航天器總裝工藝專業(yè)內(nèi)涵及體系地位簡析

劉玉剛

（北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094）

0 引言

航天器總裝包括總裝設計和總裝實施[1]。總裝工藝是總裝實施的一部分，是指依據(jù)總裝設計圖樣和總裝技術文件，精確理解總裝設計意圖，徹底消化總裝設計各項技術要求，結合總裝具體實施的人員技能水平、工裝設備能力、總裝場地功效、總裝物流資源狀況等綜合因素，將總體設計、總裝設計的各項設計技術指標（裝配要求、安裝精度、漏率、質量特性參數(shù)）全面準確地分配至各總裝操作單元模塊中，生成嚴謹、完備的總裝實施工藝技術流程和總裝工藝規(guī)程以及各類配套表，提供給總裝生產(chǎn)實施部門[2]，作為生產(chǎn)計劃編排、物料組織和質量監(jiān)控管理的依據(jù)。

目前，隨著信息化、批量化以及一體化AIT（總裝、測試、試驗）模式的建立，航天器總裝工藝專業(yè)的內(nèi)涵和外延均需重新審視和持續(xù)拓展?？傃b工藝在型號研制技術體系中的核心作用愈發(fā)明顯，其在型號研制技術體系中的專業(yè)地位有必要進一步提升。

1 總裝工藝專業(yè)內(nèi)涵

1.1 總裝設計方案的論證與評審

總裝工藝人員應及早介入總裝設計的方案論證和質量評審工作，為總裝工藝技術準備奠定基礎。方案論證與質量評審過程的重點如下：

1）依據(jù)航天器的類型、結構特點及復雜程度分析總裝實施的可行性（即工藝性）；

2）向總裝設計人員推薦應用國內(nèi)先進實用的新工藝、新技術和新材料；

3）分析航天器結構的總裝工藝及總裝工裝的繼承性，建議總裝設計部門廣泛采用經(jīng)過實踐檢驗的技術成果和成功經(jīng)驗；

4）確認航天器總裝中的主要材料和外購件的規(guī)格與標準、牌號與標準、質量狀況等是否符合要求，當前國內(nèi)市場能否供應。

1.2 總裝設計文件工藝性審查和會簽

總裝工藝人員應適時進行總裝設計文件的工藝性審查和會簽工作，未經(jīng)工藝性審查會簽的總裝設計文件不能用于總裝工藝準備。

工藝性審查會簽重點內(nèi)容如下：

1）總體布局、總裝方案、主要結構及其相互關系等的可行性、繼承性；

2）零（組）部件的協(xié)調性和裝配、調試、驗收的合理性、可行性、先進性、經(jīng)濟性；

3）航天器總裝主結構與裝配連接形成的可行性；

4）總裝設計圖樣選用材料的性能、標準件與外購件是否有明確而規(guī)范的技術條件和標準，并且是否具備合理性和經(jīng)濟性；

5）航天器結構的標準化、系列化程度，設計圖樣及設計文件的完整性、準確性、統(tǒng)一性。

1.3 總裝工藝技術流程編制及評審

總裝工藝人員應依據(jù)技術文件作業(yè)計劃分階段、分層次地進行總裝工藝技術流程的編制；同時負責繪制反映各層次各階段工藝技術流程之間相互協(xié)調關系的組織網(wǎng)絡圖或工藝技術流程結構樹。

從圖1中可以看出：各艙段總裝工藝技術流程是相應艙段總裝工藝規(guī)程的提綱，各專業(yè)測試技術流程又涵蓋在總裝工藝技術流程規(guī)定的范圍內(nèi)；而整星總裝工藝技術流程則是整星所有工藝技術工作的綱領和核心，其直接量化的形式則是整星分階段的總裝工藝規(guī)程。在衛(wèi)星進入總裝工藝技術準備的前期，總裝工藝人員可以利用此類結構樹，重新梳理總裝工藝與質量特性測試、精度測試、漏率檢測、管路焊接等專業(yè)測試之間的邏輯關系和嵌套接口關系，直接指導前期的總裝工藝規(guī)劃安排工作和后期的流程嵌套、銜接工作。

