基于ECRS的發(fā)動機(jī)研制流程優(yōu)化實踐

◎航天動力技術(shù)研究院 宗廷軍 李有春 張兵

基于ECRS的發(fā)動機(jī)研制流程優(yōu)化實踐

◎航天動力技術(shù)研究院 宗廷軍 李有春 張兵

為提高發(fā)動機(jī)生產(chǎn)單位的組織管理能力和生產(chǎn)制造能力，運(yùn)用ECRS分析原則，對發(fā)動機(jī)的設(shè)計、生產(chǎn)、試驗及工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化。介紹了流程優(yōu)化的原則和方法，列舉了流程優(yōu)化的實踐過程及實施效果。

近年來，航天事業(yè)迅速發(fā)展，科研生產(chǎn)任務(wù)快速增長，航天動力技術(shù)研究院作為航天系統(tǒng)一個重要的科研生產(chǎn)單位，也面臨著十分巨大的挑戰(zhàn)和考驗。研究院的科研生產(chǎn)已由單件研制、小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向多品種、變批量，研制與批生產(chǎn)并重的生產(chǎn)模式，原有的以研制為主的科研生產(chǎn)流程已難以滿足高強(qiáng)密度發(fā)射任務(wù)、高質(zhì)量安全要求、高風(fēng)險競爭的需求。為此，研究院針對發(fā)動機(jī)科研生產(chǎn)流程現(xiàn)狀，運(yùn)用ECRS分析，通過優(yōu)化設(shè)計、生產(chǎn)、試驗和工藝流程，調(diào)整工藝布局，不斷提高生產(chǎn)單位的組織管理能力和生產(chǎn)制造能力，確保了科研生產(chǎn)任務(wù)的圓滿完成。

一、流程優(yōu)化的原則和方法

1．流程優(yōu)化的原則

流程優(yōu)化的目的通常是提高效率、降低成本和強(qiáng)度、節(jié)約能源、減少污染、安全生產(chǎn)。實施過程中需要經(jīng)常關(guān)注生產(chǎn)工期、成型工藝、制造成本、技術(shù)水平、質(zhì)量目標(biāo)等指標(biāo)。實際操作中，應(yīng)在綜合考慮各項指標(biāo)的基礎(chǔ)上抓住主要矛盾，突出重點指標(biāo)的優(yōu)化，綜合權(quán)衡，以達(dá)到整體優(yōu)化的目的。研究院根據(jù)實際情況提出了流程優(yōu)化的五項原則：

高效性原則。要求生產(chǎn)過程組織高效，上下工序能力匹配，減少生產(chǎn)能力的浪費(fèi)，保證連續(xù)作業(yè)，縮短生產(chǎn)周期，充分有效地利用各種資源。

繼承性原則。研制流程優(yōu)化工作要立足于各單位的現(xiàn)狀，主要以現(xiàn)有人員、設(shè)備為基礎(chǔ)，結(jié)合能力建設(shè)及任務(wù)需求，通過新建廠區(qū)建設(shè)和舊廠區(qū)局部優(yōu)化適當(dāng)調(diào)整生產(chǎn)資源，實現(xiàn)生產(chǎn)能力的提升。

經(jīng)濟(jì)性原則。立足于現(xiàn)有設(shè)備、工裝，在滿足使用要求的情況下確保實現(xiàn)產(chǎn)品綜合成本的最低化，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。

可持續(xù)性原則。生產(chǎn)組織管理系統(tǒng)要有足夠的靈活性和彈性，以適應(yīng)生產(chǎn)計劃的調(diào)整和產(chǎn)品狀態(tài)的變化，為后續(xù)發(fā)展留出必要的空間。

安全性原則。安全生產(chǎn)始終是最重要的原則，必須全程保證生產(chǎn)者的人身安全，確保工作環(huán)境的舒適、安全。

2．流程優(yōu)化的主要方法

流程優(yōu)化的主要途徑是設(shè)備更新、材料替代、環(huán)節(jié)簡化和時序調(diào)整。大部分的流程可以通過改造的方半完成優(yōu)化過程，也可完全推翻原有流程，運(yùn)用新設(shè)計的方半獲得流程優(yōu)化。ECRS方半即取消（Eliminate）、合并（Combine）、重排（Rearrange）、簡化（Simplify），是一種常用的流程優(yōu)化工作方半。

研究院立足于科研生產(chǎn)實際，應(yīng)用ECRS分析方半，通過取消生產(chǎn)流程中的多余環(huán)節(jié)，合并重復(fù)的操作，對繁瑣的程序進(jìn)行合理重排和簡化，實現(xiàn)了對典型發(fā)動機(jī)研制流程的優(yōu)化。

二、流程優(yōu)化的實踐及效果

1．確定實施流程優(yōu)化的對象

研究院以某重點型號為牽引，基于生產(chǎn)短線和瓶頸對發(fā)動機(jī)生產(chǎn)流程進(jìn)行了全面梳理，運(yùn)用ECRS方半進(jìn)行分析，提出關(guān)注的重點工序和實施優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分別確定了戰(zhàn)術(shù)發(fā)動機(jī)設(shè)計流程、特種喉襯生產(chǎn)流程、戰(zhàn)術(shù)發(fā)動機(jī)金屬件生產(chǎn)流程、金屬殼體絕熱生產(chǎn)流程、發(fā)動機(jī)總裝噴漆工藝流程、發(fā)動機(jī)試驗流程細(xì)化與優(yōu)化等重點項目，并提出工作目標(biāo)和節(jié)點要求。

