航天復雜產品快速響應批生產管理模式研究

令狐黎霓、魯蕓、練洪波 /航天江南集團有限公司

“十三五”以來我國安全形勢更加嚴峻，軍事斗爭準備日益迫切，國防和軍事實力成為提高中美戰(zhàn)略制衡能力的首要條件和關鍵所在。在強化備戰(zhàn)打仗導向政策的影響下，我國的國防戰(zhàn)略從重研制、輕批產調整為研制與批產并重，軍工企業(yè)整體迎來了科研生產任務的高峰期。

當前，軍方實施從武器系統(tǒng)到分系統(tǒng)的競爭性采購，武器裝備采購全系統(tǒng)、全流程競爭已成為常態(tài)，行業(yè)壁壘正在被逐漸打破，多個民企正在進入航天國有企業(yè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢領域。面對快速變化的外部環(huán)境和更加激烈的競爭，航天國有企業(yè)在不斷追求技術先進性、創(chuàng)新性的基礎上，如何圓滿完成批生產任務成為應對市場競爭的關鍵。然而，任務的激增導致航天國有企業(yè)原有的批生產管理模式已不適用，基礎管理薄弱的問題逐步凸顯，給批生產進度管理和質量控制等相關活動帶來了巨大的挑戰(zhàn)和風險。并且隨著用戶需求的不斷增加，產品交付周期要求大幅縮短，傳統(tǒng)的生產組織管理模式在提高產品質量和縮短生產周期、保證任務成功、有限資源約束和落實高強度計劃等方面存在問題。

一、核心思路

在強化備戰(zhàn)打仗導向政策及裝備采購體制變革的形勢下，針對航天企業(yè)當前批生產時間緊、任務重及批生產與研制混線生產的特點，以及高速增長的批生產任務需求，圍繞“提高生產效率、實現(xiàn)質量‘零缺陷’”的目標，以工藝流程優(yōu)化為抓手，通過構建以產品為維度的批生產責任人體系，有效提升基于流程和布局優(yōu)化的高效制造能力；通過構建批生產策劃體系與優(yōu)先級評定體系，實現(xiàn)管理效率最優(yōu)化；通過構建以推拉式結合的計劃管理體系，明確計劃考核等級，實現(xiàn)對調度系統(tǒng)的正向激勵；通過構建快速響應供應鏈管理體系、數(shù)字化批生產管理體系，有效提升基于信息化平臺的快速響應能力。

二、具體設計

1.建立健全管理體制機制，明確職責

（1）調整組織職能及架構，優(yōu)化科研生產管理模式

以產品生產流程為主線，在院本部及各承制單位成立批生產責任人體系，涵蓋技術、生產、產品質量保證管理人員，明確項目團隊，打破原有的職能部門限制，實現(xiàn)對批生產隊伍的強矩陣式管理，全級次壓實責任。同時，以客戶代表室機構改革為契機，遵循系統(tǒng)工程的思維，組織承制單位以產品結構樹為主線，理順客戶代表室、企業(yè)、產品之間的關聯(lián)性，構建1 ～4 級產品合同監(jiān)管責任人體系，客戶代表室和產品承制單位之間的管理方式由松散型轉變?yōu)槿蹙仃囀?，強化以合同為目標導向，促進承制單位和客戶代表積極解決影響產品生產和技術服務的瓶頸問題。

（2）構建異常問題處理快速響應機制，縮短溝通周期

批生產過程中不可避免因“人、機、料、法、環(huán)”等方面存在管理薄弱環(huán)節(jié)，導致質量問題的發(fā)生，如人員操作失誤、元器件失效、工裝故障等問題，而這些問題得不到及時、有效的解決，勢必影響產品的產出。以解決問題為目標，構建異常問題快速解決機制，提高批生產過程控制能力。批生產快速響應機制分為業(yè)務流和信息流2 個部分，業(yè)務流為異常問題的處理流程，信息流為信息反饋流程。異常問題的處理按照處理時限要求逐級向上反饋，處理問題責任主體為當前所處的層級，處理完畢即閉環(huán)，超時未處理完畢須向上一級反饋。信息流由異常問題直接處理人員反饋調度系統(tǒng)，調度系統(tǒng)按要求時限逐級向上反饋，在問題處理過程中“兩總”系統(tǒng)和調度系統(tǒng)實時進行信息溝通。

