AEOS產(chǎn)品研發(fā)體系試點(diǎn)流程建設(shè)

■ 鄒學(xué)奇 黃生勤 阮華波 許如琦/中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所

中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所基于并行工程理念，借鑒型號(hào)研制和對(duì)外合作經(jīng)驗(yàn)，建立了包含設(shè)計(jì)、材料、制造、試驗(yàn)在內(nèi)的多專業(yè)廠所協(xié)同研發(fā)流程，在流程梳理、流程建設(shè)機(jī)制、流程接口定義、多專業(yè)廠所協(xié)同等方面均取得了一定的突破，為后續(xù)流程建設(shè)工作奠定技術(shù)基礎(chǔ)。為了更好地梳理航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)流程，2017年中國(guó)航發(fā)AEOS研發(fā)體系建設(shè)工作提出了典型件試點(diǎn)流程建設(shè)方案，按照集團(tuán)部署，中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所牽頭承擔(dān)了兩個(gè)部件級(jí)（壓氣機(jī)、附件傳動(dòng)系統(tǒng)）和三個(gè)零組件級(jí)（高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片、火焰筒、動(dòng)力渦輪軸）的流程試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。

建設(shè)思路

試點(diǎn)流程建設(shè)涉及中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所、南方、東安和航材院等多家單位的協(xié)同工作，動(dòng)研所從頂層開始策劃，加強(qiáng)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的頂層組織管理，明確建設(shè)思路，助推流程建設(shè)有序開展。

加強(qiáng)研究所內(nèi)部的組織管理

研究所將試點(diǎn)流程的建設(shè)項(xiàng)目納入研發(fā)體系建設(shè)的組織管理框架。由所領(lǐng)導(dǎo)、總師系統(tǒng)、各部門“一把手”和各專業(yè)體系建設(shè)人員組建聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，明確建設(shè)規(guī)則和廠所協(xié)同建設(shè)機(jī)制等，并采用月度例會(huì)協(xié)調(diào)解決推進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題。

加強(qiáng)試點(diǎn)項(xiàng)目的廠所溝通協(xié)調(diào)

由中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所牽頭與中國(guó)航發(fā)南方、中國(guó)航發(fā)東安、中國(guó)航發(fā)航材院建立跨廠所的多專業(yè)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，以強(qiáng)化溝通，相互理解為原則，采取電話、郵件日常交流與現(xiàn)場(chǎng)集中辦公相結(jié)合的方式，匯聚各方智慧共同推進(jìn)流程建設(shè)。

按照系統(tǒng)工程方法構(gòu)建流程

從用戶需求出發(fā)，自上而下地開展從整機(jī)到部件/系統(tǒng)再到零組件進(jìn)行分解與設(shè)計(jì)，自下而上地開展從零組件到部件/系統(tǒng)再到整機(jī)進(jìn)行集成與驗(yàn)證，梳理出發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)全過(guò)程、全層級(jí)的活動(dòng)，形成從需求分析到試驗(yàn)驗(yàn)證的完整研發(fā)流程。

采用并行工程優(yōu)化流程

強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)階段并行開展材料應(yīng)用、工藝協(xié)調(diào)、試驗(yàn)準(zhǔn)備等工作，使設(shè)計(jì)出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的制造性、裝配性及維修性，最大限度地減少設(shè)計(jì)反復(fù)，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備和試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間。

表1 研發(fā)階段及主要業(yè)務(wù)的協(xié)同關(guān)系

注重流程的實(shí)用性和易用性

流程建設(shè)要反映發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，不漏項(xiàng)、不重項(xiàng)，各業(yè)務(wù)之間的接口關(guān)系明確，流程層次結(jié)構(gòu)清晰易懂，具備良好的可操作性。

建設(shè)方法

基于上述建設(shè)思路，試點(diǎn)流程建設(shè)過(guò)程中主要采用以下具體方法。

首先，將研發(fā)過(guò)程分為方案論證（A）、方案設(shè)計(jì)（B）、詳細(xì)設(shè)計(jì)（C）、工程設(shè)計(jì)（D）、工藝制造（E）、試驗(yàn)驗(yàn)證（F）等6個(gè)階段。其中A、B、C、D4個(gè)階段以設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)為主，同步開展材料、制造和試驗(yàn)等相關(guān)業(yè)務(wù)活動(dòng)，并將過(guò)去工程制圖完成后才開始的工藝協(xié)調(diào)、試驗(yàn)協(xié)調(diào)等業(yè)務(wù)活動(dòng)提前融入設(shè)計(jì)階段；在E階段以制造業(yè)務(wù)為主，并融入設(shè)計(jì)活動(dòng)；F階段則以試驗(yàn)業(yè)務(wù)為主，同時(shí)融入設(shè)計(jì)活動(dòng)。研發(fā)階段及主要業(yè)務(wù)的協(xié)同關(guān)系如表1所示。

