◎中國空間技術(shù)研究院 牛慶鋒 趙晨露 張書庭 王至堯
隨著我國空間事業(yè)的快速發(fā)展,通信、導(dǎo)航、遙感、載人等空間技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期,宇航產(chǎn)品越來越明顯地呈現(xiàn)出型號(hào)數(shù)量多、發(fā)射密度高的特點(diǎn),并逐漸由研制應(yīng)用向裝備和業(yè)務(wù)服務(wù)轉(zhuǎn)變,由單星運(yùn)行向星座系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)變,由國內(nèi)市場服務(wù)向國際國內(nèi)市場服務(wù)轉(zhuǎn)變。
在新形勢(shì)下,航天企業(yè)走市場化道路,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是提升核心能力,向國際一流宇航公司邁進(jìn)的重要戰(zhàn)略舉措。中國空間技術(shù)研究院在優(yōu)化、整合專業(yè)技術(shù)資源的基礎(chǔ)上,充分利用已有技術(shù)成果,生產(chǎn)了支持選用、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好的貨架式產(chǎn)品,同時(shí)建立了與生產(chǎn)技術(shù)水平相適應(yīng)的生產(chǎn)管理模式,保證了生產(chǎn)過程中各項(xiàng)生產(chǎn)要素的協(xié)調(diào)。
隨著國家和用戶需求的不斷增長,任務(wù)目標(biāo)的持續(xù)提高,宇航業(yè)務(wù)系統(tǒng)復(fù)雜程度及難度的不斷增大,以及國內(nèi)外宇航市場競爭的日趨激烈,為保證企業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展,空間研究院必須實(shí)施產(chǎn)品化發(fā)展戰(zhàn)略,打造貨架式產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
國際上,各國對(duì)宇航產(chǎn)業(yè)的投入迅速增長,歐美國家在宇航等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)上不斷擴(kuò)張,空間研究院宇航產(chǎn)品的出口面臨著更為激烈的競爭環(huán)境;在國內(nèi),隨著宇航市場的逐步放開,一些高校、企業(yè)紛紛涌入,市場競爭態(tài)勢(shì)已形成,巨大的市場需求及日益嚴(yán)峻的競爭形勢(shì)更要求研究院要按照產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的思路打造貨架式產(chǎn)品,提升核心競爭力,做大做強(qiáng)宇航產(chǎn)業(yè)市場。
隨著軍事航天裝備、民用空間基礎(chǔ)設(shè)施、國際商業(yè)衛(wèi)星和臨近空間飛行器等領(lǐng)域業(yè)務(wù)的全面展開,空間研究院航天器研制生產(chǎn)任務(wù)大幅增長,預(yù)計(jì)“十二五”期間,航天器發(fā)射數(shù)量將比“十一五”期間增長一倍以上,達(dá)到百余顆。
自2005年起,空間研究院以“逐步發(fā)展和完善航天器公用平臺(tái)及單機(jī)的現(xiàn)貨產(chǎn)品系列,建立并完善產(chǎn)品型譜,建成一批生產(chǎn)線”為目標(biāo)全面開展了產(chǎn)品化工作,主要包括型譜規(guī)劃、產(chǎn)品定型、生產(chǎn)線建設(shè)等。經(jīng)過幾年的發(fā)展,產(chǎn)品化的觀念已深入人心,形成了推動(dòng)產(chǎn)品化工作的良好氛圍;宇航產(chǎn)品的能力顯著提升,產(chǎn)量和產(chǎn)值不斷提高,產(chǎn)品質(zhì)量問題發(fā)生率明顯降低。
面臨嚴(yán)峻的形勢(shì)與挑戰(zhàn),空間研究院強(qiáng)化了單機(jī)產(chǎn)品業(yè)務(wù)的生產(chǎn)管理體系與機(jī)制建設(shè),建立了面向產(chǎn)品的管理機(jī)制,即轉(zhuǎn)變物資配套模式,按衛(wèi)星平臺(tái)和單機(jī)產(chǎn)品開展物資提前采購和滾動(dòng)儲(chǔ)備;打造貨架式產(chǎn)品,實(shí)施“采購—生產(chǎn)”管理模式,從而推動(dòng)型號(hào)管理與產(chǎn)品管理的有機(jī)結(jié)合和協(xié)調(diào)發(fā)展,全面促進(jìn)生產(chǎn)能力的提升。