2.優(yōu)化批生產流程，提高管理效率

（1）構建項目優(yōu)先級評定體系，強化資源統(tǒng)籌

兩級調度系統(tǒng)在調配項目間共性資源時，結合項目系統(tǒng)性、多層次的特點以及多項目快速響應的批生產需求，從戰(zhàn)略、項目、工序3 個層面進行綜合考慮。戰(zhàn)略層次評定優(yōu)先從企業(yè)戰(zhàn)略的高度綜合判斷各個項目，通過定性與定量相結合的分析，決定項目的優(yōu)先次序，“重要”或者“次要”是后續(xù)項目推進過程中的前提條件。采用組合分類矩陣法判定優(yōu)先級，優(yōu)先考慮給企業(yè)帶來的實際效益和資源占用2 個維度。項目層次評定一般在完成戰(zhàn)略層次的評定之后，重點參照項目的實際周期、合同約定的生產周期以及進度保證金等因素。對項目進行排序，計劃余量（合同約定周期/實際生產周期）越小排產越靠前，如果出現(xiàn)排序相同的情況，再參照進度保證金的金額，金額越高排序越靠前。工序層次評定主要從以下幾個方面進行判斷：一是當某一工序是其它工序的前置條件時，一旦該工序完不成，其它任務也無法按期完成；二是工序影響的后置任務路徑較長，所占用的時間更多，需要優(yōu)先考慮這類工序；三是當工序所占資源越多，任務發(fā)生變化時，其它工序資源沖突就會越突出，為了避免此類工序影響計劃的有效執(zhí)行，需優(yōu)先完成這種工序。

（2）健全批生產策劃體系，合理配置公共資源

構建“1 案+1 表+要素”的批生產策劃體系，即形成一個總策劃報告、一張對策措施表，N 個要素則是生產計劃、資源補充計劃等。對標年度任務目標，對生產過程進行全面梳理，院、廠兩級在策劃過程中充分梳理制約批生產任務推進的瓶頸短線，并借鑒上一年度資源使用情況，結合本年度所承擔的具體任務，全面盤點各項保障資源，加強共性和專有資源統(tǒng)籌。針對部門共性和專用資源緊缺的實際情況，為避免任務集中撞車，提前化解資源沖突，加強高峰時段錯峰生產、統(tǒng)一協(xié)調和綜合均衡全年任務等措施，確保各項任務平穩(wěn)有序推進。制定的各項工作措施要落細、落小、落實、可追溯，體現(xiàn)“四均衡”（均衡研制、均衡試驗、均衡生產、均衡交付）原則。

通過開展批生產策劃，梳理構成任務的必要過程，重點關注飛行試驗、系統(tǒng)聯(lián)調、系統(tǒng)總裝等關鍵過程，并按照工藝總方案和工藝流程，以工序為最小策劃單元。為切實找出策劃過程所需能力與當前已具備能力的差距，通過靈活運用科學的原理和方法，分析策劃過程實現(xiàn)能力，兩者之差作為調整過程任務和配置資源的重要依據(jù)。根據(jù)分析測算和對比結果，對過程任務進行科學合理的調整。針對部分過程實現(xiàn)存在的問題（包括設備、場地、內外部保障條件等）和風險，最終形成風險管控措施匯總表，納入院級計劃進行管理，按月度進行督辦，年度進行考核。

（3）構建快速響應的彈性供應鏈，確保物資保障有序開展

構建“供應商協(xié)議庫存+安全庫存”管理模式，切實緩解單位“兩金”壓力，同步提升物資的齊套效率。針對通用性的元器件及專用性物資設置安全水平線，當物資低于水平線時啟動預警，及時對該物資進行補充采購。同時，與重點鏈構建戰(zhàn)略合作關系，在簽訂外協(xié)合同/協(xié)議時除了明確供應商正常交付的臺套數(shù)量外，還明確了供應商自身所需儲備的成品或半成品臺套數(shù)，確保能滿足應急任務所需。以主進度計劃為抓手，全面清理各項目協(xié)議組件配套關系，找出干擾因素并及時協(xié)調處理有關短線瓶頸，按期完成協(xié)議組件的齊套交付。

