柯清禪、尤潔、趙嬛、趙士佳、張秋月/航天材料及工藝研究所

隨著近年來商業(yè)航天和軍工行業(yè)市場需求的持續(xù)增長，裝備需求達到一個空前的高度。用最短的研制時間生產(chǎn)多品種、大數(shù)量且高質(zhì)量的裝備成為航天/軍工制造業(yè)的新主題。發(fā)展初期，制造業(yè)主要依靠在一線城市通過人員、設(shè)備、場地的快速復(fù)制，打造專用的批產(chǎn)線以實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟規(guī)模的擴增并持續(xù)產(chǎn)出。發(fā)展中期，企業(yè)開始將大量的制造車間遷移到二線、三線等城市，利用技術(shù)轉(zhuǎn)移及當場相對廉價的人力、設(shè)備、場地成本實現(xiàn)生產(chǎn)力的二次提升?，F(xiàn)今，這種產(chǎn)線復(fù)制已趨近飽和，同時該模式已無法匹配企業(yè)經(jīng)營規(guī)模型轉(zhuǎn)型的新需求。批產(chǎn)任務(wù)的多定點承攬和研制型號競標模式的實行，給制造行業(yè)的綜合組織能力及應(yīng)對能力帶來極大的沖擊。新冠泛濫期間，一大批中小企業(yè)開始裁員甚至倒閉，部分大企業(yè)也開始聚焦現(xiàn)有資源開展管理提效及技術(shù)提升，以實現(xiàn)企業(yè)規(guī)模的繼續(xù)增長。生產(chǎn)組織模型從關(guān)注設(shè)備、工位、生產(chǎn)面積的新增逐漸轉(zhuǎn)為業(yè)務(wù)班組的管理提效、技術(shù)提升及生產(chǎn)班級的生產(chǎn)能力挖潛。這就使得任務(wù)策劃的難度增大，也使得策劃的指導(dǎo)意義變得愈加重大。

基于全年承制任務(wù)總量及完工節(jié)點，本文分享了基于現(xiàn)有資源內(nèi)部挖潛的幾點策劃思路，為后續(xù)航天/軍工制造車間的全年策劃提供了思路。

一、制造車間管理要素

“人、機、料、法、環(huán)”是工業(yè)制造企業(yè)公認最主要的五大要素，對應(yīng)制造車間科研生產(chǎn)組織可具體為：

（1）人：人員規(guī)模管控及個人工作效率及質(zhì)量提升；

（2）機：工裝、大型數(shù)控設(shè)備等能力產(chǎn)出與需求匹配度；

（3）料：原材料（主輔材）、標準件、刀具的及時到貨等；

（4）法：工藝技術(shù)創(chuàng)新和管理模式提效；

（5）環(huán)：廠房面積等基建類能力建設(shè)及6S 管理。

任務(wù)策劃是基于全年的總?cè)蝿?wù)量、型號交付節(jié)點，結(jié)合現(xiàn)有和即將有的人員及軟硬件資源，在合適利用外協(xié)資源補充生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌各要素并形成風(fēng)險點及應(yīng)對措施等定量結(jié)論，用于指導(dǎo)全年生產(chǎn)組織。至少應(yīng)包含：刀具、物資和工裝需求計劃、設(shè)備新增計劃、人員招聘計劃、外協(xié)全年策劃、工藝技術(shù)提升和管理提效計劃等。其中刀具、物資、工裝需求對標產(chǎn)品交付需求，利用制造執(zhí)行系統(tǒng)（Mes）及各型號產(chǎn)配套表生成報表并實施，下文主要介紹設(shè)備、人員需求測算，外協(xié)資源測算，工藝技術(shù)提升和管理提效計劃及策劃思路。

二、設(shè)備和人員需求測算

全局的策劃應(yīng)將所有型號按綱要逐一拆解，形成各資源的需求總表，通過數(shù)據(jù)的橫向匯總，從總需求與總產(chǎn)出角度進行能力分析，而不是從單型號的角度分析能力缺口，某制造車間涉及的數(shù)控設(shè)備主要為：數(shù)控車床（數(shù)車）、立式加工中心包含三軸龍門立式加工中心（立加）、臥式鏜銑床（鏜銑）和五軸加工中心（五軸）。結(jié)合當年承制型號任務(wù)，得出大型數(shù)控設(shè)備工時需求（表1），結(jié)合排班制造車間現(xiàn)有設(shè)備可產(chǎn)出工時（表2）。

