“結對子”協(xié)同推進航天“兩器”產品化管理實踐

方靜、鄭幫林、劉鵬 /北京遙測技術研究所

北京遙測技術研究所是我國航天遙測及測控技術的開拓者和國家定點專業(yè)科研單位，主要“兩器”（傳感器、變換器）產品有數百個品種，涉及溫度、壓力、液位、振動、沖擊、噪聲、過載、角速率、熱流、流量、位移、壓差等各類參數，是全國規(guī)模最大、種類最全的航天軍用“兩器”的研發(fā)設計制造基地。由于各型號對“兩器”技術指標、測試方法等要求不統(tǒng)一，產品多采用量身定制方式，即便要求相近、原理相同、技術相似，但規(guī)格、接口和技術狀態(tài)并不統(tǒng)一，導致設計難度和風險加大，研制周期變長；技術狀態(tài)較多，難以保證產品質量的穩(wěn)定性和一致性。隨著型號任務的不斷增加，型號牽引的產品研制模式仍然占絕對主導地位，產品品種、數量急劇增加，“兩器”測點的需求多樣化，產品種類多、數量大、小量多批的單一定單生產模式難以適應多型號高密度發(fā)射的任務需求。通過深入推進產品化工作，可壓縮產品種類、狀態(tài)，提升產品通用化、系列化、組合化程度，實施組批生產模式，形成貨架產品體系，提高研制生產效率。

從2017 年開始，中國航天科技集團有限公司全面啟動航天裝備產品化工作，大力倡導總體與單機單位上下聯(lián)動、協(xié)同推進產品化工程，以應對新形勢下高強度研制、高密度發(fā)射、批量化生產和商業(yè)航天的發(fā)展需求。航天科技集團確定北京遙測技術研究所與北京宇航系統(tǒng)工程研究所協(xié)同開展“集團級對子”工作，雙方在“兩器”產品貨架構建和型譜建設、成熟度提升、組批生產和驗收等方面結對互促，共同抓好產品化“結對子”工作落地，從而更好地保證型號任務的完成。

一、工作開展情況

1.建立協(xié)同工作組織，確保計劃推進

北京遙測技術研究所和北京宇航系統(tǒng)工程研究所建立了協(xié)同工作組，形成協(xié)同工作機制，由“一把手”負責決策與綜合推進工作，由雙方研究室領導與相關技術負責人、質量管理等人員組成工作組，分別負責產品化推進、產品選用與質量提升等工作，雙方的產品化主管人員為工作組聯(lián)絡員，明確相關人員的職責和分工。

雙方建立了定期交流機制，共同制定“結對子”工作專項年度計劃。在項目進展過程中，協(xié)同工作組針對工作推進情況采取例會、電話、郵件等形式，在型譜貨架建設、成熟度提升等方面定期進行深入交流溝通，由專人監(jiān)督計劃執(zhí)行，推進各項工作開展。

2.以產品型譜規(guī)劃為基礎，開展通用產品研制，建設貨架目錄

（1）型譜規(guī)劃與通用產品研制

北京遙測技術研究所依據各型號配套“兩器”的測量需求，對已研制及在研的產品進行狀態(tài)清理，清理產品的類型、主要技術指標、研制和應用現狀，結合國內外同類產品研究現狀，制定 “兩器”產品型譜。以溫度傳感器為例，對溫度參數的測量呈現向極限溫度的發(fā)展趨勢，并且開始由單純的遙測參數向控制類參數轉化。鉑電阻溫度傳感器型譜簡表如表1 所示。

表1 鉑電阻溫度傳感器型譜簡表

為推進產品統(tǒng)型、壓縮貨架產品種類、縮短貨架產品交付周期，北京宇航系統(tǒng)工程研究所組織配套單位對“兩器”產品開展第三方測評。通過對第三方測評各單位產品測試數據進行對比，依據北京遙測技術研究所的“兩器”型譜研究報告，以相應成熟基本型產品外形為基礎，統(tǒng)一產品接口標準，牽頭制定了QJA653、QJA654、QJA655、QJA656、QJA657、QJA658、QJA659 過載、空氣壓力、溫度、熱流、振動、沖擊與噪聲傳感器、變換器等7 項設計要求，并于2018 年以航天科技集團標準的形式下發(fā)，梳理形成了《“兩器”產品接口標準及產品驗收要求》。

