魏東、劉賽、鄭穎、周小燕、李海俠/北京航天長征飛行器研究所

北京航天長征飛行器研究所是以航天高科技產(chǎn)業(yè)為主的多學科、綜合性、高科技總體設(shè)計研究所，產(chǎn)品集成部是研究所下屬專門從事產(chǎn)品集成交付的生產(chǎn)單位，涉及到多種產(chǎn)品的生產(chǎn)、配套、集成交付等工作。

近年來，航天型號任務量迅速增長，高強密度發(fā)射、大批量生產(chǎn)已成常態(tài)，隨著裝備競爭性采購適用范圍逐漸擴大，科研生產(chǎn)單位既面臨跨越發(fā)展的重大機遇，又面臨前所未有的內(nèi)外部挑戰(zhàn)和壓力。如何運用精益改進工具知識對生產(chǎn)流程和管理方法進行科學優(yōu)化，提升現(xiàn)場管理水平，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，保證按期交付是對研究所交付率的巨大考驗。

本次實踐項目課題選取的空間飛行器是一種主動化、智能化飛行器裝置，產(chǎn)品主要由動力平臺、控制平臺、結(jié)構(gòu)殼體等組成，內(nèi)部零部組件依次組裝、層疊，經(jīng)過總裝測試及鑒定試驗合格后完成最終交付。設(shè)計單位與生產(chǎn)單位均為研究所自主完成，客戶要求空間飛行器產(chǎn)品需要在數(shù)天內(nèi)完成產(chǎn)品交付，接到交付要求后研究所領(lǐng)導迅速反應，第一時間組織相關(guān)人員開展策劃與排產(chǎn)。

空間飛行器的生產(chǎn)工序主要包括整機裝配、整機測試、鑒定試驗，按照原生產(chǎn)模式進行生產(chǎn)需要多天才能完成產(chǎn)品交付，無法滿足計劃要求。鑒于此，成立改進工作小組，小組成員由項目主管領(lǐng)導、技術(shù)主管人員、生產(chǎn)主管人員、計劃主管人員組成，明確了將按時完成空間飛行器產(chǎn)品交付作為成果目標，按照工作策劃分步開展系統(tǒng)分析。

一、工作與實踐

1.現(xiàn)狀分析

項目小組成立后，按照職責分工，首先針對空間飛行器現(xiàn)狀情況進行調(diào)查與分析，通過現(xiàn)場調(diào)研、實際跟產(chǎn)等方法梳理出產(chǎn)品生產(chǎn)流程及工時操作圖，以便于開展后續(xù)工作?？臻g飛行器工藝流程工時如圖1 所示。

圖1 空間飛行器工藝流程圖

項目組將空間飛行器生產(chǎn)各環(huán)節(jié)進行精細化梳理，按照生產(chǎn)工序進行切分，形成工序級流程圖，如圖2 所示，便于針對每操作工步進行優(yōu)化改進。

圖2 某空間飛行器整機裝配生產(chǎn)工時流程圖

（1）裝機裝配現(xiàn)狀分析

整機裝配技術(shù)難點較大、生產(chǎn)耗時最多的是動力平臺裝配與控制平臺裝配。動力平臺裝配需要將上百個螺釘進行涂膠安裝到殼體頂部及動力平臺外部?？刂破脚_裝配時，需要將下一道零部組件單機裝配工序使用的10 余種共百余根連接電纜進行焊接，每根電纜焊接都需要將導線線束位號一一進行標注，導致耗時嚴重。

（2）裝機測試現(xiàn)狀分析

整機測試項目主要由總裝后測試、質(zhì)量質(zhì)心測試、轉(zhuǎn)動過量測試、配平后測試等組成。其中質(zhì)量質(zhì)心和轉(zhuǎn)動過量的測試需要測試三個方向，且每個方向測試都需要通過調(diào)節(jié)固定工裝底板進行參數(shù)的核算與配平，由于該飛行器系統(tǒng)功能測試指標比較敏感，每個方向測試需要調(diào)節(jié)3 ～5 次工裝底板才能達到指標要求，質(zhì)量質(zhì)心和轉(zhuǎn)動過量2項測試時共調(diào)節(jié)工裝幾十次，嚴重增加了測試時間，如圖3 所示。

圖3 某空間飛行器整機測試生產(chǎn)工時流程圖

（3）鑒定試驗現(xiàn)狀分析

通過鑒定試驗工藝流程圖工步工時統(tǒng)計，產(chǎn)品鑒定試驗時間需要幾十天完成，是整體生產(chǎn)流程圖中耗時最長、資源占用最多的操作工序，如圖4 所示。鑒定試驗可分為溫度類試驗和力學試驗兩種，溫度類試驗可分為老煉試驗、高低溫試驗、溫循試驗，每個試驗項目均依據(jù)技術(shù)文件輸入在固定時間內(nèi)完成，可優(yōu)化量小。振動試驗和沖擊試驗時產(chǎn)品需要在X、Y、Z 三個方向做試驗，由于前期工裝重量較輕，且與振動臺面總是產(chǎn)生諧振導致試驗頻譜監(jiān)測數(shù)據(jù)偏離指標，每次都要轉(zhuǎn)動角度來滿足試驗指標，最終造成試驗時間拖延。

