面向航天制造企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理研究

李歡、沈汝洵、趙雄、李文光、孟波、周世杰 /首都航天機(jī)械有限公司

當(dāng)前，我國(guó)正在加快推進(jìn)載人航天、月球探測(cè)等重大航天工程，對(duì)航天制造提出了更高、更快、更強(qiáng)的要求。企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展是貫徹落實(shí)國(guó)家航天強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要途徑，更是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。

首都航天機(jī)械有限公司作為我國(guó)航天產(chǎn)品總裝集成制造企業(yè)，在當(dāng)前航天型號(hào)產(chǎn)品任務(wù)激增的嚴(yán)峻形勢(shì)下，依靠簡(jiǎn)單的資源投入、人員投入等傳統(tǒng)研制生產(chǎn)模式已無(wú)法適應(yīng)未來(lái)任務(wù)需求，亟需通過(guò)數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)化穩(wěn)定批產(chǎn)和快速研制。近年來(lái)，公司大力開(kāi)展了數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)工作，數(shù)字化生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用能力得到有效提升。然而，由于生產(chǎn)線建設(shè)涉及領(lǐng)域眾多、技術(shù)復(fù)雜，公司前期生產(chǎn)線的方案設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程出現(xiàn)了各種管理協(xié)調(diào)問(wèn)題，為明確職責(zé)、清晰流程，本文對(duì)生產(chǎn)線建設(shè)的流程和管理模式進(jìn)行了研究，明確了生產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中各部門的職責(zé)和各階段的工作內(nèi)容，規(guī)范了公司生產(chǎn)線建設(shè)管理工作。

一、 生產(chǎn)線建設(shè)原則

生產(chǎn)線建設(shè)應(yīng)充分考慮航天產(chǎn)品的特點(diǎn)，瞄準(zhǔn)先進(jìn)的生產(chǎn)組織模式，以產(chǎn)品工藝方案為生產(chǎn)線建設(shè)的依據(jù)，逐步構(gòu)建面向產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，強(qiáng)化過(guò)程控制，提升航天產(chǎn)品生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力和質(zhì)量保證能力，使其穩(wěn)定高效地重復(fù)生產(chǎn)合格產(chǎn)品。生產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中應(yīng)遵循以下原則：

（1）需求牽引、聚焦瓶頸：根據(jù)企業(yè)行業(yè)定位和發(fā)展戰(zhàn)略，系統(tǒng)分析預(yù)測(cè)未來(lái)市場(chǎng)需求，聚焦主營(yíng)業(yè)務(wù)與核心產(chǎn)品，識(shí)別生產(chǎn)能力短板和瓶頸。

（2）統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施：在企業(yè)軍工能力統(tǒng)籌建設(shè)規(guī)劃框架下，以“數(shù)字化、柔性化、模塊化、集成化”為原則，系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)總體方案，建設(shè)過(guò)程中細(xì)化階段目標(biāo)及實(shí)施步驟，分階段完成。

（3）技術(shù)引領(lǐng)、核心自主：深入研究數(shù)字化柔性生產(chǎn)線規(guī)劃建設(shè)方法和支撐技術(shù)，面向產(chǎn)品、成組歸類，優(yōu)化流程與布局，合理選用生產(chǎn)制造模式和單元類型；自主研發(fā)軟硬件，突破關(guān)鍵核心技術(shù)。

二、生產(chǎn)線建設(shè)流程

通過(guò)對(duì)航天制造企業(yè)生產(chǎn)線建設(shè)管理過(guò)程進(jìn)行總結(jié)分析，將生產(chǎn)線建設(shè)工作分為需求論證、方案設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施和應(yīng)用評(píng)價(jià)4 個(gè)階段，各階段的工作內(nèi)容與流程如圖1 所示。

圖1 航天制造企業(yè)生產(chǎn)線建設(shè)各階段工作內(nèi)容

1.需求論證階段

生產(chǎn)線需求單位根據(jù)公司發(fā)展規(guī)劃、型號(hào)任務(wù)需求等條件開(kāi)展必要性與可行性分析，通過(guò)分析確定生產(chǎn)線的產(chǎn)品適用范圍、制造過(guò)程、安裝場(chǎng)地以及生產(chǎn)線建設(shè)的目標(biāo)和總體技術(shù)指標(biāo)，如生產(chǎn)能力、產(chǎn)品合格率等產(chǎn)品指標(biāo)，信息的數(shù)字化率、數(shù)據(jù)采集率等數(shù)字化指標(biāo)。另一方面，需求單位應(yīng)重新審視產(chǎn)品制造工藝方案，開(kāi)展必要的工藝優(yōu)化和改進(jìn)并進(jìn)行工藝驗(yàn)證，為生產(chǎn)線建設(shè)進(jìn)行工藝技術(shù)準(zhǔn)備，避免建設(shè)過(guò)程中由于制造工藝方案問(wèn)題出現(xiàn)調(diào)整和反復(fù)。針對(duì)上述內(nèi)容，需求單位形成需求論證報(bào)告；工藝技術(shù)部門組織公司領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)專家對(duì)需求論證報(bào)告進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后組織生產(chǎn)線設(shè)計(jì)部門開(kāi)展方案設(shè)計(jì)。

