對(duì)高密度任務(wù)下航天科研生產(chǎn)流程的思考

◎中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心 劉新民等

當(dāng)前，我國(guó)航天科技工業(yè)發(fā)展進(jìn)入戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模快速擴(kuò)大，型號(hào)研制和批生產(chǎn)數(shù)量大幅增加，發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)空前繁重，轉(zhuǎn)型升級(jí)不斷加快，戰(zhàn)略牽引作用日益突出，競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈的新形勢(shì)。在這樣的形勢(shì)下，航天企業(yè)以研制為主的科研生產(chǎn)流程已越來(lái)越不能適應(yīng)高密度任務(wù)的需要，不斷暴露出從管理到技術(shù)，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，從工藝到質(zhì)量保證，從人員到基礎(chǔ)能力保障等一系列問(wèn)題。航天企業(yè)急需按照戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型要求，全面系統(tǒng)地分析高密度任務(wù)下科研生產(chǎn)流程存在的問(wèn)題，并研究和思考解決措施，以更好地指導(dǎo)科研生產(chǎn)實(shí)踐。

我國(guó)航天科技工業(yè)的發(fā)展是在不斷實(shí)踐中取得的，其根本的推動(dòng)者是國(guó)家利益需求。武器裝備的發(fā)展將經(jīng)歷戰(zhàn)略威懾、戰(zhàn)略執(zhí)勤、戰(zhàn)略安全和戰(zhàn)略自如4個(gè)階段。目前，我國(guó)正處于戰(zhàn)略執(zhí)勤到戰(zhàn)略安全轉(zhuǎn)變的初期，必須在導(dǎo)彈和衛(wèi)星等領(lǐng)域滿足必要的數(shù)量與種類。這就決定了航天科技工業(yè)必將迎來(lái)高密度任務(wù)期的到來(lái)。

同時(shí)，為適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的需要，民用和商業(yè)航天也處在一個(gè)大的發(fā)展機(jī)遇期，大量的國(guó)家重點(diǎn)工程和商業(yè)需求已將航天任務(wù)數(shù)量推向新高，其中國(guó)家主導(dǎo)的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)、載人航天、空間站建設(shè)等任務(wù)均重大而緊迫。這些都必將對(duì)原有科研生產(chǎn)流程造成巨大沖擊。

我國(guó)要實(shí)現(xiàn)由航天大國(guó)到航天強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，航天科技工業(yè)必然會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化，具體體現(xiàn)在任務(wù)規(guī)模化增長(zhǎng)，研究探索領(lǐng)域快速擴(kuò)展，基礎(chǔ)能力極大提升，新技術(shù)重大突破，新型號(hào)成功研制等多方面。其中科研生產(chǎn)流程問(wèn)題自然是主要問(wèn)題，它不是某一型號(hào)或某一單位，某一工序或某一技術(shù)的問(wèn)題。

一、存在的主要問(wèn)題

在黨的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，我國(guó)航天科技工業(yè)最早在“一窮二白”的基礎(chǔ)上，依靠以錢學(xué)森為代表的一批歸國(guó)科學(xué)家和全國(guó)人民的大協(xié)作，在較短的時(shí)間內(nèi)完成了以“兩彈一星”為代表的重大科技攻關(guān)。但當(dāng)時(shí)建立的以研制為主的專業(yè)化分工、全國(guó)大協(xié)作的型號(hào)科研生產(chǎn)模式并不能滿足批生產(chǎn)的需要。雖然隨著改革開放的不斷深入，航天科技工業(yè)的改革也取得了許多成就，但其管理水平、生產(chǎn)布局和基礎(chǔ)能力總體上沒(méi)有發(fā)生質(zhì)的變化。當(dāng)進(jìn)入高密度任務(wù)階段時(shí)，科研生產(chǎn)流程暴露的問(wèn)題既與新階段的需求有關(guān)，也與發(fā)展過(guò)程沉淀的問(wèn)題有關(guān)。

長(zhǎng)期以來(lái)，航天科研生產(chǎn)注重研制，只要產(chǎn)品能設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來(lái)，對(duì)流程是否科學(xué)合理沒(méi)有深入的分析和研究，造成了一些資源不能得到科學(xué)配置，出現(xiàn)了部分工序之間、廠所之間、型號(hào)之間的不協(xié)調(diào)。而科學(xué)管理就是要以完成高密度任務(wù)為目標(biāo)，深入分析科研生產(chǎn)流程的內(nèi)在聯(lián)系和特征，統(tǒng)籌流程涉及的各種要素，重新優(yōu)化流程，調(diào)整資源配置和投入，打破一些長(zhǎng)期形成的體制機(jī)制束縛，構(gòu)建科學(xué)合理的流程架構(gòu)。