其次，梳理設(shè)計(jì)與材料、制造、試驗(yàn)業(yè)務(wù)的協(xié)同關(guān)系。在傳統(tǒng)流程中，制造方僅在工程設(shè)計(jì)評(píng)審前對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行初步工藝性評(píng)估，設(shè)計(jì)圖樣下發(fā)后才進(jìn)行詳細(xì)的工藝編制、技術(shù)難度分析，再牽引新工藝攻關(guān)、設(shè)備改造等，研制周期大大增加，而且由于設(shè)計(jì)制造分離，制造或試驗(yàn)過(guò)程中存在推翻原先設(shè)計(jì)重新設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。試點(diǎn)流程建設(shè)從方案論證和方案設(shè)計(jì)階段開始即融入工藝和試驗(yàn)?zāi)芰υu(píng)估活動(dòng)，可提前識(shí)別特種工藝及難點(diǎn)，識(shí)別長(zhǎng)周期零件，降低試制風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段采取預(yù)發(fā)圖紙和長(zhǎng)周期、關(guān)健重要件的工藝協(xié)調(diào)和準(zhǔn)備、毛坯采購(gòu)等措施，充分做好加工準(zhǔn)備，有效縮短研制周期。具體業(yè)務(wù)協(xié)同總體要求如表2所示。

第三，建立流程圖和流程編號(hào)的規(guī)則。如圖1所示，在流程中，用不同顏色的流程活動(dòng)表示設(shè)計(jì)、制造、材料、試驗(yàn)等的協(xié)同設(shè)計(jì)活動(dòng)。

第四，建立流程要素屬性表。

表2 設(shè)計(jì)與材料、制造、試驗(yàn)的具體協(xié)同情況

從研發(fā)體系規(guī)范、工具、數(shù)據(jù)庫(kù)等要素建設(shè)的角度出發(fā)，以研發(fā)流程的技術(shù)活動(dòng)為牽引，系統(tǒng)梳理相關(guān)流程活動(dòng)的輸入、輸出、規(guī)范、工具、數(shù)據(jù)庫(kù)、模板、檢查單等要素，從而有利于全面掌握流程活動(dòng)情況，也為后續(xù)的要素建設(shè)工作提供依據(jù)。

建設(shè)進(jìn)展

按照統(tǒng)一的建設(shè)思路和方法，各流程試點(diǎn)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展各自的流程梳理和優(yōu)化工作。通過(guò)一年的建設(shè)，5個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目共形成5份全流程圖及27份技術(shù)報(bào)告，較好地完成了年度試點(diǎn)流程建設(shè)任務(wù)。下面對(duì)優(yōu)化后的協(xié)同研發(fā)流程進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

第一，設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)不同專業(yè)的協(xié)同更加緊密，技術(shù)活動(dòng)和接口更加明確。從圖2壓氣機(jī)工程設(shè)計(jì)階段（E）一級(jí)流程圖可以看出，一共28個(gè)一級(jí)活動(dòng)，其中設(shè)計(jì)活動(dòng)16個(gè)、試驗(yàn)活動(dòng)4個(gè)、制造相關(guān)工藝活動(dòng)8個(gè)，初步實(shí)現(xiàn)了在設(shè)計(jì)階段與制造、試驗(yàn)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)活動(dòng)的基本完結(jié)。

圖3 附件傳動(dòng)方案論證階段（A）一級(jí)流程圖

第二，在方案論證階段開展試驗(yàn)?zāi)芰驮囍颇芰υu(píng)估。如圖3的附件傳動(dòng)方案論證階段研發(fā)流程圖所示，以降低后續(xù)的試驗(yàn)和試制風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可據(jù)此開展成本評(píng)估，對(duì)于重大項(xiàng)目課題可以提前啟動(dòng)技改工作，有利于項(xiàng)目的進(jìn)展。