通過分析零部件配套單位的歷史齊套效率曲線及未完成任務量，按一定增長率確定各配套單位的評價標準，確保零組件的準時齊套。

剛性計劃準時完成率=當期準時完成數(shù)/當期應完成數(shù)

一次提交合格率=合格產品數(shù)/提交檢驗產品總數(shù)

通過剛性計劃準時完成率、一次提交合格率等KPI 指標對配套單位進行考核，多維度監(jiān)督與考核計劃的執(zhí)行情況，推進配套單位主動作為，確保保質保量完成生產任務。同時，細化分解產品結構樹，梳理出產品物資配套明細表，對于未齊套的物料，根據(jù)板級、組合級產品的難易程度、生產周期，明確物料的先后次序、優(yōu)先級，督促外協(xié)廠家按照“突出重點、全面推進”的原則，有針對性地搶抓元器件、協(xié)議件、零件等物料的生產，同時安排專人到外協(xié)廠家進行督產，全面追蹤、督導產品生產進度，對突發(fā)情況進行及時協(xié)調處理。

組織主要分系統(tǒng)單位開展數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)建設，實現(xiàn)與ERP、MES 系統(tǒng)等集成應用，有效提升物資的存儲空間利用率，進一步提升物流運轉效率。

3.建設數(shù)字化為重點柔性生產線，提高生產效率

（1）深化數(shù)字化管理手段的應用，提高生產效能

一是批生產計劃在線管理。通過ERP、PDM（TC）、MES、BPM 等主要信息化系統(tǒng)的建設和有效集成，批生產計劃實現(xiàn)在線管理，實現(xiàn)對產品生產進度、物料到貨等的實時監(jiān)控和分析，形成院級、公司級、車間級“三級”管控；物資“五統(tǒng)一”、元器件“五統(tǒng)一”業(yè)務實現(xiàn)線上管理，外購業(yè)務采購計劃跟蹤報表、“五統(tǒng)一”采購需求溝通報表實現(xiàn)在線展示。

二是基于BOM 的生產過程數(shù)字化?；赥C、ERP、MES等信息化系統(tǒng)，通過BOM 的深度應用，實現(xiàn)了生產過程數(shù)字化?；贓BOM 自動生成產品明細表，基于EBOM 快速形成PBOM，基于PBOM 開展采購及排產，作業(yè)指令派發(fā)至操作崗位，大幅提升生產過程效率?；诮Y構虛擬樣機，通過數(shù)字化工藝和檢驗標準的制定，結合工位終端的應用，實現(xiàn)數(shù)字化加工仿真和三維工藝下廠。對部分生產設備、測試設備實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，保證生產管理的可視化和透明化，及時掌握車間的整體運行情況，提升車間排產的合理性。通過實施自動化測試技術，多個分系統(tǒng)實現(xiàn)自動化檢測、調試，真正達到機械化換人、自動化減人的目標，大幅縮減人工成本。

三是深化條碼和數(shù)據(jù)包應用。將條碼及數(shù)據(jù)包交付納入分外包合同考核，規(guī)范了條碼及數(shù)據(jù)包管理。總裝廠牽頭完成ERP系統(tǒng)、MES 系統(tǒng)、總裝柔性裝配MES 系統(tǒng)條碼功能改造，實現(xiàn)分系統(tǒng)批生產產品條碼和數(shù)據(jù)包交付，系統(tǒng)總裝過程實現(xiàn)條碼應用及電子履歷信息收集。主要分系統(tǒng)單位實現(xiàn)自制件生產過程基于條碼進行流轉。建設元器件及半成品智能立體庫，基于條碼開展產品入庫、出庫及庫存管理等工作。元器件“五統(tǒng)一”業(yè)務實現(xiàn)基于條碼的復驗篩選、入庫、出庫等工作。

