新一代運載火箭總裝效率提升研究

陳 瑞 張粵萌 王 津 劉 洋 國 冰

（天津航天長征火箭制造有限公司，天津300000）

0 引言

總裝是火箭生產的最后一道工序，是協調箭上各復雜系統相互匹配工作，檢驗各系統單機能否在箭上正常運轉，優化生產中薄弱要素，提高火箭質量與性能的關鍵環節。火箭總裝的工作量占到產品全部工作量的15%~30%，總裝周期占生產周期的30%~50%。圖1為火箭總裝工作流程圖。圖2為火箭總裝生產線。

圖1 火箭總裝工作流程圖

圖2 火箭總裝生產線

近年來，我國在航天領域不斷突破，新一代運載火箭相繼問世，商業、民營航天蓬勃發展。面對日益嚴峻的國際形勢和西方國家日益精進的航天技術，我國的火箭年發射量逐年遞增。而在現有總裝廠房、設備、人員的基礎上，如何提高生產效率成為亟須改進的問題。

1 探討影響火箭總裝效率的問題與改進

不同于高自動化、流水線批量生產，以經濟性、成本為側重點的汽車總裝制造；高可靠性、政治性特點的火箭總裝由于自身結構復雜、體型龐大和零件數量巨大，無法達到自動化批量生產。本文從人、機、料、法、環和測六方面對提高總裝效率進行討論。

1.1 生產管理要素“人”

“人”主要包括生產一線操作人員，工藝技術人員，調度、庫管等協調管理人員。與機械化生產線不同，火箭總裝85%工作是由人完成的，人是控制整個生產效率的關鍵。

影響生產效率的因素：（1）人員能力參差不齊：部分員工無法勝任箭上關鍵操作，重要、復雜操作的經驗與技巧掌握在部分員工手中，新員工缺乏鍛煉機會；（2）質量問題頻發：生產過程中出現質量問題會造成復查、歸零、返工等連帶工作，影響生產效率；（3）崗位人員分配不均衡：部分崗位工作量大，加班嚴重，工作完成延期，導致其他人員無法進行后續工作，出現人等人的情況。

從“人”方面優化生產方案：（1）提高人員技術水平：多為員工組織技術、技能、操作等培訓，建立上崗前考核制度、對于未經過考核人員應重新進行學習。（2）提高員工素質，完善工作操作、互檢、檢驗三檢機制，減少由于人員能力不足或操作失誤導致的質量問題。（3）不斷優化人員分工機制，做到人員工作量相對均衡，對于生產中出現的問題，積極組織骨干員工進行PDCA（策劃—實施—檢查—處理）循環，不斷改進不足、提高效率和質量[1]。（4）積極調動人員工作積極性，組織車間技能比拼和知識競賽，鼓勵員工解決問題和創新，對于工作優秀員工進行獎勵。

1.2 生產管理要素“機”

“機”指生產中的所使用儀器、工具、工裝、設備等協助操作人員完成生產任務的用具。由于火箭的特殊結構和制造方法，生產過程需要使用大量非標工裝和設備進行箭體吊裝、對接等總裝工作。（1）在機器使用過程中出現故障返修或需進行校驗等情況，會造成停工，影響生產效率。（2）目前，火箭總裝自動化程度不高，大部分生產工作中機械尚未代替人力，操作者沒有最大化地應用設備完成工作。

從“機”方面提高生產方案：（1）建立準確的設備管理臺賬，根據產品開工與完工時間和設備使用情況，制訂合理的維修、保養和檢定計劃。（2）對現有工裝設備數量不足的進行復制，防止生產中設備突發故障造成停工。（3）通過工藝、工裝的改進與創新，將老式人工操作變為機械操作。（4）生產過程中充分利用電子化設備和作業系統，替代傳統紙質文件和純人力進行生產數據匯總與傳遞，極大地減輕了技術要求落實與校對的工作量以及縮短了數據整理、分析的時間，圖3所示為國外航天進行無紙化設備工作。

圖3 航天數字化無紙化辦公

1.3 生產管理要素“料”

“料”指生產過程中所使用的物料，總裝使用物料主要包括火箭殼段、箭上支架零件、儀器電纜、管路閥門、安裝緊固件、箭上耗材等。產品總裝過程中各零組件安裝工序環環相扣，若零件產品出現質量問題，就會出現停工待料的情況，而箭上閥門等產品由于自身結構復雜，經常在總裝過程中發生氣檢泄露等故障，導致停工排故或更換。

從“料”方面提高總裝效率：（1）對上游車間生產產品進行嚴格把關，提前發現問題提前更換，降低問題產品在總裝過程中的出現率；（2）對影響總裝工作的關鍵零件，進行備份生產，在出現故障時進行及時替換，若未使用則用于下發火箭總裝，形成良性循環。