按照“‘兩總’抓型號(hào),廠所長抓產(chǎn)品”的工作思路,空間研究院對(duì)原有計(jì)劃管理模式進(jìn)行了調(diào)整和完善,自2010年起,在原有型號(hào)研制計(jì)劃的基礎(chǔ)上編制發(fā)布了《中國空間技術(shù)研究院單機(jī)生產(chǎn)計(jì)劃》,對(duì)全院各單位的單機(jī)產(chǎn)品研制交付進(jìn)行了綜合策劃,進(jìn)一步明確了單機(jī)研制單位在產(chǎn)品交付方面的責(zé)任,并通過專題調(diào)度例會(huì)和網(wǎng)上發(fā)布系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度和考核。
各單位根據(jù)單機(jī)生產(chǎn)計(jì)劃按產(chǎn)品開展年度生產(chǎn)策劃,實(shí)施組批生產(chǎn)。空間研究院各主要產(chǎn)品研制單位普遍建立了包含需求計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃及部門實(shí)施計(jì)劃的3級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃管理機(jī)制,落實(shí)了責(zé)任,加強(qiáng)了生產(chǎn)計(jì)劃的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)與跟蹤控制,同時(shí)超前開展了生產(chǎn)保障條件的清理分析工作,全面推行生產(chǎn)準(zhǔn)備和開工審查制度,統(tǒng)籌安排生產(chǎn)計(jì)劃,從而實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)。
隨著產(chǎn)品研制責(zé)任界面的明確及多星、組批生產(chǎn)任務(wù)的增多,空間研究院對(duì)物資配套管理模式進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整,逐步建立起面向產(chǎn)品研制的物資配套體系,推行按產(chǎn)品實(shí)施物資保障。各承制單位作為產(chǎn)品研制的責(zé)任主體也承擔(dān)著物資配套的主體責(zé)任,要從產(chǎn)品角度統(tǒng)籌考慮質(zhì)量、進(jìn)度和成本等因素實(shí)施物資采購。同時(shí),研究院成立了宇航物資保障事業(yè)部,負(fù)責(zé)按照各單位需求進(jìn)行采購和實(shí)施質(zhì)量保證工作。
空間研究院開展了航天電氣、電子和機(jī)電(EEE)保證要求與元器件合格證“去型號(hào)化”工作,推動(dòng)了物資配套模式由以型號(hào)為導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)品為導(dǎo)向。各單位根據(jù)產(chǎn)品需求數(shù)量,實(shí)施物資的組批采購,為產(chǎn)品或模塊的組批生產(chǎn)提供物資保障。2010年,各單位根據(jù)研究院《型號(hào)物資儲(chǔ)備指導(dǎo)意見》,進(jìn)行了多顆衛(wèi)星的物資儲(chǔ)備。同時(shí),根據(jù)型號(hào)引進(jìn)元器件儲(chǔ)備需求計(jì)劃,對(duì)長周期、高風(fēng)險(xiǎn)引進(jìn)元器件進(jìn)行了協(xié)議儲(chǔ)備,有效降低了物資采購風(fēng)險(xiǎn),保證了物資的供應(yīng)。
為建立面向產(chǎn)品的生產(chǎn)管理模式,加速產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型,空間研究院在產(chǎn)品定型、生產(chǎn)線建設(shè)和精細(xì)化生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)上,選取成熟產(chǎn)品為試點(diǎn),開展了以“去型號(hào)化”為核心的貨架式生產(chǎn)管理模式研究,探索打造貨架式產(chǎn)品,推動(dòng)型號(hào)對(duì)成熟產(chǎn)品的選用,逐步建立適合“采購—生產(chǎn)”模式的管理模式,實(shí)施產(chǎn)品的組批生產(chǎn)和集中采購,提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率與效益。
空間研究院從2009年起以10N推力器組件、GPT-1407貯箱等典型產(chǎn)品為試點(diǎn),結(jié)合具體產(chǎn)品特點(diǎn),開展了貨架式產(chǎn)品管理模式研究,重點(diǎn)解決了產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)控制、產(chǎn)品隊(duì)伍組織、外協(xié)質(zhì)量控制、元器件/原材料采購、文件系統(tǒng)管理、產(chǎn)品交付驗(yàn)收等突出、共性問題,顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量和交付能力。
