對高密度任務下航天科研生產流程的思考

◎中國運載火箭技術研究院物流中心 劉新民等

當前，我國航天科技工業發展進入戰略轉型期，呈現出產業經濟規模快速擴大，型號研制和批生產數量大幅增加，發射試驗任務空前繁重，轉型升級不斷加快，戰略牽引作用日益突出，競爭愈加激烈的新形勢。在這樣的形勢下，航天企業以研制為主的科研生產流程已越來越不能適應高密度任務的需要，不斷暴露出從管理到技術，從設計到生產，從工藝到質量保證，從人員到基礎能力保障等一系列問題。航天企業急需按照戰略轉型要求，全面系統地分析高密度任務下科研生產流程存在的問題，并研究和思考解決措施，以更好地指導科研生產實踐。

我國航天科技工業的發展是在不斷實踐中取得的，其根本的推動者是國家利益需求。武器裝備的發展將經歷戰略威懾、戰略執勤、戰略安全和戰略自如4個階段。目前，我國正處于戰略執勤到戰略安全轉變的初期，必須在導彈和衛星等領域滿足必要的數量與種類。這就決定了航天科技工業必將迎來高密度任務期的到來。

同時，為適應國民經濟發展和國際競爭的需要，民用和商業航天也處在一個大的發展機遇期，大量的國家重點工程和商業需求已將航天任務數量推向新高，其中國家主導的“北斗”導航系統、載人航天、空間站建設等任務均重大而緊迫。這些都必將對原有科研生產流程造成巨大沖擊。

我國要實現由航天大國到航天強國的轉變，航天科技工業必然會發生質的變化，具體體現在任務規模化增長，研究探索領域快速擴展，基礎能力極大提升，新技術重大突破，新型號成功研制等多方面。其中科研生產流程問題自然是主要問題，它不是某一型號或某一單位，某一工序或某一技術的問題。

一、存在的主要問題

在黨的堅強領導下，我國航天科技工業最早在“一窮二白”的基礎上，依靠以錢學森為代表的一批歸國科學家和全國人民的大協作，在較短的時間內完成了以“兩彈一星”為代表的重大科技攻關。但當時建立的以研制為主的專業化分工、全國大協作的型號科研生產模式并不能滿足批生產的需要。雖然隨著改革開放的不斷深入，航天科技工業的改革也取得了許多成就，但其管理水平、生產布局和基礎能力總體上沒有發生質的變化。當進入高密度任務階段時，科研生產流程暴露的問題既與新階段的需求有關，也與發展過程沉淀的問題有關。

長期以來，航天科研生產注重研制，只要產品能設計生產出來，對流程是否科學合理沒有深入的分析和研究，造成了一些資源不能得到科學配置，出現了部分工序之間、廠所之間、型號之間的不協調。而科學管理就是要以完成高密度任務為目標，深入分析科研生產流程的內在聯系和特征，統籌流程涉及的各種要素，重新優化流程，調整資源配置和投入，打破一些長期形成的體制機制束縛，構建科學合理的流程架構。

1.無法滿足高密度任務需求

我國航天科技工業經歷了從無到有、從小到大的發展歷程，形成了“重設計、輕工藝，重科研、輕生產”的發展模式。各種組織建制、生產布局及管理模式都是圍繞型號研制開展的。科研生產流程的設計主要以確保型號研制任務為主，但當大批量生產和多品種任務形成的高密度任務來臨時，這樣的模式難以保證任務的按時、按質、按量完成。

2.給產品質量控制帶來風險

大幅增加的型號任務量和不斷提高的質量可靠性要求給保證產品質量的穩定性帶來了嚴峻考驗。由于成熟型號研制大多基于較早的生產力水平，許多過程還不能準確全面地表征產品質量，很多單機和元器件還存在研究性和不確定性，在大量生產任務面前，即使是重復生產，其質量一致性也難以保證。

新研制的型號大量采用新理論、新方法、新技術、新工藝、新材料和新產品，技術狀態經常出現反復，科研生產流程的不穩定給質量控制帶來了很大難度。

3.產品化、通用化、標準化應用程度不高

型號產品在由單件研制性生產轉入批生產后，由于產品系列雜、品種多、專用性強，在研制過程中未暴露的問題便隨之頻頻出現，甚至還需要依賴設計人員跟產、多方監督等方式解決，難以做到固化狀態和持續穩定生產。單件研制性生產的觀念尚未根本轉變，產品化、通用化和標準化應用程度不高，嚴重制約了當前高密度任務的完成。部分通用產品已具備建立生產線條件，可以單獨組織生產，但依然混雜于型號整體研制流程中，造成整個科研生產流程的“跑道”經常出現因某個產品或工序“一輛車”的緩慢停滯而全線受堵。