圖1 某平臺衛(wèi)星總裝工藝技術流程結構樹Fig.1 General assembly process flow structure tree of a platform satellite

依據(jù)具體的衛(wèi)星研制設計技術流程，結合型號總裝工程實際，總裝工藝人員還需細致編制衛(wèi)星各階段各類總裝工藝技術流程。流程編制應嚴格保持與整星設計流程的一致性，對于流程嵌套之處嚴格控制好接口技術狀態(tài)，并協(xié)調好各專業(yè)測試流程、分系統(tǒng)部組件（如推進系統(tǒng)管路、太陽翼、天線）裝星流程以及熱試驗、力學試驗、電測流程與總裝工藝流程的接口關系。

總裝工藝技術流程編制包括整星流程編制和艙段流程編制兩類。

1） 整星總裝工藝技術流程。一般由整星總裝主管工藝師負責。編制時要有全局觀念，避免重大工藝流程錯誤的發(fā)生；保證與整星設計流程的一致性；注重總裝流程的容錯性，盡量避免單向流程環(huán)節(jié)。

2）艙段總裝工藝技術流程。由艙段總裝主管工藝師或以上人員負責。編制時要嚴格貫徹精細化編排思路；接口關系模塊化、透明化、標準化；保證覆蓋該艙段總裝設計文件、圖紙及整星工藝總流程的各項要求；細化各工作項目，規(guī)定操作程序要盡量細（但不能與規(guī)程等同）；嚴格進行技術狀態(tài)控制，杜絕狀態(tài)失控。

總裝工藝技術流程審簽和評審嚴格按照規(guī)定程序進行，須逐級進行編寫、校對、審核、會簽、標審、批準的層層嚴格把關，形成評審稿后按評審計劃進行評審、修改并將正式稿歸檔。

1.4 總裝工藝規(guī)程編制及評審

總裝工藝規(guī)程的編制及評審原則上應在總裝工藝技術流程已通過評審的基礎上進行，一般分為工藝設計支撐數(shù)據(jù)的采集和總裝工藝規(guī)程詳細編制兩部分[3]。

工藝設計支撐數(shù)據(jù)的采集包含：1）工藝資源數(shù)據(jù)采集。主要指所需地面工裝設備、緊固件輔料等物料信息和總裝車間班組人力資源信息的采集；2）工藝技術支撐數(shù)據(jù)采集。主要指各類要引用的程序作業(yè)文件、工藝規(guī)范、國家和企業(yè)技術標準的采集；3）工藝技術基礎數(shù)據(jù)采集。主要是指要引用的工藝樣板、典型工藝、工藝檔案的采集。

總裝工藝規(guī)程詳細編制由相應各崗位主管工藝師負責。規(guī)程編制要嚴格限定在已評審通過的技術流程框架內(nèi)，同時要覆蓋業(yè)已會簽到位的全部正式設計圖紙和文件，保證其工藝技術狀態(tài)的完整性、正確性和可操作性。

總裝工藝規(guī)程編制完成需逐級進行校對、審核、批準的層層嚴格把關和標準化審查后歸檔；特殊規(guī)程（例如發(fā)射場工藝）形成評審草稿提交上級流程評審，終審稿歸檔。

1.5 材料消耗工藝定額編制

材料消耗工藝定額是一項重要的技術經(jīng)濟指標，是制訂材料供應計劃的基礎，是科研生產(chǎn)單位限額發(fā)料和成本核算的直接依據(jù)。材料消耗工藝定額的編制主要依據(jù)總裝工藝規(guī)程、現(xiàn)行各類標準以及本單位工藝技術水平等因素，參照既有工程實踐經(jīng)驗，在滿足產(chǎn)品總裝質量的前提下，合理配備定額，提高材料利用率。