第三，在方案設(shè)計(jì)階段融入工藝設(shè)計(jì)及工藝準(zhǔn)備，開展零組件層級(jí)的技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。例如，在火焰筒研發(fā)流程中提前識(shí)別特種工藝及難點(diǎn)，識(shí)別長(zhǎng)周期零件，早做準(zhǔn)備降低試制風(fēng)險(xiǎn)；根據(jù)技術(shù)成熟度評(píng)估，決定是否開展零組件級(jí)別的試驗(yàn)驗(yàn)證，降低研制風(fēng)險(xiǎn)。

第四，在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的“預(yù)發(fā)圖紙”環(huán)節(jié)，確保工藝性審查的充分詳盡，減少后續(xù)反復(fù)。如圖4所示，壓氣機(jī)的“壓氣機(jī)部件裝配圖預(yù)發(fā)圖樣”和“壓氣機(jī)主要零件預(yù)發(fā)圖樣”，通過(guò)這兩個(gè)活動(dòng)，工藝人員對(duì)裝配的難點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)毛坯進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，對(duì)特種工藝進(jìn)行識(shí)別和技術(shù)儲(chǔ)備，最后形成工藝審查意見。這樣就在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)不會(huì)有大的顛覆性變化的情況下，完成主要裝配圖，長(zhǎng)周期、關(guān)鍵件的工藝審查和技術(shù)準(zhǔn)備，為后續(xù)的工藝制造贏得了時(shí)間。

第五，在工程設(shè)計(jì)階段增加試驗(yàn)和制造相關(guān)活動(dòng)。例如，在壓氣機(jī)研發(fā)流程，增加了試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)要求評(píng)審，試驗(yàn)測(cè)試轉(zhuǎn)階段詳細(xì)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)測(cè)試大綱編制和試驗(yàn)測(cè)試大綱評(píng)審活動(dòng)，在設(shè)計(jì)階段將后續(xù)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案全部敲定。增加了裝配工藝性審查，材料、毛坯工藝性審查等工藝活動(dòng)，這些活動(dòng)是工藝和設(shè)計(jì)需要共同協(xié)調(diào)的，并要在壓氣機(jī)部件總圖設(shè)計(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)上，完善設(shè)計(jì)圖樣、三維模型，這就意味著最后加工投產(chǎn)的工程圖，已經(jīng)全部經(jīng)過(guò)工藝審查，圖樣已經(jīng)完成雙方會(huì)簽確認(rèn)，在工藝制造階段，一般情況下不再需要反復(fù)協(xié)調(diào)。

第六，在工藝制造階段，減少與設(shè)計(jì)的反復(fù)協(xié)調(diào)工作。由于設(shè)計(jì)階段已經(jīng)完成設(shè)計(jì)與工藝的協(xié)調(diào)，故在工程圖樣發(fā)放給工藝人員后，工藝人員快速開始工藝設(shè)計(jì)，此時(shí)不再需要設(shè)計(jì)介入，由工藝制造人員完成全部流程活動(dòng)。

第七，在試驗(yàn)驗(yàn)證階段增加設(shè)計(jì)活動(dòng)。例如，在壓氣機(jī)增加試驗(yàn)件檢查與交付和試驗(yàn)分析兩個(gè)活動(dòng)中，如圖5所示，這兩個(gè)活動(dòng)由設(shè)計(jì)人員執(zhí)行，從而保證試驗(yàn)件質(zhì)量能夠滿足設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)結(jié)果能夠快速獲得設(shè)計(jì)分析。

圖4 預(yù)發(fā)圖樣相關(guān)流程

圖5 試驗(yàn)驗(yàn)證階段（F）增加的設(shè)計(jì)活動(dòng)

結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)“邊建設(shè)，邊驗(yàn)證，邊使用，邊完善”的原則，中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所在型號(hào)研制中貫徹協(xié)同研發(fā)流程，并行開展設(shè)計(jì)、材料、制造、試驗(yàn)等工作，進(jìn)而提高研發(fā)效率、縮短研制周期。

同時(shí)也要清醒地看到，試點(diǎn)流程的很多工作是需要多個(gè)單位協(xié)同開展的，相對(duì)于現(xiàn)有僅僅適用于企業(yè)內(nèi)部的研發(fā)流程是一個(gè)變革式的發(fā)展，也是未來(lái)建立集團(tuán)“小核心、大協(xié)作”研發(fā)模式的基礎(chǔ)工作。因此，如何建立相應(yīng)的管理體制，如何通過(guò)信息化手段高效有序地開展協(xié)同研發(fā)工作，將是集團(tuán)、廠所需要共同面對(duì)的重要課題。