周銘銳、郭葳、劉觀日、程大林、劉長志 ／中國運載火箭技術(shù)研究院

新一代載人運載火箭承擔著載人登月的神圣使命，計劃不容有失。箭體結(jié)構(gòu)與火箭構(gòu)型尺寸直接相關(guān)，新一代載人運載火箭尺寸遠遠大于我國現(xiàn)有火箭，貯箱、殼段等結(jié)構(gòu)產(chǎn)品均需要重新研制。按照傳統(tǒng)火箭研制流程，方案設(shè)計后出圖需要數(shù)月，即制造單位必須至少等待很久才能開展各種工裝設(shè)計，才能開始采購原材料；根據(jù)制造單位對工裝研制規(guī)模、數(shù)量和制造周期的估計，需數(shù)月左右才能完成工裝及原材料配套；隨后的產(chǎn)品投產(chǎn)、完成首件產(chǎn)品靜力試驗，還需要數(shù)月時間，大大制約型號的研制周期。

通過計劃倒排，提前識別新工藝新技術(shù)新狀態(tài)帶來的技術(shù)難度大以及整體研制計劃剛性強兩大風險。針對上述風險，提出了相應(yīng)解決措施，做好提前策劃，加強組織管理，考慮設(shè)計—工藝聯(lián)合、生產(chǎn)—試驗統(tǒng)籌、提前辨識技術(shù)、計劃風險等模式，確保滿足型號研制要求。

一、研制生產(chǎn)模式優(yōu)化

在新一代載人運載火箭箭體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研制生產(chǎn)過程中，研制團隊不僅需要做到與傳統(tǒng)火箭一樣從技術(shù)方案、產(chǎn)品配套以及試驗驗證等方面做好研制統(tǒng)籌工作，嚴控產(chǎn)品質(zhì)量。同時，需要不斷優(yōu)化研制流程和實施管理模式，處理好質(zhì)量與進度、資源與周期之間的關(guān)系，實現(xiàn)研制效益最高效。

根據(jù)常規(guī)火箭箭體結(jié)構(gòu)研制流程。只能在完成設(shè)計圖紙后由制造單位制定相應(yīng)的工藝方案，在“設(shè)計優(yōu)先，工藝跟隨”的過程中，技術(shù)方案由設(shè)計人員確定，而制造工藝的確定處在被動地位。由此可見，傳統(tǒng)設(shè)計和工藝研制流程與產(chǎn)品方案的確定存在矛盾，后續(xù)工裝設(shè)計制造將面臨較大的技術(shù)風險。

1.設(shè)計—工藝聯(lián)合

根據(jù)常規(guī)火箭箭體結(jié)構(gòu)研制流程。只能在完成設(shè)計圖紙后由制造單位制定相應(yīng)的工藝方案，在“設(shè)計優(yōu)先，工藝跟隨”的過程中，技術(shù)方案由設(shè)計人員確定，而制造工藝的確定處在被動地位。由此可見，傳統(tǒng)設(shè)計和工藝研制流程與產(chǎn)品方案的確定存在矛盾，后續(xù)工裝設(shè)計制造將面臨較大的技術(shù)風險。

突破“設(shè)計優(yōu)先，工藝跟隨”傳統(tǒng)串行模式在研制流程方面的局限，以工裝為例，箭體結(jié)構(gòu)大型工裝是型號短線中最主要的環(huán)節(jié)，其研制工作能否順利進行和按時完成將對整個型號研制進展具有重大意義，將常規(guī)航天產(chǎn)品在研制階段設(shè)計下發(fā)產(chǎn)品圖紙后依據(jù)關(guān)鍵參數(shù)作為輸入條件方可進行工裝研制，前移至方案設(shè)計階段尚未開始時啟動，實施火箭結(jié)構(gòu)方案和工裝設(shè)計同時進行，共同確定產(chǎn)品方案。圍繞實現(xiàn)火箭“高性能、高可靠、低成本”的共同目標而協(xié)同努力，以型號利益最大化為核心，確保產(chǎn)品可制造性，為大型工裝研制贏得時間。同時設(shè)計過程中簡化工藝路線，減少不同地域或廠家間的工序流轉(zhuǎn)，減少手工操作、人工抄錄、目視檢查等受人為因素影響大、量化控制程度低的操作和檢測項目。

通過設(shè)計、仿真、工藝、工裝、物資、檢驗、試驗等人員組建集中辦公團隊（IPT）并成立項目組（見圖1），開展集中辦公，完成產(chǎn)品設(shè)計、裝配仿真、工藝文件編制、工裝詳細設(shè)計、物資備料準備、檢驗方案設(shè)計，直至模型下廠。

圖1 IPT組織結(jié)構(gòu)

同步開展產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計、工藝設(shè)計、制造工裝設(shè)計、物資備料、檢驗方案設(shè)計等工作，將不協(xié)調(diào)問題通過三維數(shù)字化的手段在IPT 的協(xié)同環(huán)境中提前發(fā)現(xiàn)并解決，將長周期項目如物資備料、大型工裝設(shè)計等提前在IPT 協(xié)同環(huán)境中開展，設(shè)計、工藝、試驗等各方充分交底，減少設(shè)計更改和設(shè)計反復(fù)，提高產(chǎn)品一次裝配成功率，將工裝納入IPT 工作，具備發(fā)圖即開鉚的條件。