（2）優(yōu)化工藝流程，推動生產效率和質量雙提升

針對航天產品生產周期長、手工操作多、生產流程復雜等問題，全面梳理工藝流程，找到瓶頸、堵點，強化關鍵資源配置，實現(xiàn)縮短主線工作周期、輔線工作超前實施。對關鍵分系統(tǒng)裝配車間進行改造，按照工藝流程對作業(yè)區(qū)域進行模塊化分區(qū)，每個區(qū)溫度、濕度、潔凈度均獨立可控，分別設置為板級裝配區(qū)、組合級裝配區(qū)、整機級裝配區(qū)，工作效率提升了30%以上，產品生產過程質量可控。

針對應急專項任務，制定應急生產技術方案和工藝方案，明確分組流轉及檢驗驗收原則，優(yōu)化部分工序，分系統(tǒng)、總裝測試及換裝實現(xiàn)分組驗收與交付，大幅縮短生產周期。常規(guī)生產條件下，從分系統(tǒng)齊套到完成系統(tǒng)裝配，周期為140 天；應急生產條件下，從分系統(tǒng)齊套到完成全批系統(tǒng)換裝，周期為95 天，生產效率提升30%以上。

針對批生產過程中故障率較高的產品，每次投產時除了正式產品、例試品外整機多投2 ～4套、板級多投2 ～5 套，以確保生產過程中出現(xiàn)個別性質量問題時，可直接對故障件進行更換，確保生產過程不間斷，大幅提升生產效率。

在多項目并行的背景下，不同項目需求同一資源的現(xiàn)象較為普遍，當資源數(shù)量有限、難以滿足各個項目需求時，就會出現(xiàn)項目間的資源沖突，進而影響后續(xù)項目的進度。因此，要保證任務的圓滿完成，必須對各項目進行合理規(guī)劃，盡可能減少由于多項目同時搶占同一關鍵資源而引起的生產沖突。充分借鑒關鍵鏈路法（CCM）的相關理論和思想，在充分考慮資源限制的前提下制定更加合理的批生產計劃。關鍵路徑的確定主要是依靠網(wǎng)絡圖中的時間參數(shù)，一旦時間參數(shù)確定，關鍵路徑就隨之確定；關鍵鏈的確定是一個動態(tài)持續(xù)優(yōu)化的過程，由于充分考慮了資源的約束，再根據(jù)各個階段任務的重要性進行資源分配，因此關鍵鏈法比關鍵路徑法更適用于多項目并行的管理。同時，利用非關鍵工作的時差，用其中的部分資源加強關鍵工作，以縮短關鍵工作的持續(xù)時間，使工期縮短。

4.實施主體考核管理，推動項目順利進行

建立批生產考核體系框架，構建科研生產任務考核星級評定體系，針對不同考核主體進一步優(yōu)化任務的考核模式，制定考核節(jié)點類別清單，明確不同類別節(jié)點的考核星級，采取各種措施加強計劃過程控制，完善績效考核方式，有效促進各任務主體按計劃開展產品生產，以達到提升計劃完成率、批生產收入穩(wěn)步增長的目標。責任令和具有重要里程碑意義的節(jié)點，如出廠質量評審和產品交付節(jié)點等節(jié)點考核等級，標注不高于★★★。涉及2家或2 家以上單位的重要任務，如系統(tǒng)級對接試驗等，牽頭單位節(jié)點考核等級標注不高于★★，配合單位節(jié)點考核等級標注不高于★。調度令為強制執(zhí)行計劃，不進行星級標注，第一類調度令任務實行獎懲制，第二類調度令任務只罰不獎（見表1）。

表1 航天復雜產品批生產任務考核等級明細表

新時期航天企業(yè)軍用產業(yè)快速發(fā)展，飛行試驗頻率和產品生產數(shù)量顯著增加，科研生產任務格局已經由單一產品、小批量向多產品并線、大批量生產轉變，通過構建航天復雜產品快速響應批生產管理模式，研究院的生產組織管理模式得到優(yōu)化，生產運行規(guī)范化、流程化、體系化，產品大幅增加，經濟效益顯著，有效提升了研究院的戰(zhàn)略核心地位。實踐證明，推行航天復雜產品快速響應批生產管理模式，是提升航天企業(yè)核心競爭力的有效方法，值得同類型企業(yè)借鑒。