航天產(chǎn)品標準操作規(guī)范（SOP）體系建設(shè)探索與實踐

黃婉如 劉雙寶 陳長江 張游 昝林 倪勇軍

（1 上海航天設(shè)備制造總廠有限公司， 上海， 200245；2 上海航天技術(shù)研究院， 上海， 200240）

SOP 即 “標準作業(yè)程序”， 全稱是 Standard Operation Procedure， 也稱為 “標準操作規(guī)范”或 “標準操作程序”。 所謂SOP 就是將某一作業(yè)依照操作目的、 操作步驟、 操作要求， 以統(tǒng)一的格式描述出來， 從而用來指導和規(guī)范日常的工作。 簡單來說， SOP 就是規(guī)定從經(jīng)過處理的過程， 再到結(jié)果的一種工作流程標準化。 許多企業(yè)為了降低成本， 充分利用時間， 高效率地完成工作， 就把前人所總結(jié)的經(jīng)驗積累并復制， 讓在職或到崗人員都能依照并遵循既定程序執(zhí)行， 以免人員流動而造成技術(shù)與經(jīng)驗流失[1]。

為適應(yīng)航天產(chǎn)品高效研制， 推進操作經(jīng)驗的固化和傳承， 提升精益工藝設(shè)計能力， 項目組開展了標準操作規(guī)范 （SOP） 體系建設(shè)， 通過 SOP體系建設(shè)模式研究、 典型專業(yè) SOP 體系構(gòu)建、SOP 編制管理平臺研發(fā)、 SOP 文件在線查看與現(xiàn)場應(yīng)用實踐研究等， 構(gòu)建適用于航天企業(yè)的SOP文件編制和管理模式， 并形成長效機制。

1 基于SOP 的工藝文件體系重構(gòu)

1.1 面向航天產(chǎn)品的工藝文件體系研究

在全面梳理企業(yè)工藝文件、 操作要求相關(guān)文件體系的基礎(chǔ)上， 進一步理清工藝文件編制和使用工作流程及管理模式， 明確SOP、 工藝規(guī)范、工藝規(guī)程的相互關(guān)系和應(yīng)用場景， 如圖1 所示。技術(shù)層面完善工藝規(guī)范體系， 基于工藝方法編制，明確工藝要求， 用于指導工藝文件編制； 工藝層面取消通用工藝， 轉(zhuǎn)換成工藝規(guī)范或SOP， 取消典型工藝， 轉(zhuǎn)換成工藝模板， 專用工藝規(guī)程 （引用SOP） 作為指導產(chǎn)品生產(chǎn)的唯一依據(jù)。 操作層面SOP 作為操作應(yīng)知應(yīng)會， 圖文并茂， 細化融合崗位作業(yè)指導書及設(shè)備操作規(guī)范等。 SOP 定位于共性操作要求， 應(yīng)充分繼承企業(yè)原有技術(shù)經(jīng)驗，落實上級相關(guān)要求， 在構(gòu)建的過程中應(yīng)充分梳理相關(guān)標準規(guī)范、 通用工藝、 崗位作業(yè)指導書、 設(shè)備操作規(guī)范的內(nèi)容， 將相關(guān)操作要求和經(jīng)驗落實到SOP 中。 SOP 體系建成后， 通過被專用工藝規(guī)程引用在生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用， SOP 以 “固化知識” 的形式與專用工藝規(guī)程 “個性化要求” 共同指導產(chǎn)品研制生產(chǎn)， 提升工藝規(guī)程的編制效率及質(zhì)量。

1.2 面向航天產(chǎn)品研制特點的SOP 體系架構(gòu)研究

為了確保SOP 體系的完整性、 協(xié)調(diào)性， 明確SOP 體系的構(gòu)建原則如下[2]。

a） 細化原則。以企業(yè)工藝選用目錄為依據(jù)，按崗位、 工位、 設(shè)備細分操作流程， 一份 SOP文件不應(yīng)跨專業(yè)、 跨工種、 跨工位使用。

b） 獨立性原則。各 SOP 之間相互獨立協(xié)調(diào)， 確保不同SOP 文件之間不存在大量重復性內(nèi)容。

c） 適用性原則。充分考慮 SOP 在各車間、各專業(yè)、 產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)狀， 結(jié)合產(chǎn)品的批量大小、 不同類產(chǎn)品工序操作的個性化程度優(yōu)化各專業(yè)SOP 體系。

d） 完整性原則。體系框架應(yīng)明確SOP 文件的工序類別、 名稱、 定制區(qū)域、 操作崗位、 編制者、 完成時間、 工藝參數(shù)項目、 質(zhì)量記錄表等，形成體系表。