2.生產(chǎn)—試驗統(tǒng)籌

箭體結(jié)構(gòu)產(chǎn)品出圖—備料—生產(chǎn)涉及單位多、周期長，生產(chǎn)過程工序流轉(zhuǎn)復(fù)雜，成為制約型號研制周期的重要因素。另外，在以往型號靜力試驗過程中，存在著結(jié)構(gòu)產(chǎn)品完成生產(chǎn)后因試驗工位占用無法立即開展試驗以及因未提前統(tǒng)籌，出現(xiàn)不同試驗均需使用同一產(chǎn)品，導(dǎo)致試驗只能串行開展，試驗工位出現(xiàn)空置等情況，降低了研制效率。

結(jié)構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，辨識在備料、生產(chǎn)及試驗等環(huán)節(jié)中存在的進度及質(zhì)量潛在風險，提前做好風險管控，明確了包括結(jié)構(gòu)設(shè)計要求、結(jié)構(gòu)圖紙下廠；物料需求和配送；零件齊套、部段生產(chǎn)，上架裝配及交付總裝等關(guān)鍵和重要節(jié)點。形成以關(guān)鍵和重要節(jié)點為計劃管控的核心節(jié)點，向上游要輸入，向下游交產(chǎn)品。型號從頂層梳理明確了箭體結(jié)構(gòu)計劃管理的工作方法，與相關(guān)單位做好溝通和交流，將工作計劃細化、明確，并傳達研制鏈條各層級，重點抓短板、抓落實，確保每一層級工作的有效性，提高工作效率。在日常管控過程中，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，積極組織解決問題，提高計劃的掌控及時性和有效性，確保各環(huán)節(jié)工作質(zhì)量。

試驗環(huán)節(jié)，以試驗工位及產(chǎn)品為抓手，本著提高效率、壓縮周期的原則，形成研制階段生產(chǎn)試驗全周期策劃，充分考慮同一工位下，不同試驗開展的先后次序，提前梳理同一產(chǎn)品在不同試驗間借用周轉(zhuǎn)流程，用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)以及后續(xù)靜力試驗合理有序開展。

3.技術(shù)、計劃風險辨識

根據(jù)其他運載火箭研制經(jīng)驗，研制階段地面大型試驗存在研制反復(fù)的風險。相比以往型號，新一代載人運載火箭研制周期大幅壓縮，目前由于研制周期緊張，根據(jù)首飛節(jié)點倒排的全周期研制計劃未考慮研制反復(fù)帶來的周期推遲，計劃剛性強、余量不足。從技術(shù)、進度兩方面，制定風險管控措施。

技術(shù)方面：充分借鑒以往型號研制經(jīng)驗，在滿足可靠、輕量的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中，充分繼承現(xiàn)有生產(chǎn)資源，采取模塊化設(shè)計理念，采用通用零件、組件設(shè)計，選用“貨架”產(chǎn)品，盡可能減少產(chǎn)品種類、數(shù)量，壓縮品種、規(guī)格；選用原材料要求低、成型制造難度低、整體周期短的結(jié)構(gòu)設(shè)計。深入開展技術(shù)調(diào)研，借鑒國外大直徑貯箱立式焊接資料和前期重型運載火箭工藝貯箱立式焊接經(jīng)驗，邀請國內(nèi)行業(yè)專家學(xué)者進行交流研討和技術(shù)把關(guān)指導(dǎo)，集智攻關(guān)做好方案設(shè)計工作；充分利用模擬仿真技術(shù)，在方案分析和試驗驗證中加強仿真技術(shù)的應(yīng)用，減少試驗驗證產(chǎn)品和驗證工況，開展制造工藝全流程虛擬仿真驗證，提前識別風險和問題，避免方案反復(fù)；重視產(chǎn)品化設(shè)計，盡量使同一個直徑級別的結(jié)構(gòu)制造設(shè)備通用，盡可能選用經(jīng)工程驗證的成熟技術(shù)，提升總體方案技術(shù)成熟度，確保首臺套裝備能用、好用。設(shè)計方案要保持一定強壯性，提高方案抗風險能力，同時加強專業(yè)和型號的結(jié)合，減少方案反復(fù)。

計劃進度方面：根據(jù)研制需要，編制研制階段網(wǎng)路計劃圖，實時跟進產(chǎn)品生產(chǎn)進展，調(diào)劑使用試驗產(chǎn)品，靈活面對研制試驗中的問題；原材料、元器件訂貨保持一定的余量，以應(yīng)對緊急生產(chǎn)的需要。組織成立專項工作隊伍，周密策劃安排，采用例會推進機制及時識別風險點并進行預(yù)警，快速協(xié)調(diào)處理研制過程中出現(xiàn)的問題。

當前，研制團隊已經(jīng)完成設(shè)計圖紙下廠，在此之前，通過設(shè)計—工藝—物料IPT 團隊識別出的工裝生產(chǎn)及主結(jié)構(gòu)原材料備料均已提前啟動，部分物料已交付制造單位啟動零件生產(chǎn)，縮短了研制周期。另外，試驗工位在計劃明確初期已啟動改造，保證產(chǎn)品生產(chǎn)—試驗無縫銜接。針對提前辨識出的短線產(chǎn)品，研制團隊下沉到原材料廠家、工裝設(shè)備制造公司，加強調(diào)度，確保各項工作按計劃有序推進。

二、結(jié)束語

新一代載人運載火箭技術(shù)難度高，后續(xù)研制任務(wù)周期緊、任務(wù)重，技術(shù)風險、計劃風險仍然存在，管理工作依然艱巨，需要不斷對結(jié)構(gòu)產(chǎn)品研制階段計劃進行細化，全面理順原材料、設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、測試、大型試驗之間的邏輯關(guān)系，做到設(shè)計—工藝聯(lián)合、生產(chǎn)—試驗統(tǒng)籌，充分識別各項風險，將型號管理過程中的風險降到最低，確保各項工作策劃可按期推進實施，確保型號研制順利開展。