面向航天制造企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理研究

李歡、沈汝洵、趙雄、李文光、孟波、周世杰 /首都航天機械有限公司

當前，我國正在加快推進載人航天、月球探測等重大航天工程，對航天制造提出了更高、更快、更強的要求。企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展是貫徹落實國家航天強國戰(zhàn)略的重要途徑，更是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。

首都航天機械有限公司作為我國航天產(chǎn)品總裝集成制造企業(yè)，在當前航天型號產(chǎn)品任務激增的嚴峻形勢下，依靠簡單的資源投入、人員投入等傳統(tǒng)研制生產(chǎn)模式已無法適應未來任務需求，亟需通過數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)實現(xiàn)產(chǎn)品自動化穩(wěn)定批產(chǎn)和快速研制。近年來，公司大力開展了數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)工作，數(shù)字化生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)和應用能力得到有效提升。然而，由于生產(chǎn)線建設(shè)涉及領(lǐng)域眾多、技術(shù)復雜，公司前期生產(chǎn)線的方案設(shè)計和建設(shè)過程出現(xiàn)了各種管理協(xié)調(diào)問題，為明確職責、清晰流程，本文對生產(chǎn)線建設(shè)的流程和管理模式進行了研究，明確了生產(chǎn)線建設(shè)過程中各部門的職責和各階段的工作內(nèi)容，規(guī)范了公司生產(chǎn)線建設(shè)管理工作。

一、 生產(chǎn)線建設(shè)原則

生產(chǎn)線建設(shè)應充分考慮航天產(chǎn)品的特點，瞄準先進的生產(chǎn)組織模式，以產(chǎn)品工藝方案為生產(chǎn)線建設(shè)的依據(jù)，逐步構(gòu)建面向產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，強化過程控制，提升航天產(chǎn)品生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力和質(zhì)量保證能力，使其穩(wěn)定高效地重復生產(chǎn)合格產(chǎn)品。生產(chǎn)線建設(shè)過程中應遵循以下原則：

（1）需求牽引、聚焦瓶頸：根據(jù)企業(yè)行業(yè)定位和發(fā)展戰(zhàn)略，系統(tǒng)分析預測未來市場需求，聚焦主營業(yè)務與核心產(chǎn)品，識別生產(chǎn)能力短板和瓶頸。

（2）統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施：在企業(yè)軍工能力統(tǒng)籌建設(shè)規(guī)劃框架下，以“數(shù)字化、柔性化、模塊化、集成化”為原則，系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)總體方案，建設(shè)過程中細化階段目標及實施步驟，分階段完成。

（3）技術(shù)引領(lǐng)、核心自主：深入研究數(shù)字化柔性生產(chǎn)線規(guī)劃建設(shè)方法和支撐技術(shù)，面向產(chǎn)品、成組歸類，優(yōu)化流程與布局，合理選用生產(chǎn)制造模式和單元類型；自主研發(fā)軟硬件，突破關(guān)鍵核心技術(shù)。

二、生產(chǎn)線建設(shè)流程

通過對航天制造企業(yè)生產(chǎn)線建設(shè)管理過程進行總結(jié)分析，將生產(chǎn)線建設(shè)工作分為需求論證、方案設(shè)計、建設(shè)實施和應用評價4 個階段，各階段的工作內(nèi)容與流程如圖1 所示。

圖1 航天制造企業(yè)生產(chǎn)線建設(shè)各階段工作內(nèi)容

1.需求論證階段

生產(chǎn)線需求單位根據(jù)公司發(fā)展規(guī)劃、型號任務需求等條件開展必要性與可行性分析，通過分析確定生產(chǎn)線的產(chǎn)品適用范圍、制造過程、安裝場地以及生產(chǎn)線建設(shè)的目標和總體技術(shù)指標，如生產(chǎn)能力、產(chǎn)品合格率等產(chǎn)品指標，信息的數(shù)字化率、數(shù)據(jù)采集率等數(shù)字化指標。另一方面，需求單位應重新審視產(chǎn)品制造工藝方案，開展必要的工藝優(yōu)化和改進并進行工藝驗證，為生產(chǎn)線建設(shè)進行工藝技術(shù)準備，避免建設(shè)過程中由于制造工藝方案問題出現(xiàn)調(diào)整和反復。針對上述內(nèi)容，需求單位形成需求論證報告；工藝技術(shù)部門組織公司領(lǐng)導與技術(shù)專家對需求論證報告進行評審，評審通過后組織生產(chǎn)線設(shè)計部門開展方案設(shè)計。

