基于精細化流程再造的 廠所外協(xié)生產(chǎn)質(zhì)量控制改進

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一、現(xiàn)狀與需求分析

航天產(chǎn)品作為系統(tǒng)集成性強、科技含量高且技術協(xié)作廣的高科技成果，從研發(fā)到出廠交付用戶方，需要各行業(yè)和各部門的大力協(xié)作和支持。鑒于目前設計與制造分離的現(xiàn)狀，產(chǎn)品生產(chǎn)制造以外協(xié)為主，隨著外協(xié)產(chǎn)品任務的不斷增加，外協(xié)產(chǎn)品暴露的質(zhì)量問題（包括管理和技術問題）越來越多，以至于影響到產(chǎn)品集成總裝性能指標和驗收交付。

多年以來，研究所對外協(xié)產(chǎn)品的質(zhì)量管控以交付合格產(chǎn)品為主，在生產(chǎn)和制造等環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控能力不足，導致在實現(xiàn)生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的眾多質(zhì)量問題被隱藏，質(zhì)量問題一路“過關斬將”，直至靶場執(zhí)行任務發(fā)射時才暴露出來，給項目帶來不可挽救的損失。因此，高質(zhì)量的產(chǎn)品出自每個高質(zhì)量環(huán)節(jié)，在設計、制造、檢驗和交付等環(huán)節(jié)，運用精細化產(chǎn)品質(zhì)量管理流程對外協(xié)產(chǎn)品質(zhì)量進行科學和有效的控制，有助于保證產(chǎn)品質(zhì)量全過程受控和規(guī)范產(chǎn)品制造過程管理，最終實現(xiàn)有效和閉環(huán)的質(zhì)量信息管理，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效益。

二、建設目標

依據(jù)豐田TQS理論與精益制造管理提供的方法和實施步驟，貫徹上級單位全級次供應商管理思想中對航天外協(xié)產(chǎn)品管控的要求，選取某典型產(chǎn)品為驗證產(chǎn)品，基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺及制造執(zhí)行平臺，通過數(shù)字化平臺的流程流轉(zhuǎn)驅(qū)動與剛性約束開展生產(chǎn)流程精細化再造，通過流程梳理分解、問題分析、優(yōu)化完善和有效控制等反復迭代過程，最終構建生產(chǎn)流程規(guī)范優(yōu)化、崗位要求系統(tǒng)明晰、過程管控精細量化、智能平臺支撐有力和整體運轉(zhuǎn)高效通暢的航天產(chǎn)品精細化生產(chǎn)流程，以“一本通”式崗位作業(yè)書指導生產(chǎn)過程的具體環(huán)節(jié)，確保一次就把事情做對和做好，從根本上解決航天產(chǎn)品生產(chǎn)中存在的流程不優(yōu)化、工藝不規(guī)范、過程控制不量化、崗位要求不明晰及剛性約束不夠等突出問題，最終實現(xiàn)提升航天產(chǎn)品外協(xié)生產(chǎn)過程的質(zhì)量管控水平。

三、技術路徑

以航天產(chǎn)品生產(chǎn)流程精細化為指導，應用數(shù)字化管理平臺對研制流程進行優(yōu)化和固化，經(jīng)過對某典型產(chǎn)品的原有生產(chǎn)流程進行梳理，發(fā)現(xiàn)并識別原有生產(chǎn)流程中的一級要素和二級要素，即影響航天產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的主要問題，在此基礎上形成優(yōu)化后的流程，在按照“二維度”（過程維度和崗位維度）、“四梳理”（產(chǎn)品形成過程、節(jié)點工作內(nèi)容、流程崗位組成和崗位控制要求）、“八步驟”（流程梳理分解、流程問題分析、流程優(yōu)化完善、流程有效控制、流程效果評價、流程要素固化、流程配套設計和流程迭代改進）的生產(chǎn)流程精細化再造方法進行重塑。航天產(chǎn)品生產(chǎn)一級流程示意圖如圖1所示。

圖1 航天產(chǎn)品生產(chǎn)一級流程示意圖

首先，將試點產(chǎn)品生產(chǎn)流程從過程維度和崗位維度進行梳理，形成機加生產(chǎn)二維度流程64個，裝配生產(chǎn)二維度流程圖10個。“一本通”結合二維度流程圖對從過程和崗位兩個維度重新定義了作業(yè)指導書的內(nèi)容，生產(chǎn)依據(jù)二維度流程圖合理組織串并行工序，提高生產(chǎn)效率。其次，梳理了產(chǎn)品形成過程、節(jié)點工作內(nèi)容及要求、流程崗位組成和崗位控制要求，結合梳理出的關鍵節(jié)點與流程瓶頸，形成6個二級流程清單和74個三維流程清單，識別出流程中的各相關崗位并編制了崗位清單。最后，以試點產(chǎn)品生產(chǎn)為主線，依據(jù)梳理出的產(chǎn)品生產(chǎn)流程，結合信息化手段，依據(jù)廠所協(xié)同PDM系統(tǒng)，通過外協(xié)生產(chǎn)車間的MES系統(tǒng)，使“八步驟”的工作方法和實際生產(chǎn)的一級流程充分融合，實現(xiàn)試點產(chǎn)品從任務接收到產(chǎn)品出廠的全流程打通。航天產(chǎn)品生產(chǎn)流程展開示意圖如圖2所示。

