通用“兩器”組批生產(chǎn)模式研究及實(shí)踐

胡勇、張?chǎng)?、邊旭、孫爍、金含玉 /北京宇航系統(tǒng)工程研究所

自“十二五”以來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)防事業(yè)的發(fā)展，航天領(lǐng)域呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭龃?、型號(hào)研制和批生產(chǎn)數(shù)量大幅增加、發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)空前繁重、轉(zhuǎn)型升級(jí)不斷加快、競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈的新形勢(shì)。傳統(tǒng)科研生產(chǎn)模式下，產(chǎn)品研制多以項(xiàng)目維度開(kāi)展，導(dǎo)致產(chǎn)品間缺少規(guī)劃、先進(jìn)性不強(qiáng)、可靠性不高、產(chǎn)品種類多。同時(shí)，產(chǎn)品的眾多狀態(tài)給全鏈條管理帶來(lái)人力、物力等成本的極大浪費(fèi)，給工廠制造生產(chǎn)造成巨大壓力，距離大規(guī)模、高產(chǎn)能制造差距較大。面對(duì)新的發(fā)展形勢(shì)，迫切需要通過(guò)產(chǎn)品化工作，統(tǒng)一產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)、提升產(chǎn)品成熟度、提高產(chǎn)品組批生產(chǎn)數(shù)量、提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，從而有效保證型號(hào)研制的質(zhì)量和進(jìn)度。

近年來(lái)，北京宇航系統(tǒng)工程研究所以傳感器、變換器產(chǎn)品為試點(diǎn)，為解決此類產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)多、生產(chǎn)交付壓力大等問(wèn)題，開(kāi)展了通用“兩器”產(chǎn)品研制，研究了產(chǎn)品化工作模式下的組批生產(chǎn)程序和方法，并在宇航領(lǐng)域推廣實(shí)施，取得良好效果。

一、工作思路

1.總體思路

為實(shí)現(xiàn)“兩器”產(chǎn)品組批生產(chǎn)，需從設(shè)計(jì)源頭開(kāi)展技術(shù)狀態(tài)統(tǒng)一，完成通用產(chǎn)品研制；針對(duì)多定點(diǎn)研制情況，開(kāi)展第三方性能測(cè)評(píng)，對(duì)產(chǎn)品性能指標(biāo)一致性進(jìn)行確認(rèn)；開(kāi)展產(chǎn)品鑒定試驗(yàn)、拉偏試驗(yàn)等可靠性試驗(yàn)，提升產(chǎn)品成熟度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上貨架；針對(duì)具體項(xiàng)目加強(qiáng)產(chǎn)品選用控制，實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用；統(tǒng)籌各項(xiàng)目訂貨需求，形成投產(chǎn)清單，并通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)等方式確定產(chǎn)品配套單位；簽訂意向協(xié)議，啟動(dòng)產(chǎn)品組批生產(chǎn)；產(chǎn)品完成生產(chǎn)后，組織集中驗(yàn)收。具體流程如圖1 所示。

圖1 通用“兩器”組批生產(chǎn)流程圖

2.通用“兩器”產(chǎn)品研制

總體專業(yè)從設(shè)計(jì)源頭完成測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量要求規(guī)格化和環(huán)境條件統(tǒng)一是“兩器”通用化的基礎(chǔ)。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有型號(hào)非電量參數(shù)要求的梳理、分析，總體專業(yè)將力學(xué)環(huán)境、氣動(dòng)與熱環(huán)境、動(dòng)力系統(tǒng)和總體等彈箭總體測(cè)量參數(shù)量程、測(cè)量誤差、頻率范圍等技術(shù)指標(biāo)，按照一定原則進(jìn)行規(guī)格化設(shè)計(jì)，形成所級(jí)標(biāo)準(zhǔn)《彈箭總體測(cè)量參數(shù)技術(shù)指標(biāo)規(guī)格化要求》；對(duì)現(xiàn)有型號(hào)力、熱環(huán)境試驗(yàn)條件進(jìn)行分析、包絡(luò)，形成《測(cè)量系統(tǒng)典型產(chǎn)品通用技術(shù)條件》，統(tǒng)一鑒定及驗(yàn)收試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則。