圖4 某空間飛行器鑒定試驗生產(chǎn)工時流程圖

（4）現(xiàn)狀問題匯總

通過對空間飛行器產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀進行調(diào)查、分析與總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在整機裝配、整機測試、鑒定試驗工序中均存在問題項，現(xiàn)將問題項目進行匯總（見表1）。

表1 現(xiàn)狀問題匯總表

2.改進措施與實踐

（1）整機裝配改進措施

針對動力平臺裝配工序耗時嚴重的問題，項目小組通過對前期生產(chǎn)總結(jié)與分析，發(fā)現(xiàn)每次裝配人員將零部組件向動力平臺安裝時，都要通過手動力矩扳手進行螺釘擰緊且再次進行力矩確認，非常消耗生產(chǎn)工時。針對此問題，項目組采用數(shù)顯自動力矩器來替代原有手動力矩扳手，數(shù)顯自動力矩器可以通過一鍵設(shè)置、自動擰緊，相較于原手動操作大大提升了生產(chǎn)效率，同時也降低了人工擰緊力矩量程出錯的風險。

針對控制平臺裝配工序耗時嚴重的問題，小組成員與裝配人員利用頭腦風暴法，選用同類線束綁扎法替代現(xiàn)有電纜標號生產(chǎn)模式。同類線束綁扎法可將線束提前分類，通過防熱輕盈材料進行包裹綁扎，既做到了省去大量標記位號時間，也可規(guī)避由于位號標識錯誤導致焊接返工的質(zhì)量風險。

（2）整機測試改進措施

針對質(zhì)量質(zhì)心測試和轉(zhuǎn)動過量測試需要調(diào)節(jié)工裝問題，小組成員通過合理策劃與調(diào)研，研發(fā)出一種可伸縮式滑軌工裝，以厘米為單位可通過滑軌進行尺寸自動鎖定，替換掉螺釘固定工裝，省去大量調(diào)節(jié)工裝底板的時間，現(xiàn)階段可伸縮式滑軌工裝已投入使用。

（3）鑒定試驗流程精細化改進

針對鑒定試驗中振動試驗和沖擊試驗時每次都要轉(zhuǎn)動角度來滿足試驗指標的問題，項目領(lǐng)導組織工藝人員重新設(shè)計工裝，增加工裝重量的同時考慮工裝固定更穩(wěn)定的情況，通過試驗仿真與數(shù)據(jù)分析可以達到一次滿足試驗指標要求，現(xiàn)階段新工裝已投入使用。

二、實踐效果驗證

項目組在空間飛行器生產(chǎn)各環(huán)節(jié)工序進行改進，使生產(chǎn)效率得到了提升。動力平臺裝配采用數(shù)顯自動力矩器，通過自動擰緊代替原手動力矩扳手，提升了生產(chǎn)效率；控制平臺裝配通過優(yōu)化工藝方法，省去了大量標記位號時間，規(guī)避了質(zhì)量問題風險。

在整機測試環(huán)節(jié)，設(shè)計出一種可伸縮式滑軌工裝，替換生產(chǎn)效率低下的螺釘固定工裝，省去大量調(diào)節(jié)工裝底板的耗時，同時也降低重新配重頻率。質(zhì)量質(zhì)心測試、轉(zhuǎn)動過量測試，以及整機測試周期均縮短了2 天，生產(chǎn)效率提升20%。

在鑒定試驗環(huán)節(jié)，項目成員重新考慮工裝重量和固定方法，設(shè)計出更高效的試驗工裝，既增加了工裝重量也滿足試驗指標要求，降低了振動試驗與沖擊試驗換模時間。振動試驗與沖擊試驗周期縮短了1.5 天，生產(chǎn)效率提升18.7%。

生產(chǎn)改進實施后，空間飛行器產(chǎn)品總裝、測試、試驗三種核心工序生產(chǎn)效率均得到了提升。整體生產(chǎn)周期縮短了7.5 天，生產(chǎn)效率提升11%。

三、成果固化及后續(xù)思路

在指導規(guī)范上面，項目組將取得的效果固化到紙質(zhì)標準文件上，形成了《某飛行器生產(chǎn)工藝總方案》《裝配工藝規(guī)程》《測試工藝規(guī)程》《鑒定試驗工藝規(guī)程》一系列指導文件，并組織培訓考核，覆蓋到每位操作人員。

通過本次實踐活動，項目組全員積極思考，識別出了多項業(yè)務流、操作流等環(huán)節(jié)上的可優(yōu)化冗余，同時通過分析原因和制定可行性方案，完成措施驗證最終達到了預期效果，確保了重點產(chǎn)品交付。同時通過本次活動也增強了利用管理方法解決問題的能力，提高了合作意識、質(zhì)量意識。

精細化管理方法在飛行器生產(chǎn)方面的應用，為航天領(lǐng)域精簡流程，提高工作效率提供了有效的典范。后續(xù)，研究所將加大數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真，進而快速生產(chǎn)出達到用戶要求性能的產(chǎn)品。在精神層面，秉承精、準、細、嚴的管理概念和管理文化，發(fā)揮全員智慧和力量，梳理各項現(xiàn)場管理難點；細化完善生產(chǎn)流程，形成一種工作習慣，提高集成交付運行效率，確保各項飛行試驗圓滿完成?！?/p>