上下協(xié)同推進連接器科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型升級

張俊、郭廣華 /杭州航天電子技術(shù)有限公司

“十三五”以來，中國航天科技集團有限公司武器領(lǐng)域一直呈現(xiàn)多型號并舉、研制與批產(chǎn)并重的新常態(tài)，武器型號研制周期緊張、質(zhì)量問題多發(fā)、履約能力不強、經(jīng)濟效益不高等問題日益凸顯，迫切需要加快推進航天型號科研生產(chǎn)管理模式轉(zhuǎn)型升級，而深入推進產(chǎn)品化工作是解決當(dāng)前問題的有效途徑。為全面推進航天產(chǎn)品化工作，以應(yīng)對新形勢下高強度研制、高密度發(fā)射、批量化生產(chǎn)的發(fā)展需求，2017 年4月航天科技集團組織召開了產(chǎn)品化工作會，提出了“明確目標(biāo)、注重實效、協(xié)同推進、持續(xù)完善”的武器產(chǎn)品化工作指導(dǎo)思想，并且將協(xié)同推進作為開展武器產(chǎn)品化工作的重點，將總體單位與專業(yè)單位“結(jié)對子”作為協(xié)同推進的抓手，保證武器產(chǎn)品化工作取得實效。北京航天自動控制研究所與杭州航天電子技術(shù)有限公司作為典型的總體單位與專業(yè)器件廠家， 2017 年9 月在航天科技集團武器部、中國運載火箭技術(shù)研究院、中國航天電子技術(shù)研究院的指導(dǎo)和牽引下簽署“結(jié)對子”協(xié)議，成為航天科技集團首家“結(jié)對子”單位。

一、工作目標(biāo)與實施途徑

按照雙方簽訂的“結(jié)對子”協(xié)同產(chǎn)品化推進協(xié)議，研究所與公司在產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品選用、產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量保證等方面結(jié)對互促，研究所在控制系統(tǒng)研制中牽引連接器專業(yè)廠家的技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展，公司集中優(yōu)勢資源全力支撐研究所型號發(fā)展需求。公司在協(xié)同推進產(chǎn)品化中具體的工作目標(biāo)主要包括：現(xiàn)有分離脫落產(chǎn)品的型譜壓縮率不低于30%；型譜內(nèi)貨架產(chǎn)品不低于80%；貨架產(chǎn)品交付周期不超過2 個月；分離脫落及連接器產(chǎn)品質(zhì)量問題減少20%。

雙方制定了協(xié)同產(chǎn)品化推進工作的實施途徑，如圖1 所示。

圖1 實施路徑圖

二、工作實踐

1.建立協(xié)同工作組織

公司原有產(chǎn)品研制模式為研究所下發(fā)研制任務(wù)書，產(chǎn)品設(shè)計針對研制任務(wù)書制定方案，產(chǎn)品化人員針對方案進行產(chǎn)品化方面的管控，導(dǎo)致雙方在各自單位開展產(chǎn)品化工作時不能形成良性互促。為了消除弊端，“結(jié)對子”協(xié)議簽署之后，雙方籌建“結(jié)對子”工作組，明確了人員職責(zé)與分工，以單位“一把手”為組長，主管產(chǎn)品化工作的總師和副總經(jīng)理為副組長、負責(zé)人，產(chǎn)品任務(wù)書的下達過程已經(jīng)納入雙方產(chǎn)品化管控，優(yōu)化了產(chǎn)品開發(fā)流程。

為進一步優(yōu)化產(chǎn)品研制體系，公司成立了產(chǎn)品化研究室，形成專職產(chǎn)品化人員，負責(zé)制定工廠產(chǎn)品化工作目標(biāo)及實施方案，建立規(guī)章和制度，負責(zé)產(chǎn)品型譜研究及貨架產(chǎn)品確立，與研究所及用戶產(chǎn)品化部門聯(lián)動，進一步協(xié)同推進產(chǎn)品化工作。

2.產(chǎn)品型譜建設(shè)