按照上述構(gòu)建原則， 針對企業(yè)涉及專業(yè)領(lǐng)域及產(chǎn)品類型， 明確SOP 體系覆蓋的專業(yè)類別和產(chǎn)品類型， 充分發(fā)揮各分廠的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢， 分類開展SOP 體系的梳理。 面向不同專業(yè)、 不同產(chǎn)品類型及車間生產(chǎn)流程， 研究制定面向不同專業(yè)和產(chǎn)品的SOP 體系框架。 依據(jù)企業(yè)工藝選用目錄，按工序和操作方法/流程構(gòu)建完整的框架體系， 按崗位、 工位、 設(shè)備細分操作流程。 首先將相應(yīng)的主流程圖做出來， 然后根據(jù)主流程圖做出相應(yīng)的子流程圖， 并依據(jù)每一子流程做出相應(yīng)的程序。在每一程序中， 確定控制點， 哪些控制點應(yīng)當需要做SOP， 哪些控制點不需要做SOP， 哪些控制點是可以合起來做一個SOP 的， 包括每一個分類， 都應(yīng)當考慮清楚， 并制定出來。

1.3 SOP 文件的編制和管理模式研究

結(jié)合航天產(chǎn)品特點和結(jié)構(gòu)化工藝文件的編制和管理現(xiàn)狀， 研究航天產(chǎn)品SOP 的編制要素和編制內(nèi)容， 實現(xiàn) SOP 文件的規(guī)范化， 將 SOP 納入產(chǎn)品工藝設(shè)計流程、 生產(chǎn)制造流程。 制定SOP文件的編制要素、 編制格式、 簽署要求、 受控方式和使用要求等管理要求。 形成企業(yè)標準， 指導SOP 文件的編制和管理工作的順利開展。

SOP 文件是對某一相對固化的操作流程和要求進行總結(jié)提煉， 形成標準化的操作要求， 以統(tǒng)一的格式描述出來， 用來指導和規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)過程的操作。 SOP 文件是直接指導現(xiàn)場生產(chǎn)的操作性文件， 其編制要素應(yīng)能夠覆蓋產(chǎn)品生產(chǎn)過程“人、 機、 料、 法、 環(huán)、 測” 等方面的要求， 切實指導操作過程， 各要素編制要求如下。

a） 人員配置。SOP 應(yīng)明確操作者的崗位，有特殊要求的應(yīng)明確需具備的知識技能、 培訓上崗要求等。 SOP 的默認使用者為操作人員， 沒有必要在步驟描述中再指出， 如 “操作人員打開……” 等， 但是， 如果有其他崗位人員涉及到執(zhí)行步驟， 應(yīng)提到這些工作人員， 例如： “檢驗人員檢查聲響。”。

b） 設(shè)備工裝、 儀器儀表。SOP 應(yīng)明確操作所需要設(shè)備類型， 明確設(shè)備操作流程， 設(shè)備參數(shù)設(shè)定及注意事項等。 列出本操作所涉及的操作及維修工具、 防護工具和清潔工具等。 明確操作所使用的工裝夾具， 明確操作前對工裝夾具的檢查校準等要求。

c） 物料準備。明確生產(chǎn)前所需物料的種類及數(shù)量， 物料的核對和檢查要求等。

d） 操作內(nèi)容。操作內(nèi)容應(yīng)描述作業(yè)前應(yīng)該就緒的工作內(nèi)容和要點提示， 包括整個操作步驟的全部內(nèi)容， 以及對作業(yè)內(nèi)容的強調(diào)和解釋。 應(yīng)采用規(guī)范性的語言， 描述地點、 工具及動作的順序、 次數(shù)、 時間等量化要求， 必要時可解釋執(zhí)行該步驟的原因， 進行下一步驟所需要的條件等。操作內(nèi)容的描述宜采用圖文并茂的形式， 盡量采用圖片或照片的形式展示。

