航天材料產品生產線建設實踐研究

/航天材料及工藝研究所

近年來，隨著我國航天事業的高速發展，航天材料已從解決有無的研發模式逐漸形成為研制與批生產并存的格局。與此同時，重大型號研制任務和生產交付數量屢創新高，航天材料科研生產單位已承擔起異常艱巨的任務，總體呈現多型號并舉、研制生產并重、任務總量激增的局面，新形勢、新變化對航天材料科研生產能力建設提出了新要求。

航天材料及工藝研究所是我國航天材料及工藝技術研究的中心所，是科研生產一體化單位，承擔著國家及部委千余項科研項目和批生產任務。研究所經過60年的發展，成功解決了我國航天材料從無到有的問題，為我國航天材料體系建設作出了重要貢獻。多年來，在以研發為主、突出技術導向的建設模式下，研究所的能力條件更擅長于滿足單一型號研制需求，在應對多型號研制生產并存的局面時略顯不足。

一、航天材料產品生產能力現狀

由于航天型號的多樣性，航天材料產品具有小規模、小批量、多品種和研制生產并存等特點，各類產品按照任務計劃不定期輪流上場。同時，因為工藝特性所限，生產中經常出現站點式加工情況，即被加工產品在車間內頻繁地由一個工段轉移到另一個工段，整體工藝路線較為復雜，從而導致人工作業在整個生產流程中仍占有一定比例，需要工人熟練掌握多種操作技術以適應生產要素變動的需求。因此，航天材料產品制造難以做到大規模工業化生產，也難以整體采用自動化生產設備形成流水線式的生產模式，生產線信息化、自動化程度相對較低。

航天產業屬于高投入的軍工行業，科研生產能力按照型號牽引的思路建設，以滿足型號需求為重要決策依據，主要依靠國家專項技改投資。此類技改投資通常以解決特定型號研制或批生產條件為著眼點，具有目的單一的特點，較難滿足多型號研制生產并行對能力條件的需求，難以實現基礎能力和長期發展能力的統籌建設。

研究所主要能力條件通過國防科工局、裝備發展部等渠道申請技改項目建設。多年來，通過多項國撥技改項目支持并持續推進自籌資金建設，已形成了約28億元的固定資產，包括約19.5萬平方米科研生產面積和1100余臺（套）工藝設備。但是，由于按項目分別實施，存在多期多次分區域建設同類型能力的情況，長期以來呈現總體能力布局分散、總體資產效能難以充分發揮、專業布局尚需優化的特點。近年來，隨著型號任務研制進度急劇加快，批生產產品數量逐漸增加，原有分散的手工生產模式受到極大挑戰，能力條件確保型號研制生產的履約能力和質量保證能力有所降低。

二、生產線建設途徑

為了改變航天材料科研生產能力布局分散、難以集中統籌利用資源的現狀，研究所通過將原有分項目實施、分散的能力條件集中并按工藝路線重新布局，同時適當補充關鍵核心設備，增加必要場地面積，完善管理制度，建設形成針對特定產品的生產線，實現部分產品集中化、規模化量產，以達到提高生產效率，提升生產能力和產品質量的目的。

例如，A產品涉及成型、加工、噴涂和檢測等工序，未建設生產線前制造該產品需使用工藝設備9臺（套），年生產能力為4件，工藝設備和生產場地因通過不同技改項目實施而分散在不同廠房，產品生產過程中需多次周轉運輸。

隨著任務的增加，要求A產品年生產能力達到12件，原生產能力已無法滿足生產需要。研究所通過調整增大生產場地，補充7臺（套）核心工藝設備，按照工藝路線科學布局，集中配備47名專業人員，利用信息化排產，完善管理制度，建成了A產品生產線，使該產品得以集中量產，年生產能力達到了12件，滿足了任務需求。

三、生產線建設效果分析

1．促進工藝改進

通過生產線建設，促進科研人員對工藝深入研究，探索出了更優異的工藝方法，如A產品需測量厚度，但因特定原因市售貨架產品無法滿足使用要求，原厚度測試工序采用人工針刺法測量，每件產品需要5人配合測量2天。在生產線建設過程中，通過對測量工藝梳理分析并對檢測手段調研，自行研制了非標厚度檢測儀，經過驗證后投入生產使用。該設備有效地提升了工藝水平，減少了測量工作量，提高了生產效率，避免了針刺法測量遺留貫穿性針孔和表面壓痕對產品性能及表觀質量的影響。

2．工時得以優化

通過生產線建設，深度改進工藝方法，系統梳理優化工藝流程，確保各工序緊密銜接，減少周轉次數，提高了生產效率。單件A產品1#部段平均施工周期由原來的70天縮短至58天，2#部段平均施工周期由原來的50天縮短至42天。

3．產能得以提升

通過生產線建設，A產品生產線工藝設備由原來的9臺（套）增加至16臺（套），通過改進工藝、優化流程和信息化排產，以低于1倍原有能力的投入，將A產品生產能力由原來的4件/年提升至12件/年，實現產能增加2倍。

四、后續生產線建設建議

航天材料及工藝研究所A產品生產線建設結果證明，通過對現有資源補充整合建設專用生產線，可大幅提升生產效率、增加產能、促進工藝改進、優化能力布局。以此為例，后續生產線建設中應注重以下幾點：

一是加大生產線柔性建設。

航天材料產品生產線建設應充分考慮航天產品小規模、小批量、多品種、研制生產并存的特點，統籌考慮各型號產品研制生產所需設備和場地等資源，推進柔性生產線建設，保證一條線盡量覆蓋更多型號同類產品，通過參數調整完成不同品種不同批量的研制生產任務，提高生產線應用范圍和利用效率。

二是增加數字化技術應用。由于航天產品種類繁多、工藝復雜，航天材料制備很難實現整體的規模化、流水化和數字化生產模式。但是隨著工藝不斷改進和數字化技術不斷發展，生產線局部數字化、智能化技術已日趨成熟，配合信息化排產，可提高產品生產效率和質量穩定性。

三是強化頂層和統籌策劃。生產線建設需加強頂層和統籌策劃，統籌近期與長遠目標、兼顧研制與生產關系，按照新型工業化發展要求，對標國際一流水平建設。生產線建設應符合國家和地區規劃布局與城市定位，避免生產線剛建成就因規劃政策等原因產生大規模調整，造成資源浪費。同時，應充分考慮后續任務的增加和變化，預留能力擴充空間和新技術改造升級空間，建設可持續發展的生產線。