美国航天事业运行机制(三)

  美国负责民用航天的航空航天局NASA颁布了在NASA全系统内贯彻TQM的NMI1270.2管理指令,并成立了由高层管理人员组成的"TQM推行指导委员会",负责制定政策、把握方向、进行指导。
  (一)美国航天质量管理机构设置与运行
  美国航天型号和产品的研制工作主要由美国军方,航空航天局(NASA)以及承包航天型
号和产品的私人公司共同负责。由于一个大型航天型号的研制工作往往要由几个,甚至十几个单位共同完成,所以美国的大型航天项目质量管理一般呈矩阵型分级进行,主要有两条线,一条是对生产过程的全面质量管理线,另一条是由各级管理机构参与形成的质量检查线。负责美国民用航天项目的NASA编制有一系列(NHB5300)NASA标准,这些标准对承包商建立质量保证体系、制定质量保证文件等做了具体要求,目的是对承包商的生产进行质量控制。NASA还对所负责的每个大型航天项目进行一系列严格审查,包括:基本设计审查、关键设计审查、设计验证审查、用户验收审查、飞行准备审查,以确保这些产品的质量;美国国防部(DOD)通过一套军用标准(如MIL-Q-9858)对军用航天产品进行质量控制。
  美国的大型航天项目质量管理机构分为临时性质量管理机构和永久性质量管理机构两种。前者随着型号研制工作的开始,矩阵式管理机构的建立而建立,型号完成而撒销;后者则是军方或承包商管理机构中的一个固定组成部分,如NASA的安全和任务质量办公室(Office of Safety and Mission Quality),为NASA负责安全、可靠性、维护和质量保证的副局长的主要办事机构。军方中的国防合同管理机构"国防合同管理司令部"也有专门负责质量的机构。
  此外,在挑战者号航天飞机失事后,美国国会为了督促有关部门对大型航天项目质量工作的管理,责成由美国国家研究理事会(The National Research Council)组成一个由美国国家科学院、工程院和医学研究院的院士组成的独立审查委员会,对象"航天飞机先进固体发动机"这样的大型航天型号的主要部件质量控制和测试措施进行审查,并提出报告和建议。
  NASA是美国负责民用航天的政府机构,它由众多的研究中心组成的。其中马歇尔航天中心是其中较大的一个。它是一个典型的航天型号研制机构,从事空间飞行器的设计和制造。NASA的很多大型航天型号任务,如航天飞机主发动机、航天飞机先进固体发动机都是由马歇尔中心负责总体设计、试车及部分部件的制造任务。马歇尔中心的组织机构和质量管理机构的设置在美国航天界颇具代表性。
  马歇尔中心的组织机构是由职能办公室、项目办公室、科学与工程处(S&E) 计划部、计划支持部等五个部分组成,其中最具矩阵特点是项目办公室和科学与工程处。项目办公室是马歇尔中心直接与承包商接触的部门,其他部门有的直接支持项目办公室,有的为项目办公室进行研究和发展活动。
  (1)职能办公室 职能办公室由中心主任、法律办公室、审计员、人事部、公共关系部、安全和任务保证(以前称安全、可靠性、保障和质量)部等部分组成。其中安全和任务保证部对制造部门、承包商、配件供应商、原材料供应商等各个环节中的质量控制和质量保证活动进行监控,在马歇尔中心内部的项目中的质量工作也由该部门负责。
  (2)项目办公室 项目办公室由项目经理、副经理和计划控制部门组成(负责供应和计划),是马歇尔中心直接与承包商接触的部门,按产品分类(如先进固体发动机、航天飞机主发动机等)进行管理。
    (3)科学与工程处 科学与工程处类似于公司中的工程部门,负责设计审查、技术支持、技术发展和解决问题能力的建设,按专业分类(如材料和加工实验室)进行管理。科学与工程处向项目办公室派出技术支持机构-总工程师办公室,它是项目办公室、承包商和科学与工程实验室之间的"界面",并与项目办公室在一起办公。
  对先进固体火箭发动机项目来说,其总工程师办公室由系统工程和集成、设计和发展、生产力工程等三部分组成,每一部分都有一个总工程师和5个工程师。系统工程和集成部的的主要任务是与外界打交道,主要功能包括负责后勤,设备支持,先进固体发动机与其它航天飞机部件的集成,马歇尔中心与肯尼迪航天中心、约翰航天中心的协调和联络等;设计和发展部负责监督先进固体发动机的部件(例如喷管、壳体)的设计、发展和试验,它的成员根据不同的产品分成不同的小组,大部分小组都在马歇尔中心内部活动;生产力工程部在马歇尔中心内部起作用,负责制造、生产和信息系统的管理。