1.4 生產管理要素“法”

“法”即工作的方式、方法，包括車間制度、工藝文件、生產圖紙、操作規程、檢驗標準、生產計劃等規章制度。以“做事有依據、做事按依據”為第一要點的航天制造業，“法”是指導車間生產工作的源頭，是一切生產過程依據并遵循執行的準則。

影響生產效率的因素：（1）獎勵機制不明確，收入偏向平均，工時管理不規范，各項工作對應工時無法根據其難易程度進行定性、定量，導致員工無法多勞多得，員工的工作積極性無法得到最大化的調動[2]。（2）工藝文件和操作規程細化程度不夠，對于缺乏相關工作經驗的操作者，無法根據內容要求工藝，快速完成相關工作，且易出現操作失誤和質量問題。（3）生產計劃缺乏科學性，調度人員決定每天的生產工作，是生產進度的節拍器。但是，調度人員不參與實際生產，缺乏對產品狀態的了解，導致無法精準把控生產進度。（4）零件型號生產分工仍使用傳統方法，由多個工人班組分工完成，上崗人員由各班組長指派，員工生產工時與其參與型號任務不掛鉤，且型號任務多且交叉，管理層級過多，人員頻繁更換部署且缺乏監督制度，導致員工缺乏對參與型號工作的責任心。

從“法”方面提高總裝效率：（1）建立合理分配薪酬機制，在以工時為工資績效依據的情況下，實現多勞多得的關鍵是解決工作與工時的匹配問題，總裝工作復雜而多樣，工時定時應充分結合工藝流程與工作實際，由管理人員、技術人員和操作骨干組成工額定時小組細化工作工時。（2）工藝技術人員結合生產實際，不斷完善、細化工藝文件要求，可在每一操作工序后加以工藝附圖，方便操作者快速理解實施，并將發生的質量問題在工序中備注說明，提示風險點與關鍵操作要素，減少質量問題發生。（3）調度管理人員在進行每天的生產計劃安排時應積極同工藝和操作人員溝通，一線人員和技術人員也應將每天的工作進度、發生問題、產品狀態更改及時反饋給調度人員，做到日清日畢[3]。（4）將車間現有人員分工制度不斷優化、改革，由組長派遣制轉變為項目制，建立扁平化組織結構，由車間操作人員自發組隊承包型號總裝任務并分配本發任務的績效[4]。承包制使工作人員與型號形成一個整體，實現員工勞動報酬分配自主化、透明化，使工作成員主動推進工作、解決生產問題，自主管理，將精力集中投入工作，極大地提升員工責任心與創新能動性，提高總裝生產效率。

1.5 生產管理要素“環”

“環”即生產環境，包括車間現場溫濕度、照明清潔條件以及車間總裝生產布局等。目前，航天總裝模式為傳統固定站位、集中裝配式生產，物流方式為人工物料轉運，總裝周期長、節奏慢，不利于提高產能，且裝配工藝為離散式裝配，質量不穩定，多余物控制能力弱[5]，增加質量問題風險，影響生產效率。

為規避固定站位模式低效、冗余等問題，應將移動式生產線模式的高效與火箭總裝技術復雜、涉及專業多、人員多、物料多、工具工裝型架多、火箭體積大的特點相結合，實行火箭總裝多站位脈動式生產，通過改進裝配環節中的各個工序過程與人員配置，把裝配工序均衡分配給相應作業站位，根據不同作業站位將相應生產物料和用具進行定置定位管理，讓產品以固定的節拍在站位上進行脈沖式移動，操作人員在各固定站位完成相應的生產裝配工作[6]。

通過脈沖式生產可以有效把握和管理生產進度，生產線各站位分工明確，各工位工作量單一重復，利于提高效率與質量。

1.6 生產管理要素“測”

“測”指生產過程中的檢驗方法和檢驗工具，檢測是生產的最后一道關，不僅是衡量生產情況是否滿足各項指標的方法，也是評定和管理生產質量和效率的重要手段。生產中所使用的檢測工具多為傳統通用塞尺、鋼板尺等，測量誤差大、耗時長。應結合產品總裝自身的工藝特點，申請專用工裝、量具，對箭上檢查內容及操作實行定制化管理，提高員工操作熟練度，提高總裝效率。

3 結論

本文概述了火箭總裝的特點，從人、機、料、法、環和測六方面對影響總裝生產效率的原因與改進方向進行了闡述。分析表明，火箭總裝生產存在人員水平不足、機械設備利用率低、上游產品質量問題多、管理制度缺乏激勵、生產線自動化水平低等問題，通過員工考核上崗、工作分工合理安排、改機和創新工裝設備、項目承包制、脈沖式生產線建設等方法可以有效提高總裝生產效率。