2.方案設(shè)計(jì)階段

生產(chǎn)線建設(shè)需求確定之后，生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)部門開(kāi)展總體建設(shè)方案設(shè)計(jì)，總體建設(shè)方案主要包括生產(chǎn)組織模式、整體框架、生產(chǎn)線物流系統(tǒng)安排和總體工藝布局。其中，生產(chǎn)線生產(chǎn)組織方式主要有傳統(tǒng)流水線式、零部組件細(xì)胞式、總裝脈動(dòng)式和柔性生產(chǎn)組織方式四種類型，各類型具有不同的特點(diǎn)并適應(yīng)不同的場(chǎng)景。生產(chǎn)線總體方案制定后，可通過(guò)生產(chǎn)線仿真，對(duì)生產(chǎn)線的工藝布局、物流效率、設(shè)備負(fù)荷、能力平衡、產(chǎn)能、節(jié)拍等進(jìn)行仿真分析，通過(guò)分析、評(píng)估，發(fā)現(xiàn)總體方案中存在的問(wèn)題，并進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化和完善。總體方案確定后開(kāi)展詳細(xì)方案設(shè)計(jì)，應(yīng)涵蓋產(chǎn)品對(duì)象分析、流程優(yōu)化、設(shè)備選型、工藝布局優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真、物料倉(cāng)儲(chǔ)及自動(dòng)配送、生產(chǎn)線管控系統(tǒng)、生產(chǎn)線相關(guān)基礎(chǔ)條件建設(shè)等內(nèi)容。

公司建立統(tǒng)一的生產(chǎn)線管控系統(tǒng)，面向不同的生產(chǎn)線進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2 所示。生產(chǎn)線管控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)間的貫通，即通過(guò)與生產(chǎn)執(zhí)行層系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)劃、工藝、質(zhì)量等業(yè)務(wù)協(xié)同；通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線上各類設(shè)備、儀器儀表等資源進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)感知、數(shù)據(jù)采集及指令控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上的自動(dòng)控制或人機(jī)交互協(xié)作。生產(chǎn)線數(shù)字化基礎(chǔ)條件應(yīng)統(tǒng)一建設(shè)，確保生產(chǎn)線具備完整的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境和必要的信息化輔助設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線內(nèi)主要生產(chǎn)設(shè)備、物流設(shè)備、產(chǎn)品等主要制造要素的互聯(lián)互通。

圖2 生產(chǎn)線管控系統(tǒng)架構(gòu)圖

工藝技術(shù)部門組織公司領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)專家對(duì)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后按照公司“三重一大”決策事項(xiàng)履行相應(yīng)決策程序，決策通過(guò)后進(jìn)入建設(shè)實(shí)施階段。

3.建設(shè)實(shí)施階段

本階段主要完成的工作為生產(chǎn)線實(shí)施計(jì)劃的編制、硬件與軟件的采購(gòu)、安裝場(chǎng)地的準(zhǔn)備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建、生產(chǎn)線的安裝調(diào)試及試運(yùn)行、技術(shù)與管理文件的配備、各相關(guān)崗位的人員培訓(xùn)、驗(yàn)收交付等。

資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理部門組織生產(chǎn)線實(shí)施計(jì)劃、投資計(jì)劃與預(yù)算的編制及申報(bào)，經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)同意后下達(dá)計(jì)劃并按照計(jì)劃對(duì)相關(guān)部門進(jìn)行管理考核。另外，資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理部門負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)線中設(shè)備、儀器、軟件等建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行招投標(biāo)、詢比價(jià)采購(gòu)以及合同簽訂工作，并督促?gòu)S家按照計(jì)劃交付。

涉及到生產(chǎn)線安裝的地基、網(wǎng)絡(luò)、水、電、氣、暖等基礎(chǔ)條件改造的，由基建部門、動(dòng)力部門完成配套條件施工圖設(shè)計(jì)及施工，為生產(chǎn)線做好場(chǎng)地準(zhǔn)備工作。設(shè)備到貨后，資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理部門組織生產(chǎn)線設(shè)計(jì)部門、需求單位、廠家共同開(kāi)展生產(chǎn)線的安裝調(diào)試工作，同時(shí)為生產(chǎn)線配備技術(shù)文件和管理文件。其中，技術(shù)文件為按照產(chǎn)品對(duì)象和工藝方案配置的工藝規(guī)程、質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄文件等；管理文件應(yīng)涵蓋生產(chǎn)線運(yùn)行管理的基本要求和方法，如生產(chǎn)線說(shuō)明書、質(zhì)量管理要求、設(shè)備管理規(guī)定、生產(chǎn)信息管理制度等。

