航天科研單位科研生產(chǎn)流程優(yōu)化工作的探析與應(yīng)用

中國航天電子技術(shù)研究院 吳潔 林榮 孫冬 崔榮梓 王福祿

航天科研單位科研生產(chǎn)流程優(yōu)化工作的探析與應(yīng)用

中國航天電子技術(shù)研究院 吳潔 林榮 孫冬 崔榮梓 王福祿

科研生產(chǎn)流程優(yōu)化是持續(xù)改善生產(chǎn)能力和效率的重要措施之一。中國航天電子技術(shù)研究院在院級層面開展科研生產(chǎn)流程優(yōu)化的探析與應(yīng)用，并且以擴頻應(yīng)答機科研生產(chǎn)流程優(yōu)化為例，著手對整個生產(chǎn)流程過程中存在的問題進行改進，使各生產(chǎn)要素所組成的綜合系統(tǒng)達到合理配置，以期實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量提升、批生產(chǎn)能力提升、提高管理效率的目標。

中國航天電子技術(shù)研究院致力于慣性導(dǎo)航、綜合電子、計算機及軟件、微電子、機電組件等傳統(tǒng)專業(yè)技術(shù)的提升，同時充分發(fā)揮型號系統(tǒng)與電子相結(jié)合的優(yōu)勢，推動技術(shù)融合與系統(tǒng)集成。研究院為載人航天、繞月探測、國家重點型號等提供了數(shù)以萬計的高質(zhì)量、高可靠的電子信息系統(tǒng)設(shè)備與元器件產(chǎn)品，并且在各大領(lǐng)域提供了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，為國防科技事業(yè)和國民經(jīng)濟建設(shè)作出了卓越的貢獻。

進入“十三五”以來，航天型號科研生產(chǎn)任務(wù)呈現(xiàn)高強度研制、高密度發(fā)射和競爭性發(fā)展等新常態(tài)，型號任務(wù)異常繁重。傳統(tǒng)的科研生產(chǎn)管理模式已經(jīng)不適應(yīng)當前繁重的科研生產(chǎn)任務(wù)，傳統(tǒng)試驗室研制模式下的產(chǎn)品也不能適應(yīng)批量生產(chǎn)的要求。科研生產(chǎn)流程優(yōu)化就是在此背景下提出來的，利用對產(chǎn)品的科研生產(chǎn)流程進行管理和優(yōu)化，提高產(chǎn)品批生產(chǎn)能力和管理效率。

一、流程優(yōu)化工作開展情況

1.管理思路

研究院產(chǎn)品研制流程優(yōu)化管理思路遵循“一維切入、多維滲透”的原則。“一維切入”指的是從流程切入，“多維滲透”則是從通過流程進入產(chǎn)品的各個管理層面尋求管理提升點，解決生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)。前者是從流程梳理的過程出發(fā)，通過過程性的指標分析尋找流程瓶頸，后者是從流程梳理后的效果出發(fā)，通過結(jié)果性指標的分析尋找整個管理體系中的管理瓶頸。研究院工作重點是從典型產(chǎn)品的研制流程優(yōu)化入手，通過梳理優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計與生產(chǎn)流程，建立高效的信息化管控平臺等有效手段，以期達到產(chǎn)品質(zhì)量提升、批生產(chǎn)能力提升、提高管理效率的目標。

2.工作目標

通過項目實施，實現(xiàn)從產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短，或者從批生產(chǎn)能力提升角度確定能力目標；實現(xiàn)從自動測試的數(shù)據(jù)包在線自動生成數(shù)量比例、制造單元的自動化制造能力實現(xiàn)目標；實現(xiàn)從流程優(yōu)化、零部組件通用化、測試自動化等方面，達到成本控制的目標。

3.建立兩個層面流程優(yōu)化的管理制度

制度是一項工作實施的基礎(chǔ)，良好的制度是做好工作的保障。研究院建立了兩個層面的流程優(yōu)化管理制度，即院級流程優(yōu)化管理，及廠所級流程優(yōu)化管理。

研究院制定了院型號科研生產(chǎn)管理辦法，明確了各級管理職責，科研生產(chǎn)部負責院級流程優(yōu)化的歸口管理，轄屬各單位負責本單位的流程優(yōu)化管理。各單位也制定了相關(guān)的流程優(yōu)化管理辦法，對本單位職責范圍和工作重點進行了規(guī)定，細化了對流程優(yōu)化工作中涉及的各方面的管控要求。

