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航天项目基于系统牵引的单机齐套模式研究

2022-10-18温亚董文彬王知非王聪王拓北京航天自动控制研究所

航天工业管理 2022年9期
关键词:单机研制阶段

温亚、董文彬、王知非、王聪、王拓 /北京航天自动控制研究所

近年来,随着国际环境变化及甲方推行的配套采购制度逐渐成熟,中国运载火箭技术研究院的项目采购订单数量大幅增加。航天项目中控制系统单机的齐套已经由原来零散的各单机自己生产、自行交付的模式逐步变成系统牵引各单机按照一定节奏动态交付的大批量生产模式。装备订购数量多、周期短已经变成了未来装备订购的重要特点,要想在这样的环境中生存下来,就要按级次由下游单位按照上游单位要求在短时间内保质保量完成各个单机的交付工作。北京航天自动控制研究所根据企业自身特点,结合航天行业的特殊性对控制系统单机进行抓总,从系统层面牵引单机交付。

针对某项目全周期的控制系统牵引单机交付过程,研究所总结出控制系统牵引单机齐套的模式在研制阶段、小批量试制阶段、紧急交付阶段、批产阶段的特点,有针对性地归纳出控制系统对于各个生产阶段管理的重点关注目标,进而对控制系统的系统牵引单机齐套提出有效的战略政策建议。

一、工作与实践

1.研制阶段管理模式

在航天项目研制阶段,以赢竞争、保成功为第一目标,需要在第一时间完成设计投入使用的同时保证产品质量可靠。控制系统在型号研制初期严格落实研究所经营决策、方案决策、供应链决策,大力推动产品化选用,型号按照“系统架构+货架产品”的平台化研发理念最大程度选用成熟技术方案,适应型号快速研制和快节奏的特点,探索短平快型号研制模式,在提高研制效率的同时确保设计质量。在研制阶段实施项目负责人对工程研制工作全面负责制,各不同专业研究室针对型号配置专业队伍,建立了“型号队伍+产品队伍”的研制管理模式,分别负责专用型号产品及通用产品化产品的研制生产,严格按照控制系统研制流程开展单机和系统的研制工作。由系统牵头核心单机产品设计单位,围绕设计、生产、工艺以及验证、测试、检验等环节开展技术风险分析工作,前置技术风险审查点至控制系统单机。在研制阶段生产调试方面基本采用一人包干到底的模式,选用技能水平较高的操作人员,重点对新技术、新方法进行研究验证、对技术状态变化情况进行追踪落实、对现场问题及时协调沟通、处理总结、闭环落实。

控制系统在研制阶段做全单机试验,加强单机出厂测试和系统试验测试,在单机研制生产阶段,单机的研制试验较多,试验项目及试验条件未固化,试验充分性依据研制要求采用专测模式,进行各项功能、性能的摸底和极限测试试验,进行各项指标性能的确认。所有控制系统产品在单机加严出厂测试后,均需要100%经过由系统设计研究室研制队伍负责的控制系统综合试验验证,按照研制阶段综合试验大纲对产品进行多轮测试,杜绝产品带问题出系统。

2.小批量试制期间管理模式

在项目小批量试制阶段,该阶段产品作为控制系统产品第一次批量试制阶段,承担了需要固化技术状态、优化研制过程的任务,在前期研制的基础上需要进一步固化系统技术状态,为大批量生产提供产品经验储备。

控制系统综合试验验证在小批量阶段由设计研究室会同试验研究室共同承担,专业测试队伍和集成测试队伍与设计研究室形成技术对接,对产品同时开展小批量测试工作有利于产品方案和研制过程的持续优化改进,进一步推进各单机研制的产品化进程。

控制系统单机在小批量生产调试方面推广原负责人监督、采用多工种串行的生产调试模式。在生产阶段开始采用自动化设备生产,在调试试验阶段对工序进行模块化细分和组织结构调整,由试验人员进行产品试验及试验的测试工作,以保证产品滚动测试及试验,提高生产效率。控制系统所有小批量试制产品均需要100%经过综合试验验证,以保证产品质量可靠。

3.紧急交付期间管理模式

紧急交付任务是指甲方在原有交付周期基础上,由于突发情况提出大幅压缩交付周期的需求导致的特殊情况下的批生产任务,在此期间控制系统以产品按时交付为首要任务,利用以下措施指导相关工作。

(1)成立专项任务指挥部

控制系统成立由单位主要领导任组长、各配套单位主要领导担任组员的某专项生产交付任务指挥部,全面负责某交付任务,对重大事项进行决策协调,统筹保障相关资源。

(2)加强厂所联动

控制系统加强同配套单位的联动能力,与主要生产厂及短线配套单位成立多个专题工作组,每天协调工作计划及进展。针对短线产品交付,研究所领导带领“两总”及设计师下沉到所有控制系统生产配套厂家及产品交付一线,现场督战,解决实际问题。所有产品均按天进行计划排产,建立7×24小时沟通调度制度。