1.6 現(xiàn)場工藝技術狀態(tài)控制

總裝現(xiàn)場的技術狀態(tài)控制對于衛(wèi)星總裝研制質量起著重要作用。由于總裝工藝是型號總裝研制鏈條中的最后一道技術關口，因此現(xiàn)場的總裝工藝技術狀態(tài)控制更是重中之重。總裝工藝人員應經(jīng)常分析產(chǎn)品總裝工藝過程的實際狀況，不斷完善和改進工藝方法，并及時做好工藝的驗證工作。同時，總裝工藝人員須經(jīng)常深入總裝生產(chǎn)現(xiàn)場，了解和掌握質量控制措施的執(zhí)行情況，嚴格執(zhí)行工藝紀律，指導和監(jiān)督總裝工藝文件的正確實施[4]。

1.7 總裝工藝技術總結

航天器的每一個總裝研制階段結束后，為滿足階段轉換的需要和確?？傃b生產(chǎn)質量，必須及時、全面、細致地進行階段總裝工藝技術總結。總結內(nèi)容主要包括總裝工藝文件的全面整理和復查，如總裝工藝文件在總裝實施過程中出現(xiàn)的所有更改、調整以及總裝臨時工藝的添加，主要技術問題的歸納整理等。

總裝工藝文件的整理應以總裝設計文件為準，對工藝文件內(nèi)容不完整或與產(chǎn)品設計文件不完全相符的項目逐項進行核實和查對，對查出的問題應及時修改和完善，杜絕工藝技術漏洞，徹底消除隱患。

對于技術問題，必須做到定位準確、機理清楚、分析透徹、措施落實、舉一反三。在對已完成的技術工作歸納總結的基礎上，還應提出對后續(xù)任務的技措、技改及水平提升的建議或措施。

2 總裝工藝專業(yè)外延及作用

總裝工藝在型號研制技術體系中所處的地位決定了總裝工藝的專業(yè)外延無論從廣度和深度上來講都是十分廣闊的，其作用主要體現(xiàn)在下述4方面。

2.1 影響設計布局及方案

總裝工藝人員的重要工作是參與總體設計方案及總體布局的技術協(xié)調、總裝設計實施方案的協(xié)調以及總裝設計圖紙和文件的工藝性審查和會簽。在工藝性審查會簽過程中，總裝工藝人員的意見和建議對于優(yōu)化設計、提高設計質量甚至節(jié)約產(chǎn)品研制成本等方面都起著重要作用。一項重要的工藝意見或建議，往往可以影響型號總體設計布局發(fā)生重大變更。例如“東方紅四號”衛(wèi)星初樣階段決定推進系統(tǒng)管路布局時，總裝工藝人員提出了通信艙管路和推進艙管路分艙模塊化布局設計的建議，直接導致更改了總體設計布局，增加了分艙螺接頭，使管路焊裝工作的實施難度大幅降低。經(jīng)初樣結構星研制過程的驗證，該建議合理可行。同樣對于該平臺的服務艙電池板的總裝實施方案，初定沿用“東方紅三號”原有的總裝模式，而總裝工藝人員提出了在電池板外面板上增加工藝埋點的建議，該建議被采納后大大降低了結構板與支架車的裝配難度和操作風險，不僅促使結構板的結構設計更加優(yōu)化，而且推進了電池板翻轉支架車設計方案的變革，經(jīng)工程實踐驗證，效果良好。

2.2 決定總裝生產(chǎn)路線

總裝工藝技術工作產(chǎn)生的總裝工藝總方案、總裝工藝技術流程和總裝工藝規(guī)程是總裝具體實施的直接依據(jù)。尤其是工藝總方案和工藝技術流程，決定了總裝具體實施的總裝生產(chǎn)路線和總裝生產(chǎn)工藝布局。總裝具體實施部門依據(jù)這些文件，進行總裝實施的人力、物力、設備及工位等的具體組織和詳細規(guī)劃，確定總裝生產(chǎn)路線，決定總裝生產(chǎn)工藝布局，開展型號總裝生產(chǎn)。