圖2 航天產(chǎn)品生產(chǎn)流程展開示意圖

從“流程問題梳理”到“流程迭代改進”，我們充分利用數(shù)字化平臺對流程控制的剛性約束，線上線下齊頭并進，分步驟和階段實施研討，對試點產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不精不優(yōu)和制約質(zhì)量及效率的環(huán)節(jié)充分分析，并制定了解決措施，然后將其固化于“一本通”崗位作業(yè)書中，通過試點產(chǎn)品的試生產(chǎn)加以驗證，最后再總結，為下階段迭代優(yōu)化提供基礎。

四、建設內(nèi)容

項目建設內(nèi)容主要包括數(shù)字化管理平臺建設和生產(chǎn)流程梳理及優(yōu)化兩大部分。

1、數(shù)字化管理平臺建設

數(shù)字化管理平臺架構以PDM系統(tǒng)和MES系統(tǒng)為基礎平臺，以NX工具為主要設計工具，以研究所和制造廠為主要實施單位，描述廠所之間的三維數(shù)字化協(xié)同的整體業(yè)務邏輯，如圖3所示。研究所的主管設計在NX中完成產(chǎn)品零件/單機模型建模、零件/單機模型MBD三維標注、零件/單機模型質(zhì)量檢查、裝配模型建模和裝配模型MBD三維標注以及裝配模型質(zhì)量檢查，通過NX與PDM的自動映射，在PDM系統(tǒng)中生成產(chǎn)品設計BOM及產(chǎn)品明細。

圖3 數(shù)字化管理平臺總體架構

基于PDM系統(tǒng)的多結構管理器，實現(xiàn)基于EBOM指派快速形成PBOM結構，對PBOM結構進行調(diào)整或替換，體現(xiàn)工藝中的拆分件以及工藝過程對BOM結構的調(diào)整，最終將形成的PBOM與EBOM以協(xié)同關聯(lián)的形成保存在PDM中，便于EBOM和PBOM的關聯(lián)展現(xiàn)。結合PDM的制造工藝規(guī)劃器功能和制造廠工藝編制需求，定義特定的工藝類型和工藝屬性，滿足工藝編制的需要。工藝人員通過接收到的工藝分工信息，可在系統(tǒng)上完成工藝任務的創(chuàng)建、工序模型的構建和工藝資源的指派等，完成結構化的工藝編制任務。PDM系統(tǒng)中結構架工藝示意圖如圖4所示。

圖4 PDM 系統(tǒng)中結構架工藝示意圖

通過MES與PDM系統(tǒng)集成，技術研發(fā)部技術人員在PDM系統(tǒng)下發(fā)的結構化工藝數(shù)據(jù)（包括工藝規(guī)程數(shù)據(jù)和技術通知單數(shù)據(jù)）到MES系統(tǒng)，并通知分廠計劃員進行接收，只有接收的工藝數(shù)據(jù)才能在后續(xù)的MES系統(tǒng)中使用，分廠的計劃員、技術研發(fā)部技術人員可以在MES系統(tǒng)中查看下發(fā)的工藝規(guī)程數(shù)據(jù)（工序、工步、設備、工裝、輔料、裝入件、數(shù)控程序名稱、工時和材料定額等信息）和技術通知單數(shù)據(jù)。生產(chǎn)計劃分解與車間計劃管理如圖5所示。

圖5 生產(chǎn)計劃分解與車間計劃管理

2、生產(chǎn)流程梳理與優(yōu)化

以某典型產(chǎn)品一級生產(chǎn)流程為基礎，梳理出了6個二級流程和74個三級流程，將原流程及崗位進行了細化，細化到了可獨立操作的單元，并形成了流程清單，為后續(xù)“一本通”崗位作業(yè)書細化程度的編制提供了依據(jù)。產(chǎn)品組合體生產(chǎn)一級流程圖及控制艙裝配三級流程圖如圖6所示。

圖6 組合體生產(chǎn)一級流程及控制艙裝配三級流程圖

在產(chǎn)品生產(chǎn)流程方面，全面梳理了試點產(chǎn)品基于三維模型的形成過程所涉及到的機加和裝配工藝流程，找出了制約產(chǎn)能和質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，形成了《試點產(chǎn)品精細化流程再造關鍵環(huán)節(jié)分析表》，分析出了8處關鍵環(huán)節(jié)，制定了可執(zhí)行的優(yōu)化措施，并落實于“一本通”崗位作業(yè)書中。試點產(chǎn)品精細化再造關鍵環(huán)節(jié)分析表示意圖如圖7所示。

圖7 試點產(chǎn)品精細化再造關鍵環(huán)節(jié)分析表示意圖

在業(yè)務管理流程方面，依據(jù)已梳理的一、二、三級業(yè)務流程，各部門從完備性和精細化程度兩方面對比分析流程整體上存在的問題，并梳理出了流程上不精不優(yōu)的具體環(huán)節(jié)，主要包括：

