設(shè)計(jì)與生產(chǎn)相分離的航天型號(hào)產(chǎn)品超差代料治理思路與措施

趙鵬飛、張?jiān)鲫?yáng)、胡云、許春來(lái)、楊慶功/中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

隨著中國(guó)航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，航天任務(wù)逐年井噴式增長(zhǎng)，以宇航領(lǐng)域?yàn)槔笆濉币詠?lái)，“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭年均發(fā)射任務(wù)近28 次，特別是2022年發(fā)射任務(wù)突破50+。在航天型號(hào)研制和發(fā)射任務(wù)急劇增加的同時(shí)，超差、代料這一型號(hào)產(chǎn)品共性、基礎(chǔ)性問(wèn)題長(zhǎng)期存在于型號(hào)研制生產(chǎn)過(guò)程中，反映出解決問(wèn)題的系統(tǒng)性不夠、徹底性不足等問(wèn)題，給產(chǎn)品帶來(lái)了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)隱患，問(wèn)題的產(chǎn)生一定程度上與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)分離的現(xiàn)狀有關(guān)，制約了研制效率提升和生產(chǎn)成本控制，影響一流企業(yè)的發(fā)展，急需采取措施予以解決。

為徹底解決超差、代料問(wèn)題，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品制造能力，打造航天卓越產(chǎn)品體系，通過(guò)全面梳理航天型號(hào)產(chǎn)品超差、代料情況，深入分析超差、代料問(wèn)題特征，徹底摸清問(wèn)題底數(shù)；依據(jù)橫向一致、優(yōu)化指標(biāo)、嚴(yán)格管控原則，提出了系統(tǒng)的治理對(duì)策，精準(zhǔn)分類施策，顯著減少了型號(hào)產(chǎn)品超差、代料問(wèn)題，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品制造能力，支撐航天卓越產(chǎn)品體系的構(gòu)建。

一、航天產(chǎn)品超差、代料類型分析

1.超差類型分析

技術(shù)指標(biāo)超差。因技術(shù)指標(biāo)過(guò)高或工藝能力不足、工人操作不到位等原因造成的產(chǎn)品性能指標(biāo)不符合技術(shù)文件要求。

產(chǎn)品尺寸超差。分為形位尺寸超差、加工尺寸超差，因操作難度大或操作不當(dāng)、工藝方案考慮不周、多尺寸公差精度配合不到位等導(dǎo)致。

外觀質(zhì)量超差。因誤操作導(dǎo)致的偶然性磕碰傷、缺陷等超差。

2.代料類型分析

（1）材料本質(zhì)沒(méi)有改變，標(biāo)準(zhǔn)更新導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、牌號(hào)等代料

標(biāo)準(zhǔn)代料。新老標(biāo)準(zhǔn)替代，采購(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)文件標(biāo)準(zhǔn)不符。標(biāo)準(zhǔn)代料在各型代料中數(shù)量最多，如某型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代料占代料總數(shù)的70%以上。

牌號(hào)代料。標(biāo)準(zhǔn)更新后材料牌號(hào)發(fā)生變換，與技術(shù)文件要求牌號(hào)不一致，新老牌號(hào)的材料成分、性能均一致，不影響產(chǎn)品使用。

規(guī)格代料。無(wú)貨或缺料的情況下，用現(xiàn)有規(guī)格的原材料以大代小、以厚代薄，再經(jīng)過(guò)加工達(dá)到技術(shù)文件要求。

（2）實(shí)際應(yīng)用材料與技術(shù)文件不符，設(shè)計(jì)讓步使用的代料

復(fù)驗(yàn)代料。材料某些性能或表面質(zhì)量在入廠復(fù)驗(yàn)時(shí)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

精度代料。板材厚度、精度等指標(biāo)未滿足標(biāo)準(zhǔn)要求而產(chǎn)生代料。

狀態(tài)代料。材料供貨狀態(tài)與設(shè)計(jì)要求狀態(tài)不符，如彈簧鋼絲用無(wú)“銀亮”狀態(tài)代替“銀亮”狀態(tài)。

