陶 威
(中航工業特種飛行器研究所,湖北 荊門 448035)
“型號研制,標準先行”,型號標準化工作在型號研制和生產過程中的作用越來越重要,影響越來越大,這一點已在很多型號研制中得到證實。很多富有遠見卓識的企業領導人都將型號標準化工作擺在了十分重要的位置,中航工業特種飛行器研究所(605所)也充分認識到了這一點,對型號標準化工作越來越重視。領導作用固然重要,但是標準化工作要深入開展就必須深入設計過程,很多設計人員對標準化工作不了解,標準化意識不強,605所設計人員普遍認為型號標準化工作僅僅是制定各類模版、編制標準化文件、進行標準化審查。這些僅僅是型號標準化工作中最基本的部分,型號標準化工作遠遠不只是這些,以下將結合605所承研的武器裝備型號標準化工作從3個方面對型號標準化工作進行概要介紹,以期讓廣大設計人員更加了解標準化,更加充分的參與標準化工作,更加嚴格的執行標準化要求。
型號標準化是提高產品質量和裝備效能、縮短研制周期、降低生產成本的重要保證,是型號研制生產的組成部分,其有不可替代的作用和地位。
型號標準化是型號系統工程的技術基礎和組成部分,型號標準化工作貫穿于型號工程的所有領域和全過程。
1.1 標準化要求是“型號研制總要求”中的重要內容,符合標準化要求是設計定型的必備條件。
1.2 標準是衡量產品適用性的根據,組織好標準的貫徹實施是確保產品質量,達到研制要求的重要標志。1.3 標準化是型號工程科學化管理和優化設計的主要手段,是確保型號研制生產獲得最佳秩序,取得經濟效益的有效途徑。
1.4 型號標準化工作的開展有助于型號研制成果向標準轉化,促進新標準的制定和標準化水平的提高。
貫徹標準化方針、政策和相關法規。
開展標準化要求論證,提出型號標準化綜合要求。建立完善型號標準化文件體系,組織標準的貫徹與實施。建立標準化工作系統,協調相關系統的管理職責。提供標準化技術支持,做好指導和服務工作。組織開展通用化、系列化、組合化設計。對標準執行進行監督檢查,提出標準化審查報告。總結型號標準化成果,組織研制成果向新標準的轉化。
論證階段的標準化工作是型號標準化工作的起點。該階段標準化工作主要內容有:
收集國內外類似型號研制的標準化信息:605所以浮空飛行器和水上飛行器產品為主,國內外類似型號的標準、規范、標準件、材料等的選用情況都是我們制定型號標準化工作方案十分重要的參考或借鑒信息,其它型號用的較為成熟的東西拿過來消化吸收,能有效的降低研制風險和成本。
參與標準化要求論證,提出標準化要求的建議:標準化要求雖然是由用戶提出,但承制單位在型號研制中積累了豐富的經驗,能結合型號要求提出更加切合實際的意見,即考慮了用戶需求,又能保證在型號研制中不難達到用戶要求。
在投標時針對招標書中的標準化要求提出實施方案:有的型號存在多家競爭單位,則需要充分理解招標書中的標準化要求,并提出可行的實施方案,才能在投標中取得更大的勝算。
方案階段標準化工作是確定型號標準化工作要求和計劃的關鍵階段,對各階段標準化工作具有承前啟后的作用,主要工作內容如下。
3.2.1 編制和評審產品標準化大綱
產品標準化大綱是型號標準化方案的表達形式,其核心內容是經分析、論證確定的標準化目標和工作范圍與任務,以及完成這些任務的計劃和措施,其中標準化目標中有一個十分重要的定量目標,即標準化系數水平,但其沒有可參考的指標,目標即不能定的太高,以致于無法實現,又不能定的太低而失去意義,那么應如何確定呢?以605所承研的某型系留氣球平臺系統標準化系數水平為例,先搜集和分析其它同類型號的標準化系數水平(一般為55%~58%),結合該型號實際最終確定的目標是60%,最后實現的標準化系數水平為62.1%,由此可見這個目標定的較為合理,即有適當的拔高,又能實現。產品標準化大綱還提出了標準規范、標準件、材料、元器件等的選用原則,“三化”要求,接口、互換性要求,圖樣和技術文件要求等。
產品標準化大綱可以根據產品組成,按系統、分系統、設備的層次進行編寫,也可以一個型號只寫一份,一般由多個較大分系統組成,且由多家單位聯合研制的產品,應編制頂層的產品標準化大綱和各系統的產品標準化大綱,但同一研制單位研制同一型號的不同層次產品或類似產品可以編制一個產品標準化大綱。
產品標準化大綱是系統或分系統方案評審必備的文件之一,也是型號研制中非常重要的頂層文件之一。
3.2.2 編制標準規范、標準件、材料、元器件等的選用范圍