◎ 部分二級流程存在冗余環(huán)節(jié)，降低了工作效率；

圖8 機加“一本通”崗位作業(yè)書示例圖

◎ 部分三級流程不細化、不量化及不易考核；

◎ 部分二級、三級流程銜接界面不清晰，存在職責盲區(qū)。

產(chǎn)品生產(chǎn)流程優(yōu)化以8個關鍵環(huán)節(jié)為問題導向，按照流程問題分析中的辦法進行了優(yōu)化完善。以過程為節(jié)點，將崗位要求、技術要求、檢驗要求和工藝文件融為“一本通”式的崗位作業(yè)書，主要體現(xiàn)在機加“一本通”式的崗位作業(yè)書編制、裝配“一本通”式的崗位作業(yè)書編制以及關鍵工序控制方面。已形成的“一本通”式崗位作業(yè)書將機加的切削參數(shù)、吃刀量和工步視圖等進行了新增和完善，并在模型上增加了裝卡位置、裝夾方式的標注，以及機加工裝和工件裝配關系的體現(xiàn)。機加“一本通”崗位作業(yè)書示例圖如圖8所示。

裝配“一本通”崗位作業(yè)書中，裝配的爆炸視圖以及裝配引導線在模型中進行了新增，并將風險點和易錯點在作業(yè)書中以多媒體形式展。現(xiàn)有“一本通”比二維批產(chǎn)工藝更能直接和直觀地展現(xiàn)要加工的內(nèi)容、具體加工方法和參數(shù)，對裝配的位置和方法的表示更加清晰易懂。

五、應用效果

項目建設完成后，研究所從外協(xié)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量控制提升、生產(chǎn)流程精細化再造的內(nèi)涵、評價體系、數(shù)據(jù)傳遞和信息化系統(tǒng)建設等方面開展了大量工作，有效提升了外協(xié)產(chǎn)品質(zhì)量管控能力，取得的效果如下：

1、構建協(xié)同管理平臺，提升外協(xié)產(chǎn)品質(zhì)量管控能力

項目貫徹了上級單位全級次供應鏈管理中質(zhì)量控制要求，基于豐田TQS與精益制造管理方法，依托產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺與制造執(zhí)行平臺實現(xiàn)了外協(xié)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量管控能力的提升，并成功應用于航天產(chǎn)品的生產(chǎn)與質(zhì)量數(shù)據(jù)聯(lián)動。經(jīng)統(tǒng)計，試點產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計效率提升了83%以上，數(shù)據(jù)的準確性和實時性達到了88%，進度風險可控率較之前提升了56%，生產(chǎn)效率較原先手工排產(chǎn)提高了62%，單發(fā)產(chǎn)品生產(chǎn)總時間節(jié)約30%～35%。

2、優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少工藝更改

以強化外協(xié)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量為中心，以持續(xù)提升航天型號產(chǎn)品質(zhì)量保證能力為目標，某典型產(chǎn)品生產(chǎn)流程梳理一級要素6項，二級要素10項，優(yōu)化流程后梳理一級要素8項，二級要素20項，形成機加生產(chǎn)二維度流程64個，裝配生產(chǎn)二維度流程圖10個，通過流程優(yōu)化，工藝更改較之前減少了16%，產(chǎn)品制造一次成功率提高了12%。

3、重構生產(chǎn)流程，落實精細化質(zhì)量管理

通過流程梳理分解、問題分析、優(yōu)化完善、有效控制和數(shù)字化平臺固化與優(yōu)化等反復迭代過程，最終構建生產(chǎn)流程規(guī)范優(yōu)化、崗位要求系統(tǒng)明晰、過程管控精細量化、智能平臺支撐有力和整體運轉(zhuǎn)高效通暢的航天產(chǎn)品精細化生產(chǎn)流程，產(chǎn)品研制效率較之前提升15%，精細化質(zhì)量控制貫穿設計、工藝、制造和檢驗等產(chǎn)品研制各個環(huán)節(jié)?！耙槐就ā睄徫蛔鳂I(yè)書較傳統(tǒng)二維工藝規(guī)程可操作性提高20%，低層次操作問題減少85%以上，外協(xié)產(chǎn)品制造過程質(zhì)量數(shù)據(jù)反饋率98%，產(chǎn)品質(zhì)量問題可追溯性達95%以上。

綜上，基于流程精細化再造的廠所外協(xié)生產(chǎn)質(zhì)量控制改進項目，通過流程梳理分解、問題分析、優(yōu)化完善、有效控制和數(shù)字化平臺固化與優(yōu)化等反復迭代過程，基于廠所數(shù)字化協(xié)同平臺固化流程實現(xiàn)“一本通”崗位作業(yè)書的剛性約束，并在某典型產(chǎn)品中開展驗證應用，解決了航天產(chǎn)品生產(chǎn)中存在的流程不優(yōu)化、工藝不規(guī)范、過程控制不量化、崗位要求不明晰和剛性約束不夠等突出問題，提升了航天產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量管控水平，具有重要的示范效應與推廣價值。