龔靜、張偉、韓一丁 /中國運載火箭技術(shù)研究院
李蕭薇、郭姣姣/中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院
國際形勢的日益嚴峻,國防安全需求的不斷增長,對我國裝備體系建設(shè)提出了更高要求。裝備制造企業(yè)作為裝備體系建設(shè)中的重要主體,其產(chǎn)能建設(shè)將對國家整體裝備體系建設(shè)能力提升具有重要意義。筆者聚焦裝備制造企業(yè)自身產(chǎn)能建設(shè)問題,梳理美國裝備制造企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)情況,剖析我國裝備制造企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)做法及現(xiàn)存問題,提出裝備制造企業(yè)產(chǎn)能提升路徑,以期為我國裝備體系建設(shè)做出貢獻。
在裝備行業(yè)領(lǐng)域,如何保持生產(chǎn)線的良好狀態(tài)、保障戰(zhàn)略供給是美國裝備制造企業(yè)面臨的核心問題。為此,以洛馬、雷神等為代表的美國大型裝備制造企業(yè)不斷對生產(chǎn)廠房和產(chǎn)線進行擴建和技術(shù)升級。例如,洛馬公司2014年2月開始擴建其位于阿拉巴馬州特羅伊市派克縣的遠程打擊巡航導(dǎo)彈生產(chǎn)廠房,將在原占地約8500m2面積基礎(chǔ)上增加約5700m2,以提升產(chǎn)能;2016年,洛馬公司設(shè)計并采用了一種新的現(xiàn)代化生產(chǎn)線,研發(fā)團隊開發(fā)了80多種新工具用于優(yōu)化生產(chǎn)流程,并建立了可用30多年的生產(chǎn)線實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
美國裝備制造企業(yè)主要通過信息化建設(shè)手段強化裝備生產(chǎn)快速響應(yīng)能力,并將加強信息化建設(shè)作為提升核心競爭力的重要手段。在設(shè)計方面,廣泛采用產(chǎn)品數(shù)字建模、虛擬設(shè)計等技術(shù)對并行產(chǎn)品進行數(shù)字化定義,建立數(shù)字樣機,實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新,降低產(chǎn)品成本及縮短研制周期;在制造方面,建立數(shù)字化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間,全面推行智能制造、虛擬裝配等數(shù)字化制造方式,大量采用工業(yè)機器人、增材制造技術(shù)等先進制造技術(shù)變革導(dǎo)彈生產(chǎn)研制模式。例如,雷神公司在設(shè)計方面已能夠通過3D打印技術(shù)制造80%的完整可用導(dǎo)彈部件,實現(xiàn)快速設(shè)計和按需生產(chǎn);在制造方面,已開發(fā)定制了自動導(dǎo)引車、導(dǎo)引頭裝配機器人等智能裝備,在高度自動化生產(chǎn)制造中實現(xiàn)人力解放,操作流程標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,提高了生產(chǎn)效率。
裝備模塊化設(shè)計是裝備系列化發(fā)展的必要手段和前提,而產(chǎn)線通用化是模塊化設(shè)計方法實現(xiàn)的先決條件。長期以來,美國裝備行業(yè)發(fā)展遵循在原有基礎(chǔ)型號上持續(xù)升級改進的道路,裝備的模塊化、系列化發(fā)展為一條生產(chǎn)線生產(chǎn)多種型號的零部件或產(chǎn)品提供了有力保障,這不但降低了裝備生產(chǎn)、維護費用,還簡化了生產(chǎn)工藝,減少了使用部件,縮短了供應(yīng)鏈與開發(fā)周期,加快了零部件生產(chǎn)與系統(tǒng)集成速度。例如,雷神公司早在20世紀(jì)90年代就開發(fā)了柔性生產(chǎn)單元和多型號制造設(shè)備;洛馬公司也開展了統(tǒng)一生產(chǎn)線生產(chǎn)多型號產(chǎn)品的嘗試,且可靠性超過了97%。