按照北京宇航系統(tǒng)工程研究所制定的7 類“兩器”產品通用技術要求，北京遙測技術研究所貫徹通用化、系列化、組合化設計思路，以經過現役型號多次驗證的成熟產品為基礎，去除原有的型號任務屬性，確保技術先進性，同時進行國產化改進，確保元器件自主可控，完成了七大類147個品種的通用“兩器”研制工作。對照通用技術要求、接口標準與驗收規(guī)范、條件，確定了共建型譜簡表，“兩器”產品的型譜產品數量為392 項，品種壓縮率達45%。

（2）貨架產品目錄建立

以型譜規(guī)劃、通用產品研制工作為基礎進行迭代優(yōu)化，確定共建貨架“兩器”產品數量328 項，主要由現役多型號配套的成熟“兩器”產品與通用“兩器”產品組成，均納入北京宇航系統(tǒng)工程研究所《2020 年測量系統(tǒng)貨架產品目錄》，其中優(yōu)選品種共142 項（通用“兩器”產品均為優(yōu)選品種），占43.3%；共97 個系列產品，相同系列不同品種的“兩器”產品的主要區(qū)別是敏感元件的量程不同，結構相同，除敏感元件外內部組件相同；變換器類產品僅調試元件值不同，其結構相同，內部組件相同，多通道產品可由單通道產品組合而成；相同產品類別不同產品系列也可選用相同的組件，有利于按“兩器”產品系列下沉一級開展部組件級的貨架研制與選用工作（見表2）。

表2 “兩器”貨架產品統(tǒng)計表

（3）元器件優(yōu)選目錄與部組件、零件貨架建設

在北京宇航系統(tǒng)工程研究所的需求牽引下，北京遙測技術研究所持續(xù)優(yōu)化所內元器件選用目錄，形成《北京遙測技術研究所元器件優(yōu)選目錄（2020 版）》，共收錄優(yōu)選元器件2171 項，限用元器件5333 項，慎用元器件103 項。與2019 版目錄的7285 項相比，項目縮減了70%。北京遙測技術研究所元器件控制中心每年度對研究室元器件清單進行統(tǒng)計，按照受控EBOM 中目錄外元器件的規(guī)格占比對優(yōu)選目錄的落實情況進行考核，保證優(yōu)選目錄落地。

通過對近3 年ERP 信息化系統(tǒng)產品投產數據進行分析，按照“投產次數多、適于組批投產、適于直接選用”的原則，初步形成研究所貨架產品清單，包含部組件產品83 項、零件產品336 項。溫度、熱流、振動、沖擊、噪聲等變換器類產品僅采用6 種結構零件，可組裝成不同通道數的13個系列產品。

3.加強質量分析和過程控制，開展產品質量提升工作

北京遙測技術研究所針對近3 年型號質量歸零問題進行舉一反三，加強對共性、典型質量問題的認識和梳理，加強過程控制，開展工藝細化量化工作推進，制定了《型號產品測試覆蓋性問題長效整治策劃工作方案》《2020 年工藝細化量化推進工作實施方案》等各項管理措施，旨在切實做好“三個面向”質量分析與質量管理工作，從管理規(guī)范體系建設和技術規(guī)范體系建設兩大方面推進工藝細化、量化工作，開展重點產品質量提升工作，進一步提高質量分析工作的針對性、實效性，有效確保質量分析工作、質量管理工作真實落地，提高產品質量水平。

根據相對行程傳感器型譜產品和非型譜產品的現狀，提出用型譜產品（CI1-31-1/3、CI1-32-1/3和CI1-33-1/3）替代非型譜產品的解決方案，即采用軍用電位器代替目錄外電位器，輸出線性方程改為二次方程，解決非型譜產品的敏感元件可靠性較低、不在目錄內且供貨不穩(wěn)定的問題，目前型譜產品已經過試驗驗證，并通過多個型號的飛行試驗考核。

為提升CW1-21-1 溫度傳感器的可靠性，對產品電纜進行更改，取消AF-1、AF-200 導線錫焊轉接工藝，采用敏感元件直接與電纜焊接方式，提高產品電纜抗拉抗壓能力，更改后的產品CW1-21-1A 經過各項環(huán)境試驗驗證，并搭載發(fā)動機地面試車試驗，目前CW1-21-1A 已通過多發(fā)次飛行試驗考核。

