火工品產(chǎn)品化與成本控制探討

孫泉、陳云波、陳勇、施廷杰、尹鑫 /四川航天川南火工技術(shù)有限公司

當(dāng)前我國(guó)航天裝備的發(fā)展已進(jìn)入戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，軍民融合、競(jìng)爭(zhēng)性采購(gòu)已成為新常態(tài)，企業(yè)面臨更多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品成本控制已成為企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。然而，航天火工品的高價(jià)格一直為用戶所在意，究其原因主要是企業(yè)遵循“型號(hào)牽引產(chǎn)品發(fā)展”科研生產(chǎn)模式下的產(chǎn)品高成本所致。具體表現(xiàn)為：一是研制成本高。由于早期企業(yè)受型號(hào)定制及對(duì)火工品“三化”設(shè)計(jì)認(rèn)知不足，產(chǎn)生了很多結(jié)構(gòu)類似、功能相近的產(chǎn)品，在型號(hào)研制過程中做了大量重復(fù)性設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作，極大地增加了產(chǎn)品研制成本和研制周期。二是生產(chǎn)成本高。企業(yè)受其工藝水平和制造能力限制，產(chǎn)品裝配以手工操作為主，極大地增加了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。三是驗(yàn)收成本高。由于各型號(hào)驗(yàn)收要求不統(tǒng)一，使得同一批產(chǎn)品面向不同型號(hào)應(yīng)用時(shí)均需再次驗(yàn)收，極大地增加了產(chǎn)品驗(yàn)收成本。產(chǎn)品的“三高”成本造成了產(chǎn)品的高價(jià)格，已開始制約企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，迫切需要轉(zhuǎn)變科研生產(chǎn)模式，加強(qiáng)產(chǎn)品成本控制，提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。四川航天川南火工技術(shù)有限公司推行火工品產(chǎn)品化，實(shí)現(xiàn)向“基于專業(yè)產(chǎn)品發(fā)展為主的型號(hào)系統(tǒng)集成”的新模式轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和驗(yàn)收過程的成本控制，是降低產(chǎn)品成本的行之有效的途徑。

一、總體思路

推行航天火工品產(chǎn)品化，通過構(gòu)建火工品產(chǎn)品貨架體系，減少產(chǎn)品種類并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品貨架選用，以降低產(chǎn)品研制成本；通過提升火工品產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化水平，提高產(chǎn)品研制生產(chǎn)效率，以降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本；通過促進(jìn)火工品產(chǎn)品驗(yàn)收要求統(tǒng)一，減少同批產(chǎn)品面向不同型號(hào)時(shí)重復(fù)驗(yàn)收的數(shù)量，以降低產(chǎn)品驗(yàn)收成本；最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成本控制，助力企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升。

二、研究?jī)?nèi)容及實(shí)現(xiàn)途徑

1.構(gòu)建航天火工品產(chǎn)品貨架體系

構(gòu)建航天火工品產(chǎn)品貨架體系，減少產(chǎn)品種類并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品貨架選用，是降低產(chǎn)品研制成本的重要舉措。航天火工品產(chǎn)品貨架體系構(gòu)建包括產(chǎn)品型譜建設(shè)、型譜產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)、產(chǎn)品目錄建設(shè)和目錄產(chǎn)品應(yīng)用4 個(gè)方面的內(nèi)容，如圖1 所示。

圖1 火工品貨架產(chǎn)品體系架構(gòu)

（1）產(chǎn)品型譜建設(shè)

火工品產(chǎn)品型譜應(yīng)遵循“總結(jié)過去、支撐現(xiàn)在、引領(lǐng)未來”的基本原則建立。一方面，應(yīng)注重與總體單位協(xié)同共建，確保應(yīng)用需求與型譜規(guī)劃的統(tǒng)一性；另一方面，應(yīng)注重產(chǎn)品型譜規(guī)劃的科學(xué)性，可從3 個(gè)層面統(tǒng)籌規(guī)劃。

