证工作的责任人和参与人，工作要求、依据、完成形式及输出物。

随着产品保证体系建设的逐步成熟、产品保证队伍的完善和各项制度的不断健全，电源单机研制过程管理的规范化实现了其产品保证工作从设计、生产到试验、测试全过程可控，确保了电源单机产品质量符合要求。