（3）非金屬材料超期代料

超期代料。非金屬材料放置時(shí)間超過(guò)有效期。

二、治理總體思路

設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物資聯(lián)動(dòng)開(kāi)展橫向?qū)Ρ确治觯痦?xiàng)分析同類產(chǎn)品在不同型號(hào)的超差、代料控制情況，從物資（含元器件、金屬材料、非金屬及復(fù)合材料等）選用、技術(shù)狀態(tài)控制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性優(yōu)化等方面提出設(shè)計(jì)改進(jìn)措施；針對(duì)設(shè)計(jì)不能采取措施的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)單位牽頭生產(chǎn)單位、物資供應(yīng)單位共同制定生產(chǎn)改進(jìn)措施。

1.橫向一致

同類產(chǎn)品存在超差、代料的情況，在其它型號(hào)、其它單位有解決方案的，該產(chǎn)品的超差、代料必須要進(jìn)行對(duì)標(biāo)改進(jìn)；在各型號(hào)、各單位均無(wú)法解決的，對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)，進(jìn)行深入研究，提出改進(jìn)方案。

2.優(yōu)化指標(biāo)

長(zhǎng)期存在的普遍性、共性產(chǎn)品超差項(xiàng)目，加強(qiáng)產(chǎn)品特性超差包絡(luò)分析和容差分析，在經(jīng)過(guò)多個(gè)型號(hào)地面驗(yàn)證、飛行試驗(yàn)考核的基礎(chǔ)上，對(duì)于確實(shí)由于指標(biāo)要求過(guò)高導(dǎo)致的超差情況，應(yīng)在一定的數(shù)據(jù)積累基礎(chǔ)上適當(dāng)優(yōu)化設(shè)計(jì)指標(biāo)，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

3.嚴(yán)格管控

嚴(yán)格控制超差、代料辦理，對(duì)于不得不辦理的超差、代料，應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，制定風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

三、航天產(chǎn)品超差、代料治理措施

對(duì)近一段時(shí)間內(nèi)有研制生產(chǎn)任務(wù)的型號(hào)超差、代料辦理情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理和統(tǒng)計(jì)分析，按照同類產(chǎn)品超差代料問(wèn)題合并處理、偶發(fā)性超差代料杜絕再次出現(xiàn)的原則，逐項(xiàng)分析確認(rèn)，形成超差、代料問(wèn)題清單，分析超差和代料類型，理清每個(gè)型號(hào)超差、代料辦理情況，做到問(wèn)題清楚、型號(hào)清楚、產(chǎn)品清楚。按照超差、代料類型制定相應(yīng)改進(jìn)措施，分類開(kāi)展治理。

1.超差治理措施

（1）技術(shù)指標(biāo)超差

長(zhǎng)期存在的普遍性、共性產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)超差項(xiàng)目，主要是防熱結(jié)構(gòu)件、閥門、管路的性能指標(biāo)超差，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)單位共同研究制定切實(shí)的有效措施：一方面，對(duì)確實(shí)不影響型號(hào)質(zhì)量特性指標(biāo)、普遍讓步接收的項(xiàng)目，由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行產(chǎn)品特性超差包絡(luò)分析和容差分析，重新確定指標(biāo)范圍，或者進(jìn)一步優(yōu)化完善要求，制定統(tǒng)一、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品的合格率水平；另一方面，針對(duì)影響產(chǎn)品性能指標(biāo)或影響質(zhì)量可靠性、穩(wěn)定性的特性超差，要開(kāi)展工藝優(yōu)化改進(jìn)研究，逐步減少因工藝能力不足導(dǎo)致的產(chǎn)品超差及讓步使用，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。