  值得指出的是,1992年后, 马歇尔中心部分项目的总工程师办公室已更名为安全与任务保证办公室,其任务也相应扩大,包括了安全、可靠性,可维护性和质量保证,其职责就是与以上部门配合,在各个环节对航天产品质量进行监控。
  (4)计划部 计划部类似于公司中的研究和发展部门,负责计划的制订。
  (5)计划支持部 计划支持部负责设备、采购和信息系统。
  美国对军用航天和民用航天承包商承包政府的航天合同时都明确要求其建立质量保证机构。美国国防部是按照军标MIL-Q-9858A作要求,NASA则是执行NASA标准NHB53004(1D-1)的相应条款。同时,具体负责该项目的NASA的研究中心还要根据合同的具体要求提出包括质量机构设置在内的合同指南。如承包了哈勃太空望远镜研制任务的Perkin-Elmer公司光学技术分部在一获得研制哈勃太空望远镜的合同后,就将已有的、根据军标MIL-Q-9858A有关条款建立起来的质量保证体系加以改造,使之符合NASA的NHB53004(1D-1)有关条款的规定。这一质量保证体系包括质量控制、质量工程、采购质量控制和污染分析,由质量保证经理负责。Perkin-Elmer公司保障哈勃太空望远镜质量的另一机构是可靠性保证体系,包括材料和工艺、安全、可靠性和可维护性,由可靠性工程和保障经理负责。
  在NASA的承包商中,属于可靠性和质量保证体系的产品保障处直接向负责整个项目的副经理报告。质量保证机构的人员由有资格的高级工程师和专业质量保证人员组成,具有丰富的质量和可靠性保障以及制造、测试方面的经验。
  NASA的承包商,如航天飞机先进固体发动机的承包商洛克希德公司、航空喷气公司、Thiokol公司等都设有一个完成突击性任务的综合性产品开发小组。该小组由设计、制造、工程、质量保证等多方面的人员组成,根据合同要求,在短时间内突击设计制造一种先进固体发动机所需的产品,该小组要全面考虑安全、质量、进度和成本等问题。该小组每周的例会都邀请NASA的工程师和科学家以观察员的身份自由参加,参与他们对产品设计、制造或质量管理中遇到的问题进行的讨论。NASA关于合同管理的规定不充许NASA的工作人员成为该小组的成员。
  NASA和美国国防部对航天项目承包商的管理一般采用派遣质量监督员的作法。以派往哈勃太空望远镜的承包商Perkin-Elmer公司的质量监督员为例,其职责为:
   ·代表马歇尔中心的安全与质量保证机构与Perkin-Elmer公司的质量经理保持接触,监督产品的质量是否符合合同要求
      ·为子承包商提供质量标准方面的技术指导
   ·与国防合同管理司令部DCMC(前称DCAS)的代表配合,共同提出安全、可靠性、可维护性和质量保证方面的要求
   ·作为美国材料评价协会(MRB)的代表
   ·监督不同报告系统对情况解释的不一致性
   ·当系统某一硬件重新测试前,评价其改善的程度
   ·参与马歇尔中心安全、可靠性、可维护性和质量保证的调查、设计评价、被评价项目差异性分析和总体管理审计
  Perkin-Elmer公司的质量经理每周要通过NASA的质量监督员向NASA提出产品评价报告,内容包括进展、存在的问题、关于质量保证、可靠性、安全、可维护性、材料、工艺等方面的计划。
  (二)全面质量管理(TQM)——美国加强大型航天工程项目质量管理的主要措施
  美国自从1988年以来,一直在国防部、NASA以及航天产品承包商和供应商中大力推行全面质量管理,希望能借助这一方法来解决航天型号研制这种复杂大系统的质量管理问题。采取的具体措施主要有以下几方面。
  1.成立相应的机构,高层领导亲自参加,从组织上加以保证
  美国国防部、NASA都成立了由高级管理人员参加的TQM推行指导委员会,国防部发布了DOD5000.51和DOD5000.51D命令,NASA发布了NMI1270.2命令。
  国防部第5000.51命令宣布在国防系统推行TQM,确定了政策和责任,并以此支持政府的12637号行政命令。DOD5000.51G为全面质量管理的实施指南,该命令用于支持DOD5000.51的贯彻实行。它可以适用于各种情形,还可以作一些修订以满足于用户的需要。它还提供了贯彻TQM的七个阶段的模型,如果按照这个步骤即可以得到不断改进产品性能的效果。
  NASA的NMI1270.2命令规定了在全局贯彻TQM的政策和各部门的职责,提出每一个机构和总部都应根据"使机构充满活力的战略"(1987年8月颁布)以及NASA承包商工作组的"计划生产率,提高生产率和质量战略总结"(1986年4月提交)等两份文件制订本部门贯彻TQM的措施,其内容必须包括以下10个方面:
  ①领导人亲自负责参与和长期坚持;②确定工作目标并促进达到世界一流的质量和性能;③支持新技术和组织现代化;④创造一个革新与挑战的气氛;⑤采用现代管理技术使个人、集体的贡献增大;⑥在工作人员、承包商和顾客中发展有效的信息交流;⑦促进每个人参与;⑧教育与培训;⑨开发能评定工作效能的方法;⑩用户至上。
  NASA和国防部还颁布了一系列关于全面质量管理的规章制度。
  2.加强宣传、教育、培训,营造一种人人都重视质量的"文化"氛围
美国国防部TQM政策指导委员会提议由国防系统管理学院(DSMC)作为实施TQM培训工作领导单位。DSMC已经提出了"服务于国防部采购部门的全面质量管理教育与培训战略",这项战略的主要培训对象是采购经理,美国国防部已经把培训对象从后勤系统转到采购部门。美国国防部在实施TQM的计划中提出,使TQM成为一种生活方式,要求主承包商、子承包商和供应商都接受TQM培训,参与到TQM活动中来。
  NASA也提出,要使每一个NASA的人员及承包商,明白自己在航天任务中的地位和作用,人人都为质量作贡献。NASA的专家还提出,充分了解和估价安全和任务保证部门的作用是在整个NASA系统内实施TQM必不可少的步骤。NASA还设立了质量奖,并开展了质量月活动(1990年的质量月为10月), 每年评选当年的TQM成就,出版专集,定期召开NASA和NASA承包商的TQM研讨会。
  3.推行质量管理新观念,使传统的质量管理向现代化迈进
  NASA的TQM专家认为在制造中对过程缺乏控制仍然是当今美国一个比较普遍的问题,NASA的航天飞机先进固体发动机项目也是如此。项目办公室的人很少花时间去了解用于制造一件产品的工艺,管理者都只注重高的生产率。因此,实施TQM的一个重要观念变化就是,没有质量,生产率是没有意义的,而在过程得到控制之前质量是不可能保证的。有鉴于此,先进固体发动机的承包商将在其研制过程中实施5段过程控制计划,即发展、成形、修改、控制、改进。在这些阶段中将借助于一些 "工具" ,如因果图/控制图、质量分布表、矩形图、Pareto图、分布曲线、流程表等来帮助管理者进行过程控制。NASA的航天飞机主发动机项目的总工程师办公室在航天飞机的主发动机制造过程中推行"持续改善"(CI)方法来实施TQM,并提出用"准则式管理"来代替"控制式管理"。按照NASA质量专家的解释,这两种方式主要区别如下:
 控制式管理 准则式管理
 只有管理人员知道正确的方法 尊重人的多样性,促进建设性意见的提出
 详尽的程序 过程改进
 强调专业人员的作用 强调小组的集体努力
 只有高层人物掌握全部情况 所有的层次都了解全部情况
 控制 授权
 自上而下作决策 自下而上作决策
 领导 指导
 下命令 作评论
  (三)强化对承包商的质量管理
  美国的军用航天项目分三级管理,即国防部(DOD)、三军(陆军、海军、空军)、承包商。国防部负责制订项目质量政策和发布指令;三军负责与承包商签订装备的研制生产合同,提出技术质量要求,并派出驻厂代表负责监督质量政策执行情况;承包商按合同制造和提供合格产品,按MIL-STP-9858《质量大纲要求》、MIL-I-45208A制订详细的质量保证手册。美国国防部和三军都把立足点放在承包商的质量保证能力上,要求承包商在设计研制和生产过程中实行全面质量管理和有效的质量控制,其主要措施是:
   (1)制订军用标准
  美国DOD现有标准4万多个,三军也制订了一系列的标准、规范指令和手册。各项工作都以标准、规范为依据。
  (2)按合格产品目录(QPL)采购
  DOD对能提供合格产品的厂商进行审查,列入QPL,作为采购和订货的依据。同时还对这些厂商的质量历史建立档案,进行复查,对重大质量问题通报全国,并根据问题的性质进行QPL调整。三军要求承包商制定详细的采购计划以保证原器件,原材料的质量。
  (3)签订合同
  三军以招标的方式选择承包商。招标书及其工作说明书提出该项目的技术和管理要求(其中包括质量要求),承包商要针对招标书写投标书,提出自己的方案所需经费、质量保证措施等,军方对参加投标的承包商进行考察、权衡后选定中标承包商,然后签订合同,承包商应严格执行合同。
  (4)三军指派驻厂代表
