對高密度任務(wù)下航天科研生產(chǎn)流程的思考

◎中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物流中心 劉新民等

當(dāng)前，我國航天科技工業(yè)發(fā)展進(jìn)入戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)?？焖贁U(kuò)大，型號研制和批生產(chǎn)數(shù)量大幅增加，發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)空前繁重，轉(zhuǎn)型升級不斷加快，戰(zhàn)略牽引作用日益突出，競爭愈加激烈的新形勢。在這樣的形勢下，航天企業(yè)以研制為主的科研生產(chǎn)流程已越來越不能適應(yīng)高密度任務(wù)的需要，不斷暴露出從管理到技術(shù)，從設(shè)計到生產(chǎn)，從工藝到質(zhì)量保證，從人員到基礎(chǔ)能力保障等一系列問題。航天企業(yè)急需按照戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型要求，全面系統(tǒng)地分析高密度任務(wù)下科研生產(chǎn)流程存在的問題，并研究和思考解決措施，以更好地指導(dǎo)科研生產(chǎn)實(shí)踐。

我國航天科技工業(yè)的發(fā)展是在不斷實(shí)踐中取得的，其根本的推動者是國家利益需求。武器裝備的發(fā)展將經(jīng)歷戰(zhàn)略威懾、戰(zhàn)略執(zhí)勤、戰(zhàn)略安全和戰(zhàn)略自如4個階段。目前，我國正處于戰(zhàn)略執(zhí)勤到戰(zhàn)略安全轉(zhuǎn)變的初期，必須在導(dǎo)彈和衛(wèi)星等領(lǐng)域滿足必要的數(shù)量與種類。這就決定了航天科技工業(yè)必將迎來高密度任務(wù)期的到來。

同時，為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國際競爭的需要，民用和商業(yè)航天也處在一個大的發(fā)展機(jī)遇期，大量的國家重點(diǎn)工程和商業(yè)需求已將航天任務(wù)數(shù)量推向新高，其中國家主導(dǎo)的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)、載人航天、空間站建設(shè)等任務(wù)均重大而緊迫。這些都必將對原有科研生產(chǎn)流程造成巨大沖擊。

我國要實(shí)現(xiàn)由航天大國到航天強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，航天科技工業(yè)必然會發(fā)生質(zhì)的變化，具體體現(xiàn)在任務(wù)規(guī)?；鲩L，研究探索領(lǐng)域快速擴(kuò)展，基礎(chǔ)能力極大提升，新技術(shù)重大突破，新型號成功研制等多方面。其中科研生產(chǎn)流程問題自然是主要問題，它不是某一型號或某一單位，某一工序或某一技術(shù)的問題。

一、存在的主要問題

在黨的堅強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，我國航天科技工業(yè)最早在“一窮二白”的基礎(chǔ)上，依靠以錢學(xué)森為代表的一批歸國科學(xué)家和全國人民的大協(xié)作，在較短的時間內(nèi)完成了以“兩彈一星”為代表的重大科技攻關(guān)。但當(dāng)時建立的以研制為主的專業(yè)化分工、全國大協(xié)作的型號科研生產(chǎn)模式并不能滿足批生產(chǎn)的需要。雖然隨著改革開放的不斷深入，航天科技工業(yè)的改革也取得了許多成就，但其管理水平、生產(chǎn)布局和基礎(chǔ)能力總體上沒有發(fā)生質(zhì)的變化。當(dāng)進(jìn)入高密度任務(wù)階段時，科研生產(chǎn)流程暴露的問題既與新階段的需求有關(guān)，也與發(fā)展過程沉淀的問題有關(guān)。

長期以來，航天科研生產(chǎn)注重研制，只要產(chǎn)品能設(shè)計生產(chǎn)出來，對流程是否科學(xué)合理沒有深入的分析和研究，造成了一些資源不能得到科學(xué)配置，出現(xiàn)了部分工序之間、廠所之間、型號之間的不協(xié)調(diào)。而科學(xué)管理就是要以完成高密度任務(wù)為目標(biāo)，深入分析科研生產(chǎn)流程的內(nèi)在聯(lián)系和特征，統(tǒng)籌流程涉及的各種要素，重新優(yōu)化流程，調(diào)整資源配置和投入，打破一些長期形成的體制機(jī)制束縛，構(gòu)建科學(xué)合理的流程架構(gòu)。