一是單機(jī)型譜化。對(duì)于上/下級(jí)接口能夠統(tǒng)一的產(chǎn)品，可基于產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，形成單機(jī)級(jí)型譜產(chǎn)品，如用于非電傳爆系統(tǒng)的起爆器，可對(duì)其輸入端電器接口和輸出端螺紋接口及輸出能量進(jìn)行統(tǒng)型，形成標(biāo)準(zhǔn)起爆器。

二是組件模塊化。由于總體接口的特殊需求，對(duì)于上/下級(jí)接口無法統(tǒng)一的產(chǎn)品，可將其內(nèi)裝部/組件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，形成組件級(jí)型譜產(chǎn)品，并通過組合化設(shè)計(jì)滿足各種使用需求，如非電傳爆組件，由于型號(hào)任務(wù)需求不同，其傳爆路數(shù)和工作終端往往不同，無法形成單機(jī)級(jí)型譜產(chǎn)品，但其內(nèi)裝的各型歧管、各類輸出接頭均可通過模塊化設(shè)計(jì)，形成標(biāo)準(zhǔn)歧管和標(biāo)準(zhǔn)輸出接頭。

三是零件標(biāo)準(zhǔn)化。在單機(jī)型譜化和組件模塊化的同時(shí)，應(yīng)充分考慮其組成零件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，形成零件級(jí)型譜產(chǎn)品，如雷管管殼、膜片等，直接以標(biāo)準(zhǔn)件形式發(fā)布，供產(chǎn)品設(shè)計(jì)選用。

（2）型譜產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)

根據(jù)航天火工品研制特點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)際，將火工品型譜產(chǎn)品提升為貨架產(chǎn)品，可劃分為2 個(gè)階段：一是型譜產(chǎn)品經(jīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)，完成了設(shè)計(jì)驗(yàn)證檢驗(yàn)，且經(jīng)過地面鑒定量級(jí)考核，產(chǎn)品成熟度達(dá)到2 級(jí)及以上，成為型譜可推廣產(chǎn)品面向用戶選用的階段；二是型譜可推廣產(chǎn)品經(jīng)產(chǎn)品再設(shè)計(jì)、再開發(fā)，完成產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)固化和狀態(tài)鑒定審查，產(chǎn)品成熟度達(dá)到5 級(jí)及以上，成為貨架產(chǎn)品供用戶優(yōu)先選用的階段。火工品型譜產(chǎn)品提升為貨架產(chǎn)品的活動(dòng)流程如圖2 所示。

圖2 型譜產(chǎn)品貨架化活動(dòng)流程圖

（3）產(chǎn)品目錄建設(shè)

將產(chǎn)品成熟度達(dá)到2 級(jí)及以上的型譜產(chǎn)品按照航天火工品類別匯總成冊(cè)，構(gòu)建《航天火工品選用目錄》供用戶選用；同時(shí)，應(yīng)建立選用目錄的進(jìn)出機(jī)制，對(duì)目錄進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。

（4）目錄產(chǎn)品應(yīng)用

一方面，建立目錄產(chǎn)品選用機(jī)制。在型號(hào)研制過程中，優(yōu)先選用貨架產(chǎn)品；貨架產(chǎn)品無法滿足需求的，選擇型譜推廣產(chǎn)品。嚴(yán)格控制目錄外產(chǎn)品選用，超目錄產(chǎn)品選用須辦理審批手續(xù)。另一方面，建立目錄產(chǎn)品應(yīng)用反饋機(jī)制?？傮w單位定期反饋目錄產(chǎn)品型號(hào)的應(yīng)用情況，單機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)單位根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)產(chǎn)品型譜和目錄進(jìn)行更新維護(hù)，以確保產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性和型號(hào)適用性。