2014年初突發(fā)科研生產(chǎn)事故造成生產(chǎn)全線中斷，研究院提出了“確保全年生產(chǎn)任務(wù)不受影響、交付生產(chǎn)任務(wù)一天不推”的工作目標(biāo)。為確保目標(biāo)的實現(xiàn)，迅速擺脫被動局面，克服不利影響，對管理流程進(jìn)行全面優(yōu)化，對管理鏈條中冗余的環(huán)節(jié)進(jìn)行取消或合并，簡化了一些必需的環(huán)節(jié)，僅在3個月內(nèi)就完成了備用生產(chǎn)線的應(yīng)急啟動；同時，制定了生產(chǎn)流程優(yōu)化策劃方案并組織實施，確保了6月份全面恢復(fù)生產(chǎn)，事故影響得到有效彌補(bǔ)，全年生產(chǎn)任務(wù)順利完成。

2．加強(qiáng)設(shè)計與工藝的融合

為促進(jìn)生產(chǎn)流程的優(yōu)化工作，研究院進(jìn)一步強(qiáng)化了設(shè)計部門的技術(shù)牽引作用，遵循工藝與設(shè)計工作“同步策劃、同步預(yù)研、同步論證、同步攻關(guān)”的方針，組織發(fā)動機(jī)設(shè)計單位制定了《航天產(chǎn)品設(shè)計與工藝“四同步”工作實施細(xì)則》，實現(xiàn)了工藝與設(shè)計良好融合，不斷優(yōu)化和規(guī)范設(shè)計流程，提高了發(fā)動機(jī)設(shè)計工藝性，為產(chǎn)品流程優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)合戰(zhàn)術(shù)發(fā)動機(jī)技術(shù)攻關(guān)，通過對攻關(guān)成果的總結(jié)和提煉，研究院組織修訂和完善了戰(zhàn)術(shù)發(fā)動機(jī)總體設(shè)計、燃燒室絕熱結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的12項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，優(yōu)化了戰(zhàn)術(shù)發(fā)動機(jī)設(shè)計流程，對于后續(xù)戰(zhàn)術(shù)發(fā)動機(jī)設(shè)計和技術(shù)發(fā)展提供了有力的支撐。

3．加強(qiáng)制造單元建設(shè)和工藝布局調(diào)整

結(jié)合當(dāng)前多品種、變批量、研制與批生產(chǎn)并重的生產(chǎn)局面，研究院同時開展了工藝布局的調(diào)整探索，確定了炭/炭復(fù)合材料生產(chǎn)線工藝布局優(yōu)化、大型發(fā)動機(jī)金屬殼體表面清理及檢測工藝布局優(yōu)化、鏜銑柔性制造單元工藝布局調(diào)整等優(yōu)化項目并組織實施。

在發(fā)動機(jī)金屬件生產(chǎn)流程中，運(yùn)用ECRS分析，通過對制造設(shè)備、工藝設(shè)計、加工、物流、管理等方面提出改進(jìn)和優(yōu)化，建立了預(yù)研型號金屬件制造單元、金屬盤環(huán)類零件制造單元、螺栓制造單元和金屬試樣制造單元，提升發(fā)動機(jī)制造能力。通過專項生產(chǎn)線成組生產(chǎn)，減少了各環(huán)節(jié)工藝準(zhǔn)備時間，提高了設(shè)備的利用率，生產(chǎn)效率提升30%以上。

通過開展點火器殼體纏繞集中生產(chǎn)單元和喉襯用編織復(fù)合材料產(chǎn)品庫的試點建設(shè)，實現(xiàn)了專項生產(chǎn)線成組技術(shù)的成功應(yīng)用，緩解了生產(chǎn)短線，滿足了型號任務(wù)需求。

4．優(yōu)化工藝和試驗流程

研究院梳理了發(fā)動機(jī)總裝噴漆工藝流程，運(yùn)用ECRS半進(jìn)行分析，開展先噴漆后裝藥的工藝流程優(yōu)化，提高了發(fā)動機(jī)總裝效率（見表1）。

表1 某發(fā)動機(jī)“先噴漆后裝藥”工藝流程優(yōu)化前后對比

從表1 結(jié)果可以看出，實施工藝流程優(yōu)化后縮短了生產(chǎn)周期，保證了安全生產(chǎn)，實現(xiàn)了節(jié)能降耗，圓滿達(dá)到了優(yōu)化的目的。

發(fā)動機(jī)噴管粘接采用的一種膠粘劑，原固化時間規(guī)定為48小時，時間較長，影響進(jìn)度。利用ECRS半對固化工藝進(jìn)行分析，固化時間優(yōu)化調(diào)整為24小時。經(jīng)各項試驗驗證，粘接質(zhì)量滿足指標(biāo)要求， 生 產(chǎn)效率提高50%，并廣泛應(yīng)用于多個戰(zhàn)術(shù)型號發(fā)動機(jī)。

研究院全面梳理了某發(fā)動機(jī)試驗流程，利用ECRS分析將原來需要串行準(zhǔn)備的2發(fā)試驗任務(wù)并行操作，試驗時間由原來需要20天縮短至10天內(nèi)就能完成；同時對試驗數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理復(fù)核、質(zhì)量審查、報告編制等工作進(jìn)行合理重排，工作速度和效率得到大幅提升。

通過對標(biāo)國際先進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)模式，學(xué)習(xí)借鑒中國航天科技集團(tuán)公司流程優(yōu)化的最佳實踐，航天動力技術(shù)研究院圍繞科研生產(chǎn)任務(wù)的瓶頸和短線，運(yùn)用ECRS等流程管理分析方半，立足現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施和裝備，以創(chuàng)新生產(chǎn)組織管理模式、優(yōu)化工藝流程、調(diào)整工藝布局為切入點，縮短生產(chǎn)管理鏈條，實現(xiàn)了空間、設(shè)備、人員等資源的最佳利用，提高了科研生產(chǎn)效率及航天制造能力。?