為提高供應(yīng)鏈效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量,美國裝備制造企業(yè)將供應(yīng)鏈作為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略之一進行重點研究與部署,采取了一系列管理方式優(yōu)化企業(yè)供應(yīng)鏈,包括:推行集成供應(yīng)鏈管理,采取精簡供應(yīng)商策略,與供應(yīng)商建立穩(wěn)定戰(zhàn)略伙伴關(guān)系;建立嚴格的供應(yīng)商資質(zhì)認證標(biāo)準(zhǔn),借助企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、評價手段及質(zhì)量管理工具,建立供應(yīng)商績效測量體系,規(guī)范供應(yīng)鏈管理;開發(fā)協(xié)助保護供應(yīng)鏈的軟件,通過采用信息化手段,提升管理效能,優(yōu)化供應(yīng)鏈流程;要求供應(yīng)商質(zhì)量管理體系認證,制定供應(yīng)商質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn),加強對分供方的管理,強化對供應(yīng)商質(zhì)量管控措施。同時,采取合格企業(yè)名錄管理,對外包企業(yè)進行評價及動態(tài)準(zhǔn)入、退出管理,定期開展二方審核及綜合評價等。以雷神公司基于實時供應(yīng)績效評價的供應(yīng)商評價體系為例,通過單一供貨商策略,減少整體供應(yīng)商數(shù)量以便于供應(yīng)鏈管理;同時,建立以供應(yīng)商績效評價為核心的供應(yīng)商評價數(shù)字化系統(tǒng),涵蓋供應(yīng)商評價、準(zhǔn)入、評價數(shù)據(jù)共享等功能,嚴格把控產(chǎn)品質(zhì)量,降低整體供應(yīng)鏈面臨的風(fēng)險。
國內(nèi)裝備制造企業(yè)已經(jīng)開展了多年的裝備產(chǎn)能建設(shè)工作,綜合前人研究并基于廣泛調(diào)研,總結(jié)出國內(nèi)裝備制造企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)主要分為2種模式:一是自身能力建設(shè)模式,聚焦自身生產(chǎn)流程優(yōu)化,依靠生產(chǎn)線、總裝線的建設(shè)與優(yōu)化等手段措施提升生產(chǎn)效率;二是產(chǎn)能外擴模式,建立與外部生產(chǎn)主體之間的合作關(guān)系,將機加件、結(jié)構(gòu)件、鈑金件等非核心關(guān)鍵器件的生產(chǎn)等環(huán)節(jié)外擴給其他裝備制造企業(yè),以外包的形式獲取外部力量的幫助。此外,裝備制造企業(yè)也不斷完善訂單激增情況下的緊急生產(chǎn)管理體制機制,以保障突發(fā)情況下生產(chǎn)任務(wù)的有序開展。
(1) 優(yōu)化生產(chǎn)全流程,提升自身緊急生產(chǎn)能力
高效的生產(chǎn)流程是提升企業(yè)固有生產(chǎn)能力的重要基礎(chǔ)。近年來,國內(nèi)裝備制造企業(yè)積極改進應(yīng)急生產(chǎn)工藝流程,統(tǒng)籌安排工步順序,從產(chǎn)品生產(chǎn)、總裝總測、驗收交付的全流程進行優(yōu)化,提升了裝備生產(chǎn)任務(wù)完成效率。在產(chǎn)品生產(chǎn)流程方面,充分開展分析論證,在產(chǎn)品性能指標(biāo)滿足要求的情況下,提高產(chǎn)品測試、試驗、測量、交付等全流程效率,大大縮短了生產(chǎn)周期;在總裝總測流程方面,面對傳統(tǒng)總裝總測流程難以滿足大批量產(chǎn)品交付需求的情況,調(diào)整生產(chǎn)組織模式,將單一團隊依次完成全部工序的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€專業(yè)團隊分別完成不同工序的模式,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上大大提升了生產(chǎn)效率;在驗收交付流程方面,創(chuàng)新驗收形式,采用生產(chǎn)過程中檢驗與最終產(chǎn)品檢驗并行的模式,代替僅由采購方檢驗最終產(chǎn)品的模式,同時靈活采取會議驗收評審方式外的其他驗收方式,極大提升了產(chǎn)品交付效率。
(2) 協(xié)調(diào)外部資源,快速實現(xiàn)應(yīng)急產(chǎn)能外擴
合理利用外部資源是快速釋放企業(yè)生產(chǎn)能力的關(guān)鍵措施。近年來,國內(nèi)裝備制造企業(yè)積極協(xié)調(diào)外部人力、物力資源,確保緊急生產(chǎn)任務(wù)進度。在增加人力資源方面,采取靈活用工的方式協(xié)調(diào)、調(diào)集其他企業(yè)的員工,組成項目臨時生產(chǎn)班組或生產(chǎn)車間,緩解了人力資源不足的問題;在吸收社會優(yōu)勢資源方面,貫徹軍地協(xié)同思想,充分運用地方企業(yè)的物流運輸能力、設(shè)備設(shè)施資源等,提升了快速反應(yīng)能力。