國際上,貨架式產(chǎn)品是指為特定的應(yīng)用目的而研制的擬用于滿足其它應(yīng)用的現(xiàn)有產(chǎn)品??臻g研究院的貨架式產(chǎn)品是指按照用戶要求可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)貨提供或在一定生產(chǎn)周期內(nèi)按客戶訂單要求可重復(fù)生產(chǎn)的成熟產(chǎn)品。
貨架式產(chǎn)品一般應(yīng)滿足以下要求:
◆成熟度高——按照航天產(chǎn)品成熟度要求,地面驗(yàn)證試驗(yàn)全面充分,經(jīng)過2次以上實(shí)際飛行考核,并完成全壽命的考核,滿足飛行應(yīng)用要求。
◆性能先進(jìn)——與國內(nèi)外同類產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)標(biāo),產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)至少應(yīng)與先進(jìn)水平相當(dāng),能夠滿足后續(xù)一段時(shí)間宇航任務(wù)需求。
◆通用性強(qiáng)——產(chǎn)品性能覆蓋用戶需求,性能、接口具備一定的適應(yīng)性,能在不改變硬件、接口等的情況下,通過補(bǔ)充必要的試驗(yàn)等滿足大部分用戶對(duì)產(chǎn)品的需求。
◆質(zhì)量穩(wěn)定——有固化完整的生產(chǎn)指導(dǎo)文件體系,并能用于產(chǎn)品生產(chǎn)、試驗(yàn)、檢驗(yàn)等工作,包括工藝文件、產(chǎn)品保證數(shù)據(jù)包、試驗(yàn)細(xì)則等,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,一致性好。
◆產(chǎn)能滿足需求——各種物資配套渠道暢通,有運(yùn)行穩(wěn)定的產(chǎn)品生產(chǎn)線,生產(chǎn)流程優(yōu)化,過程控制嚴(yán)格,產(chǎn)品生產(chǎn)周期穩(wěn)定可控,生產(chǎn)能力滿足市場需求。
為實(shí)現(xiàn)貨架式產(chǎn)品的“去型號(hào)化”生產(chǎn),推動(dòng)生產(chǎn)模式由型號(hào)管理向產(chǎn)品管理的轉(zhuǎn)變,空間研究院從產(chǎn)品生產(chǎn)管理、技術(shù)狀態(tài)控制、批次管理等8個(gè)方面實(shí)施改進(jìn),摸索出了一套貨架式生產(chǎn)管理模式(見圖1),實(shí)現(xiàn)了全流程瓶頸分析和能力提升。
圖1 貨架式產(chǎn)品的生產(chǎn)管理模式
統(tǒng)一產(chǎn)品生產(chǎn)管理。貨架式產(chǎn)品的生產(chǎn)重點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的重復(fù)穩(wěn)定生產(chǎn),因此,必須圍繞產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程組建專業(yè)化生產(chǎn)隊(duì)伍,強(qiáng)化隊(duì)伍專業(yè)化建設(shè),實(shí)現(xiàn)開發(fā)與制造隊(duì)伍分離。同時(shí),在產(chǎn)品生產(chǎn)隊(duì)伍中設(shè)置專職產(chǎn)品調(diào)度,對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理,改變過去由各型號(hào)調(diào)度分別負(fù)責(zé)各自產(chǎn)品生產(chǎn)的模式。
統(tǒng)一產(chǎn)品批次管理。在年度產(chǎn)品需求計(jì)劃的指導(dǎo)下,根據(jù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力合理組批,制定全年的生產(chǎn)批次,將型號(hào)任務(wù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)以及零件生產(chǎn)任務(wù),從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的均衡化生產(chǎn)。由于各類產(chǎn)品特點(diǎn)和需求存在一定的差異,具體的生產(chǎn)組織模式也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,并不局限于整機(jī)產(chǎn)品組批投產(chǎn)。
例如,某航天壓力容器生產(chǎn)單位將原有的型號(hào)管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱憬M件貨架式生產(chǎn)管理模式,淡化生產(chǎn)過程尤其是零部件生產(chǎn)過程的型號(hào)歸屬。零件生產(chǎn)階段按照零件特點(diǎn),運(yùn)用成組技術(shù)組織批量生產(chǎn),設(shè)置貨架式零件庫;在產(chǎn)品裝配階段,以產(chǎn)品為對(duì)象,從貨架式零件庫領(lǐng)取合格的零部件進(jìn)行組裝,完成后入產(chǎn)品庫,最后按需求計(jì)劃出庫。
