李 歡，楊國藩，龍海波，王 駿，王 東

(中國運載火箭技術(shù)研究院 首都航天機械有限公司，北京 100076)

首都航天機械有限公司隸屬中國航天科技集團運載火箭技術(shù)研究院，是全國唯一的火箭氫氧發(fā)動機制造企業(yè)，在某種程度上公司精細化管理能力有待提升，如：產(chǎn)品制造周期長、自動化程度低和人員作業(yè)效率低等[1]。近些年，隨著中國航天事業(yè)的高速發(fā)展，航天相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場化轉(zhuǎn)型及軍民融合不斷深化，市場對火箭發(fā)射需求大大增加，相應(yīng)的火箭發(fā)動機需求隨之激增。結(jié)合目前的市場需求，公司制定了相應(yīng)的經(jīng)營戰(zhàn)略：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，不斷提高火箭發(fā)動機的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)各型號火箭氫氧發(fā)動機年交付數(shù)量滿足需求，提升公司的行業(yè)競爭力。

本文應(yīng)用價值流圖分析方法，識別發(fā)動機裝配的各個流程中存在的浪費類型和精益問題。針對存在的浪費和問題，充分應(yīng)用現(xiàn)場改善方法，制定改善措施[2]，從而提高火箭氫氧發(fā)動機裝配效率，以達到提高公司效益和開拓市場的目的。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 火箭氫氧發(fā)動機原裝配工藝流程

通過對火箭氫氧發(fā)動機裝配現(xiàn)狀進行分析，首先繪制了產(chǎn)品裝配工藝流程圖，具體如圖1所示。從圖1可以看出，發(fā)動機整個裝配過程為串行裝配，一個工序裝配完成后再裝配下一個工序，裝配效率低，等待周期長。每道工序周期時間相差較大，生產(chǎn)節(jié)拍不平衡。此外，原材料種類較多，一部分為上游車間直接交付，一部分為物流中心訂貨，原材料擺放雜亂無章，尋找花費大量時間。由于庫存方式及配套方法的不合理，造成一部分零件堆積，產(chǎn)生不必要的尋找浪費，另一部分零件供應(yīng)不及時，產(chǎn)生不必要的等待浪費。

1.2 生產(chǎn)線價值流現(xiàn)狀圖

價值流管理模式徹底打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)組織模式下，各部門畫地為牢、相互扯皮和溝通協(xié)調(diào)不及時的窘態(tài)，為企業(yè)在不增加較多投資的基礎(chǔ)上，解決原料投放、工序間半成品、成品堆積和出貨延誤，從而快速響應(yīng)市場，滿足客戶需求提供了應(yīng)對法寶。運用價值流現(xiàn)狀圖，直觀繪制出一個產(chǎn)品從始至終的全部生產(chǎn)活動，通過繪制“產(chǎn)品價值流現(xiàn)狀圖”(見圖2)，尋找瓶頸問題，并繪制“產(chǎn)品未來價值流圖”以表達價值流改善的方向和成果。最終實現(xiàn)消除浪費和消除產(chǎn)生浪費的根源，使企業(yè)處于低成本良性運轉(zhuǎn)狀態(tài)，能夠及時滿足顧客需求，提升市場核心競爭力。

圖1 改善前發(fā)動機裝配工藝流程

圖2 氫氧發(fā)動機價值流現(xiàn)狀圖

2 精益生產(chǎn)的實施

通過對氫氧發(fā)動機價值流現(xiàn)狀圖進一步分析，改善主要集中在如下幾方面：1)施行5S與定置管理，調(diào)整零件庫存方式與供貨方式，解決零件誤放和相互擠占位置的混亂狀況，使零件的配套和領(lǐng)取更加方便準確；2)優(yōu)化裝配工藝流程，靈活調(diào)整人員配置，均衡生產(chǎn)節(jié)拍，避免工序安排不合理造成的人員閑置等待；3)提高部分工序的自動化水平[3]，減少動作浪費，降低人為誤操作概率。在確定改善方向后，按精益生產(chǎn)思想分別制定了相應(yīng)的改善措施，并繪制了未來價值流圖[4-5]。

2.1 5S與定置管理

庫房內(nèi)零件庫存采用5S與定置管理方法[6-7]，通過實際測量每一根導管拐點的距離和長度，設(shè)計了針對不同導管個性化的導管擺放貨架，訂制了專門的標準件擺放盒，每種不同規(guī)格的標準件依次按需整齊擺放，方便出、入庫控制。導管、標準件等產(chǎn)品按形狀、圖號、規(guī)格區(qū)分擺放并且以固定數(shù)量為一組整齊擺放，節(jié)約庫管人員配套時間，提高配套效率，減少庫存浪費。通過顏色標簽來區(qū)分庫存狀況。優(yōu)化產(chǎn)品配套方法，根據(jù)每個工序所需要的零件，制作了相應(yīng)的“工序沙盤”，沙盤上標注了零件的圖號、規(guī)格和數(shù)量，出庫時，將零件放置在沙盤上相應(yīng)的位置，使裝配人員領(lǐng)取各工序所需的零件圖號、規(guī)格和數(shù)量一目了然，同時有效地防止了錯、漏裝的情況發(fā)生，提高了庫管人員和操作人員的效率。

建立庫存預(yù)警體系，通過顏色標簽來區(qū)分庫存狀況。正常情況下，庫存為20臺份的數(shù)量，當某個零件數(shù)量少于10個時用黃色標簽提醒訂貨，當零件數(shù)量少于5個時，用紅色標簽提醒緊急訂貨，通過這種方式，使原材料的缺件情況及時反饋，一方面及時訂貨，另一方面對上游車間下發(fā)的生產(chǎn)任務(wù)實現(xiàn)拉動，有利于高效配合及時生產(chǎn)模式，減少等待浪費[8]。