  三军的质量保证代表的职责是审查、批准承包商质量大纲,对承包商的生产过程进行经常性监督,保证承包商执行合同要求,对产品进行合格验收(包括质量),对检查中发现的问题及时向承包商提出采取纠正措施的要求。
  为了适应武器市场的发展需要,减少产品质量管理成本和降低对承包商质量保证大纲审查的复杂性,DOD在1994年颁布了MIL-HDBK-9000《ISO9000/ASQC Q9000质量体系标准应用指南》,作为对承包商进行质量控制的应用指南。
  承包商实行质量管理的措施包括:
  (1)把质量放在第一位,所有质量管理活动都编制有正式文件,整个生产过程都以指令、标准、规范、程序等为依据。根据具体项目严格按美军标MIL-Q-9858A《质量大纲要求》制订质量保证手册,内容包括公司的质量政策、概念、组织机构、各职能部门的质量职责相互关系;质量保证工作的各项要求、工作程序,影响项目的重要规定;质量保证工作的具体程序和工作手册等。
  (2)公司总经理对产品质量负责,发挥职能部门的作用,把质量责任落实到各个职能部门和个人,确保质量保证部门的权威性。
  (3)重视新产品研制阶段的质量、可靠性和维修性。除执行MIL-STD-785B、MIL-STD-470A及DOD500040等可靠性与维修性文件外,各公司还按照合同要求设立相应的可靠性、维修性、安全性机构,作为工程支援部门。对于单一产品批生产的企业,则由质量保证部门负责可靠性、维修性和安全性工作。
  (4)严格控制外购件的质量,主承包商不仅要把合同要求完全转达给供应商,还要对供应商进行质量保证能力的审查,并派驻厂代表实行监督,提出质量控制措施,同时出以建立合格供应商目录的方式进行管理。
  (5)对不合格产品的从严处理,建立不合格产品审查委员会和纠正措施委员会。这两个委员会的任务是按照美国军用标准MIL-STD-1520B对不合格产品进行审查处理,并采取纠正措施以防止相同问题出现。对不合格产品所造成的损失记入会计科目,进行成本分析。两 个委员会的活动都应由DOD和三军的代表审查和确认。
  (6)对所有人员进行全面质量管理教育,使他们都重视各自负责环节的质量,把产品质量放在第一位。
   (7)近年来,承包商还依据MIL-HDBK-9000《ISO9000/ASSQC Q9000质量体系标准应用指南》建立质量管理体系,以满足DOD和三军的质量要求,降低对产品的质量管理成本、增强产品在市场中的竞争力。
  近年来,美国三军提出了一种新观念,把产品的可靠性和可维修性(P&M)也作为一个重要的性能指标,并把产品的质量理解为使用适用性;要求产品能长时期优质良好的性能和具有最佳的全寿命费用。制订了R&M2000大纲,此大纲由目标、方案、积木块三部分组成。
 

  维修与保障: NASA已同世界上100多个国家签署过1000多项航天技术合作协议,进行过多种合作。在合作中美国从国外得到以下利益:
  ①国外科技对美国科学技术的发展作出了贡献;
  ②扩大了开发高新技术的潜力;
  ③利用别国国土建立了跟踪、测控网点和紧急着陆救援基地;
  ④利用外国科学数据加强了美国卫星试验能力;
  ⑤让国外分担了美国航天计划费用,弥补了美国航天计划费用的不足;
  ⑥扩大了美国科学界和国家机构的对外联系;
  ⑦支持了美国外交关系和对外政策。
  NASA的对外合作活动包括发射国外制造的航天器,进行地面航天研究和数据分析,向国外提供航天器或有效载荷,同国外联合研制硬设备,向国外提供数据或样品,为国外培训人员,互相访问,联合发表和出版科研成果。此外,NASA还对外提供补偿性服务,包括发射卫星和数据、跟踪服务。
  NASA在国际航天交流中遵循的原则主要是:
  ①每个参加国政府指定一个政府机构进行协作项目的会谈及监督执行;
  ②只进行有科学依据而又互利的计划和活动;
  ③只就具体项目而不就一揽子计划达成协议;
  ④每方参加机构对其在合作项目中所作的贡献负财务责任;
  ⑤各方对合作活动的成果进行最广泛最实用的分发交流。
  总之,美国航天对外合作多限于科学领域,而在商业航天领域则较少合作。即使在科学领域,这种合作的出发点也是要对美国有利或有时是"互利"。
  美国在航天方面的国际合作有浓厚的功利色彩,本国的国家利益是其首先考虑的因素。如果合作和交流对美国没有什么利益或由于美国的贡献而损害了自己的利益,则它就不搞这种合作交流或对其采取消极态度。



 
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