標準規范、標準件、材料、元器件等的選用范圍或選用目錄是標準化大綱的支撐性文件(其中元器件選用目錄屬于元器件大綱的組成部分,一般不單獨編制),這些文件的內容可以包含在產品標準化大綱中,也可以單獨編制,605所的各個型號均為單獨編制,因為這些選用目錄均為動態管理,隨著型號研制的進展,會不斷的補充和調整,單獨編制便于更改,也能保持產品標準化大綱的穩定性。
這些選用目錄絕不是各類標準的簡單堆砌,必須經過嚴格的篩選。以標準件選用目錄為例,并非將所有能用的標準件標準都列入其中,標準件應盡量壓縮品種規格,同時還要考慮標準件的常用性和易采購性,如果設計選用了少數幾件不常用和不易采購的標準件,就會影響生產進度和成本。
3.2.3 提出標準制修訂項目的建議
根據方案論證中缺項標準的論證結構和大綱中缺項標準制定的建議,組織制定(修訂)標準。
提出型號研制“三化”方案,開展“三化”工作“通用化、系列化、組合化(模塊化)”是標準化的重要形式,型號研制中“三化”工作的基本任務是開展“三化”設計,這對縮短研制周期,降低研制風險,節省壽命周期費用,提高裝備質量、可靠性和綜合保障能力等都具有重要作用。“三化”方案一般沒有單獨的文件,多包含于總體技術要求或方案、標準化頂層文件和其它設計文件中。
3.2.4 進行系統、分系統和設備之間的標準化協調
系統、分系統和設備之間的標準化接口和協調工作應在方案階段就引起足夠的重視,否則在后期的工作中會因標準化問題而影響進度。需要協調的問題很多,例如接口要求、界面劃分、圖樣文件要求、采用標準要求等,應組織各系統、分系統和設備標準化人員進行充分協調。
工程研制階段是實施產品標準化大綱,驗證型號標準化方案正確性和可行性的階段,工程研制階段標準化工作也是型號標準化工作的主題,主要工作內容如下。
3.3.1 完善型號標準化文件(包括編制工藝標準化綜合要求)
“產品標準化大綱”不可能對型號研制的標準化工作都規定的非常具體,需要制定相應的支撐性文件對其內容進行補充和細化。除不斷完善標準規范、標準件、材料、元器件等的選用范圍或選用目錄外,還應編制設計文件編寫要求(一般直接執行質量管理體系有關文件要求,也可根據型號需要,單獨編制),新舊標準過度辦法等,以及工藝標準化綜合要求、大型試驗標準化綜合要求(根據型號研制實際需要編制)、工藝工裝文件標準化要求、工藝工裝標準選用范圍、工裝三化要求等,為樣機設計、試制和試驗工作提供依據。對于單件和小批量生產的產品,工藝標準化綜合要求(一般由工藝部門編制)是工程研制階段必須形成的標準化文件,其它工藝工裝的各種標準化要求可包含于其中,不必單獨編制。
3.3.2 組織實施標準,協調實施過程中的各種問題
標準化的作用依靠制定標準和實施標準來達到。標準只有通過實施才能產生效益,武器裝備研制過程中必須實施法律、法規以及規范性文件規定強制執行的標準,以及型號研制生產合同、型號文件規定執行的各類標準,技術人員所選用的標準應在標準選用范圍中選用,應盡量減少研制生產中標準的數量及標準件、原材料、元器件的品種規格,不能隨心所欲地任意擴大范圍。各種選用范圍主要是限制設計人員隨意性的指導文件,其中所列標準只有通過型號文件引用,才能直接作為現場檢驗、檢查、制造驗收的依據。此外還應注意標準的剪裁、引用標準的有效性、新舊標準的更迭和過渡問題、以及對標準實施的監督。
3.3.3 組織開展產品“三化”設計
應按照方案階段提出的“三化”方案認真組織產品的“三化”設計,結合型號特點,在不同產品層次上開展“三化”設計,整機沒有條件實行“三化”的,應在有條件的部、組件上實現“三化”,部、組件沒有條件實現“三化”的,應在有條件的零件或零件的結構要素上實行“三化”。例如605所自行設計的某型系留氣球的充氣閥,通過優化設計,就成功應用于其它類似型號,即避免了重復設計,又實現了通用化。
3.3.4 組織制定缺項標準
按照方案階段提出的缺項標準清單,標準化職能部門按制定標準的正常渠道組織制定。由于這些標準項目往往是本型號急需使用的,且本型號有關人員對標準的內容也最熟悉,因此從使用的角度,最好能由本型號的研制人員承擔,不宜完全依靠外界專業的標準化機構的支持。
3.3.5 組織標準化評審和設計圖樣及文件的標準化審查