1.無(wú)法滿足高密度任務(wù)需求

我國(guó)航天科技工業(yè)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從小到大的發(fā)展歷程，形成了“重設(shè)計(jì)、輕工藝，重科研、輕生產(chǎn)”的發(fā)展模式。各種組織建制、生產(chǎn)布局及管理模式都是圍繞型號(hào)研制開展的。科研生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)主要以確保型號(hào)研制任務(wù)為主，但當(dāng)大批量生產(chǎn)和多品種任務(wù)形成的高密度任務(wù)來(lái)臨時(shí)，這樣的模式難以保證任務(wù)的按時(shí)、按質(zhì)、按量完成。

2.給產(chǎn)品質(zhì)量控制帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)

大幅增加的型號(hào)任務(wù)量和不斷提高的質(zhì)量可靠性要求給保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性帶來(lái)了嚴(yán)峻考驗(yàn)。由于成熟型號(hào)研制大多基于較早的生產(chǎn)力水平，許多過(guò)程還不能準(zhǔn)確全面地表征產(chǎn)品質(zhì)量，很多單機(jī)和元器件還存在研究性和不確定性，在大量生產(chǎn)任務(wù)面前，即使是重復(fù)生產(chǎn)，其質(zhì)量一致性也難以保證。

新研制的型號(hào)大量采用新理論、新方法、新技術(shù)、新工藝、新材料和新產(chǎn)品，技術(shù)狀態(tài)經(jīng)常出現(xiàn)反復(fù)，科研生產(chǎn)流程的不穩(wěn)定給質(zhì)量控制帶來(lái)了很大難度。

3.產(chǎn)品化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程度不高

型號(hào)產(chǎn)品在由單件研制性生產(chǎn)轉(zhuǎn)入批生產(chǎn)后，由于產(chǎn)品系列雜、品種多、專用性強(qiáng)，在研制過(guò)程中未暴露的問(wèn)題便隨之頻頻出現(xiàn)，甚至還需要依賴設(shè)計(jì)人員跟產(chǎn)、多方監(jiān)督等方式解決，難以做到固化狀態(tài)和持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。單件研制性生產(chǎn)的觀念尚未根本轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程度不高，嚴(yán)重制約了當(dāng)前高密度任務(wù)的完成。部分通用產(chǎn)品已具備建立生產(chǎn)線條件，可以單獨(dú)組織生產(chǎn)，但依然混雜于型號(hào)整體研制流程中，造成整個(gè)科研生產(chǎn)流程的“跑道”經(jīng)常出現(xiàn)因某個(gè)產(chǎn)品或工序“一輛車”的緩慢停滯而全線受堵。

4.并行工程應(yīng)用尚存差距

并行工程是當(dāng)前大型工程項(xiàng)目成功實(shí)施的高效組織方法。在高密度任務(wù)下，新研制型號(hào)因涉及未來(lái)發(fā)展，在進(jìn)行技術(shù)方案論證、工程設(shè)計(jì)等過(guò)程時(shí)應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)的并行工程方法。目前，并行工程等方法在部分新研制型號(hào)上已有所應(yīng)用，但系統(tǒng)推進(jìn)和全面實(shí)施還有較大差距，這使得新研制型號(hào)的科研生產(chǎn)流程依然構(gòu)架在傳統(tǒng)的研制型模式上，導(dǎo)致任務(wù)越多越被動(dòng)，難度越大越被動(dòng)。

5.數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)仍處于探索階段

在高密度任務(wù)下，航天型號(hào)的更新和研制周期越來(lái)越短，而其性能多樣性和質(zhì)量可靠性要求卻越來(lái)越高。國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展表明，數(shù)字化、信息化等技術(shù)已成為航天制造的發(fā)展方向，但因技術(shù)難度大、過(guò)程協(xié)調(diào)面寬，加之基礎(chǔ)能力較弱，數(shù)字化、信息化等研制手段在部分新型號(hào)上的采用仍處于探索推進(jìn)階段，一時(shí)難以形成新的生產(chǎn)力。

二、思考與建議

1.加快由傳統(tǒng)航天向數(shù)字航天的轉(zhuǎn)變

科研生產(chǎn)流程轉(zhuǎn)型是當(dāng)前高密度任務(wù)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)共同推動(dòng)的客觀要求。航天科技工業(yè)必須走數(shù)字化制造之路，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)制造向數(shù)字化制造轉(zhuǎn)變。

一是強(qiáng)化統(tǒng)籌建設(shè)，加快航天飛行器集成設(shè)計(jì)制造（AVIDM）平臺(tái)的升級(jí)和功能拓展，建立集團(tuán)協(xié)同管控模式，優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)以并行協(xié)同為代表的流程變革。

二是以新型號(hào)研制為牽引，大力促進(jìn)數(shù)字化與型號(hào)研制業(yè)務(wù)的融合。

三是加強(qiáng)信息化與制造技術(shù)、管理技術(shù)的融合，構(gòu)建數(shù)字化平臺(tái)，全面提高敏捷制造能力。

四是將數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)工藝和設(shè)備結(jié)合，形成專項(xiàng)自動(dòng)制造技術(shù)，使傳統(tǒng)工藝發(fā)生質(zhì)的變化。