統(tǒng)一產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)控制。為確保貨架式產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定,產(chǎn)品研制單位制定了專門的管理辦法和規(guī)范,明確了專門的組織機(jī)構(gòu)嚴(yán)格控制產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)變更。貨架式產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)變更需向技術(shù)狀態(tài)管理機(jī)構(gòu)提出更改申請(qǐng),并邀請(qǐng)用戶參與討論,經(jīng)管理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)后,以文件版本升級(jí)的形式完成更改。
統(tǒng)一物資采購方式。物資采購方式由型號(hào)采購模式轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品采購模式,統(tǒng)一元器件、原材料等級(jí)和規(guī)格,按照產(chǎn)品生產(chǎn)批次實(shí)施物資的組批采購,并建立有效的物資儲(chǔ)備機(jī)制,做好超前、滾動(dòng)、精細(xì)、及時(shí)的儲(chǔ)備工作,加強(qiáng)物資策劃與精細(xì)化管理,做好風(fēng)險(xiǎn)分析和應(yīng)對(duì)措施。
統(tǒng)一外協(xié)關(guān)鍵點(diǎn)控制方法。針對(duì)部分產(chǎn)品因外協(xié)問題而影響質(zhì)量的情況,空間研究院進(jìn)一步強(qiáng)化了外協(xié)工作管理要求的延伸,加強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、過程控制三類關(guān)鍵特性識(shí)別,并針對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)細(xì)化生產(chǎn)流程,量化檢驗(yàn)和控制措施,形成有針對(duì)性的產(chǎn)品保證文件,確保外協(xié)產(chǎn)品保證要求和航天產(chǎn)品數(shù)據(jù)包管理要求準(zhǔn)確、充分、逐級(jí)分解傳遞到外協(xié)單位。同時(shí),強(qiáng)化外協(xié)產(chǎn)品關(guān)鍵檢驗(yàn)點(diǎn)、強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)的現(xiàn)場檢查,確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定受控。
統(tǒng)一產(chǎn)品測試方法和環(huán)境試驗(yàn)條件。產(chǎn)品研制單位要加強(qiáng)與衛(wèi)星總體單位的溝通,分析產(chǎn)品在衛(wèi)星上的工作環(huán)境,在滿足產(chǎn)品規(guī)范和任務(wù)書要求的前提下,統(tǒng)一環(huán)境試驗(yàn)條件(鑒定級(jí)和驗(yàn)收級(jí)),加強(qiáng)產(chǎn)品的通用性和適應(yīng)性,從而提升產(chǎn)品測試環(huán)節(jié)的效率。
例如,模擬太陽敏感器在各類衛(wèi)星上應(yīng)用廣泛,但由于不同衛(wèi)星對(duì)環(huán)境試驗(yàn)的要求不同,無法并行、組批開展環(huán)境試驗(yàn),加之產(chǎn)品對(duì)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備要求高、占用周期長,導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。為解決上述問題,產(chǎn)品研制單位與總體單位通過協(xié)調(diào)統(tǒng)一了產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)條件,大幅提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率。