1.無法滿足高密度任務(wù)需求

我國航天科技工業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展歷程，形成了“重設(shè)計、輕工藝，重科研、輕生產(chǎn)”的發(fā)展模式。各種組織建制、生產(chǎn)布局及管理模式都是圍繞型號研制開展的?？蒲猩a(chǎn)流程的設(shè)計主要以確保型號研制任務(wù)為主，但當(dāng)大批量生產(chǎn)和多品種任務(wù)形成的高密度任務(wù)來臨時，這樣的模式難以保證任務(wù)的按時、按質(zhì)、按量完成。

2.給產(chǎn)品質(zhì)量控制帶來風(fēng)險

大幅增加的型號任務(wù)量和不斷提高的質(zhì)量可靠性要求給保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性帶來了嚴(yán)峻考驗(yàn)。由于成熟型號研制大多基于較早的生產(chǎn)力水平，許多過程還不能準(zhǔn)確全面地表征產(chǎn)品質(zhì)量，很多單機(jī)和元器件還存在研究性和不確定性，在大量生產(chǎn)任務(wù)面前，即使是重復(fù)生產(chǎn)，其質(zhì)量一致性也難以保證。

新研制的型號大量采用新理論、新方法、新技術(shù)、新工藝、新材料和新產(chǎn)品，技術(shù)狀態(tài)經(jīng)常出現(xiàn)反復(fù)，科研生產(chǎn)流程的不穩(wěn)定給質(zhì)量控制帶來了很大難度。

3.產(chǎn)品化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程度不高

型號產(chǎn)品在由單件研制性生產(chǎn)轉(zhuǎn)入批生產(chǎn)后，由于產(chǎn)品系列雜、品種多、專用性強(qiáng)，在研制過程中未暴露的問題便隨之頻頻出現(xiàn)，甚至還需要依賴設(shè)計人員跟產(chǎn)、多方監(jiān)督等方式解決，難以做到固化狀態(tài)和持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。單件研制性生產(chǎn)的觀念尚未根本轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程度不高，嚴(yán)重制約了當(dāng)前高密度任務(wù)的完成。部分通用產(chǎn)品已具備建立生產(chǎn)線條件，可以單獨(dú)組織生產(chǎn)，但依然混雜于型號整體研制流程中，造成整個科研生產(chǎn)流程的“跑道”經(jīng)常出現(xiàn)因某個產(chǎn)品或工序“一輛車”的緩慢停滯而全線受堵。

4.并行工程應(yīng)用尚存差距

并行工程是當(dāng)前大型工程項(xiàng)目成功實(shí)施的高效組織方法。在高密度任務(wù)下，新研制型號因涉及未來發(fā)展，在進(jìn)行技術(shù)方案論證、工程設(shè)計等過程時應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)的并行工程方法。目前，并行工程等方法在部分新研制型號上已有所應(yīng)用，但系統(tǒng)推進(jìn)和全面實(shí)施還有較大差距，這使得新研制型號的科研生產(chǎn)流程依然構(gòu)架在傳統(tǒng)的研制型模式上，導(dǎo)致任務(wù)越多越被動，難度越大越被動。

5.數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)仍處于探索階段

在高密度任務(wù)下，航天型號的更新和研制周期越來越短，而其性能多樣性和質(zhì)量可靠性要求卻越來越高。國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展表明，數(shù)字化、信息化等技術(shù)已成為航天制造的發(fā)展方向，但因技術(shù)難度大、過程協(xié)調(diào)面寬，加之基礎(chǔ)能力較弱，數(shù)字化、信息化等研制手段在部分新型號上的采用仍處于探索推進(jìn)階段，一時難以形成新的生產(chǎn)力。

二、思考與建議

1.加快由傳統(tǒng)航天向數(shù)字航天的轉(zhuǎn)變

科研生產(chǎn)流程轉(zhuǎn)型是當(dāng)前高密度任務(wù)和未來發(fā)展趨勢共同推動的客觀要求。航天科技工業(yè)必須走數(shù)字化制造之路，將計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)制造向數(shù)字化制造轉(zhuǎn)變。

一是強(qiáng)化統(tǒng)籌建設(shè)，加快航天飛行器集成設(shè)計制造（AVIDM）平臺的升級和功能拓展，建立集團(tuán)協(xié)同管控模式，優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)以并行協(xié)同為代表的流程變革。

二是以新型號研制為牽引，大力促進(jìn)數(shù)字化與型號研制業(yè)務(wù)的融合。

三是加強(qiáng)信息化與制造技術(shù)、管理技術(shù)的融合，構(gòu)建數(shù)字化平臺，全面提高敏捷制造能力。

四是將數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)工藝和設(shè)備結(jié)合，形成專項(xiàng)自動制造技術(shù)，使傳統(tǒng)工藝發(fā)生質(zhì)的變化。