分離脫落電連接器是公司的主打產(chǎn)品，此類產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天裝備上，用來實現(xiàn)型號各級間、型號與地面系統(tǒng)的信號連接，并在型號起飛或級間分離過程中自動斷開，是型號上的關(guān)鍵元器件。分離脫落產(chǎn)品一般由插頭、插座2 個部分組成，分別安裝在2 個不同部件上。當(dāng)頭座插合時，頭座內(nèi)的接觸件接觸導(dǎo)通，從而實現(xiàn)2 個部件間電氣導(dǎo)通，并通過鎖緊連接裝置實現(xiàn)可靠的連接。需要電氣分離時，在無需人員操作的情況下，僅通過對鎖緊裝置施加額定的機械力或分離電壓等，即可使頭座快速解鎖并分離，完成2 個部件間的電氣分離。

公司從20 世紀(jì)70 年代開始研制分離脫落產(chǎn)品，目前已開發(fā)30 多個系列、數(shù)百種規(guī)格的分離脫落產(chǎn)品，產(chǎn)品品種多、功能全，廣泛應(yīng)用于各型號。但由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)格多樣、過程控制要求及操作方法各不相同，產(chǎn)品質(zhì)量管控難度大、質(zhì)量可靠性不高，導(dǎo)致產(chǎn)品在型號使用過程中多次發(fā)生質(zhì)量問題。同時，規(guī)格多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得產(chǎn)品配套零件數(shù)量龐大，隨著近年來新研型號激增、批產(chǎn)任務(wù)量不斷加大，公司的生產(chǎn)交付能力受到很大的挑戰(zhàn)。

公司通過對航天裝備型號用分離脫落產(chǎn)品的連接結(jié)構(gòu)、插合方式、分離方式、接觸件芯數(shù)等主要技術(shù)參數(shù)進行梳理，選取中心拉桿式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品為研究對象，以型號應(yīng)用場合、產(chǎn)品外形大小、連接結(jié)構(gòu)、插合分離方式等對中心拉桿式產(chǎn)品進行歸類，形成圓形旋插/直插上鎖、圓形手輪連接等六大典型特征產(chǎn)品系列（見表1）。

表1 中心拉桿式六大典型產(chǎn)品

公司以應(yīng)用場合相近、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似、功能覆蓋為原則，以上述6 種不同結(jié)構(gòu)、功能的產(chǎn)品為基礎(chǔ)，結(jié)合產(chǎn)品發(fā)貨情況、應(yīng)用前景和不同總體單位的型號未來需求等，對產(chǎn)品規(guī)格進行整合優(yōu)化，形成6 種優(yōu)選類型，產(chǎn)品型譜壓縮率達37.5%，型譜整合壓縮情況見表2。

表2 分離脫落產(chǎn)品型譜整合壓縮情況

為了便于用戶選型，為上述分離脫落型譜產(chǎn)品編制了型譜代號，該代號主要以產(chǎn)品類型、插合方式、功能特征、殼體特性（反映產(chǎn)品的物理接口）以及接觸件數(shù)量為主要命名屬性。型譜產(chǎn)品在型號上的應(yīng)用場合如圖2所示。

圖2 分離脫落產(chǎn)品型譜產(chǎn)品與應(yīng)用場合

2018 年6 月，研究所與公司組織召開了共建型譜發(fā)布會，標(biāo)志著上下級聯(lián)動、協(xié)同共建型譜的正式發(fā)布。公司發(fā)布的六大優(yōu)選類型的分離脫落產(chǎn)品以應(yīng)用場合為指導(dǎo)，涉及接口尺寸與特性的殼體大小和接觸件規(guī)格，大大優(yōu)化了用戶選型。

3.通用零組件貨架建設(shè)

在產(chǎn)品型譜化研究基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)系列化、型譜化產(chǎn)品的快速研制和自動化生產(chǎn)，公司提出了零件標(biāo)準(zhǔn)化、組件模塊化、產(chǎn)品組合化的產(chǎn)品“三化”原則。