2.3 制定質量檢驗規(guī)則

總裝工藝規(guī)程以及各類表格化文件是總裝質量檢驗的主要直接依據(jù)。總裝質量檢驗和質量管理人員據(jù)此完成對總裝全過程的質量跟蹤和控制?？傃b工藝人員在具體工藝規(guī)程的編制過程中，不僅要完成總裝設計信息的歸納、整合工作，同時還要完成相應的合理的質量檢驗規(guī)則的制定，方便質量檢驗管理人員對總裝工藝規(guī)程和總裝具體操作的跟蹤和控制。

2.4 提供計劃編排依據(jù)

總裝工藝技術流程是總裝實施計劃流程的主要編制依據(jù)。總裝工藝技術流程涵蓋了幾乎全部型號的總裝實施工程信息，除了包括總裝主要工作項目編排順序、總裝主要工作項目說明、保障條件、參加單位、協(xié)作內(nèi)容、工耗預估外，還包括關鍵節(jié)點、質量安全控制點、相應保障措施等。總裝實施計劃部門依據(jù)總裝工藝技術流程，編制相應的總裝實施計劃流程，組織相應的總裝工藝技術隊伍、總裝實施技能隊伍、總裝物流配給、總裝設備配置等資源，開展總裝實施工作。

3 總裝工藝專業(yè)地位的歷史沿革

型號總裝研制的技術特點以及總裝工藝獨特的崗位特色綜合決定了總裝工藝專業(yè)在型號研制技術體系中處于至關重要的地位—它既是技術體系的最底線，又是質量管理、綜合調度、物流控制的綜合交叉點，是總裝工程信息的處理器、控制器和加速器，更是總裝工程數(shù)據(jù)的深層挖掘器。

3.1 摸索發(fā)展期

從“東方紅一號”衛(wèi)星總裝開始，總裝工藝便隨著型號研制的進程而誕生。初期的總裝工藝和我國的航天器研制一起經(jīng)歷了初創(chuàng)、摸索和逐漸成熟的過程。型號整體研制體系一直局限在“試驗、試制”模式，總裝工藝也適應于整體試制模式，而總裝工藝、總裝設計、總裝具體實施的“三結合”模式，適應了我國工業(yè)基礎差、集中力量搞航天的具體國情?？傃b工藝人員經(jīng)過長時間的磨練，綜合技術素質得到提升，達到了可以處理任何與總裝相關的專業(yè)技術問題的水平?？傃b工藝的現(xiàn)場技術問題的處理，實際上就是對總體協(xié)調未到位之處的二次綜合協(xié)調，對確保型號總裝研制進程起到了重要作用。

3.2 型號成熟期

20世紀90年代以后，隨著型號工程量的倍增，每個型號研制對柔性響應速度的要求也大幅躍升。微小批量的研制要求必然導致質量、進度、成本協(xié)調工作量和協(xié)調難度的加大[5]，而處于關鍵協(xié)調環(huán)節(jié)的總裝工藝崗位受到的沖擊最大。由于受“重設計、輕工藝”思想的影響，總裝工藝長期處于“技術協(xié)調責任大、技術崗位權力小”的狀態(tài)，這一點特別容易挫傷總裝工藝技術人員的工作積極性，導致總裝工藝技術問題處理難度加大。

4 總裝工藝專業(yè)現(xiàn)狀及問題

總裝工藝歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，積累了豐富的經(jīng)驗，同時也面臨著諸多問題?？傃b工藝的現(xiàn)狀也從另一個側面折射出我國空間事業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。