在產(chǎn)品貨架體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上，新型號(hào)研制、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可直接選用貨架產(chǎn)品或型譜產(chǎn)品，避免很多不必要的重復(fù)性工作，極大地縮短產(chǎn)品研制周期，降低產(chǎn)品研制、生產(chǎn)成本。以某非電傳爆系統(tǒng)為例，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品各引/傳爆環(huán)節(jié)、對(duì)外接口和邊界驗(yàn)證等研制項(xiàng)目至少有9 項(xiàng)，通過組件級(jí)產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)和系統(tǒng)層面組合化設(shè)計(jì)，新產(chǎn)品研制試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)H需開展對(duì)外接口和邊界驗(yàn)證，可將至少2 項(xiàng)產(chǎn)品研制周期縮短1 個(gè)月以上，產(chǎn)品研制成本降低30%以上。

2.提升產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程水平

提升航天火工品產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)等實(shí)現(xiàn)過程水平，提高產(chǎn)品研制生產(chǎn)效率，是降低產(chǎn)品研制、生產(chǎn)成本的重要舉措，可從以下3 個(gè)方面開展工作。

一是加強(qiáng)設(shè)計(jì)仿真能力建設(shè)。改變傳統(tǒng)的航天火工品不計(jì)成本的“畫+打”設(shè)計(jì)模式，通過仿真分析手段，獲取產(chǎn)品性能指標(biāo)的變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上通過少量研制試驗(yàn)加以驗(yàn)證，確定產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，這樣才能夠有效縮短研制周期，降低產(chǎn)品研制成本。以某型切割分離裝置研制為例，通常情況需要10 個(gè)以上子樣用于產(chǎn)品分離指標(biāo)摸底，引入仿真計(jì)算與分析，可以將試驗(yàn)數(shù)量減少至3 ～5 個(gè)子樣即可，有效節(jié)約了產(chǎn)品前期摸底試驗(yàn)成本。

二是加強(qiáng)生產(chǎn)線建設(shè)。在標(biāo)準(zhǔn)崗位劃分的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)主要崗位和關(guān)鍵、核心崗位的自動(dòng)化，建立自動(dòng)化生產(chǎn)單元，最終通過對(duì)生產(chǎn)單元的柔性組合，形成各類產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)線。通過數(shù)字化、自動(dòng)化生產(chǎn)線建設(shè)，最大程度地消除手工操作工序、減少人力資源消耗、提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

三是推進(jìn)集中訂貨、組批投產(chǎn)和統(tǒng)一驗(yàn)收工作。打破現(xiàn)有“誰家訂貨誰家驗(yàn)收”的供貨模式，用戶方統(tǒng)籌分析未來一定時(shí)期內(nèi)的產(chǎn)品需求后向生產(chǎn)廠家集中訂貨，生產(chǎn)方則根據(jù)各方用戶獲得產(chǎn)品可預(yù)見的用戶需求進(jìn)行組批投產(chǎn)，供需雙方共同協(xié)商推動(dòng)跨型號(hào)產(chǎn)品組批統(tǒng)一驗(yàn)收。以某型起爆器為例，按照技術(shù)文件要求，驗(yàn)收數(shù)量一般為批量的10%（不少于30 發(fā)），對(duì)于分批次交付5個(gè)20 發(fā)和一次交付1 個(gè)100 發(fā)，其驗(yàn)收數(shù)量不同，前者累計(jì)需要驗(yàn)收150 發(fā)，而后者僅需驗(yàn)收30 發(fā)；通過組批投產(chǎn)、統(tǒng)一驗(yàn)收，有效提高了產(chǎn)品交付、驗(yàn)收效率，減少了人力、物力資源消耗，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