零件標(biāo)準(zhǔn)化。對零件的特征參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸、命名方式和檢驗方法進行規(guī)范，形成標(biāo)準(zhǔn)化的零件圖、工藝和檢驗規(guī)范。

組件模塊化。將具有獨立功能、可單獨組裝測試的組件整合成標(biāo)準(zhǔn)模塊，并規(guī)范化，形成統(tǒng)一的組件圖、工藝和檢驗規(guī)范。

產(chǎn)品組合化。根據(jù)功能、性能和接口等需求，選擇對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化零件和模塊化組件，快速組合形成系列化、型譜化的產(chǎn)品。

按照上述原則，開展型譜產(chǎn)品的通用零組件貨架建設(shè)。依據(jù)模塊化思路和功能覆蓋原則，分析對比產(chǎn)品上的連接機構(gòu)、手輪、電磁線包、接觸件等通用零組件的技術(shù)參數(shù)，對功能相同或相近的進行合并優(yōu)化，將性能及技術(shù)狀態(tài)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)通用性強的形成廠標(biāo)件進行技術(shù)狀態(tài)固化及管理，形成通用零組件選用庫，并制定通用零組件設(shè)計及選用規(guī)范。通用零組件型譜壓縮整合情況見表3。

表3 通用零組件型譜壓縮整合情況

以接觸件貨架建設(shè)為例，接觸件是連接器產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件，是傳遞電信號的載體。結(jié)合型譜產(chǎn)品上接觸件的應(yīng)用情況，對現(xiàn)有接觸件開展了型譜研究：按接觸件結(jié)構(gòu)類型進行分類，分析確定優(yōu)選的插配直徑；梳理接觸件與型譜產(chǎn)品絕緣體的配合結(jié)構(gòu)及相關(guān)特征參數(shù)，并以絕緣體組件厚度為關(guān)鍵特征參數(shù)，建立以絕緣體組件厚度、插配直徑為橫、縱列的型譜表，焊接時插針接觸件型譜如圖3 所示。

圖3 焊接式插針接觸件型譜

通過接觸件貨架建設(shè)，進一步壓縮接觸件零件的規(guī)格，規(guī)格數(shù)量的減少進一步促進接觸件產(chǎn)量的提升，為接觸件單元化生產(chǎn)、裝配與檢測創(chuàng)造了條件，同時也提升了接觸件批產(chǎn)的質(zhì)量一致性。在接觸件貨架建設(shè)的基礎(chǔ)上，目前公司已建立具備插孔收口、插孔力測試、插針直徑檢測等功能的接觸件生產(chǎn)單元，擁有接觸件自動化生產(chǎn)檢測設(shè)備22 臺，大大提升了接觸件生產(chǎn)效率。

4.控制產(chǎn)品選用

研究所依據(jù)其制定的接口標(biāo)準(zhǔn)，修訂了型號產(chǎn)品選用管理辦法，并根據(jù)分離脫落產(chǎn)品貨架信息及連接器優(yōu)選目錄，修改了ALMS 系統(tǒng)中的相關(guān)配置。通過方案決策及供應(yīng)鏈決策評審，規(guī)范了型號對分離脫落及連接器產(chǎn)品的選用。

公司根據(jù)研究所研制型號的發(fā)展需求，按照研究所制定的通用接口要求，將分離脫落貨架產(chǎn)品納入研究所的選用目錄，并將用戶新的產(chǎn)品研制需求納入到型譜產(chǎn)品系列中，如在現(xiàn)有型譜產(chǎn)品系列中拓展研制了通用彈地接口產(chǎn)品JF21-98、通用級間接口產(chǎn)品YF8-98 和通用單機接口產(chǎn)品JVPX。

對于不能納入型譜產(chǎn)品的用戶需求，設(shè)計方案時使用現(xiàn)有成熟產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，接觸件等通用零組件需要按照《通用零組件控制選用要求》從通用零組件貨架中進行選用設(shè)計，對于通用零組件貨架中可直接選用的，不允許新增規(guī)格；通用零組件貨架中沒有滿足需求的，設(shè)計人員發(fā)起《通用零組件規(guī)格新增申請表》審批流程，流程審批通過后更新通用零組件貨架。