4.1 銜接各研制環(huán)節(jié)，協(xié)調工作量大

近幾年來，隨著流程再造和機構重組的全面展開，型號各職能部門及其業(yè)務內(nèi)容均經(jīng)歷著前所未有的變革，總裝工藝也不例外。但是作為型號研制的技術底線，總裝工藝在面臨變革的同時，還需保證型號研制的順利進行。在完成型號研制體系系統(tǒng)級變革的過程中，許多型號總裝研制系統(tǒng)級職能壓在了總裝工藝人員身上。一名總裝工藝人員，既要完成總體設計布局、方案的工藝性審查，總裝設計圖紙、文件的工藝會簽，還要完成總裝工藝技術流程和總裝工藝規(guī)程和總裝物資耗材的訂貨計劃定額的編制，總裝具體實施中須跟產(chǎn)和處理技術問題，研制階段結束還要進行總裝工藝技術總結等。每名總裝工藝人員都要和設計師系統(tǒng)、指揮調度系統(tǒng)、質量管理人員、物資供給系統(tǒng)、生產(chǎn)操作人員、環(huán)境試驗師系統(tǒng)的各類人員進行技術協(xié)調，才能做好總裝研制各個環(huán)節(jié)的銜接工作。

4.2 承接海量基礎技術工作

每個型號的總裝工藝人員須承擔如下 9個方面的工作：

1）編寫型號總裝工藝總方案的建議書；

2）依據(jù)型號總裝工藝總方案，編寫總裝工藝技術作業(yè)計劃；

3）進行型號總裝設計階段的設計圖紙及文件的工藝會簽；

4）編寫各階段總裝工藝技術流程和工藝規(guī)程,并評審、歸檔、下發(fā)生產(chǎn)；5）編寫總裝工藝裝備設計要求并提交生產(chǎn)；6）編寫總裝用各類物資BOM報表并提交生產(chǎn)；7）進行生產(chǎn)現(xiàn)場總裝工藝技術狀態(tài)控制和實時技術反饋；

8）對型號總裝研制中各階段進行總裝工藝技術總結；

9）參與總裝研制生產(chǎn)中各類質量問題的處理。

以上各方面的工作均需進行大量的技術素材搜集、整理和深加工，其中工作量最大的就是總裝工藝技術流程和總裝工藝規(guī)程的編制工作以及總裝各類物資BOM報表的編制工作[6]。

4.3 大量精力消耗在低端問題處理

由于型號任務激增，如果設計研制能力提升不到位，反映在型號總裝研制階段則意味著將大量出現(xiàn)技術問題，尤其是低層次的問題。作為型號研制技術體系的最底線，總裝工藝不得不耗費大量精力用于現(xiàn)場技術問題的處理和相應的總裝工藝技術狀態(tài)控制。

5 提升總裝工藝專業(yè)體系地位的建議

隨著型號研制任務日益繁重，總裝工藝必須適應信息化、批量化以及一體化的AIT模式，占據(jù)型號總裝研制工程總體技術統(tǒng)領地位。應通過技術體系和行政體系賦予總裝工藝專業(yè)工程技術決斷權、計劃指揮向導權和質量監(jiān)控參與及引導權。

5.1 使總裝工藝成為AIT研制工程總體技術統(tǒng)領

從圖2中可以看出，總裝工程信息從設計部門到 AIT生產(chǎn)實施部門的流轉過程中，總裝工藝是信息轉換的中樞，它既要和設計信息的上游進行無縫溝通，又要和同級的各專業(yè)測試、環(huán)境試驗、綜合測試進行技術協(xié)調，還要和下游的總裝具體實施部門、生產(chǎn)指揮調度部門、質量管理部門、物資供應部門、工裝設備管理部門、技術資料部門直接協(xié)作和處理問題。賦予總裝工藝應有的工程總體技術統(tǒng)領地位和相應的技術權責，方能保證總裝工程信息的高速流轉，確保總裝研制的順利高效進行。

圖2 總裝設計—總裝工藝信息鏈流轉框圖Fig.2 Block diagram of information transfer chain for assembly design－general assembly process