為了充分了解各承研單位產(chǎn)品性能，開(kāi)展“兩器”產(chǎn)品第三方測(cè)評(píng)，對(duì)各配套單位產(chǎn)品性能進(jìn)行準(zhǔn)確客觀的測(cè)評(píng)。在測(cè)評(píng)基礎(chǔ)上，結(jié)合各單位工程設(shè)計(jì)能力，針對(duì)沖擊、過(guò)載、熱流、溫度、噪聲、振動(dòng)6 種環(huán)境類產(chǎn)品開(kāi)展通用“兩器”研制，形成通用化“兩器”產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求（見(jiàn)表1），對(duì)電氣及機(jī)械接口、外形尺寸、著色、代號(hào)規(guī)則等進(jìn)行規(guī)范。同時(shí)，為統(tǒng)籌不同型號(hào)配套“兩器”產(chǎn)品對(duì)電連接器提出的小型化、輕質(zhì)化、防鹽霧等個(gè)性化要求，測(cè)量系統(tǒng)牽頭專業(yè)連接器研制單位完成J14Y型和Y100A 系列通用電連接器研制?！皟善鳌碑a(chǎn)品研制完成后，選取典型產(chǎn)品再次開(kāi)展第三方測(cè)評(píng)，對(duì)各單位產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況及一致性進(jìn)行確認(rèn)，確保產(chǎn)品互換性。

表1 通用“兩器”設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)

提升通用“兩器”產(chǎn)品成熟度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上貨架。各承研單位按照通用技術(shù)條件完成產(chǎn)品鑒定試驗(yàn)，針對(duì)熱真空等特種試驗(yàn)由系統(tǒng)單位統(tǒng)一組織開(kāi)展。后續(xù)，通過(guò)參與應(yīng)用型號(hào)大型地面試驗(yàn)及飛行試驗(yàn)，持續(xù)提升產(chǎn)品成熟度。

提升通用“兩器”產(chǎn)品成熟度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上貨架。各承研單位按照通用技術(shù)條件完成產(chǎn)品鑒定試驗(yàn)，針對(duì)熱真空等特種試驗(yàn)由系統(tǒng)單位統(tǒng)一組織開(kāi)展；后續(xù)通過(guò)參與應(yīng)用型號(hào)大型地面試驗(yàn)及飛行試驗(yàn)，持續(xù)提升產(chǎn)品成熟度。

3.加強(qiáng)型號(hào)選用控制

建立通用產(chǎn)品選用控制流程，加強(qiáng)各型號(hào)貨架通用“兩器”產(chǎn)品選用。針對(duì)新研型號(hào)，依據(jù)總體技術(shù)方案、貨架產(chǎn)品規(guī)范、產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)等文件，對(duì)選型應(yīng)用貨架產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品適用性、接口匹配性、技術(shù)符合性、產(chǎn)品成熟度和產(chǎn)品供應(yīng)保障能力分析，逐一核對(duì)選型應(yīng)用通用“兩器”產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否滿足型號(hào)任務(wù)需求、固有技術(shù)能力和產(chǎn)品成熟度水平對(duì)型號(hào)任務(wù)要求的滿足程度。若選用非通用“兩器”產(chǎn)品，型號(hào)需對(duì)貨架通用兩器產(chǎn)品無(wú)法滿足型號(hào)技術(shù)要求的技術(shù)原理和詳細(xì)理由進(jìn)行充分論述，同時(shí)給出擬研制、使用產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)、功能原理、供應(yīng)保障能力及其與型譜或貨架產(chǎn)品的差異性比對(duì)分析。

針對(duì)在飛及批產(chǎn)型號(hào)，利用新批次投產(chǎn)契機(jī)推廣應(yīng)用通用“兩器”產(chǎn)品。型號(hào)總體按《彈箭總體測(cè)量參數(shù)技術(shù)指標(biāo)規(guī)格化要求》，結(jié)合型號(hào)歷次飛行遙測(cè)結(jié)果分析，對(duì)總體遙測(cè)力、熱、動(dòng)力、總體參數(shù)的量程等進(jìn)行規(guī)格化；分系統(tǒng)根據(jù)總體統(tǒng)一后的量程要求、通用“兩器”產(chǎn)品已有規(guī)格等情況，形成型號(hào)配套選用通用“兩器”產(chǎn)品可行性分析及替換進(jìn)度分析報(bào)告?？尚行苑治鲂璋▽?duì)通用“兩器”產(chǎn)品總體量程、自帶電纜長(zhǎng)度、換用通用“兩器”產(chǎn)品前后的機(jī)械接口變化以及滿足型號(hào)環(huán)境條件等復(fù)核情況。型號(hào)在此基礎(chǔ)上確定選型應(yīng)用方案，并組織進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后方可實(shí)施。