2.2 工序流程優(yōu)化

改善前，發(fā)動機整個裝配過程為串行裝配，一個工序裝配完成后再裝配下一個工序，裝配效率低，存在加工浪費的現(xiàn)象。通過分析整個發(fā)動機結(jié)構(gòu)和裝配工藝流程，采用ESCRI原則，將工序重排與新增[9]。

1)重排：將安裝氫氧泵工序，銼修、焊接主、副、泄出與燃氣導管工序，安裝主、副、泄出、燃氣、增壓導管工序，氣密檢查工序和補裝防火層工序進行重排，將其劃分為模塊一；將安裝4個象限軟管工序，安裝泵前系統(tǒng)工序，銼修焊接增壓系統(tǒng)工序，安裝控制、吹除系統(tǒng)工序，氣密檢查工序進行重排，將其劃分為模塊二，2個模塊可并行進行裝配。

2)新增：新增氣密檢查工序。改善前發(fā)動機裝配完后對整機進行氣密檢查，如果氣密性試驗不合格，應(yīng)對不合格部位進行分解、再裝。由于發(fā)動機結(jié)構(gòu)復雜，空間操作位置狹小，如果不合格的部位在內(nèi)側(cè)，應(yīng)先分解外側(cè)部位，再分解內(nèi)側(cè)部位，整個過程浪費了大量的時間。改善后，2個模塊分別進行裝配，裝配后分別進行氣密性檢查，雖然增加了一次氣密檢查工序，但2個模塊獨立操作時，空間位置良好，針對不合格部位進行分解再裝時，避免分解其他部位，不僅節(jié)省了時間，同時保證了裝配質(zhì)量。

將發(fā)動機分為2個模塊，采用2個模塊并行裝配模式，優(yōu)化了裝配工藝流程(見圖3)，縮短了發(fā)動機整個裝配周期，很大程度上減少了加工浪費與等待浪費，提高了裝配效率。

圖3 改善后發(fā)動機裝配工藝流程

2.3 靈活配置人員

裝配的特殊性表明80%～90%的工作是由操作者手工完成的，這也尤其顯得員工技能的重要。人員配置完成后的另一個重要目標是進行標準作業(yè)的培訓，以達到精益生產(chǎn)的真正目的[10]。

改善前，由組合閥組到安裝電纜，整個過程由6名裝配工，需要240 h，一班制工作完成。車間積極推進多能工培養(yǎng)，對員工安排多崗位培訓和實習，掌握多項技能，如鉗工兼裝配工，氬弧焊工兼裝配工，根據(jù)能力安排適合的崗位，根據(jù)生產(chǎn)進度需求，合理配置人員，避免人員的浪費。根據(jù)發(fā)動機結(jié)構(gòu)原理，將組合閥組與傳感器組獨立出來，整個過程由8名裝配工，需要134 h，兩班制工作完成。通過增加班次和靈活配置人員，6人增加為8人，一班增加為兩班，該部分工序裝配時間由原來的240 h減少為134 h，很大程度上縮短了裝配周期，減少了等待浪費，平衡了生產(chǎn)節(jié)拍。

2.4 提高自動化水平

針對安裝電纜，設(shè)計自動化電纜測試工裝。改善前應(yīng)對電纜的每個接點逐個通過按扭進行測試，按下對應(yīng)的按鈕，指示燈亮則為合格，不亮則為不合格，檢測過程中，應(yīng)頻繁依次進行開合動作，工作量大，工作效率低，存在大量的動作浪費。同時開關(guān)的開合為純手工操作，存在誤開或少開開關(guān)的隱患，檢測結(jié)果由操作者根據(jù)指示燈的明暗來判別并記錄，也存在記錄錯誤的隱患。對此，設(shè)計了電纜自動測試工裝，將所有電纜的接點嵌入到工裝應(yīng)用程序中，電纜總插頭與工裝連接后，一次即可在電腦屏幕上查看所有接點的導通、絕緣情況，不僅節(jié)省了測試時間，將原來每根電纜的測試時間2～3 h減少為30 min，減少了動作浪費，同時也降低了人員誤操作概率。

2.5 改善效果及未來價值流圖

根據(jù)上述制定的改善方案，繪制了氫氧發(fā)動機的未來價值流圖(見圖4)。從圖2和圖4可以看出，1臺氫氧發(fā)動機的裝配周期由原來的86天縮短至現(xiàn)在的51.1天，制造流程平衡率由原來的177.5 h/(18 h×17) =46.2%提升至118.5 h/(17.5 h×11)=61.3%。經(jīng)核算，考慮人工成本、制造成本、生產(chǎn)動力成本等因素，改善前1臺發(fā)動機單機的裝配成本為96萬元，改善后成本降低為82.8萬元，單臺發(fā)動機的成本降低了13.2萬元。

圖4 氫氧發(fā)動機未來價值流圖

3 結(jié)語

通過實施精益生產(chǎn)，火箭氫氧發(fā)動機裝配現(xiàn)場發(fā)生了巨大變化，發(fā)動機裝配周期極大縮短，效率明顯提高，作業(yè)環(huán)境與勞動強度得到了改善，提高了員工士氣與員工滿意度，達到了良好的預(yù)期效果。

由于生產(chǎn)效率的提升，公司在交付數(shù)量上滿足了顧客需求，同時做到了保質(zhì)保量，提高了顧客滿意度，有益于長期顧客關(guān)系管理，為今后公司從客戶拿到更多訂單及開拓市場奠定了基礎(chǔ)。