3.促進(jìn)航天火工品產(chǎn)品驗(yàn)收要求統(tǒng)一

促進(jìn)航天火工品產(chǎn)品驗(yàn)收要求統(tǒng)一，減少同批產(chǎn)品面向不同型號(hào)時(shí)重復(fù)驗(yàn)收數(shù)量，是降低產(chǎn)品驗(yàn)收成本的重要舉措。一方面，協(xié)同用戶開展各型號(hào)航天火工品環(huán)境條件統(tǒng)一化研究，構(gòu)建各型號(hào)通用的環(huán)境條件和試驗(yàn)要求，并積極開展貨架產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證，以確保貨架產(chǎn)品對(duì)各型號(hào)的適用性。另一方面，協(xié)同用戶達(dá)成一致意見，即貨架產(chǎn)品新型號(hào)選用時(shí)，可通過補(bǔ)充鑒定試驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)品對(duì)新型號(hào)環(huán)境的適應(yīng)性；通過型號(hào)補(bǔ)充鑒定試驗(yàn)后，貨架產(chǎn)品按自身產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量一致性檢驗(yàn)和交付。以某型起爆器為例，統(tǒng)一環(huán)境條件后同一批產(chǎn)品面向2 個(gè)型號(hào)使用時(shí)，可以僅按照通用技術(shù)文件驗(yàn)收1 次，這樣驗(yàn)收數(shù)量可減少約30 發(fā)，驗(yàn)收成本可節(jié)約數(shù)十萬元。

三、取得的成果

1.產(chǎn)品貨架建設(shè)方面

公司協(xié)同總體單位制定了《航天火工品共建型譜》和《火工裝置選用目錄》，并形成5 型標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)火器/起爆器、9 型爆炸螺栓的單機(jī)級(jí)型譜產(chǎn)品，形成15 種標(biāo)準(zhǔn)非電歧管、9 種標(biāo)準(zhǔn)非電輸出接頭的組件級(jí)型譜產(chǎn)品，形成管殼和膜片標(biāo)準(zhǔn)零件，基本能夠滿足用戶對(duì)上述類別產(chǎn)品的使用需求，不需要再單獨(dú)研制新品，產(chǎn)品自身也不產(chǎn)生研制費(fèi)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前公司非電傳爆系統(tǒng)類產(chǎn)品的研制周期可縮短1 ～2 個(gè)月，研制成本降低了30%以上。

2.產(chǎn)品生產(chǎn)線建設(shè)方面

公司建成了起爆器裝壓藥中心、電發(fā)火頭、固體小火箭、非電傳爆系統(tǒng)等4 條典型產(chǎn)品裝配數(shù)字化生產(chǎn)線，相應(yīng)產(chǎn)品生產(chǎn)能力均大幅提升，生產(chǎn)成本明顯降低，保障了型號(hào)應(yīng)用需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，公司起爆器裝壓藥中心運(yùn)行以來，參與裝壓藥環(huán)節(jié)的生產(chǎn)人員由5 人減少至3 人，生產(chǎn)效率由800份/班提升至1000 份/班，生產(chǎn)成本降低了15%以上；電發(fā)火頭生產(chǎn)單套設(shè)備的生產(chǎn)效率由6 名操作者數(shù)萬發(fā)/年提高至3 名操作者數(shù)十萬發(fā)/年，減員50%，生產(chǎn)效率提升300%，生產(chǎn)成本降低50%以上。

3.產(chǎn)品統(tǒng)一驗(yàn)收要求方面

一方面，公司協(xié)助總體單位制定了《火工品系統(tǒng)研制試驗(yàn)要求》，新配套的貨架產(chǎn)品按其規(guī)定的通用環(huán)境條件驗(yàn)收合格后均可用于各型號(hào)使用，消除了同一批產(chǎn)品面向不同型號(hào)應(yīng)用時(shí)需再次驗(yàn)收的情況，尤其對(duì)于小批量的產(chǎn)品而言，驗(yàn)收成本大幅降低。另一方面，公司協(xié)同總體單位某型號(hào)制定索類火工品的驗(yàn)收降本方案，采用通用的、低成本的“圓柱試驗(yàn)件”方案取代以往的個(gè)性化、高價(jià)格的“平板試驗(yàn)件”驗(yàn)收方案，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短1 個(gè)月以上，每批次產(chǎn)品的驗(yàn)收成本可節(jié)約數(shù)十萬元以上。