表1 數(shù)控設(shè)備工時需求

表2 數(shù)控設(shè)備工時產(chǎn)出

設(shè)置數(shù)控設(shè)備的需求產(chǎn)出比λ 用于分析設(shè)備資源的缺口：λ＞1，硬件能力缺在缺口，不滿足任務(wù)需求；λ＜1，任務(wù)總量缺在缺口，硬件能力過剩；λ=1，現(xiàn)有硬件能力恰好滿足任務(wù)需求，硬件配置合適。

基于設(shè)備的需求產(chǎn)出比λ 及設(shè)備成本及場地占用，可從以下4 方面開展內(nèi)部挖潛及外部資源統(tǒng)籌：一是工序優(yōu)化，實現(xiàn)加工提效，壓減設(shè)備用時；二是結(jié)合人員管控，優(yōu)先增加高價設(shè)備、占用面積大的設(shè)備班次；三是借助工裝的設(shè)計制造，低價設(shè)備代替高價設(shè)備，占地面積小的設(shè)備代替占用面積大的設(shè)備；四是低風(fēng)險、長周期工序外協(xié)出所。

制造車間的主流生產(chǎn)線布局為機群式，生產(chǎn)組織模式及產(chǎn)能受設(shè)備及工位約束。2022 年度結(jié)合五軸資源短線及場地的限制，優(yōu)先增加操機人員，使班組具備五軸三班制能力，最大限度利用現(xiàn)有資源。結(jié)合翻轉(zhuǎn)工裝的設(shè)計將部分鏜銑工序轉(zhuǎn)移到立加完成以提升鏜銑資源的有效產(chǎn)出，同時將立加上的長周期工序外協(xié)出車間以補充立加資源缺口。

人員、設(shè)備及外協(xié)三者相互關(guān)聯(lián)，本文以自有資源為入手點，基于優(yōu)化后的數(shù)控設(shè)備等需求產(chǎn)出比，可得出人員規(guī)模新增及工序/產(chǎn)品外協(xié)需求。通過三班制下五軸產(chǎn)能的提升，對應(yīng)增加下游的工位及人員，人員的新增優(yōu)化考慮班組內(nèi)外人員的補崗補位，同時基于班組能力工時完成率提升20%的基礎(chǔ)，形成人員新增需求。同時通過外協(xié)單位的立加資源，補充自身24377h 的能力缺口，外協(xié)工序優(yōu)先考慮Z 型號的Z1 和Z4 部段。

三、外協(xié)資源統(tǒng)籌

工序外協(xié)是當前制造車間基于現(xiàn)有人員及設(shè)備資源，最有效的生產(chǎn)力補充手段。制造車間一般把附加值低、產(chǎn)能不足的工序外協(xié)至合格供方。從質(zhì)量風(fēng)險管控角度，航天/軍工制造企業(yè)一般把長周期的型面加工等去材料量大的粗加工工序及單發(fā)配套量大的塞子類等防熱產(chǎn)品外協(xié)出所。結(jié)合當年承制型號任務(wù)，外協(xié)需求見表3。

表3 外協(xié)需求匯總表

外協(xié)為制造車間現(xiàn)有人員及設(shè)備能力最大化后的能力補充，對于外協(xié)資源的優(yōu)化主要為成本管控、質(zhì)量管控和外協(xié)產(chǎn)品的對標回所，當前外協(xié)流程如圖1 所示。以C、D 型號為典型的外協(xié)產(chǎn)品多為墊片、防熱塞、防熱口蓋，作為型號生產(chǎn)所需的配套產(chǎn)品，一般提前于型號交付節(jié)點1 個完整生產(chǎn)周期批量齊套。以Z 型號為典型的外協(xié)產(chǎn)品多為大部段的型面加工工序，根據(jù)毛坯的齊套時間結(jié)合當期設(shè)備使用實時外協(xié)。外協(xié)合同文本中，除明確外協(xié)產(chǎn)品基礎(chǔ)信息外，需明確產(chǎn)品返回時間。

圖1 外協(xié)流程

一是對于防熱產(chǎn)品，原材料自制可控，成品批量返回，明確各批次返回時間。返回時間至少提前交付節(jié)點1 個完整的加工周期，可分次返回，但原則上不可大于2 批。

二是對于艙段工序外協(xié)，毛坯齊套時間不可控，明確組批產(chǎn)品的加工周期t，毛坯轉(zhuǎn)外協(xié)后按Tt2完工并組批返回（Tt 為產(chǎn)品到位后第t 天完工）。