(3)开展试验剪裁

控制系统在获得甲方认可后,在紧急交付任务期间对批产的试验工作进行裁剪。运用工作大力做减法形成的思路,在保证产品测试覆盖性和系统质量的前提下优化集成交付周期,将整体试验周期压缩了1/3。

(4)关键岗位专人专岗

控制系统在紧急交付任务期间实施关键岗位专人专岗制,各职能机关指定责任领导和管理人员周六日停止休假,保持联络通畅,确保24 小时随时到岗;指定一名责任领导并明确检验人员分工,实现某交付任务检验工作“0 延时”,产品具备交付条件后8 小时内完成相关质量文件的办理,确保生产过程中出现问题第一时间处理。

(5)落实批产保障资源

控制系统在紧急交付任务期间成立专业化的批产保障资源,不计成本投产一批产品测试试验设备,加快新测试场地的建设,控制系统单机测试设备数量提升20%。牵引下游生产厂针对紧急交付任务型号成立生产专线,保障紧急交付任务产品交付。同时,调动大量的测试运维队伍人员,在试验室进行充分的培训,确保能担任外场相关测试工作,做到多场地多线同时开展测试。

(6)优化质量工作流程

控制系统在紧急交付任务期间优化质量工作流程,长周期工作采取特殊放行,单机例行试验与批产交付并行,单机完成出厂测试合格即可交付,惯组完成半个月稳定测试后即可交付。在确保质量的前提下,某型号2 台产品的2 个检验项目合并成一个检验项;部分工序检查过程合并,累计减少产品等待检验及周转时间1000 小时以上。大大减少了检验时间,增强了时效性,确保了紧急交付任务的圆满完成。同时,在预验收形式上对于非首次批产、无技术状态变化、复杂度较低、成熟度较高的产品,大胆尝试涵审的形式,降低验收的人力成本。

4.大批量任务阶段管理模式

在大批量任务阶段,控制系统继续抓总深化技术状态管控,本阶段产品系统已基本完成定型工作并完成小批量试生产交付,产品技术状态基线已确定,控制系统坚持夯实紧急交付任务期间好的做法和工作经验,进一步规范大批量生产工作的模式。

控制系统在大批量任务阶段继续重视规范和工艺工作,保证大批量产品质量,坚决落实首件鉴定、重视生产准备评审、加强关键过程控制、细化规范产品验收、预防控制质量风险、严格快速质量归零。

大批量任务阶段产品生产采取专线管理的模式,在专线内实行“单元+流水”生产,串行工序较少,并行工序增加,降低对人员技能的要求,提升生产效率;增加自动化生产设备,采用数字化辅助生产,在生产数据、过程质量、工装存取等方面采用数字化手段辅助生产,以提升生产、管理效率。

控制系统在大批量任务阶段继续优化落实试验项目,通过研制单机全流程测试仪,将部分系统测试前移至单机出厂,产品进入综合试验测试比例降低了90%,提高了测试能力,减少了测试流程,提升了交付能力,减低了试验成本。

控制系统在大批量任务阶段推行设计与制造一体化,将控制系统单机总成总测飞控软件烧写工作场地调整至生产厂,并使用全流程测试仪完成软件烧写后的验证。将控制系统单机总测环节工作场地调整至生产厂,极大缩短产品的流转周期。

二、实践效果

控制系统通过系统牵引拉动单机齐套的模式,在任务全流程各阶段对下游单机通过采取以下措施逐步进行了流程优化,有效拉动了生产交付效率的提升,取得了显著的实践效果

1.供应链优化

控制系统经过对研制批、小批量、紧急交付任务批每一批产品生产进行分析,在大批量阶段分批次进行供应链管理优化,根据前期工作完成情况及生产厂家产能的变化与产能余量及时调整大批量每批次双定点厂家的任务分配,激发厂家生产积极性,保证了大批量产品每一批次的及时交付。例如,控制系统根据该年度对主要生产厂的产能判断,在某项目某批次任务中将控制单机多分配A 单位20%,将电缆网多分配B 单位30%,经过优化分配,2 家下游配套单位均圆满完成了控制系统下达的交付任务,取得了良好的效果。同时,牵引二级配套单位优化扩大生产配套单位,将C 单位配电模件的焊装外协单位从1 家扩大至3 家,使C 单位圆满完成产品供货任务。