5.提升產(chǎn)品質(zhì)量

為提升型譜產(chǎn)品與貨架產(chǎn)品質(zhì)量，研究所梳理了近10 年間型號應(yīng)用的所有連接器產(chǎn)品質(zhì)量問題，形成電連接器質(zhì)量問題專項分析報告，對電連接器產(chǎn)品的質(zhì)量問題進行分析并提出產(chǎn)品質(zhì)量改進建議。

公司對研究所梳理的電連接器質(zhì)量問題進行回頭看、“三再”等工作，確保質(zhì)量問題舉一反三等各項措施落實到位，并根據(jù)生產(chǎn)研制實際，公司梳理出了分離脫落產(chǎn)品金屬多余物防護控制、插孔自動化收口等共性質(zhì)量攻關(guān)，從工藝、設(shè)計及生產(chǎn)過程開展產(chǎn)品制造過程精細化控制技術(shù)研究，監(jiān)督零件生產(chǎn)過程，監(jiān)測過程數(shù)據(jù)，實現(xiàn)產(chǎn)品問題可追溯，通過開展產(chǎn)品共性問題治理，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提升，成效顯著。

6.提高生產(chǎn)能力

依托“結(jié)對子”協(xié)同推進產(chǎn)品化工作的開展，公司實施“組件化生產(chǎn)—生產(chǎn)單元模塊化建設(shè)—自動化生產(chǎn)線建設(shè)”三步走策略，致力于提高企業(yè)的生產(chǎn)能力。通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點和組成的分析，公司將結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、零件規(guī)格繁多的分離脫落產(chǎn)品劃分為相對獨立的7 個組件，同時將產(chǎn)品裝配工藝由串行生產(chǎn)42 個工序優(yōu)化為并行組件化生產(chǎn)的8 個工序；根據(jù)組件化生產(chǎn)模式，針對工作量大、勞動密集型工序和手工操作質(zhì)量不易保證的工序開展自動化替代研究，研制引進自動化裝備，并在此基礎(chǔ)上將基于同一零（組）件或同一工序的成熟自動化設(shè)備進行集中管控，組建自動化單元，實行單元制造，形成以接觸件單元、絕緣體組裝單元以及產(chǎn)品檢測單元等為代表的8 個裝配單元；在產(chǎn)品單元制造的基礎(chǔ)上，結(jié)合分組件單元裝配簡化產(chǎn)品總裝流程，串聯(lián)總裝各工序裝備，并配套建設(shè)相應(yīng)的軟件控制系統(tǒng)，構(gòu)建自動化裝配生產(chǎn)線。優(yōu)化后插頭裝配工藝流程如圖4所示。

圖4 優(yōu)化后插頭裝配工藝流程

三、實踐成果

經(jīng)過近3 年的推進，武器型號用分離脫落產(chǎn)品規(guī)格數(shù)量由104 個縮減至65 個，規(guī)格數(shù)量壓縮37.6%；通過對壓縮后產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，公司的效率大幅提升，結(jié)合數(shù)字化生產(chǎn)線的建設(shè)，全員勞動生產(chǎn)率提高了12.32%，產(chǎn)品平均交付周期由94 天縮短至57 天；分離脫落及連接器產(chǎn)品質(zhì)量問題發(fā)生率顯著降低，由2017 年的3 項下降至2020 年的1 項，下降率在50%以上，產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性得到顯著提升。

通過上下協(xié)同推進產(chǎn)品化工作，研究所制定型號通用標(biāo)準(zhǔn)接口、控制型號產(chǎn)品選用機制，公司根據(jù)自身技術(shù)優(yōu)勢并結(jié)合型號發(fā)展趨勢開展型譜研究、規(guī)格壓縮等工作，促進連接器科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型升級，縮短電連接器研制周期，有力保障了型號任務(wù)的圓滿完成。