統(tǒng)一產(chǎn)品交付流程。貨架式產(chǎn)品的驗(yàn)收交付流程可以分為2個(gè)部分——產(chǎn)品入庫驗(yàn)收和交付用戶驗(yàn)收。產(chǎn)品入庫驗(yàn)收是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后根據(jù)產(chǎn)品規(guī)范要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收,合格后入庫成為貨架式產(chǎn)品;交付用戶驗(yàn)收是根據(jù)用戶訂單的要求,從貨架式產(chǎn)品中提取產(chǎn)品,交付用戶驗(yàn)收。全部貨架式產(chǎn)品的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)流程要一致,標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一,單機(jī)研制部門在完成相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)后不再直接參與復(fù)查工作,由專職部門負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行溝通。
圖2 10N推力器組件文件體系
統(tǒng)一產(chǎn)品文件管理。產(chǎn)品文件是產(chǎn)品生產(chǎn)過程控制的依據(jù)性文件,決定了產(chǎn)品的可重復(fù)生產(chǎn)性、生產(chǎn)過程受控程度、質(zhì)量與可靠性量化和可控程度。因此,必須對(duì)文件在生產(chǎn)線上進(jìn)行合理配置和嚴(yán)格管理,確保指導(dǎo)文件的正確性和唯一性。同時(shí)應(yīng)重點(diǎn)解決貨架式產(chǎn)品文件的歸檔問題,做好與型號(hào)產(chǎn)品文件的映射關(guān)系。
例如,10N推力器的生產(chǎn)將生產(chǎn)線文件體系分為生產(chǎn)指導(dǎo)性文件(靜態(tài)文件)和生產(chǎn)過程文件(隨產(chǎn)品流動(dòng)類文件),如圖2所示。生產(chǎn)指導(dǎo)性文件主要包括產(chǎn)品生產(chǎn)所使用的設(shè)計(jì)類文件、工藝類文件、產(chǎn)品保證類文件、管理類文件等,它們不隨產(chǎn)品流轉(zhuǎn),狀態(tài)相對(duì)固化,保存在各個(gè)工位指導(dǎo)相應(yīng)的生產(chǎn)操作;生產(chǎn)過程類文件主要包括各類記錄文件,它們隨產(chǎn)品流動(dòng)和交付,通過標(biāo)識(shí)或編號(hào)等進(jìn)行區(qū)別,與產(chǎn)品一一對(duì)應(yīng),保證產(chǎn)品信息的可追溯性。同時(shí),要編制型號(hào)文件映射表,便于型號(hào)查詢相關(guān)文件。
通過貨架式產(chǎn)品管理模式研究工作的開展,空間研究院初步建立了面向產(chǎn)品的管理模式,產(chǎn)品研制能力顯著提升。2010年交付單機(jī)產(chǎn)品數(shù)量較2009年提高了42.3%,有力支撐了多型號(hào)任務(wù)的完成;2010年圓滿完成了14顆衛(wèi)星的連續(xù)成功發(fā)射,取得了年出廠、發(fā)射型號(hào)數(shù)量“雙破十”的歷史性突破。
同時(shí),研究院已經(jīng)有一批成熟產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的“去型號(hào)化”,在人員數(shù)量沒有明顯增加的條件下,生產(chǎn)線產(chǎn)能顯著提升、質(zhì)量問題發(fā)生率大大降低,基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)貨架式產(chǎn)品的目標(biāo)。
其中,10N推力器組件產(chǎn)品解決了電磁閥銜鐵鉚接效率低、真空釬焊合格率低的問題,協(xié)調(diào)統(tǒng)一了物資采購、驗(yàn)收試驗(yàn)條件,強(qiáng)化了外協(xié)管理等。在建立滾動(dòng)零件庫存的情況下,使每批次產(chǎn)品交付周期由原來的18個(gè)月縮短為5.5個(gè)月,生產(chǎn)能力提升了2倍,產(chǎn)品質(zhì)量問題發(fā)生率連年降低,2009年和2010年交付的產(chǎn)品未發(fā)生任何質(zhì)量問題。
GPT-1407貯箱解決了貯箱收集器焊接合格率低的問題,焊接平均合格率由48.6%提升至72.5%,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性得到提升;調(diào)整了生產(chǎn)計(jì)劃管理模式,建立了零部件庫存警戒線,實(shí)現(xiàn)均衡化生產(chǎn),交付周期由9個(gè)月縮短到了4個(gè)月,生產(chǎn)效率和效益均得到了提升。
貨架式產(chǎn)品生產(chǎn)管理工作雖然已經(jīng)取得了一定成績,但這只是一個(gè)開始,仍有很多問題尚未解決,如貨架式產(chǎn)品的采購、定價(jià)、推廣等,還需要在更廣的范圍進(jìn)一步研究和實(shí)踐,探尋解決途徑,更好地發(fā)揮貨架式產(chǎn)品的作用。