如何理解航天系统的质量管理问题_风闻

我们试验流程是自动化的，航天系统来我们这改成了人工喊口号，是不是形式主义了？

这个话题引发了不少网友的愤怒，个人觉得没有必要。我国的航天系统取得了辉煌的成就，然而并不意味着毫无缺点、没有改进的空间。时至今日，我国的航天技术仍然尚未达到美苏冷战时期顶峰水平，至于运载火箭的运载能力，比苏联能源号那是差远了。我们应该正视差距，不断提升和超越，只要不是故意抹黑，批评一下又有什么问题？容不得一点批评反而是一种捧杀。

很多读者没有搞清楚一点，堆人力、不搞自动化的质量管理模式终究无法持续，继续这么搞，航天系统只能养越来越多的冗余人员，效率将越来越低，工资更是无法提高，人才吸引力将继续降低。 现在我国大力发展数字化、自动化的火箭和卫星到底是为了节约人力成本、提升效率、大力提升每年发射次数，还是为了继续搞每年几十次发射那种不计成本的归零管理？ 要知道苏联在80年代已经实现火箭全自动发射，现在长征11海上发射基本就是无人值守、全自动的，未来越来越多火箭都是全自动发射的，不知道抱着几十年前那一套经验或者文化不放是哪种情怀？已经到了数字化时代，还要用机械化时代的操作方法吗？

请看苏联和我国的火箭自动化发射技术：

“天顶号火箭拥有许多优点。它使用无毒无污染的液氧/煤油推进剂组合，而其它一些苏联运载火箭（如质子号运载火箭）则使用有剧毒的肼类推进剂。天顶号的发射工序实现了完全无人化：火箭可以被机械装置自动吊装在发射台上并连上必须的地面控制管线，其后在发射准备、点火或因发射任务取消而须从发射台上撤下火箭时都不需要进行手动操作，从而大大减少了因发射事故导致人员伤亡的可能性。此外，天顶号的发射台不包含会在发射时被烧毁的设备，因此在一次发射完成5小时之后，就可以再次进行发射。”——百度百科

天顶号运载火箭海上发射

“9月15日上午9时23分，中国长征十一号运载火箭从位于黄海海域的“德渤3号”动力船上腾空而起，顺利将9颗“吉林一号”高分03-1组卫星送入预定轨道。这是长征十一火箭的首次海上商业化应用性发射……火箭搭载于海上发射平台，为了保障平台上火箭及人员安全，在组织发射过程中，要研究解决火箭运输、起竖、对接、加注当中的自动化问题，优化测试发射程序，实现无人值守发射。”——《一箭九星！长征十一号火箭海上发射成功》

长征11火箭海上发射

各位注意一下，原贴中的试验不是发射火箭，也没有很大危险性，作者的单位已经有成熟的自动试验平台和软件了，每年测试几千次，搞成人工的确实没有必要。人肯定没有电脑准确，如果测试结果因此不准算谁的问题？ 这又不是要装到火箭上的部件，测试结果符合国家标准和国家军用标准即可，任何超标投入都是在浪费国家的钱和人才。至于要装上火箭的零部件，航天单位自己可以反复测试，占用其他单位的试验台没必要。做个测试就能搞出所谓“不可挽回的后果”，作者单位一年做几千次测试，那不知要买多少亿的保险？按照有些网友的逻辑，火箭和卫星应该全手工作坊生产，不要用加工中心或者3D打印，风洞实验时应该全手动操作，因为人比机器更可靠？举个例子，航天系统也要做风洞实验，很多风洞有效运行时间只有几十毫秒，你去手动操作，那是开国际玩笑吗？你还没反应过来，1s之内实验已经结束了，采集实验数据不搞自动化，你手工怎么采集？

有些网友喜欢抬杠，没有必要。这里不妨举个更极端的例子。自动化不可靠？那芯片加工就不要用什么光刻机了，让有几十年经验的老师傅在显微镜下手工玩微雕，那是更可靠吧？那我国研制光刻机还有什么必要？盲目反对自动化，总觉得人工更靠谱，其实是一种情怀党，是与现代工业思维背道而驰的。抬杠的网友，请说服长征11的研制单位不要用自动化发射，不要无人值守，发射时必须在附近用几十个人盯着。

航天系统内的形式主义，接触过的人都懂。数十年来在不能出错、万无一失、慎之又慎的氛围中形成的冗余管理模式，为了提高1%的可靠性可以不计人力成本，创新和自动化是不受欢迎的，这都是可以理解的。各国的国营航天、核工业都这样，路径依赖很难克服。为了99%的可靠性，NASA现在研制一个新火箭需要砸几百亿甚至上千亿美元，所以他们扶持SpaceX想降成本。未来发射成本明显降低，发射量大大增加，就没必要要求99%的可靠性了，用自动化达到98%就行，剩下那1%可以节约大量人力成本，毕竟人才、人力资源是越来越贵的。这里要为沈阳某航空单位说句话，经常被很多网友拿“慎之又慎”黑，换了航天单位的“慎之又慎”就批评不得了。

火箭发射真的是最顶级的、必须手动操作的高科技吗？

联盟号火箭发射

请看R7/联盟火箭如何点火：

“联盟火箭尾部有20个大喷管，12个小喷管。 这么多喷管，对应的就是同样数量的燃烧室。那么，总共32个燃烧室，是如何点火的？联盟火箭又是通过怎样的尖端技术，来实现点火在时间上的一致性的呢？第二天，刻意留心看着发射准备过程的卫星工程师们，发现了联盟运载火箭的大秘密：