2.方案設(shè)計階段

生產(chǎn)線建設(shè)需求確定之后，生產(chǎn)線方案設(shè)計部門開展總體建設(shè)方案設(shè)計，總體建設(shè)方案主要包括生產(chǎn)組織模式、整體框架、生產(chǎn)線物流系統(tǒng)安排和總體工藝布局。其中，生產(chǎn)線生產(chǎn)組織方式主要有傳統(tǒng)流水線式、零部組件細胞式、總裝脈動式和柔性生產(chǎn)組織方式四種類型，各類型具有不同的特點并適應不同的場景。生產(chǎn)線總體方案制定后，可通過生產(chǎn)線仿真，對生產(chǎn)線的工藝布局、物流效率、設(shè)備負荷、能力平衡、產(chǎn)能、節(jié)拍等進行仿真分析，通過分析、評估，發(fā)現(xiàn)總體方案中存在的問題，并進行調(diào)整、優(yōu)化和完善?？傮w方案確定后開展詳細方案設(shè)計，應涵蓋產(chǎn)品對象分析、流程優(yōu)化、設(shè)備選型、工藝布局優(yōu)化設(shè)計與仿真、物料倉儲及自動配送、生產(chǎn)線管控系統(tǒng)、生產(chǎn)線相關(guān)基礎(chǔ)條件建設(shè)等內(nèi)容。

公司建立統(tǒng)一的生產(chǎn)線管控系統(tǒng)，面向不同的生產(chǎn)線進行定制開發(fā)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2 所示。生產(chǎn)線管控系統(tǒng)可實現(xiàn)業(yè)務間的貫通，即通過與生產(chǎn)執(zhí)行層系統(tǒng)集成，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的計劃、工藝、質(zhì)量等業(yè)務協(xié)同；通過對生產(chǎn)線上各類設(shè)備、儀器儀表等資源進行聯(lián)網(wǎng)感知、數(shù)據(jù)采集及指令控制，實現(xiàn)生產(chǎn)線上的自動控制或人機交互協(xié)作。生產(chǎn)線數(shù)字化基礎(chǔ)條件應統(tǒng)一建設(shè)，確保生產(chǎn)線具備完整的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境和必要的信息化輔助設(shè)備，從而實現(xiàn)生產(chǎn)線內(nèi)主要生產(chǎn)設(shè)備、物流設(shè)備、產(chǎn)品等主要制造要素的互聯(lián)互通。

圖2 生產(chǎn)線管控系統(tǒng)架構(gòu)圖

工藝技術(shù)部門組織公司領(lǐng)導與技術(shù)專家對生產(chǎn)線設(shè)計方案進行評審，評審通過后按照公司“三重一大”決策事項履行相應決策程序，決策通過后進入建設(shè)實施階段。

3.建設(shè)實施階段

本階段主要完成的工作為生產(chǎn)線實施計劃的編制、硬件與軟件的采購、安裝場地的準備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建、生產(chǎn)線的安裝調(diào)試及試運行、技術(shù)與管理文件的配備、各相關(guān)崗位的人員培訓、驗收交付等。

資產(chǎn)運營管理部門組織生產(chǎn)線實施計劃、投資計劃與預算的編制及申報，經(jīng)公司領(lǐng)導同意后下達計劃并按照計劃對相關(guān)部門進行管理考核。另外，資產(chǎn)運營管理部門負責對生產(chǎn)線中設(shè)備、儀器、軟件等建設(shè)內(nèi)容進行招投標、詢比價采購以及合同簽訂工作，并督促廠家按照計劃交付。

涉及到生產(chǎn)線安裝的地基、網(wǎng)絡(luò)、水、電、氣、暖等基礎(chǔ)條件改造的，由基建部門、動力部門完成配套條件施工圖設(shè)計及施工，為生產(chǎn)線做好場地準備工作。設(shè)備到貨后，資產(chǎn)運營管理部門組織生產(chǎn)線設(shè)計部門、需求單位、廠家共同開展生產(chǎn)線的安裝調(diào)試工作，同時為生產(chǎn)線配備技術(shù)文件和管理文件。其中，技術(shù)文件為按照產(chǎn)品對象和工藝方案配置的工藝規(guī)程、質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄文件等；管理文件應涵蓋生產(chǎn)線運行管理的基本要求和方法，如生產(chǎn)線說明書、質(zhì)量管理要求、設(shè)備管理規(guī)定、生產(chǎn)信息管理制度等。

