航天/軍工制造企業基于內部挖潛的任務策劃思路

柯清禪、尤潔、趙嬛、趙士佳、張秋月/航天材料及工藝研究所

隨著近年來商業航天和軍工行業市場需求的持續增長，裝備需求達到一個空前的高度。用最短的研制時間生產多品種、大數量且高質量的裝備成為航天/軍工制造業的新主題。發展初期，制造業主要依靠在一線城市通過人員、設備、場地的快速復制，打造專用的批產線以實現企業經濟規模的擴增并持續產出。發展中期，企業開始將大量的制造車間遷移到二線、三線等城市，利用技術轉移及當場相對廉價的人力、設備、場地成本實現生產力的二次提升?，F今，這種產線復制已趨近飽和，同時該模式已無法匹配企業經營規模型轉型的新需求。批產任務的多定點承攬和研制型號競標模式的實行，給制造行業的綜合組織能力及應對能力帶來極大的沖擊。新冠泛濫期間，一大批中小企業開始裁員甚至倒閉，部分大企業也開始聚焦現有資源開展管理提效及技術提升，以實現企業規模的繼續增長。生產組織模型從關注設備、工位、生產面積的新增逐漸轉為業務班組的管理提效、技術提升及生產班級的生產能力挖潛。這就使得任務策劃的難度增大，也使得策劃的指導意義變得愈加重大。

基于全年承制任務總量及完工節點，本文分享了基于現有資源內部挖潛的幾點策劃思路，為后續航天/軍工制造車間的全年策劃提供了思路。

一、制造車間管理要素

“人、機、料、法、環”是工業制造企業公認最主要的五大要素，對應制造車間科研生產組織可具體為：

（1）人：人員規模管控及個人工作效率及質量提升；

（2）機：工裝、大型數控設備等能力產出與需求匹配度；

（3）料：原材料（主輔材）、標準件、刀具的及時到貨等；

（4）法：工藝技術創新和管理模式提效；

（5）環：廠房面積等基建類能力建設及6S 管理。

任務策劃是基于全年的總任務量、型號交付節點，結合現有和即將有的人員及軟硬件資源，在合適利用外協資源補充生產能力的基礎上統籌各要素并形成風險點及應對措施等定量結論，用于指導全年生產組織。至少應包含：刀具、物資和工裝需求計劃、設備新增計劃、人員招聘計劃、外協全年策劃、工藝技術提升和管理提效計劃等。其中刀具、物資、工裝需求對標產品交付需求，利用制造執行系統（Mes）及各型號產配套表生成報表并實施，下文主要介紹設備、人員需求測算，外協資源測算，工藝技術提升和管理提效計劃及策劃思路。

二、設備和人員需求測算

全局的策劃應將所有型號按綱要逐一拆解，形成各資源的需求總表，通過數據的橫向匯總，從總需求與總產出角度進行能力分析，而不是從單型號的角度分析能力缺口，某制造車間涉及的數控設備主要為：數控車床（數車）、立式加工中心包含三軸龍門立式加工中心（立加）、臥式鏜銑床（鏜銑）和五軸加工中心（五軸）。結合當年承制型號任務，得出大型數控設備工時需求（表1），結合排班制造車間現有設備可產出工時（表2）。

表1 數控設備工時需求

表2 數控設備工時產出

設置數控設備的需求產出比λ 用于分析設備資源的缺口：λ＞1，硬件能力缺在缺口，不滿足任務需求；λ＜1，任務總量缺在缺口，硬件能力過剩；λ=1，現有硬件能力恰好滿足任務需求，硬件配置合適。

基于設備的需求產出比λ 及設備成本及場地占用，可從以下4 方面開展內部挖潛及外部資源統籌：一是工序優化，實現加工提效，壓減設備用時；二是結合人員管控，優先增加高價設備、占用面積大的設備班次；三是借助工裝的設計制造，低價設備代替高價設備，占地面積小的設備代替占用面積大的設備；四是低風險、長周期工序外協出所。

制造車間的主流生產線布局為機群式，生產組織模式及產能受設備及工位約束。2022 年度結合五軸資源短線及場地的限制，優先增加操機人員，使班組具備五軸三班制能力，最大限度利用現有資源。結合翻轉工裝的設計將部分鏜銑工序轉移到立加完成以提升鏜銑資源的有效產出，同時將立加上的長周期工序外協出車間以補充立加資源缺口。

人員、設備及外協三者相互關聯，本文以自有資源為入手點，基于優化后的數控設備等需求產出比，可得出人員規模新增及工序/產品外協需求。通過三班制下五軸產能的提升，對應增加下游的工位及人員，人員的新增優化考慮班組內外人員的補崗補位，同時基于班組能力工時完成率提升20%的基礎，形成人員新增需求。同時通過外協單位的立加資源，補充自身24377h 的能力缺口，外協工序優先考慮Z 型號的Z1 和Z4 部段。