4.建立各級權(quán)責關(guān)系

研究院建立了院和廠所兩級的研制生產(chǎn)流程優(yōu)化管理權(quán)責關(guān)系。特別是針對院級典型產(chǎn)品的研制生產(chǎn)流程優(yōu)化管理，設(shè)立院級領(lǐng)導(dǎo)小組及專項辦公室，各單位成立項目實施團隊，明確了各級管理層的責任，有效的推動了院和廠所兩級的研制生產(chǎn)流程優(yōu)化工作順利進行。

二、產(chǎn)品研制生產(chǎn)流程優(yōu)化實施

2016年研究院開展產(chǎn)品研制生產(chǎn)流程優(yōu)化工作，通過對全年型號任務(wù)的梳理分析，分為院和廠所2個層次開展流程優(yōu)化工作。院工作項目由科研生產(chǎn)部牽頭組織實施，其詳細的計劃納入科研生產(chǎn)計劃進行管理。科研生產(chǎn)部對院級工作項目重要的計劃節(jié)點以會議或?qū)ｍ棛z查的方式進行監(jiān)督管理。

1.系統(tǒng)級項目研制生產(chǎn)流程優(yōu)化

由研究院牽頭和組織實施，以某型超近程無人偵察機系統(tǒng)項目為突破開展流程優(yōu)化工作，整合資源，旨在能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量管控，提高產(chǎn)品交付質(zhì)量和生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)、總裝總測、計劃調(diào)度、質(zhì)量管理等方面的管理能力和信息化水平，確保大批量生產(chǎn)質(zhì)量一致性和穩(wěn)定性，降低成本，滿足產(chǎn)品 “著眼實戰(zhàn)、輕巧便捷、可靠耐用、保障簡單”的需求，打造無人機精品，同時也為后續(xù)保證小型、超小型無人機批量生產(chǎn)和質(zhì)量具有重大的借鑒和推廣意義。

2.典型產(chǎn)品研制生產(chǎn)流程優(yōu)化

研究院組織相關(guān)單位開展典型產(chǎn)品全流程的梳理，從產(chǎn)品的設(shè)計、工藝、過程管控、驗收交付等過程對其規(guī)范性、合理性和完整性進行審查、確認。從優(yōu)化產(chǎn)品流程入手,突出做好通用模塊、單元制造生產(chǎn)流程的優(yōu)化和固化，確定產(chǎn)品關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保對所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)全覆蓋。如設(shè)計過程要增加設(shè)計仿真驗證等手段的融入，工藝過程要增加數(shù)字模裝等仿真工具。

3.重點產(chǎn)品的生產(chǎn)線流程優(yōu)化

選取產(chǎn)品化工作開展較好的單位為范本，通過鞏固已有成果，引領(lǐng)和指導(dǎo)其他單位更好的開展產(chǎn)品生產(chǎn)線流程優(yōu)化工作。選取某些單位具有代表性的生產(chǎn)線組織開展重點產(chǎn)品的流程梳理和優(yōu)化，以進一步規(guī)范程序和方法，并逐步向深度和廣度推進，進而達到降低成本、縮短型號研制周期、提高型號質(zhì)量與可靠性、加速技術(shù)進步的目的，力求優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和提高產(chǎn)品質(zhì)量與效率。

三、典型案例流程優(yōu)化效果評估

擴頻應(yīng)答機是衛(wèi)星測控分系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于實現(xiàn)衛(wèi)星遙控、遙測、測量功能。由于擴頻應(yīng)答機為用戶定制產(chǎn)品，技術(shù)狀態(tài)較多，研制中操作和管理流程復(fù)雜，因此每臺擴頻應(yīng)答機都需要經(jīng)歷較長時間的研制生產(chǎn)周期，且在產(chǎn)品生產(chǎn)或交付后曾發(fā)生過多起質(zhì)量問題，產(chǎn)品在設(shè)計、工藝、生產(chǎn)過程中還存在改進空間。

通過對擴頻應(yīng)答機產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)和存在問題入手，從結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化和調(diào)試測試規(guī)范化開展工作，進一步優(yōu)化生產(chǎn)流程、簡化流程。并從以下3方面對流程優(yōu)化效果進行評估。

1.擴頻應(yīng)答機結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化

針對當前擴頻應(yīng)答機結(jié)構(gòu)布局進行分析，認為其布局不合理，影響總裝效率；導(dǎo)致盒體內(nèi)部導(dǎo)線束過多，電裝效率低下；導(dǎo)致安全間距存在隱患。