生產(chǎn)線試運行前，資產(chǎn)運營管理部門組織對操作人員、生產(chǎn)管理人員、設(shè)備維護人員、物流控制人員、工藝人員等進行培訓，確保其熟悉管理要求和工藝流程，保證生產(chǎn)流程正常運行。試運行過程中，針對硬件、軟件與技術(shù)文件的不合理環(huán)節(jié)進行多次迭代，持續(xù)改進和優(yōu)化，確保各項配置完整到位、運行機制順暢、各項管理制度嚴格執(zhí)行。生產(chǎn)線試運行無問題后，可進行驗收交付工作。

4.應用評價階段

生產(chǎn)線驗收完成后進入工程應用階段，需求單位按照公司要求并結(jié)合實際生產(chǎn)任務開展工藝試驗工作，工藝試驗合格后進行工程化應用評審，由建設(shè)需求單位編制評審報告，工藝技術(shù)部門組織產(chǎn)品設(shè)計單位及相關(guān)技術(shù)專家完成工程應用評審。工程應用評審后生產(chǎn)線正式投入使用，資產(chǎn)運營管理部門組織建設(shè)需求單位、生產(chǎn)線設(shè)計部門進行生產(chǎn)線運行效果評估及總結(jié)。隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)的深入發(fā)展和應用，數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)是一個逐步探索和提升的過程，應定期進行審視，持續(xù)進行改進和提升。

三、健全組織機制保障

數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)是一個長期的過程，企業(yè)需要建立有效的組織機制來保障生產(chǎn)線建設(shè)工作的開展，針對數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)的管理建立獎勵與考核機制，充分激發(fā)廣大職工的積極性和能動性。以“客觀公正、獎罰分明”為原則，對各職能部門和需求單位在生產(chǎn)線建設(shè)過程中計劃節(jié)點的完成情況和工作質(zhì)量等進行定期量化考核，檢驗并推進生產(chǎn)線建設(shè)的進程。在生產(chǎn)線建設(shè)過程中，出現(xiàn)低層次管理問題，責任部門需進行管理歸零，并納入考核。紀檢監(jiān)察審計部門對生產(chǎn)線的論證、實施、應用過程中的違紀違規(guī)行為進行責任追究。

另外，組建面向?qū)I(yè)的數(shù)字化研發(fā)隊伍，加強隊伍建設(shè)，培養(yǎng)人才，完善人才引進、使用、培養(yǎng)、激勵等措施。航天制造企業(yè)要培養(yǎng)既懂型號研制又懂數(shù)字化建設(shè)的復合型人才，合理配置專業(yè)團隊，營造良好的成長環(huán)境，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供人才支持。

四、推廣應用

為使數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理模式真正落地，公司發(fā)布了《數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理辦法》，明確了各部門職責、各階段工作內(nèi)容和要求，并附帶工作流程和工作手冊，同時通過工作會和專題培訓對各部門進行政策宣貫，指導各部門管理人員更好地推進生產(chǎn)線建設(shè)工作，促使數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)規(guī)范、高效管理，助力企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

目前，數(shù)字化生產(chǎn)線管理已較好地融入到企業(yè)各單位日常管理工作中，“管理出效益”的理念真正落到實處，實現(xiàn)了生產(chǎn)線建設(shè)全過程的規(guī)范管理，生產(chǎn)線建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題較以往相比大幅下降，過程受控，效果良好。

五、結(jié)束語

本文闡述了航天制造企業(yè)中數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)的重要性以及生產(chǎn)線建設(shè)原則，將生產(chǎn)線建設(shè)工作分為4 個階段，對每個階段的具體工作內(nèi)容進行了說明，制訂了生產(chǎn)線建設(shè)的工作流程，明確了各部門的職責，有利于生產(chǎn)建設(shè)工作科學規(guī)范、高質(zhì)高效地進行。通過對數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理工作的研究和相關(guān)要求的制訂，能夠有效提高航天制造企業(yè)中生產(chǎn)線建設(shè)工作管理的質(zhì)量和效率，加速推進企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展，進而支撐我國從航天大國邁向航天強國。