航天材料產(chǎn)品生產(chǎn)線建設實踐研究

/航天材料及工藝研究所

近年來，隨著我國航天事業(yè)的高速發(fā)展，航天材料已從解決有無的研發(fā)模式逐漸形成為研制與批生產(chǎn)并存的格局。與此同時，重大型號研制任務和生產(chǎn)交付數(shù)量屢創(chuàng)新高，航天材料科研生產(chǎn)單位已承擔起異常艱巨的任務，總體呈現(xiàn)多型號并舉、研制生產(chǎn)并重、任務總量激增的局面，新形勢、新變化對航天材料科研生產(chǎn)能力建設提出了新要求。

航天材料及工藝研究所是我國航天材料及工藝技術(shù)研究的中心所，是科研生產(chǎn)一體化單位，承擔著國家及部委千余項科研項目和批生產(chǎn)任務。研究所經(jīng)過60年的發(fā)展，成功解決了我國航天材料從無到有的問題，為我國航天材料體系建設作出了重要貢獻。多年來，在以研發(fā)為主、突出技術(shù)導向的建設模式下，研究所的能力條件更擅長于滿足單一型號研制需求，在應對多型號研制生產(chǎn)并存的局面時略顯不足。

一、航天材料產(chǎn)品生產(chǎn)能力現(xiàn)狀

由于航天型號的多樣性，航天材料產(chǎn)品具有小規(guī)模、小批量、多品種和研制生產(chǎn)并存等特點，各類產(chǎn)品按照任務計劃不定期輪流上場。同時，因為工藝特性所限，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)站點式加工情況，即被加工產(chǎn)品在車間內(nèi)頻繁地由一個工段轉(zhuǎn)移到另一個工段，整體工藝路線較為復雜，從而導致人工作業(yè)在整個生產(chǎn)流程中仍占有一定比例，需要工人熟練掌握多種操作技術(shù)以適應生產(chǎn)要素變動的需求。因此，航天材料產(chǎn)品制造難以做到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，也難以整體采用自動化生產(chǎn)設備形成流水線式的生產(chǎn)模式，生產(chǎn)線信息化、自動化程度相對較低。

航天產(chǎn)業(yè)屬于高投入的軍工行業(yè)，科研生產(chǎn)能力按照型號牽引的思路建設，以滿足型號需求為重要決策依據(jù)，主要依靠國家專項技改投資。此類技改投資通常以解決特定型號研制或批生產(chǎn)條件為著眼點，具有目的單一的特點，較難滿足多型號研制生產(chǎn)并行對能力條件的需求，難以實現(xiàn)基礎能力和長期發(fā)展能力的統(tǒng)籌建設。

研究所主要能力條件通過國防科工局、裝備發(fā)展部等渠道申請技改項目建設。多年來，通過多項國撥技改項目支持并持續(xù)推進自籌資金建設，已形成了約28億元的固定資產(chǎn)，包括約19.5萬平方米科研生產(chǎn)面積和1100余臺（套）工藝設備。但是，由于按項目分別實施，存在多期多次分區(qū)域建設同類型能力的情況，長期以來呈現(xiàn)總體能力布局分散、總體資產(chǎn)效能難以充分發(fā)揮、專業(yè)布局尚需優(yōu)化的特點。近年來，隨著型號任務研制進度急劇加快，批生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量逐漸增加，原有分散的手工生產(chǎn)模式受到極大挑戰(zhàn)，能力條件確保型號研制生產(chǎn)的履約能力和質(zhì)量保證能力有所降低。

二、生產(chǎn)線建設途徑

為了改變航天材料科研生產(chǎn)能力布局分散、難以集中統(tǒng)籌利用資源的現(xiàn)狀，研究所通過將原有分項目實施、分散的能力條件集中并按工藝路線重新布局，同時適當補充關鍵核心設備，增加必要場地面積，完善管理制度，建設形成針對特定產(chǎn)品的生產(chǎn)線，實現(xiàn)部分產(chǎn)品集中化、規(guī)?；慨a(chǎn)，以達到提高生產(chǎn)效率，提升生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

例如，A產(chǎn)品涉及成型、加工、噴涂和檢測等工序，未建設生產(chǎn)線前制造該產(chǎn)品需使用工藝設備9臺（套），年生產(chǎn)能力為4件，工藝設備和生產(chǎn)場地因通過不同技改項目實施而分散在不同廠房，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需多次周轉(zhuǎn)運輸。