上海空間電子設(shè)備研究所擬通過改進電路布局設(shè)計合理性，達到提高電裝效率低，消除質(zhì)量問題隱患實現(xiàn)免調(diào)試的目的。通過對射頻通道、數(shù)字基帶、電源模塊內(nèi)部電路的優(yōu)化、整合，提高盒體電裝效率；通過板外、板間接插件換型，減少盒體內(nèi)部連線；通過EDA手段，建立應(yīng)答機結(jié)構(gòu)、器件的三維模型，仿真、分析確定結(jié)構(gòu)、器件、印制板、導(dǎo)線各個要素之間的安全間距。投產(chǎn)改進后的射頻通道及擴頻應(yīng)答機整機，通過電裝、總裝、測試、力熱試驗及EMC試驗等工作，驗證了改進方案的合理性與改進后的正確性。

結(jié)果表明：改進后的擴頻應(yīng)答機產(chǎn)品達到了預(yù)期的設(shè)計目標，導(dǎo)線數(shù)量減少90%以上，電裝效率也得到大幅度提高，并100%消除了安全隱患。

2.調(diào)試測試規(guī)范化

擴頻應(yīng)答機內(nèi)部包括模擬電路與數(shù)字電路，為消除元器件個體差異帶來的影響或者實現(xiàn)某項指標的最優(yōu)，在設(shè)計過程中往往設(shè)置大量的調(diào)試點，用于調(diào)整鏈路增益或者環(huán)路濾波特性等。由于大量調(diào)試點的存在，導(dǎo)致調(diào)試過程加長，且易出現(xiàn)設(shè)計、調(diào)試、測試之間的工作反復(fù)，影響產(chǎn)品研制周期，產(chǎn)品過程質(zhì)量控制難度較大。

本次擴頻應(yīng)答機流程優(yōu)化工作，開展了模塊和整機調(diào)試、測試指導(dǎo)文件的規(guī)范化工作，同時為縮短產(chǎn)品研制周期，加強過程控制，大力推廣單機產(chǎn)品少調(diào)試、全測試工作。在設(shè)計階段，通過仿真計算等手段對電路進行分析，最大可能減少電路調(diào)試點；在調(diào)試階段，根據(jù)電路設(shè)計狀態(tài)，并結(jié)合元器件工作特性，確定調(diào)試參數(shù)最佳范圍。最終，根據(jù)實際調(diào)試工作開展情況，確定單機內(nèi)部共有6個調(diào)試點，針對這些調(diào)試點編寫了調(diào)試點專項分析報告。建立了自動化測試平臺，用于實現(xiàn)可靠性增長項目擴頻應(yīng)答機的規(guī)范化測試，最終輸出擴頻應(yīng)答機測試報告。

3.優(yōu)化生產(chǎn)流程

通過對擴頻應(yīng)答機產(chǎn)品特點的分析，生產(chǎn)流程的優(yōu)化主要側(cè)重于生產(chǎn)制造過程，通過對單工序的優(yōu)化、自動化測試平臺的應(yīng)用、信息化系統(tǒng)的使用等多方面開展流程優(yōu)化，以實現(xiàn)本次流程優(yōu)化的目標。生產(chǎn)流程優(yōu)化具體環(huán)節(jié)對比見表1。

表1 流程優(yōu)化具體環(huán)節(jié)對比數(shù)據(jù)

根據(jù)表1流程優(yōu)化具體環(huán)節(jié)對比數(shù)據(jù)，初步估計可以節(jié)省45天左右，優(yōu)化效率45/170≈26.4%，可以達到本次流程優(yōu)化縮短研制周期的目標。

產(chǎn)品研制周期的減少同時會帶來研制成本的降低，尤其是人力成本方面，將會有同比例降低。因此，可以預(yù)見擴頻應(yīng)答機的設(shè)計成本、人工成本、質(zhì)量成本、固定資產(chǎn)使用成本、管理成本等都有不同程度的降低，流程優(yōu)化工作基本達到目標。

研究院本次產(chǎn)品研制流程優(yōu)化工作，是在充分考慮當前型號科研生產(chǎn)管理的模式和實際的基礎(chǔ)上，選取了典型產(chǎn)品開展產(chǎn)品研制流程優(yōu)化工作，從提高產(chǎn)能和效率進行流程優(yōu)化工作，這對于研究院協(xié)同推進管理模式，形成規(guī)范化管理體系，都具有積極的意義。但是航天產(chǎn)品的生產(chǎn)流程是一個繁復(fù)冗余的過程，存在著生產(chǎn)周期長、手工操作多、流程復(fù)雜等問題，因此加強對產(chǎn)品流程的優(yōu)化，對于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量也具有積極的意義。