三是外協(xié)按時回所率用于約束外協(xié)的按時返回，外協(xié)按時返回率作為年度外協(xié)供方重要考核標標及扣款依據(jù)。

對于批量大的防熱產(chǎn)品，特別是工序簡單的防熱件，通過帶量詢價和組批投產(chǎn)實現(xiàn)外協(xié)資源的統(tǒng)籌，緊前投產(chǎn)，提前齊套。對于交付節(jié)點剛性的產(chǎn)品，特別是大部段，一般至少設(shè)置雙定點，以促進外協(xié)廠家的良性競爭。多定點的任務(wù)共同承制，以實現(xiàn)競爭性談價、壓價及外協(xié)產(chǎn)品的對標完工及交付。

四、技術(shù)提升和管理提效

對于制造車間，生產(chǎn)班組和業(yè)務(wù)班組為生產(chǎn)線最關(guān)鍵的兩環(huán)。在既定的硬件及人員條件下，技術(shù)提升和管理提效是生產(chǎn)力再挖潛的最有效手段。該制造車間對生產(chǎn)班組科研生產(chǎn)領(lǐng)域的考核通過能力工時完成率（考核班組生產(chǎn)效率）、目標工時完成率（考核班組產(chǎn)出量）和計劃完成率（考核班組計劃對標執(zhí)行）3 個指標的綜合計算得出評價結(jié)果。在2022 年度的管理提效上通過建立一種捆綁業(yè)務(wù)班組與生產(chǎn)班組的考核模型，同時通過權(quán)重分配，鼓勵業(yè)務(wù)班組就本組特色業(yè)務(wù)開展提效工作，如調(diào)度系統(tǒng)突出計劃完成率、工藝系統(tǒng)突出技術(shù)創(chuàng)新，同時將產(chǎn)值產(chǎn)出作為二者重要的共同評價指標。從考核手段及結(jié)果導(dǎo)向，持續(xù)推動業(yè)務(wù)班組和生產(chǎn)開展技術(shù)提升和管理提效工作。

2022 年度共明確21 項與科研生產(chǎn)直接相關(guān)的技術(shù)提升計劃：6 項工序調(diào)整及優(yōu)化，3 項設(shè)備改造，5 項工裝設(shè)計與優(yōu)化，3 項設(shè)備替代，1 項人員操作安全及2 項刀具優(yōu)化設(shè)計。2022 年度共明確管理提效計劃15 項：調(diào)度組7 項，工藝組3 項，綜合組3 項，維護組2 項，部分管理提效清單見表4。

表4 部分管理提效清單

對于部分規(guī)模較大國企，管理低效的主要原因在管理手段的不落地。如表4 所示，為保證年度管理提效計劃的落地，每一項管理提效計劃均有明確的完工節(jié)點、實質(zhì)性的提效目標和可量化的評價標準。將按時完成提升計劃納入各班組當月考核，如工藝組技術(shù)提升和管理提效完成情況占比當月班組考核的30%。

當前評價模式下，能力工時完成率為評價班組生產(chǎn)效率的關(guān)鍵指標之一。在持續(xù)開展班組系統(tǒng)化提升工作的基礎(chǔ)上，設(shè)定基礎(chǔ)達標線——班組能力工時增長不低于20%，并以此為基線修正當年考核基數(shù)。取所有生產(chǎn)班組的平均能力工時完成率作為業(yè)務(wù)班組的能力工時完成率進行捆綁考核。同時，能力工時提升作為技術(shù)提升和管理提效的綜合成果轉(zhuǎn)化，從結(jié)果上約束提升、提效計劃的落地。近3 年，生產(chǎn)班組能力工時完成率平均值為23.1%，從源頭上驅(qū)動班組實現(xiàn)綜合能力的提升。

結(jié)合制造車間的人、機、料、法、環(huán)等要素開展任務(wù)策劃，通過能力工時完成率捆綁業(yè)務(wù)班組和生產(chǎn)班組完成月度評價考核，可督促技術(shù)提升和管理提效的落地，助力于班組能力工時年增長不低于20%的實現(xiàn)；在21 項技術(shù)提升、15 項管理提效計劃的對標完成和班組系統(tǒng)提升工作的持續(xù)開展下，可最大限度地挖潛制造車間現(xiàn)有資源的生產(chǎn)能力，在合理統(tǒng)籌外協(xié)資源的條件下完成全年任務(wù)；2022 年度該制造車間在整體人員規(guī)模持平、人均加班時長減少15.1%的基礎(chǔ)上完成了各項任務(wù)，實現(xiàn)產(chǎn)值23%的增幅，證實了策劃的合理性和可執(zhí)行性。