(3) 創(chuàng)新管理手段,完善緊急生產(chǎn)管理體制機制
有效的管理手段是應(yīng)急任務(wù)順暢開展的重要保障。國內(nèi)裝備制造企業(yè)在開展緊急生產(chǎn)任務(wù)時,建立緊急生產(chǎn)指揮領(lǐng)導(dǎo)體制,順暢工作機制,制定非常態(tài)生產(chǎn)任務(wù)情形下的質(zhì)量管控、風(fēng)險管控等制度規(guī)范,同時將訂單量激增的大批量生產(chǎn)任務(wù)作為一種突發(fā)事件類型納入企業(yè)總體應(yīng)急預(yù)案,保障了緊急生產(chǎn)工作的井然有序。
我國裝備制造企業(yè)已采取了一系列舉措,大大提升了企業(yè)裝備生產(chǎn)快速響應(yīng)能力。但對比美國大型裝備制造企業(yè)的產(chǎn)能建設(shè)情況來看,我國的裝備制造企業(yè)產(chǎn)能提升策略仍然是以緊急生產(chǎn)情況下的組織管理應(yīng)變?yōu)橹鳎谠O(shè)計理念變革、生產(chǎn)線升級、智能制造等改進裝備生產(chǎn)的技術(shù)、工藝等方面還存在一定不足。由此,導(dǎo)致我國當(dāng)前的裝備制造企業(yè)效率不夠,需要投入更多資源以滿足未來可能到來的更大規(guī)模生產(chǎn)需求。另外,在供應(yīng)鏈管理的精細化程度上仍不如美國雷神公司等大型裝備制造企業(yè),有可能導(dǎo)致在面臨大規(guī)模裝備生產(chǎn)任務(wù)時裝備生產(chǎn)質(zhì)量管控存在隱患。結(jié)合我國裝備制造企業(yè)的當(dāng)前情況及與美國裝備制造企業(yè)的對比,主要從批產(chǎn)設(shè)計思維、生產(chǎn)線水平、供應(yīng)鏈體系3個方面提出國內(nèi)裝備制造企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)的現(xiàn)存問題。
(1) 大批量產(chǎn)品生產(chǎn)認識不足,批產(chǎn)設(shè)計思維有待提高
國內(nèi)大型裝備制造企業(yè)大多沿用研制型的科研生產(chǎn)模式和生產(chǎn)線,現(xiàn)行科研生產(chǎn)模式大多關(guān)注創(chuàng)新型的產(chǎn)品設(shè)計需求,對產(chǎn)品的批量生產(chǎn)需求考慮不充分。在產(chǎn)品設(shè)計方面,設(shè)計指標(biāo)分解在大批量生產(chǎn)的可驗證性和可批產(chǎn)性方面考慮不足,即產(chǎn)品設(shè)計指標(biāo)通用性不強,指標(biāo)驗證流程和批產(chǎn)工藝流程有待進一步優(yōu)化,對后續(xù)裝配、測試等一系列工作造成影響;在測試項目設(shè)計方面,當(dāng)前按照從單機到分系統(tǒng)再到總體的各級測試工作,一方面存在反復(fù)測試情況,另一方面存在下級指標(biāo)驗證依賴上級的情況,增加了總體層面工作量。
(2) 信息化手段運用還不完善,滿足大批量任務(wù)的生產(chǎn)效率還需提高
充分信息化的生產(chǎn)線能夠有力保證產(chǎn)品生產(chǎn)效率,國內(nèi)裝備制造企業(yè)在信息化手段運用方面還不完善,仍需進一步提升。在管理方面,當(dāng)前管控流程中的信息化應(yīng)用程度仍然不夠,決策者借助信息化方法及時掌握型號研制生產(chǎn)進度的手段還需完善;在設(shè)計方面,數(shù)字化的設(shè)計理念和方法還不完全到位,企業(yè)設(shè)計人員對基于模型的系統(tǒng)工程等先進設(shè)計方法實踐應(yīng)用仍待提升;在制造方面,先進制造技術(shù)與先進制造模式應(yīng)用不足,自動化、數(shù)字化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率還需提高,且大多數(shù)生產(chǎn)線的柔性程度不足。
(3) 供應(yīng)鏈體系還不完善,借助外部資源的能力仍有欠缺