通用化過載傳感器采用剛柔一體式印制板和小型化內腔式粘接方案，大幅縮減整機結構尺寸；優(yōu)化溫度補償調試環(huán)節(jié)，產品溫度誤差降低為原來的30%，梳理完成了工藝技術狀態(tài)，識別了關鍵特性與關鍵工藝環(huán)節(jié)，產品通過力、熱、環(huán)境等各類環(huán)境鑒定試驗，已經完成多次飛行試驗驗證。

4.基于信息化平臺，開展貨架產品組批生產

北京遙測技術研究所旨在優(yōu)化產品研制流程，規(guī)范貨架產品組批生產與使用操作程序，控制貨架產品狀態(tài)，控制成本，提高履約率，有效實現從見訂單生產向見訂單生產與貨架產品相結合的供貨方式轉變，基于SAP 信息化系統(tǒng)建設了單機、部組件、零件貨架產品組批生產和配套使用管理平臺，實現了型號產品和貨架產品并行協(xié)同管理，建立了自產及外協(xié)貨架產品立題與生產流程，按照部組件、零件的貨架產品清單，已完成首批部組件55 項、零件23 項貨架產品的組批投產工作。貨架產品組批生產流程如圖1 所示。

圖1 貨架產品組批生產流程框圖

北京宇航系統(tǒng)工程研究所編制了《測量系統(tǒng)典型產品通用技術條件》，規(guī)定了測量系統(tǒng)傳感器和變換器集中訂貨、組批驗收試驗條件、試驗方法、檢驗規(guī)則及其它要求，實現同一產品代號產品試驗條件統(tǒng)一，為貨架產品組批生產與驗收奠定了基礎。

二、取得的成效

1.貨架產品選用及標準規(guī)范研究

北京宇航系統(tǒng)工程研究所優(yōu)先選用共建型譜和共建貨架產品，北京遙測技術研究所按共建型譜和共建貨架產品向北京宇航系統(tǒng)工程研究所進行推薦選用，“兩器”貨架產品選用率達82.7%。

北京遙測技術研究所編制了振動傳感器、噪聲傳感器及變換器、溫度傳感器及變換器、熱流傳感器及變換器、沖擊傳感器及變換器、過載傳感器、空氣靜壓力傳感器、空氣脈動壓力傳感器、空氣微壓力傳感器等13 個小類通用的“兩器”產品規(guī)范。

2.研產效能提升

按照“圍繞基礎產品做組件、圍繞組件做單機、圍繞單機做系統(tǒng)”的原則，以集成選用設計為主導思想，建立了通用產品（含基礎產品）選用控制機制；基于信息化平臺開展貨架產品研制管理平臺建設，實現了貨架產品和型號并行協(xié)同的管理模式，節(jié)約了研制成本和工作量。

目前已啟動了第一批部組件、零件貨架產品的投產工作。變換器類的結構框架零件采取鑄造工藝加工、組批投產方式生產，按每年變換器結構零件用量為7000 套計算，鑄造加工與機械加工相比預計節(jié)省加工成本300 萬元/年，加工周期縮短至2 個月，生產效率大幅提高。在明確環(huán)境試驗條件、驗收要求的前提下，可實現北京遙測技術研究所“兩器”貨架產品交付周期不超過3個月的目標。

三、建議及體會

北京遙測技術研究所與北京宇航系統(tǒng)工程研究所密切配合，開展“集團級對子”工作，在共建型譜編制、貨架構建、產品質量和成熟度提升、貨架產品組批生產和驗收等方面協(xié)同推進了產品化建設，取得了一定的成果，為航天科技集團產品化工作提供了參考。北京宇航系統(tǒng)工程研究所雖然制定了典型產品通用技術條件，但各型號選用貨架產品后仍按各自的總體技術條件進行試驗，驗收規(guī)范落地實施的阻力較大。建議后續(xù)由北京宇航系統(tǒng)工程研究所協(xié)調各型號項目，統(tǒng)一貨架產品試驗條件，將產品組批驗收工作落地。“結對子”工作仍需上級單位牽引，尚未形成自發(fā)的上下聯(lián)動的機制，應進一步將“結對子”制度化、常態(tài)化，做實產品化工作。

產品通用化、標準化程度提升后，面臨的市場競爭程度也隨之加大。北京遙測技術研究所必須保證產品質量可靠、技術領先、物美價廉，持續(xù)促進技術進步，成為行業(yè)標準的制定者，只有保持行業(yè)領先，才能保住并擴大現有市場?！?/p>