2.加强试验资源保证、支撑批产关键路径

控制系统总成总测任务及单机测试的需求从研制阶段到批产阶段大幅增长,控制系统推动各生产试验单位等试验能力提升工作,必要时考虑拓展新的试验工序外协生产单位;在控制系统认可后牵引生产厂家扩大单机试验供方,主抓二级配套单位的验收,实现增产而不降质;在厂家建立生产专线,保障大批量生产的试验资源。

识别关键单机的试验短线,通过研发该单机全流程测试仪,开展模拟系统工况条件下的产品测试,研制具备系统测试验证功能的单元测试设备,提高单机测试覆盖性,实现单机生产配套单位完成测试后即可交付,减少单机到系统的流转和测试验证周期;对批生产厂家增投产单元测试试验设备,控制系统单机测试设备数量提升20%。保障工艺装备,重点梳理大批量型号工艺测试仪并适时补投,实现多线并行生产,确保产品按节点交付。

3.坚持所厂生产测试环节持续优化

针对大批量生产的情况,形成批生产环节流程优化意见,进一步推动批生产工作的有效开展。持续优化产品生产测试流程,如简化减振器铆接流程,投产专用铆接工装;对总线测试工序测试项目进行优化,减少测试项目;牵引工艺持续改进,对电连接器焊杯搪锡加工进行改善,避免焊点出现氧化现象。这些工作均能将各部分效率提升50%以上。

持续优化系统测试流程,型号队伍通过对产品测试性和覆盖性的分析,持续优化试验项目、调整工序顺序,大幅降低测试时间:将电缆出箱、系统测试、包装清理、封箱交付等工序分别在不同的工位由员工协同并行配合开展测试工作,形成脉动测试,大幅提升了测试效率。通过将部分系统测试前移至单机出厂,降低后续综合试验产品比例,由小批量的100%系统抽测到大批量的20%系统抽测,提高了测试能力、减少了测试流程,提升了交付能力,减低了试验成本。

开展批产型号综合试验场地优化,优化总成总测、集成交付的试验场地布局。将某项目产品总成总测系统软件烧写工作场地同生产车间耦合,并使用全流程测试仪完成软件烧写后的验证;总测环节工作场地调整至单机生产车间,大大减少了人员产品周转;建立面向批产任务的所厂协作新模式,将部分型号批产综合试验场地布局同生产厂车间进行耦合,并充分应用生产厂人力资源。

4.持续优化质量管理

减少验收频次,保证产品交付按节点有序开展,某项目某批次控制系统配套产品采用分组验收的形式进行,50 套为一组组织进行验收评审,控制系统汇总单机验收情况形成系统总结报告,不再单独对系统进行验收。

厂所检验互信,整机总成总测生产过程为总成总测全工序外协,因总成总测部分工序外包部组件配套厂继续开展生产工作,总成总测外协工序前A 厂总成总测单元不再进行入所复验工作,认可A厂出厂检验及测试数据,可减少单台产品整机的单元测试时间1.5h/台。

优化检验方式,依据某项目产品“软件在线写入任务单”,使用刻盘机进行某批次产品的程序软件母盘生产,出具母盘合格证后可用于本批次系统程序写入使用,确保了批次产品软件版本受控,优化了原来每台产品的系统程序软件为检验点的检验方式。

三、后续思路

在新的航天项目订购模式下,为了适应越来越快的项目研制周期,面对越来越多的大批量任务,控制系统抓总单位在研制阶段、小批量试制阶段、大批量生产阶段根据不同时期的不同特点实施动态管理,抓总单机进行生产齐套。在不同阶段对配套产品的整机生产布局、关键环节和关键工序布局进行统筹优化和系统决策,以提升控制系统整体交付能力,并进一步发挥控制系统作为总承单位在质量管控方面的优势,作为系统层面计划保证、质量保证、售后服务的责任主体,以系统抓总单机为前提逐级夯实质量责任。

在确保各级产品质量的前提下,后续还将采取以下措施:一是动态开展关键元器件提前备料;二是动态调整配套单机生产定点布局;三是推动配套单位生产专线和专用保障资源建设,并根据关键路径、关键活动的变化,动态实施专人专岗;四是动态调配某一单机关键路径上某一活动的资源保障水平,例如将某一电装或试验活动根据产能需求调整分配到符合要求的多家试验单位;五是在工序工艺编排和生产环节流转等方面,促进总成总测生产环节、配套单位部组件生产环节乃至多级次关键配套单位生产环节的深度融合;六是从最有利于保证产品交付节奏的角度,动态调整不同批次抽例比例和例试产品的选取次序;七是根据批次生产过程中的质量数据统计与分析,动态调整和优化系统级、单机级的试验项目等活动。

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