完善的供應(yīng)鏈體系是有效統(tǒng)籌合作企業(yè)優(yōu)勢資源,并建立與采購方之間穩(wěn)定供需關(guān)系的重要保證。當(dāng)前,國內(nèi)裝備制造企業(yè)在供應(yīng)商管理方面仍不成熟,存在產(chǎn)能外擴不充分的情況。在與其他大型裝備制造企業(yè)合作方面,尚未建立穩(wěn)定的合作機制、完善的合作制度;在對中小企業(yè)供應(yīng)商的培育方面,與中小企業(yè)的有效對接不足,地方、中小企業(yè)等市場化優(yōu)勢力量作用發(fā)揮不夠;在對現(xiàn)有供應(yīng)商體系管理方面,供應(yīng)商考核評價制度還不健全,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量管控精細化程度不足。
企業(yè)的生產(chǎn)能力很大程度上取決于生產(chǎn)線的狀況,先進完備的生產(chǎn)線是應(yīng)對臨時緊急任務(wù)時企業(yè)快速擴大生產(chǎn)能力的有效保證。一方面,推進信息技術(shù)在管理控制過程中的應(yīng)用,統(tǒng)籌謀劃科研生產(chǎn)設(shè)施、科研生產(chǎn)管理信息化等方面的信息化建設(shè),打造完備的信息管理系統(tǒng),實現(xiàn)對生產(chǎn)流程的遠程可視化管理;另一方面,結(jié)合柔性制造、敏捷制造等先進制造思想,打造適應(yīng)多品種、小批量的智能生產(chǎn)單元和柔性生產(chǎn)線,逐步建立起高效、先進、柔性、快速響應(yīng)的生產(chǎn)制造能力。
針對國內(nèi)裝備制造企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)現(xiàn)存問題,汲取美國裝備制造企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)典型經(jīng)驗,從科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型、智能化生產(chǎn)線建設(shè)和優(yōu)化生產(chǎn)能力布局3個方面提出我國裝備制造企業(yè)產(chǎn)能提升路徑。
從研制型科研生產(chǎn)模式向兼顧創(chuàng)新、批產(chǎn)的科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變,首先需要從源頭上改變產(chǎn)品設(shè)計思維,即在現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計體系中融入通用性、可批產(chǎn)性的設(shè)計思維。一方面,加強產(chǎn)品指標(biāo)的可批產(chǎn)性分析,研制初期融入對批產(chǎn)技術(shù)狀態(tài)和工藝狀態(tài)可實現(xiàn)性分析,提升產(chǎn)品成熟度,適應(yīng)批產(chǎn)要求;另一方面,提升產(chǎn)品指標(biāo)精細化設(shè)計水平,降低各層級設(shè)計余量,為批量生產(chǎn)提供條件。此外,應(yīng)加強產(chǎn)品系列的通用化設(shè)計,構(gòu)建通用化、模塊化產(chǎn)品貨架,推動產(chǎn)品的系列化發(fā)展,縮短產(chǎn)品研制、生產(chǎn)周期。
企業(yè)的生產(chǎn)能力很大程度上取決于生產(chǎn)線的狀況,先進完備的生產(chǎn)線是應(yīng)對臨時緊急任務(wù)時企業(yè)快速擴大生產(chǎn)能力的有效保證。一方面,推進信息技術(shù)在管理控制過程中的應(yīng)用,統(tǒng)籌謀劃科研生產(chǎn)設(shè)施、科研生產(chǎn)管理信息化等方面的信息化建設(shè),打造完備的信息管理系統(tǒng),實現(xiàn)對生產(chǎn)流程的遠程可視化管理;另一方面,結(jié)合柔性制造、敏捷制造等先進制造思想,打造適應(yīng)多品種、小批量的智能生產(chǎn)單元和柔性生產(chǎn)線,逐步建立起高效、先進、柔性、快速響應(yīng)的生產(chǎn)制造能力。
除提升自身生產(chǎn)效率外,充分用好外部資源也是快速擴充生產(chǎn)能力的重要方法。一是建立與其他裝備制造企業(yè)的穩(wěn)定合作關(guān)系,建立健全合作體制、機制,開展聯(lián)合應(yīng)急預(yù)案建設(shè);二是采用外協(xié)方式,吸收先進的地方、中小企業(yè)力量,面向市場形成“小核心、大協(xié)作”的裝備科研生產(chǎn)能力布局結(jié)構(gòu);三是完善對各級各類供應(yīng)商的管理,健全供應(yīng)商考核評估、準(zhǔn)入準(zhǔn)出、配套管理等相關(guān)制度,保證產(chǎn)品質(zhì)量。此外,在借力外部資源的同時,要注重維護企業(yè)自身的競爭力,形成“核心能力在手,非核心能力靠外”的生產(chǎn)能力布局。