4.通用“兩器”產(chǎn)品投產(chǎn)需求統(tǒng)計(jì)

加強(qiáng)各型號(hào)通用“兩器”產(chǎn)品投產(chǎn)需求統(tǒng)籌，形成組批投產(chǎn)需求方案。項(xiàng)目主管根據(jù)各項(xiàng)目本年度策劃及后續(xù)2～3 年通用“兩器”產(chǎn)品齊套需求，在每年第1 季度開(kāi)展本年度通用“兩器”集中訂貨的需求梳理，形成需要集中訂貨的通用產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)配套表，并經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)確認(rèn)，形成投產(chǎn)基線；產(chǎn)品主管依據(jù)各項(xiàng)目投產(chǎn)基線，統(tǒng)籌形成本年度通用“兩器”產(chǎn)品集中訂貨配套表，信息主要包括訂貨產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品代號(hào)、配套數(shù)量、配套型號(hào)、齊套時(shí)間等內(nèi)容，需經(jīng)產(chǎn)品副總師審批確認(rèn)。若各項(xiàng)目臨時(shí)產(chǎn)生新的通用“兩器”訂貨需求，由產(chǎn)品主管根據(jù)產(chǎn)品齊套節(jié)點(diǎn)要求，每月統(tǒng)籌開(kāi)展各型號(hào)通用產(chǎn)品集中訂貨工作。

5.組批投產(chǎn)實(shí)施

針對(duì)通用“兩器”產(chǎn)品首批集中訂貨任務(wù)，或宇航型號(hào)新百發(fā)批產(chǎn)等數(shù)量較多任務(wù)，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)方式確定配套廠家；其他任務(wù)可通過(guò)專家合議方式確定配套廠家。為了確保產(chǎn)品進(jìn)度、降低單一供方供貨風(fēng)險(xiǎn)，采用多定點(diǎn)配套，按照擇優(yōu)排序進(jìn)行任務(wù)分配。針對(duì)熱流、溫度、振動(dòng)等配套數(shù)量較多的“兩器”產(chǎn)品，一般選擇不超過(guò)3 家配套單位；針對(duì)沖擊、過(guò)載、噪聲等選用數(shù)量較少的“兩器”產(chǎn)品，一般選擇不超過(guò)2 家配套單位。

產(chǎn)品主管根據(jù)組批投產(chǎn)需求方案與各配套單位簽訂通用兩器訂貨意向協(xié)議，意向協(xié)議需明確投產(chǎn)數(shù)量、齊套時(shí)間、產(chǎn)品價(jià)格及質(zhì)量職責(zé)等內(nèi)容。若在一個(gè)供貨周期內(nèi)發(fā)生重大質(zhì)量事件，或發(fā)生交付進(jìn)度嚴(yán)重滯后的情況，則取消后續(xù)還未正式交付任務(wù)的產(chǎn)品訂單，且后續(xù)不推薦選用該配套單位的通用“兩器”產(chǎn)品。

針對(duì)集中訂貨產(chǎn)品，由產(chǎn)品主管開(kāi)展計(jì)劃管理。產(chǎn)品齊套后，質(zhì)量部門組織集中驗(yàn)收，驗(yàn)收組長(zhǎng)一般由產(chǎn)品首席擔(dān)任，相關(guān)型號(hào)隊(duì)伍參加。產(chǎn)品驗(yàn)收入庫(kù)后，由產(chǎn)品主管根據(jù)各型號(hào)投產(chǎn)情況及實(shí)際需求計(jì)劃統(tǒng)一調(diào)配產(chǎn)品。

二、效果分析

1.產(chǎn)品種類顯著壓縮

目前已完成沖擊、過(guò)載、熱流、溫度、噪聲、振動(dòng)6 種環(huán)境類通用“兩器”貨架產(chǎn)品建設(shè)，大大壓縮了“兩器”產(chǎn)品種類，各類產(chǎn)品壓縮情況見(jiàn)表2，壓縮率最高達(dá)80%，效果顯著。

表2 通曉“兩器”產(chǎn)品壓縮統(tǒng)計(jì)