生產(chǎn)線試運(yùn)行前，資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理部門組織對(duì)操作人員、生產(chǎn)管理人員、設(shè)備維護(hù)人員、物流控制人員、工藝人員等進(jìn)行培訓(xùn)，確保其熟悉管理要求和工藝流程，保證生產(chǎn)流程正常運(yùn)行。試運(yùn)行過(guò)程中，針對(duì)硬件、軟件與技術(shù)文件的不合理環(huán)節(jié)進(jìn)行多次迭代，持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，確保各項(xiàng)配置完整到位、運(yùn)行機(jī)制順暢、各項(xiàng)管理制度嚴(yán)格執(zhí)行。生產(chǎn)線試運(yùn)行無(wú)問(wèn)題后，可進(jìn)行驗(yàn)收交付工作。

4.應(yīng)用評(píng)價(jià)階段

生產(chǎn)線驗(yàn)收完成后進(jìn)入工程應(yīng)用階段，需求單位按照公司要求并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)開(kāi)展工藝試驗(yàn)工作，工藝試驗(yàn)合格后進(jìn)行工程化應(yīng)用評(píng)審，由建設(shè)需求單位編制評(píng)審報(bào)告，工藝技術(shù)部門組織產(chǎn)品設(shè)計(jì)單位及相關(guān)技術(shù)專家完成工程應(yīng)用評(píng)審。工程應(yīng)用評(píng)審后生產(chǎn)線正式投入使用，資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理部門組織建設(shè)需求單位、生產(chǎn)線設(shè)計(jì)部門進(jìn)行生產(chǎn)線運(yùn)行效果評(píng)估及總結(jié)。隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)的深入發(fā)展和應(yīng)用，數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)是一個(gè)逐步探索和提升的過(guò)程，應(yīng)定期進(jìn)行審視，持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和提升。

三、健全組織機(jī)制保障

數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，企業(yè)需要建立有效的組織機(jī)制來(lái)保障生產(chǎn)線建設(shè)工作的開(kāi)展，針對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)的管理建立獎(jiǎng)勵(lì)與考核機(jī)制，充分激發(fā)廣大職工的積極性和能動(dòng)性。以“客觀公正、獎(jiǎng)罰分明”為原則，對(duì)各職能部門和需求單位在生產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中計(jì)劃節(jié)點(diǎn)的完成情況和工作質(zhì)量等進(jìn)行定期量化考核，檢驗(yàn)并推進(jìn)生產(chǎn)線建設(shè)的進(jìn)程。在生產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中，出現(xiàn)低層次管理問(wèn)題，責(zé)任部門需進(jìn)行管理歸零，并納入考核。紀(jì)檢監(jiān)察審計(jì)部門對(duì)生產(chǎn)線的論證、實(shí)施、應(yīng)用過(guò)程中的違紀(jì)違規(guī)行為進(jìn)行責(zé)任追究。

另外，組建面向?qū)I(yè)的數(shù)字化研發(fā)隊(duì)伍，加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)，培養(yǎng)人才，完善人才引進(jìn)、使用、培養(yǎng)、激勵(lì)等措施。航天制造企業(yè)要培養(yǎng)既懂型號(hào)研制又懂?dāng)?shù)字化建設(shè)的復(fù)合型人才，合理配置專業(yè)團(tuán)隊(duì)，營(yíng)造良好的成長(zhǎng)環(huán)境，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供人才支持。

四、推廣應(yīng)用

為使數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理模式真正落地，公司發(fā)布了《數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理辦法》，明確了各部門職責(zé)、各階段工作內(nèi)容和要求，并附帶工作流程和工作手冊(cè)，同時(shí)通過(guò)工作會(huì)和專題培訓(xùn)對(duì)各部門進(jìn)行政策宣貫，指導(dǎo)各部門管理人員更好地推進(jìn)生產(chǎn)線建設(shè)工作，促使數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)規(guī)范、高效管理，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

目前，數(shù)字化生產(chǎn)線管理已較好地融入到企業(yè)各單位日常管理工作中，“管理出效益”的理念真正落到實(shí)處，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線建設(shè)全過(guò)程的規(guī)范管理，生產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題較以往相比大幅下降，過(guò)程受控，效果良好。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了航天制造企業(yè)中數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)的重要性以及生產(chǎn)線建設(shè)原則，將生產(chǎn)線建設(shè)工作分為4 個(gè)階段，對(duì)每個(gè)階段的具體工作內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明，制訂了生產(chǎn)線建設(shè)的工作流程，明確了各部門的職責(zé)，有利于生產(chǎn)建設(shè)工作科學(xué)規(guī)范、高質(zhì)高效地進(jìn)行。通過(guò)對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)管理工作的研究和相關(guān)要求的制訂，能夠有效提高航天制造企業(yè)中生產(chǎn)線建設(shè)工作管理的質(zhì)量和效率，加速推進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展，進(jìn)而支撐我國(guó)從航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)。