針對(duì)焊縫氣孔、未焊滿等焊接缺陷問(wèn)題導(dǎo)致的超差，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)單位在充分考核及包絡(luò)分析基礎(chǔ)上，通過(guò)焊接標(biāo)準(zhǔn)替代、焊縫技術(shù)指標(biāo)優(yōu)化等措施，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)技術(shù)要求，細(xì)化焊縫質(zhì)量等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提高焊縫無(wú)損檢測(cè)能力和焊縫缺陷判讀精準(zhǔn)性，提升產(chǎn)品合格率；針對(duì)焊接導(dǎo)致的變形問(wèn)題，如對(duì)外接口尺寸，要進(jìn)一步研究減少焊接變形的工藝控制措施，開(kāi)展工藝技術(shù)攻關(guān)，通過(guò)采用多道焊、焊前預(yù)熱、焊后矯正、使用夾固工裝、優(yōu)化焊接參數(shù)等措施控制變形量，提升整體變形控制技術(shù)能力。

針對(duì)化銑超差，全面分析論證歷史數(shù)據(jù)，有針對(duì)性地放寬化銑缺陷評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)；采用機(jī)銑等先進(jìn)工藝替代化銑工藝，從根本上解決化銑超差問(wèn)題。

（2）尺寸超差

針對(duì)形位尺寸超差，開(kāi)展形位尺寸超差項(xiàng)目梳理及包絡(luò)分析，由設(shè)計(jì)單位更改可放寬的指標(biāo)項(xiàng)目；由于部分研制型號(hào)子樣數(shù)據(jù)少，針對(duì)因誤差累計(jì)、圖紙不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的超差，生產(chǎn)單位加強(qiáng)數(shù)據(jù)積累及采集，根據(jù)產(chǎn)品實(shí)物狀態(tài)及子樣數(shù)據(jù)，與設(shè)計(jì)部門溝通協(xié)調(diào)，優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。針對(duì)鈑金成形、熱處理、鑄造等特殊過(guò)程中的產(chǎn)品外形、結(jié)構(gòu)尺寸等零件級(jí)產(chǎn)品超差，加強(qiáng)設(shè)計(jì)與工藝協(xié)同，通過(guò)提升生產(chǎn)能力、細(xì)化工藝過(guò)程控制、優(yōu)化改進(jìn)工藝流程、強(qiáng)化管理措施落實(shí)等途徑，提升特殊過(guò)程整體技術(shù)能力和精細(xì)化管控水平；生產(chǎn)單位要結(jié)合具體產(chǎn)品，開(kāi)展薄弱環(huán)節(jié)治理、可靠性提升等工作，通過(guò)增材制造技術(shù)等新工藝適用性研究應(yīng)用，解決特殊過(guò)程超差瓶頸問(wèn)題。

針對(duì)加工尺寸超差，實(shí)施工藝優(yōu)化、新技術(shù)推廣應(yīng)用，持續(xù)提升機(jī)械加工尺寸控制能力；針對(duì)機(jī)械加工變形問(wèn)題，總結(jié)以往數(shù)據(jù)，通過(guò)改進(jìn)工藝參數(shù)、工裝和產(chǎn)品裝夾方式，合理匹配粗加工、時(shí)效、精加工來(lái)釋放加工應(yīng)力，減少加工過(guò)程變形。

（3）外觀質(zhì)量超差

針對(duì)工藝控制防護(hù)不到位、操作不精細(xì)導(dǎo)致的超差，通過(guò)精益產(chǎn)品質(zhì)量保證，加強(qiáng)工藝穩(wěn)定性控制；提升產(chǎn)品防護(hù)、自動(dòng)化加工檢測(cè)、防呆設(shè)計(jì)等防差錯(cuò)技術(shù)手段，強(qiáng)化過(guò)程管控；進(jìn)一步細(xì)化工藝規(guī)程，固化操作方法，嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)管理，加強(qiáng)技能人員培訓(xùn)，提高操作穩(wěn)定性；對(duì)于設(shè)備故障導(dǎo)致的超差，要加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，強(qiáng)化設(shè)備管理，杜絕低層次超差問(wèn)題。