2.成熟型號開展產(chǎn)品建線工作

為適應(yīng)高密度任務(wù)需求，成熟型號應(yīng)將工藝導(dǎo)向和產(chǎn)品導(dǎo)向的生產(chǎn)流程有機(jī)結(jié)合，形成富于柔性、高效率、高質(zhì)量、低成本的制造系統(tǒng)，加快生產(chǎn)線建設(shè)，適應(yīng)較寬系列的產(chǎn)品生產(chǎn)、快速交付及服務(wù)提供。

在建立生產(chǎn)線和選擇生產(chǎn)流程前，必須對產(chǎn)品的市場需求和生命周期進(jìn)行全面分析評估，對產(chǎn)品制造工藝特點(diǎn)、通用和專用設(shè)備需求、安全及環(huán)保要求等進(jìn)行系統(tǒng)研究分析，合理確定生產(chǎn)量綱、生產(chǎn)流程和工藝布局。按照專業(yè)、精細(xì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的原則，以產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)線為核心，配套必要的特種專業(yè)工藝單元和通用、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品以及常規(guī)作業(yè)協(xié)作系統(tǒng)的生產(chǎn)組織構(gòu)架，充分利用現(xiàn)代成熟先進(jìn)工藝技術(shù)和裝備，優(yōu)化、精簡流程，實(shí)現(xiàn)成熟型號的精細(xì)、集約、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。同時兼顧型號擴(kuò)展、改進(jìn)及新型號的研制需求，最終實(shí)現(xiàn)成熟型號與新研型號需求的合理結(jié)合，滿足向批生產(chǎn)型的轉(zhuǎn)變。

3.新研制型號開展并行工程

在新研制型號的科研生產(chǎn)中全面推行并行工程方法，使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就要考慮產(chǎn)品從概念形成到生命期結(jié)束的所有因素，包括設(shè)計、生產(chǎn)、試驗(yàn)、質(zhì)量、成本、計劃和用戶要求。通過計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助工程分析、計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計、面向制造的設(shè)計等信息化手段，開展協(xié)同設(shè)計，使設(shè)計人員在線、實(shí)時交換產(chǎn)品數(shù)據(jù)及溝通信息。在型號產(chǎn)品數(shù)據(jù)包應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加速推廣應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立和使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，將任務(wù)、活動、工具和人員集成在一起。

承研單位應(yīng)提前開展技術(shù)開發(fā)和預(yù)先研究以及產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的驗(yàn)證工作，進(jìn)行技術(shù)儲備，成立技術(shù)“貨架”，建立技術(shù)體系，為核心產(chǎn)品提前提供成熟可靠的技術(shù)。新型號研制時，必須選用已形成技術(shù)成果的貨架式產(chǎn)品，以減少型號研制中的大量技術(shù)重復(fù)和反復(fù)。

4.擴(kuò)大外協(xié)和供應(yīng)商規(guī)模

建立新的科研生產(chǎn)流程必須高度重視市場化手段，擴(kuò)大外協(xié)規(guī)模，充分利用國內(nèi)外市場資源，將社會資源完全整合到型號科研生產(chǎn)流程中，牽引先進(jìn)制造業(yè)等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，洛克希德·馬丁公司在世界30多個國家擁有250多個政府和工業(yè)界的合作伙伴，其廣泛應(yīng)用世界資源成就了企業(yè)的高速發(fā)展。

同時，應(yīng)建立外協(xié)單位和供應(yīng)商的準(zhǔn)入規(guī)范和評價體系，在中國航天科技集團(tuán)公司和中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院層面分別建立對應(yīng)于不同層次產(chǎn)品的外協(xié)單位和供應(yīng)商名錄，形成航天產(chǎn)業(yè)集群；推進(jìn)供應(yīng)鏈管理，確保供應(yīng)的穩(wěn)定性；以資本為紐帶，收購兼并相關(guān)企業(yè)，穩(wěn)固供應(yīng)鏈，使之成為核心競爭力的一部分；通過廣泛合作，牽引國內(nèi)相關(guān)企業(yè)形成專業(yè)化的生產(chǎn)能力，培育戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，推動創(chuàng)新型國家建設(shè)。

航天事業(yè)的發(fā)展是國家綜合國力的體現(xiàn)。建立新的航天型號科研生產(chǎn)流程，必將為高密度任務(wù)下解決快速增長的任務(wù)需求與現(xiàn)有科研生產(chǎn)能力之間的矛盾，降低型號成本、縮短研制周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升效益提供支撐，也將為加快構(gòu)建航天科技工業(yè)新體系，由航天大國邁向航天強(qiáng)國作出貢獻(xiàn)。