標準化評審和標準化檢查是型號研制中對標準實施情況進行內部監督的方式。其中設計圖樣和文件的標準化檢查工作量很大,需要專職或兼職標準化員對每一份圖樣或文件進行嚴格認真的審查,并做好審查記錄。標準化審查并非大部分設計人員認為的審查制圖方法、尺寸標注、形位公差應用等基礎標準應用的正確性,更重要是審查標準、標準件、元器件、借用件、材料等選用的合理性,保證最大限度的選用標準件、通用件,減少零組部件和結構要素以及原材料品種規格,使設計具有較高的繼承性。
設計定型階段是對型號設計標準化工作進行全面考核的階段,考核合格后要將設計標準化要求最終固化,所以做好設計定型階段的標準化工作十分重要。該階段標準化工作的主要內容如下。
3.4.1 全面檢查標準及標準化要求的實施情況
檢查“產品標準化大綱”的實施情況,為編制“設計定型標準化審查報告”提供依據。
3.4.2 進行設計定型圖樣和文件的標準化檢查
設計定型意味著技術狀態凍結、圖樣和設計文件固化,一般不允許再作變動,此時應對圖樣和設計的標準化檢查更加嚴格把關。
3.4.3 編寫“設計定型標準化審查報告”
“設計定型標準化審查報告”是型號研制中實施“產品標準化大綱”情況的總結,也是產品設計定型的必備文件,其主要內容一般包括:標準采用與實施情況,標準化文件制定情況,設計文件完整性、正確性及統一性評價,產品“三化”、接口互換性及繼承性情況、標準化程度評價、存在問題及解決措施與建議、審查結論意見等。
3.4.4 對型號研制標準化工作進行全面總結
對型號設計、試制、試驗標準化工作進行全面總結,并組織設計定型標準化評審,編寫型號研制標準化工作總結。
由于各類裝備的研制程序不完全相同,生產工藝定型是否存在,或設在哪個階段并不一樣。對于單件生產的型號(如航天器)沒有工藝定型和生產定型。對于小批量生產的型號(如戰略導彈武器)需要進行工藝定型,且將工藝定型與設計定型同時進行,通稱“定型階段”。對于批量生產的裝備(如飛機、坦克)通常要進行生產定型。小批量生產型號的工藝定型和批量生產型號的生產定型,其目的一致,標準化主要任務和主要工作基本上相同,此處通稱為生產(工藝)定型,其標準化工作主要內容如下。
3.5.1 編制“工藝標準化大綱”
對于需要進行生產定型批量生產的型號必須編制“工藝標準化大綱”,該文件是指導試生產、生產定型及以后批量生產工藝工裝標準化工作的基本文件。
3.5.2 編制“工藝標準化大綱”的支撐性文件
工藝工裝標準選用范圍和工藝工裝文件定型標準化要求是指導生產(工藝)定型的依據性文件,其可包含于“工藝標準化大綱”,亦可單獨編制。3.5.3 進行定型工藝文件、工裝設計文件和定型申報文件的標準化檢查
定型工藝文件意味著其技術狀態凍結,不應隨意變動,因此工藝文件的標準化檢查與定型設計文件的標準化檢查一樣重要,其質量好壞對批量生產的工藝將產生直接影響,應嚴格包好標準化檢查這一關。
3.5.4 協調和處理試生產及定型中的標準化問題
在試生產和定型過程中,標準貫徹、工藝文件、工裝設計文件及申報文件編寫等均有大量的標準化問題,需按有關標準和文件規定進行協調和處理。
3.5.5 編寫“生產(工藝)定型標準化審查報告
“生產(工藝)定型標準化審查報告”是產品試制和試生產中實施“工藝標準化大綱”情況的總結,也是產品生產(工藝)定型的必備文件,其主要內容一般包括:標準采用與實施情況,標準化文件制定情況,工藝和工裝設計文件完整性、正確性及統一性評價,工裝設計“三化”情況、標準化程度評價、存在問題及解決措施與建議、審查結論意見等。
3.5.6 對生產定型階段標準化工作進行總結
對試生產和生產定型中開展的標準化工作進行全面總結,并組織生產定型標準化評審,編寫型號研制標準化工作總結。
通過對各階段標準化工作的介紹,可以總結出常見的型號研制所需標準化文件,具體見表1。
標準化是一種優化設計和制造的管理技術,一項武器裝備設計、制造、試驗和生產往往需要成百上千項標準來支持,這些標準的對象從整機到設備、零部件、原材料、元器件,內容從通用標準到武器裝備的性能、質量要求、試驗方法、驗收規則,無所不包。采用和實施這些標準為研制生產提供依據,也使標準化成為縮短研制周期、降低風險、節省全壽命周期費用,保證產品質量的重要手段,是武器裝備型號研制生產系統工程不可或缺的組成部分。
標準化工作千頭萬緒,貫穿型號研制生產各階段,標準化工作不僅僅是標準化部門和標準化工作人員的事情,大量的工作要依靠各級設計管理人員去做,標準化工作只有真正融入設計和管理,才能發揮更大的作用,取得更好的標準化效益。

表1 型號標準化文件