5.2 賦予總裝工藝以AIT研制現(xiàn)場工程技術決斷權

工程技術決斷權主要是指總裝生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝技術狀態(tài)控制、突發(fā)問題的技術決策和臨機處置、重大技術問題的決策權等。型號總裝過程是一個復雜的系統(tǒng)工程，在 AIT階段往往有多個技術流程對型號總裝具體實施同時作用，各技術流程的優(yōu)先權及時效性問題成為困擾一線總裝工程技術人員的最大難題。

以某型號發(fā)射場總裝測試階段為例，發(fā)射場聯(lián)合操作程序性文件主要有加注大廳加注作業(yè)聯(lián)合操作程序、衛(wèi)星轉場聯(lián)合操作程序、衛(wèi)星－火箭－塔架作業(yè)聯(lián)合操作程序，同時對衛(wèi)星總裝生產(chǎn)起指導作用的還有衛(wèi)星發(fā)射場實施大綱、衛(wèi)星發(fā)射場電測大綱、衛(wèi)星總裝設計技術流程、衛(wèi)星總裝工藝技術流程，其中衛(wèi)星總裝工藝技術流程及工藝規(guī)程起最終最直接的指導作用，這樣在發(fā)射場衛(wèi)星總裝的某個時間斷面內(nèi)會有至少5～7個流程或操作程序共同作用，增加了無謂的技術協(xié)調工作量，影響了發(fā)射場總裝工藝技術狀態(tài)的穩(wěn)定性。

因此，在新研制模式下，必須樹立總裝工藝的工程技術權威，給總裝工藝配置工程技術決斷的優(yōu)先權，使總裝工藝技術流程和總裝工藝規(guī)程成為唯一直接指導總裝具體實施的法律性依據(jù)文件，才能徹底、全面、精確地控制衛(wèi)星總裝研制的最終技術狀態(tài)。

5.3 賦予總裝工藝以AIT研制工程計劃向導權

計劃指揮向導權利主要是指總裝工藝技術流程應作為總裝實施計劃流程編訂的直接依據(jù)，總裝工藝人員應具有相應的總裝實施計劃指揮的參謀權和向導權。總裝工藝技術流程不僅要和各類設計流程協(xié)調關系，還要在某些層面和各類計劃大綱發(fā)生接口關系。從多年來的總裝工程實踐可以看出，總裝工藝技術流程不僅僅是總裝設計技術流程的精確演繹，更是綜合考慮了總裝具體實施各方面的工程要求，當然包括進度調度計劃要求在內(nèi)的綜合性工程技術計劃流程。總裝工藝技術流程從某種程度上來說也是型號研制計劃流程的技術細化版本。

因此，在新的研制模式下，必須賦予總裝工藝相應的計劃指揮向導權利及其對應的崗位權責，方能確保型號總裝研制計劃流程的技術準確度和研制計劃節(jié)點的合理分配，確保任務順利高效地完成。

5.4 賦予總裝工藝以 AIT研制質量監(jiān)控參與及引導權

質量監(jiān)控參與及引導權利主要是指總裝工藝適時、合理地參與型號 AIT總裝研制過程中的質量監(jiān)控，質量檢驗管理人員依據(jù)總裝工藝技術流程和總裝工藝規(guī)程及其配套的表格化文件、質量控制點的設置、質量保障措施的制定等技術文件，落實和具體實施型號總裝研制全過程的質量跟蹤、檢驗和控制?？傃b工藝必須具有適當?shù)膮⑴c權和技術引導權，方能確保各項質量保障措施的嚴格執(zhí)行，真正提高型號總裝研制的整體質量。

6 結束語

經(jīng)過上述分析可知，總裝工藝在型號研制技術體系中所處的地位決定了其專業(yè)內(nèi)涵及外延無從廣度和深度上來講都是十分豐富的。為適應21世紀航天器AIT研制信息化、批量化、一體化模式，必須提升總裝工藝在型號研制技術體系中的專業(yè)地位，為全面提高航天器 AIT研制總體質量和工程技術水平奠定堅實基礎。

（References）

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