三、外協資源統籌

工序外協是當前制造車間基于現有人員及設備資源，最有效的生產力補充手段。制造車間一般把附加值低、產能不足的工序外協至合格供方。從質量風險管控角度，航天/軍工制造企業一般把長周期的型面加工等去材料量大的粗加工工序及單發配套量大的塞子類等防熱產品外協出所。結合當年承制型號任務，外協需求見表3。

表3 外協需求匯總表

外協為制造車間現有人員及設備能力最大化后的能力補充，對于外協資源的優化主要為成本管控、質量管控和外協產品的對標回所，當前外協流程如圖1 所示。以C、D 型號為典型的外協產品多為墊片、防熱塞、防熱口蓋，作為型號生產所需的配套產品，一般提前于型號交付節點1 個完整生產周期批量齊套。以Z 型號為典型的外協產品多為大部段的型面加工工序，根據毛坯的齊套時間結合當期設備使用實時外協。外協合同文本中，除明確外協產品基礎信息外，需明確產品返回時間。

圖1 外協流程

一是對于防熱產品，原材料自制可控，成品批量返回，明確各批次返回時間。返回時間至少提前交付節點1 個完整的加工周期，可分次返回，但原則上不可大于2 批。

二是對于艙段工序外協，毛坯齊套時間不可控，明確組批產品的加工周期t，毛坯轉外協后按Tt2完工并組批返回（Tt 為產品到位后第t 天完工）。

三是外協按時回所率用于約束外協的按時返回，外協按時返回率作為年度外協供方重要考核標標及扣款依據。

對于批量大的防熱產品，特別是工序簡單的防熱件，通過帶量詢價和組批投產實現外協資源的統籌，緊前投產，提前齊套。對于交付節點剛性的產品，特別是大部段，一般至少設置雙定點，以促進外協廠家的良性競爭。多定點的任務共同承制，以實現競爭性談價、壓價及外協產品的對標完工及交付。

四、技術提升和管理提效

對于制造車間，生產班組和業務班組為生產線最關鍵的兩環。在既定的硬件及人員條件下，技術提升和管理提效是生產力再挖潛的最有效手段。該制造車間對生產班組科研生產領域的考核通過能力工時完成率（考核班組生產效率）、目標工時完成率（考核班組產出量）和計劃完成率（考核班組計劃對標執行）3 個指標的綜合計算得出評價結果。在2022 年度的管理提效上通過建立一種捆綁業務班組與生產班組的考核模型，同時通過權重分配，鼓勵業務班組就本組特色業務開展提效工作，如調度系統突出計劃完成率、工藝系統突出技術創新，同時將產值產出作為二者重要的共同評價指標。從考核手段及結果導向，持續推動業務班組和生產開展技術提升和管理提效工作。

2022 年度共明確21 項與科研生產直接相關的技術提升計劃：6 項工序調整及優化，3 項設備改造，5 項工裝設計與優化，3 項設備替代，1 項人員操作安全及2 項刀具優化設計。2022 年度共明確管理提效計劃15 項：調度組7 項，工藝組3 項，綜合組3 項，維護組2 項，部分管理提效清單見表4。

表4 部分管理提效清單

對于部分規模較大國企，管理低效的主要原因在管理手段的不落地。如表4 所示，為保證年度管理提效計劃的落地，每一項管理提效計劃均有明確的完工節點、實質性的提效目標和可量化的評價標準。將按時完成提升計劃納入各班組當月考核，如工藝組技術提升和管理提效完成情況占比當月班組考核的30%。

當前評價模式下，能力工時完成率為評價班組生產效率的關鍵指標之一。在持續開展班組系統化提升工作的基礎上，設定基礎達標線——班組能力工時增長不低于20%，并以此為基線修正當年考核基數。取所有生產班組的平均能力工時完成率作為業務班組的能力工時完成率進行捆綁考核。同時，能力工時提升作為技術提升和管理提效的綜合成果轉化，從結果上約束提升、提效計劃的落地。近3 年，生產班組能力工時完成率平均值為23.1%，從源頭上驅動班組實現綜合能力的提升。

結合制造車間的人、機、料、法、環等要素開展任務策劃，通過能力工時完成率捆綁業務班組和生產班組完成月度評價考核，可督促技術提升和管理提效的落地，助力于班組能力工時年增長不低于20%的實現；在21 項技術提升、15 項管理提效計劃的對標完成和班組系統提升工作的持續開展下，可最大限度地挖潛制造車間現有資源的生產能力，在合理統籌外協資源的條件下完成全年任務；2022 年度該制造車間在整體人員規模持平、人均加班時長減少15.1%的基礎上完成了各項任務，實現產值23%的增幅，證實了策劃的合理性和可執行性。