針對(duì)宇航型號(hào)新百發(fā)批產(chǎn)任務(wù)，CZ-2C、CZ-3B、CZ-5、CZ-7、CZ-7A、CZ-8、CZ-11、YZ-1、YZ-1S、YZ-2 共10 個(gè)型號(hào)完成通用“兩器”產(chǎn)品替換，各型號(hào)替換通用“兩器”產(chǎn)品后壓縮率見(jiàn)表3。CZ-5、CZ-7A 等型號(hào)類別壓縮率達(dá)近30%，效果顯著；CZ-11、YZ-1S 換用通用“兩器”產(chǎn)品后，雖沒(méi)有實(shí)現(xiàn)種類壓縮，但可與其他型號(hào)組批投產(chǎn)。

表3 各宇航型號(hào)“兩器”產(chǎn)品替換后壓縮率表

2.科研效率顯著提升

通用“兩器”產(chǎn)品推廣應(yīng)用及組批生產(chǎn)可有效提升科研生產(chǎn)效率，顯著降低“兩器”產(chǎn)品研制及生產(chǎn)資源投入。系統(tǒng)單位投入在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品驗(yàn)收、相關(guān)設(shè)計(jì)文件的時(shí)間、精力均大幅下降，以溫度類“兩器”為例，對(duì)原有產(chǎn)品狀態(tài)和任務(wù)書(shū)工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品壓縮前，型號(hào)需要對(duì)107 種產(chǎn)品狀態(tài)進(jìn)行明確；產(chǎn)品壓縮后，只需對(duì)40 種產(chǎn)品狀態(tài)進(jìn)行明確及維護(hù)，下降63%。生產(chǎn)單位組批生產(chǎn)也較單個(gè)型號(hào)小批投產(chǎn)效率大幅提升，通用“兩器”產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)備料、生產(chǎn)，大大縮短產(chǎn)品交付周期；條件成熟后，可根據(jù)3 年計(jì)劃需求滾動(dòng)下達(dá)訂貨任務(wù)，進(jìn)一步縮短產(chǎn)品齊套周期、提高效率。

以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一產(chǎn)品狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品接口進(jìn)行規(guī)范化要求，控制接口種類，規(guī)范接口細(xì)節(jié)，提升設(shè)計(jì)可靠性；通過(guò)產(chǎn)品大批量應(yīng)用，可以極大提高產(chǎn)品試驗(yàn)子樣數(shù)量，積累產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)，以子樣數(shù)量提高產(chǎn)品可靠性；通過(guò)固化產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，穩(wěn)定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

3.經(jīng)濟(jì)效益顯著提高

通用“兩器”推廣應(yīng)用降本增效效果顯著。通過(guò)產(chǎn)品統(tǒng)一化設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)成本；通過(guò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，降低維護(hù)成本；通過(guò)集中訂貨，形成批產(chǎn)規(guī)模，利用規(guī)模優(yōu)勢(shì)提高采購(gòu)效益，降低產(chǎn)品價(jià)格。以本次宇航新百發(fā)批產(chǎn)任務(wù)投產(chǎn)為例，2022 年度通用“兩器”共計(jì)訂貨5000 余臺(tái)，部分代號(hào)傳感器一次訂貨近500臺(tái)。通過(guò)集中訂貨、競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)，實(shí)現(xiàn)效益提升10%。

4.產(chǎn)品質(zhì)量不斷增強(qiáng)

以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一產(chǎn)品狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品接口進(jìn)行規(guī)范化要求，控制接口種類，規(guī)范接口細(xì)節(jié)，提升設(shè)計(jì)可靠性；通過(guò)產(chǎn)品大批量應(yīng)用，可以極大提高產(chǎn)品試驗(yàn)子樣數(shù)量，積累產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)，以子樣數(shù)量提高產(chǎn)品可靠性；通過(guò)固化產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，穩(wěn)定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

以通用“兩器”為例闡述了一種產(chǎn)品化產(chǎn)品組批生產(chǎn)的管理方法，重點(diǎn)介紹了從設(shè)計(jì)源頭開(kāi)展技術(shù)狀態(tài)統(tǒng)一，研制過(guò)程中加強(qiáng)型號(hào)選用控制，任務(wù)投產(chǎn)階段加強(qiáng)需求統(tǒng)籌，最終實(shí)施多型號(hào)組批生產(chǎn)。通用“兩器”組批生產(chǎn)證明，產(chǎn)品化工作是提升科研效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)組織效益的有效手段。后續(xù)，將在更大范圍內(nèi)推廣通用產(chǎn)品組批投產(chǎn)，并持續(xù)探索不同層級(jí)、不同專業(yè)、不同產(chǎn)品的產(chǎn)品化工作方法，助力航天科研模式優(yōu)化升級(jí)。