隨著任務的增加，要求A產(chǎn)品年生產(chǎn)能力達到12件，原生產(chǎn)能力已無法滿足生產(chǎn)需要。研究所通過調(diào)整增大生產(chǎn)場地，補充7臺（套）核心工藝設備，按照工藝路線科學布局，集中配備47名專業(yè)人員，利用信息化排產(chǎn)，完善管理制度，建成了A產(chǎn)品生產(chǎn)線，使該產(chǎn)品得以集中量產(chǎn)，年生產(chǎn)能力達到了12件，滿足了任務需求。

三、生產(chǎn)線建設效果分析

1．促進工藝改進

通過生產(chǎn)線建設，促進科研人員對工藝深入研究，探索出了更優(yōu)異的工藝方法，如A產(chǎn)品需測量厚度，但因特定原因市售貨架產(chǎn)品無法滿足使用要求，原厚度測試工序采用人工針刺法測量，每件產(chǎn)品需要5人配合測量2天。在生產(chǎn)線建設過程中，通過對測量工藝梳理分析并對檢測手段調(diào)研，自行研制了非標厚度檢測儀，經(jīng)過驗證后投入生產(chǎn)使用。該設備有效地提升了工藝水平，減少了測量工作量，提高了生產(chǎn)效率，避免了針刺法測量遺留貫穿性針孔和表面壓痕對產(chǎn)品性能及表觀質(zhì)量的影響。

2．工時得以優(yōu)化

通過生產(chǎn)線建設，深度改進工藝方法，系統(tǒng)梳理優(yōu)化工藝流程，確保各工序緊密銜接，減少周轉(zhuǎn)次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。單件A產(chǎn)品1#部段平均施工周期由原來的70天縮短至58天，2#部段平均施工周期由原來的50天縮短至42天。

3．產(chǎn)能得以提升

通過生產(chǎn)線建設，A產(chǎn)品生產(chǎn)線工藝設備由原來的9臺（套）增加至16臺（套），通過改進工藝、優(yōu)化流程和信息化排產(chǎn)，以低于1倍原有能力的投入，將A產(chǎn)品生產(chǎn)能力由原來的4件/年提升至12件/年，實現(xiàn)產(chǎn)能增加2倍。

四、后續(xù)生產(chǎn)線建設建議

航天材料及工藝研究所A產(chǎn)品生產(chǎn)線建設結(jié)果證明，通過對現(xiàn)有資源補充整合建設專用生產(chǎn)線，可大幅提升生產(chǎn)效率、增加產(chǎn)能、促進工藝改進、優(yōu)化能力布局。以此為例，后續(xù)生產(chǎn)線建設中應注重以下幾點：

一是加大生產(chǎn)線柔性建設。

航天材料產(chǎn)品生產(chǎn)線建設應充分考慮航天產(chǎn)品小規(guī)模、小批量、多品種、研制生產(chǎn)并存的特點，統(tǒng)籌考慮各型號產(chǎn)品研制生產(chǎn)所需設備和場地等資源，推進柔性生產(chǎn)線建設，保證一條線盡量覆蓋更多型號同類產(chǎn)品，通過參數(shù)調(diào)整完成不同品種不同批量的研制生產(chǎn)任務，提高生產(chǎn)線應用范圍和利用效率。

二是增加數(shù)字化技術(shù)應用。由于航天產(chǎn)品種類繁多、工藝復雜，航天材料制備很難實現(xiàn)整體的規(guī)?；⒘魉蛿?shù)字化生產(chǎn)模式。但是隨著工藝不斷改進和數(shù)字化技術(shù)不斷發(fā)展，生產(chǎn)線局部數(shù)字化、智能化技術(shù)已日趨成熟，配合信息化排產(chǎn)，可提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。

三是強化頂層和統(tǒng)籌策劃。生產(chǎn)線建設需加強頂層和統(tǒng)籌策劃，統(tǒng)籌近期與長遠目標、兼顧研制與生產(chǎn)關系，按照新型工業(yè)化發(fā)展要求，對標國際一流水平建設。生產(chǎn)線建設應符合國家和地區(qū)規(guī)劃布局與城市定位，避免生產(chǎn)線剛建成就因規(guī)劃政策等原因產(chǎn)生大規(guī)模調(diào)整，造成資源浪費。同時，應充分考慮后續(xù)任務的增加和變化，預留能力擴充空間和新技術(shù)改造升級空間，建設可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)線。