2.代料治理措施

（1）標(biāo)準(zhǔn)代料、牌號(hào)代料

因標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)或標(biāo)準(zhǔn)替代產(chǎn)生的同種材料標(biāo)準(zhǔn)代料、牌號(hào)代料，短期內(nèi)可以制定通用的代料管理細(xì)則，提高管理效率；長(zhǎng)期應(yīng)研究圖紙和技術(shù)條件的更新?lián)Q代，強(qiáng)化技術(shù)文件與標(biāo)準(zhǔn)要求的匹配性，從根本上徹底解決代料問(wèn)題。對(duì)后續(xù)新產(chǎn)品，要全面開(kāi)展型號(hào)產(chǎn)品配套原材料選用目錄編制工作，規(guī)范設(shè)計(jì)選用過(guò)程，從設(shè)計(jì)源頭上控制代料。

（2）規(guī)格代料

針對(duì)供貨不足等原因?qū)е碌囊?guī)格代料，加強(qiáng)物資庫(kù)存和采購(gòu)信息的可知可視，指導(dǎo)開(kāi)展基于可用性的物資設(shè)計(jì)選用；物資供應(yīng)部門加強(qiáng)物資采購(gòu)的計(jì)劃性，組織供應(yīng)商開(kāi)展技術(shù)能力提升，提前與供應(yīng)商簽訂暫定價(jià)框架合同，明確合作意見(jiàn)，精準(zhǔn)控制訂貨及到貨節(jié)奏，減少因進(jìn)度緊張及物資庫(kù)存積壓帶來(lái)的代料；制定備份供應(yīng)商開(kāi)發(fā)計(jì)劃，疏通供貨渠道，通過(guò)實(shí)施全鏈條管控和優(yōu)化供給能力，嚴(yán)格控制因缺料及質(zhì)量不滿足要求導(dǎo)致的代料。

（3）復(fù)驗(yàn)代料、精度代料、狀態(tài)代料

針對(duì)同種材料不同規(guī)格性能的復(fù)驗(yàn)代料、精度代料、狀態(tài)代料，加強(qiáng)原材料訂貨的質(zhì)量控制，向供應(yīng)商傳遞質(zhì)量控制要求，從生產(chǎn)源頭提高原材料質(zhì)量，并嚴(yán)格按圖樣、技術(shù)條件要求采購(gòu)、驗(yàn)收；同時(shí)，設(shè)計(jì)單位開(kāi)展產(chǎn)品功能影響分析，結(jié)合材料統(tǒng)型采購(gòu)，選擇臨近規(guī)格和性能材料的選用設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)圖紙更改。

（4）超期代料

開(kāi)展型號(hào)非金屬材料超期使用研究，形成非金屬材料復(fù)驗(yàn)技術(shù)條件，明確超期復(fù)驗(yàn)項(xiàng)目和要求，優(yōu)化復(fù)驗(yàn)合格證開(kāi)具條件，科學(xué)辦理超期質(zhì)疑單。強(qiáng)化精益生產(chǎn)管理，加強(qiáng)與非金屬材料供應(yīng)商的溝通、協(xié)調(diào)，研究實(shí)行多批采購(gòu)、分批到貨的原材料訂貨機(jī)制，逐步實(shí)現(xiàn)精益化采購(gòu)和生產(chǎn)，壓縮原材料庫(kù)存。

為打造航天卓越產(chǎn)品體系，實(shí)現(xiàn)航天事業(yè)向高質(zhì)量保證成功、高效率完成任務(wù)、高效益推動(dòng)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展，針對(duì)航天型號(hào)超差、代料問(wèn)題，提出了系統(tǒng)的治理對(duì)策，精準(zhǔn)分類施策，建立了超差、代料治理長(zhǎng)效機(jī)制。針對(duì)梳理出的727 項(xiàng)超差、939 項(xiàng)代料問(wèn)題，逐一制定了切實(shí)可行的改進(jìn)措施，形成了超差、代料治理基線，落實(shí)改進(jìn)措施，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品制造能力，確保型號(hào)研制任務(wù)取得圓滿成功。該治理對(duì)策在治理過(guò)程中得到不斷的補(bǔ)充和豐富，可為其他企業(yè)航天產(chǎn)品超差、代料治理提供借鑒。