e） 環(huán)境要求。對操作環(huán)境有特殊要求的應(yīng)明確對潔凈度、 溫濕度、 照度、 排風條件、 振動條件、 接地電阻等檢查和確認的方法及要求。

f） 檢驗要求。SOP 文件應(yīng)明確操作人員的自檢要求， 描述檢測項目、 檢測內(nèi)容、 檢測方法（含測點布置）、 環(huán)境要求、 工量具及其精度、 合格判據(jù)等， 推薦采用圖片的形式展示合格判據(jù)和缺陷類型。

g） 安全防護。SOP 應(yīng)明確操作前應(yīng)實施的安全防護措施， 包括佩戴勞防用品。 確認各項安全措施已經(jīng)到位， 明確操作過程中發(fā)生安全事故的應(yīng)急措施等。

2 典型核心專業(yè)SOP 體系構(gòu)建研究實踐

SOP 體系建設(shè)是對以往工藝體系的梳理， 涉及到專業(yè)工藝流程的劃分、 工藝文件編制模式的更改， 在航天企業(yè)尚無成熟的經(jīng)驗可循。 SOP 定位于工序級工藝知識及操作經(jīng)驗的固化。 本文選取電子裝聯(lián)、 表面處理、 熱處理等工藝知識較為固化的專業(yè)作為試點開展SOP 體系建設(shè)工作， 探索實施、 總結(jié)經(jīng)驗， 推動其他專業(yè)的全面實施。

裝配、 焊接等專業(yè)對產(chǎn)品類型和特點具有較強的針對性， 用專用工藝指導生產(chǎn)具有較強的適用性。 該類產(chǎn)品的SOP 體系建設(shè)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的種類、 批量， 一般針對種類和批量較大的產(chǎn)品開展SOP 體系建設(shè)， 如貯箱、 導管、 閥門等。梳理產(chǎn)品的類型和典型工藝流程， 根據(jù)操作固化、 可復性強的原則形成關(guān)鍵環(huán)節(jié)的共性的操作要求， 編制 SOP 文件。 一般一份 SOP 文件應(yīng)能夠用于多種產(chǎn)品的相應(yīng)工序的操作， 從而適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)的需要， 簡化工藝文件的編制。

2.1 電子裝聯(lián)專業(yè)SOP 體系構(gòu)建

從專業(yè)技術(shù)的角度對現(xiàn)有的電子裝聯(lián)工藝技術(shù)體系按照印制板組件裝聯(lián)和電纜組裝件制作2個主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域進行了工序級別的系統(tǒng)梳理， 再按照 “工序不可再拆分、 工序間不互相引用” 的原則， 對現(xiàn)有工序進行合理的拆分和優(yōu)化工作，最后根據(jù)是否使用設(shè)備、 使用不同的設(shè)備， 將工序再進行橫向拆分， 如采用錫鍋搪錫和電烙鐵搪錫應(yīng)分別編制SOP。

SOP 編制過程中， 采用圖文并茂的方式， 將標準中的要求轉(zhuǎn)換為實際操作步驟和方法。 標準要求元器件底部與裸露的電路之間留有至少0.25mm 的間距， 但最大距離不超過 1.0mm， 在編制SOP 時詳細描述了具體的操作方法， 在底部墊放1 塊～2 塊0.5mm 厚的膠木板或硅膠墊，實現(xiàn)落實相關(guān)標準的要求。

2.2 表面處理專業(yè)SOP 體系構(gòu)建

航天產(chǎn)品表面處理一般采用通用工藝， 基本上按照材料和表面處理類型種類進行劃分， 通用工藝中明確了從預檢、 清洗、 裝掛、 前處理、 電鍍、 后處理前流程的工藝參數(shù)， 還包含對原材料、設(shè)備、 包裝、 槽液配制等通用要求。 現(xiàn)場用通用工藝制造生產(chǎn)， 往往存在需要操作人員根據(jù)經(jīng)驗自主選擇的情況、 參數(shù)范圍大、 指導性差等問題。表面處理的SOP 體系先按照表面處理的工序流程進行劃分， 劃分成預檢、 局部保護、 裝掛、 除油、前處理、 鍍覆、 后處理、 自檢、 包裝、 褪鍍共 10個流程， 再根據(jù)不同材料或方法進行橫向拆分，體現(xiàn)不同的操作流程和方法。