一辆卡车，带着几十根木棍，停到了发射架旁边。随后，几个小伙子，每人扛着一些木棍，就往联盟运载火箭发射架下面走去。小树顶部绑着设备。设备后面连着导线。原来，这些就是联盟运载火箭的点火装置！在21世纪，这好歹也算是尖端技术代表的运载火箭，竟然是用木头火把点燃的！    

木棍顶部蘸上油，然后把铜导线和火药放到木棍顶端。 由上图电路图可知，通电点燃火药之前，指示灯被并联的铜导线短接，不发光。 发射指挥官按了发射按钮后，火药被电火花引燃，进而把木棍顶端点燃，成为火把。火焰烧断铜线，从而让指示灯结束短路状态，开始发光。

32支火把，用料考究，必须为上好的桦树木杆子。”

——《联盟啊！没想到你是这样一枚火箭！》

苏联/俄罗斯的R7火箭是世界上发射次数最多的火箭。R7系列运载火箭总共进行了1863次发射，仅联盟-U火箭这一个型号，就发射了783次，其中成功763次，成功率97.45%。用于载人航天的联盟-FG发射了56次，56次成功，成功率为100%。截至今天，长征系列发射次数只有355次。大家可以去查查相关报道，R7系列火箭起飞点火就是在火箭下面点着一堆木柴，倒T型木棒塞进R7的32个喷口里，通过木棒顶端的电爆管点火。电点火当然比手工点火可靠，所以今天没必要再用木柴手工点火。按照“慎之又慎”的思路，我国的长征系列是不是也要搞木柴点火呀？不要以为航天上用的全是顶尖黑科技，事实上绝大多数工序用计算机比人更精准，没必要削足适履，把几十年前机械时代的一套程序或者仪式照搬到数字化的火箭和航天器上。

我们不妨换一个角度来理解航天系统的质量管理。在每年发射次数不超过50次的条件下，可靠性从50%提升到90%，可以通过规范化质量管理来实现。假设50%~90%每提升1%需要投入的资源为1，那么90%~98%每提升1%需要的资源为10，从98%提升到99%需要的资源为100，从99%提升到99.9%需要的资源大概是1500，这相当于无底洞。如果去追求99.9%的可靠性，无论哪个国家的航天工业都将直接关门。

如果你每年发射50次火箭，爆炸一发损失好几个亿，那当然很心疼，如果你每年能发射2000次，因为规模化生产把成本降下来了，失败成本只有原来的10%，保险公司爽快给钱，那一发失败也没什么。同样的，一颗卫星价值几个亿甚至十几亿，并不是因为那些元件本身值那么多钱，而是因为以现在的技术，卫星送上天就没法修了，只能通过加码研发、制造、测试来保证可靠性，这就把成本提上去了。航天发射成本降低、运载器实现重复使用之后，哪怕偶尔一颗卫星出问题了，太阳能帆板不能展开、芯片坏了或者没推进剂了，我再发射一次送一个机器人上去修，或者在轨道上提前部署多个维修机器人和维修空间站，卫星坏了就派过去修，根本不用高成本、高冗余去保证万无一失。这样就实现一个良性循环，发射次数越多，成本越低，可靠性自然会提升，不必再往可靠性99%-99.9%那个无底洞投大量资源。

为什么航天系统可靠性提升很困难？就是因为每年只发射50次，很多工程问题不能像民航飞机那样通过数千次飞行充分暴露，所以只能去堆人力搞归零管理。 未来每年发射上千次的时候，归零管理就没必要了，到时候需要用航空工业的质量管理模式。大家都知道，一个型号的飞机，只有生产数量超过500架，单架飞机的成本才能下降，如果生产3000架，那成本就下降得更多了。然而，今天的航天工业无法实现规模化生产来降低成本。当前的不计人力保万无一失的做法，其实是一个恶性循环：

发射次数少->无法规模化生产降低成本，单发失败代价大，要追求99%可靠性->工程问题暴露不充分，可靠性提升困难->不计人力成本提高可靠性->冗余管理、归零管理、反复超标准测试检查确认、多重保险备份->继续推高发射成本->可调用资源有限，发射次数无法提升

这一循环的必然结果就是，航天系统总是倾向于继续使用保守技术、维持原来的一套成熟体系，想搞创新先过了层层论证和审批再说。

我国要搞航班化天地运输，每年要想发射上千次，那就不要抱着老一套做法。归零模式的质量管理并不值得骄傲，这只能说明航天工业的规模化生产、自动化还远远达不到航班化运输的水平。今天发射一次火箭，哪怕是成熟型号，都要全国上千人忙碌几个月。民航飞机飞一次或者发动机大修一次，20~200人最多两星期就能解决问题，航班化航天发射必然要向民航模式靠近，用更少的人、更短的时间、更低的成本去实现目标，而不是用更多的人、投入更多的工时。

如果哪一天我国航天工业的质量管理模式与航空工业接近甚至达到民航机场的水平，发射1次只需200个人准备3-5天，发射大厅像航空塔台那样只坐十几个人，那么这标志着我国真正成为地球上航天最强的国家。