4.并行工程應用尚存差距

并行工程是當前大型工程項目成功實施的高效組織方法。在高密度任務下，新研制型號因涉及未來發展，在進行技術方案論證、工程設計等過程時應當采用先進的并行工程方法。目前，并行工程等方法在部分新研制型號上已有所應用，但系統推進和全面實施還有較大差距，這使得新研制型號的科研生產流程依然構架在傳統的研制型模式上，導致任務越多越被動，難度越大越被動。

5.數字化設計制造技術仍處于探索階段

在高密度任務下，航天型號的更新和研制周期越來越短，而其性能多樣性和質量可靠性要求卻越來越高。國際先進經驗和技術發展表明，數字化、信息化等技術已成為航天制造的發展方向，但因技術難度大、過程協調面寬，加之基礎能力較弱，數字化、信息化等研制手段在部分新型號上的采用仍處于探索推進階段，一時難以形成新的生產力。

二、思考與建議

1.加快由傳統航天向數字航天的轉變

科研生產流程轉型是當前高密度任務和未來發展趨勢共同推動的客觀要求。航天科技工業必須走數字化制造之路，將計算機技術、網絡技術和先進制造技術相結合，實現由傳統制造向數字化制造轉變。

一是強化統籌建設，加快航天飛行器集成設計制造（AVIDM）平臺的升級和功能拓展，建立集團協同管控模式，優化資源配置，實現以并行協同為代表的流程變革。

二是以新型號研制為牽引，大力促進數字化與型號研制業務的融合。

三是加強信息化與制造技術、管理技術的融合，構建數字化平臺，全面提高敏捷制造能力。

四是將數字技術與傳統工藝和設備結合，形成專項自動制造技術，使傳統工藝發生質的變化。

2.成熟型號開展產品建線工作

為適應高密度任務需求，成熟型號應將工藝導向和產品導向的生產流程有機結合，形成富于柔性、高效率、高質量、低成本的制造系統，加快生產線建設，適應較寬系列的產品生產、快速交付及服務提供。

在建立生產線和選擇生產流程前，必須對產品的市場需求和生命周期進行全面分析評估，對產品制造工藝特點、通用和專用設備需求、安全及環保要求等進行系統研究分析，合理確定生產量綱、生產流程和工藝布局。按照專業、精細、經濟、科學的原則，以產品的專業化生產線為核心，配套必要的特種專業工藝單元和通用、標準產品以及常規作業協作系統的生產組織構架，充分利用現代成熟先進工藝技術和裝備，優化、精簡流程，實現成熟型號的精細、集約、穩定、高效生產。同時兼顧型號擴展、改進及新型號的研制需求，最終實現成熟型號與新研型號需求的合理結合，滿足向批生產型的轉變。

3.新研制型號開展并行工程

在新研制型號的科研生產中全面推行并行工程方法，使產品開發人員從一開始就要考慮產品從概念形成到生命期結束的所有因素，包括設計、生產、試驗、質量、成本、計劃和用戶要求。通過計算機輔助設計、計算機輔助工程分析、計算機輔助工藝過程設計、面向制造的設計等信息化手段，開展協同設計，使設計人員在線、實時交換產品數據及溝通信息。在型號產品數據包應用的基礎上，加速推廣應用產品數據管理系統，建立和使用產品數據庫，將任務、活動、工具和人員集成在一起。

承研單位應提前開展技術開發和預先研究以及產品實現的驗證工作，進行技術儲備，成立技術“貨架”，建立技術體系，為核心產品提前提供成熟可靠的技術。新型號研制時，必須選用已形成技術成果的貨架式產品，以減少型號研制中的大量技術重復和反復。

4.擴大外協和供應商規模

建立新的科研生產流程必須高度重視市場化手段，擴大外協規模，充分利用國內外市場資源，將社會資源完全整合到型號科研生產流程中，牽引先進制造業等國家戰略性新興產業的發展。例如，洛克希德·馬丁公司在世界30多個國家擁有250多個政府和工業界的合作伙伴，其廣泛應用世界資源成就了企業的高速發展。

同時，應建立外協單位和供應商的準入規范和評價體系，在中國航天科技集團公司和中國運載火箭技術研究院層面分別建立對應于不同層次產品的外協單位和供應商名錄，形成航天產業集群；推進供應鏈管理，確保供應的穩定性；以資本為紐帶，收購兼并相關企業，穩固供應鏈，使之成為核心競爭力的一部分；通過廣泛合作，牽引國內相關企業形成專業化的生產能力，培育戰略新興產業，推動創新型國家建設。

航天事業的發展是國家綜合國力的體現。建立新的航天型號科研生產流程，必將為高密度任務下解決快速增長的任務需求與現有科研生產能力之間的矛盾，降低型號成本、縮短研制周期、提高產品質量、提升效益提供支撐，也將為加快構建航天科技工業新體系，由航天大國邁向航天強國作出貢獻。