2.成熟型號(hào)開展產(chǎn)品建線工作

為適應(yīng)高密度任務(wù)需求，成熟型號(hào)應(yīng)將工藝導(dǎo)向和產(chǎn)品導(dǎo)向的生產(chǎn)流程有機(jī)結(jié)合，形成富于柔性、高效率、高質(zhì)量、低成本的制造系統(tǒng)，加快生產(chǎn)線建設(shè)，適應(yīng)較寬系列的產(chǎn)品生產(chǎn)、快速交付及服務(wù)提供。

在建立生產(chǎn)線和選擇生產(chǎn)流程前，必須對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求和生命周期進(jìn)行全面分析評(píng)估，對(duì)產(chǎn)品制造工藝特點(diǎn)、通用和專用設(shè)備需求、安全及環(huán)保要求等進(jìn)行系統(tǒng)研究分析，合理確定生產(chǎn)量綱、生產(chǎn)流程和工藝布局。按照專業(yè)、精細(xì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的原則，以產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)線為核心，配套必要的特種專業(yè)工藝單元和通用、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品以及常規(guī)作業(yè)協(xié)作系統(tǒng)的生產(chǎn)組織構(gòu)架，充分利用現(xiàn)代成熟先進(jìn)工藝技術(shù)和裝備，優(yōu)化、精簡(jiǎn)流程，實(shí)現(xiàn)成熟型號(hào)的精細(xì)、集約、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。同時(shí)兼顧型號(hào)擴(kuò)展、改進(jìn)及新型號(hào)的研制需求，最終實(shí)現(xiàn)成熟型號(hào)與新研型號(hào)需求的合理結(jié)合，滿足向批生產(chǎn)型的轉(zhuǎn)變。

3.新研制型號(hào)開展并行工程

在新研制型號(hào)的科研生產(chǎn)中全面推行并行工程方法，使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就要考慮產(chǎn)品從概念形成到生命期結(jié)束的所有因素，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、質(zhì)量、成本、計(jì)劃和用戶要求。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、面向制造的設(shè)計(jì)等信息化手段，開展協(xié)同設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)人員在線、實(shí)時(shí)交換產(chǎn)品數(shù)據(jù)及溝通信息。在型號(hào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)包應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加速推廣應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立和使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，將任務(wù)、活動(dòng)、工具和人員集成在一起。

承研單位應(yīng)提前開展技術(shù)開發(fā)和預(yù)先研究以及產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的驗(yàn)證工作，進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備，成立技術(shù)“貨架”，建立技術(shù)體系，為核心產(chǎn)品提前提供成熟可靠的技術(shù)。新型號(hào)研制時(shí)，必須選用已形成技術(shù)成果的貨架式產(chǎn)品，以減少型號(hào)研制中的大量技術(shù)重復(fù)和反復(fù)。

4.擴(kuò)大外協(xié)和供應(yīng)商規(guī)模

建立新的科研生產(chǎn)流程必須高度重視市場(chǎng)化手段，擴(kuò)大外協(xié)規(guī)模，充分利用國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)資源，將社會(huì)資源完全整合到型號(hào)科研生產(chǎn)流程中，牽引先進(jìn)制造業(yè)等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，洛克希德·馬丁公司在世界30多個(gè)國(guó)家擁有250多個(gè)政府和工業(yè)界的合作伙伴，其廣泛應(yīng)用世界資源成就了企業(yè)的高速發(fā)展。

同時(shí)，應(yīng)建立外協(xié)單位和供應(yīng)商的準(zhǔn)入規(guī)范和評(píng)價(jià)體系，在中國(guó)航天科技集團(tuán)公司和中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院層面分別建立對(duì)應(yīng)于不同層次產(chǎn)品的外協(xié)單位和供應(yīng)商名錄，形成航天產(chǎn)業(yè)集群；推進(jìn)供應(yīng)鏈管理，確保供應(yīng)的穩(wěn)定性；以資本為紐帶，收購(gòu)兼并相關(guān)企業(yè)，穩(wěn)固供應(yīng)鏈，使之成為核心競(jìng)爭(zhēng)力的一部分；通過(guò)廣泛合作，牽引國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)形成專業(yè)化的生產(chǎn)能力，培育戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)。

航天事業(yè)的發(fā)展是國(guó)家綜合國(guó)力的體現(xiàn)。建立新的航天型號(hào)科研生產(chǎn)流程，必將為高密度任務(wù)下解決快速增長(zhǎng)的任務(wù)需求與現(xiàn)有科研生產(chǎn)能力之間的矛盾，降低型號(hào)成本、縮短研制周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升效益提供支撐，也將為加快構(gòu)建航天科技工業(yè)新體系，由航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)作出貢獻(xiàn)。