2.3 熱處理專業(yè)SOP 體系構(gòu)建

熱處理生產(chǎn)原多使用通用工藝指導生產(chǎn)， 通用工藝需要覆蓋大部分零件， 因此存在著參數(shù)范圍廣、 工人選擇自由度大、 操作過程不細化等問題。近年來， 逐步編制專用工藝替代通用工藝指導生產(chǎn)， 但仍然存在著操作過程不細化， 很多過程無法用簡單的文字進行描述等問題。 熱處理專業(yè)的SOP體系， 從現(xiàn)有工序開始拆分， 再根據(jù)不同材料、 不同加熱或冷卻方式、 加熱設(shè)備等進行橫向拆分， 并將一些重要零件單獨列出編制獨立的SOP。

3 基于結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計平臺的SOP 編制管理平臺

在結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計平臺系統(tǒng)中開發(fā)SOP 文件的編制管理功能， 將SOP 的編制管理和應(yīng)用納入研制生產(chǎn)流程。 結(jié)合企業(yè)工藝文件編制管理信息平臺建設(shè)情況， 基于PDM （產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理） 系統(tǒng)開發(fā)SOP 編制管理平臺， 并與工藝文件編制和生產(chǎn)現(xiàn)場MES 系統(tǒng)實現(xiàn)集成和關(guān)聯(lián)。 SOP 文件編制管理流程如圖2 所示。

SOP 管理人員根據(jù) SOP 文件管理體系進行SOP 文件的設(shè)計規(guī)劃， 通過在PDM 系統(tǒng)中構(gòu)建SOP 體系 BOM， 并可按需下達 SOP 編制任務(wù)給工藝員， 工藝員接收SOP 編制任務(wù)后可開展SOP設(shè)計工作。 工藝員基于SOP 編制任務(wù)開展SOP設(shè)計工作， 設(shè)計模式與工藝規(guī)程基本一致， 均在工藝編輯器中編制文件內(nèi)容， 二者設(shè)計內(nèi)容上的差異主要體現(xiàn)在SOP 文件需根據(jù)工序名稱定義工藝參數(shù)項目信息。 在 SOP 文件設(shè)計完成后，工藝員可提交五級簽審進行文件流轉(zhuǎn)簽署直至受控發(fā)布。 對于 SOP 文件更改， 可由標準化師下發(fā)SOP 更改任務(wù)或由工藝員自發(fā)更改， 在完成更改簽審后文件受控發(fā)布。

平臺支持SOP 文件發(fā)布為PDF 卡片格式用于打印歸檔， 同時也支持發(fā)布為WEB 網(wǎng)頁格式用于指導現(xiàn)場生產(chǎn)操作。 另外， 在專業(yè)工藝規(guī)程編制過程中引用SOP 文件時， 系統(tǒng)將建立工藝規(guī)程和SOP 文件的關(guān)聯(lián)， 并對工序推送工藝參數(shù)列表， 工藝員則需按要求填寫工藝參數(shù)值。 專業(yè)工藝規(guī)程發(fā)布后， 生產(chǎn)現(xiàn)場操作人員在查看工藝時也可通過鏈接打開SOP 文件進行瀏覽查閱。

本文結(jié)合航天產(chǎn)品多品種小批量的研制生產(chǎn)特點， 論述了SOP 體系建設(shè)、 文件編制和管理的工作模式， 通過工藝文件的體系優(yōu)化和SOP的應(yīng)用， 提升了工藝文件體系的系統(tǒng)性和協(xié)調(diào)性， 促進工藝方法的細化量化， 提升工藝規(guī)程的編制效率和可操作性。 SOP 的編制和應(yīng)用不是一蹴而就的， 需要不斷迭代優(yōu)化， 切實納入工藝設(shè)計及產(chǎn)品研制流程， 不斷提升SOP 的有效性。