基于ECRS的發動機研制流程優化實踐

◎航天動力技術研究院 宗廷軍 李有春 張兵

基于ECRS的發動機研制流程優化實踐

◎航天動力技術研究院 宗廷軍 李有春 張兵

為提高發動機生產單位的組織管理能力和生產制造能力，運用ECRS分析原則，對發動機的設計、生產、試驗及工藝流程進行了優化。介紹了流程優化的原則和方法，列舉了流程優化的實踐過程及實施效果。

近年來，航天事業迅速發展，科研生產任務快速增長，航天動力技術研究院作為航天系統一個重要的科研生產單位，也面臨著十分巨大的挑戰和考驗。研究院的科研生產已由單件研制、小批量生產轉向多品種、變批量，研制與批生產并重的生產模式，原有的以研制為主的科研生產流程已難以滿足高強密度發射任務、高質量安全要求、高風險競爭的需求。為此，研究院針對發動機科研生產流程現狀，運用ECRS分析，通過優化設計、生產、試驗和工藝流程，調整工藝布局，不斷提高生產單位的組織管理能力和生產制造能力，確保了科研生產任務的圓滿完成。

一、流程優化的原則和方法

1．流程優化的原則

流程優化的目的通常是提高效率、降低成本和強度、節約能源、減少污染、安全生產。實施過程中需要經常關注生產工期、成型工藝、制造成本、技術水平、質量目標等指標。實際操作中，應在綜合考慮各項指標的基礎上抓住主要矛盾，突出重點指標的優化，綜合權衡，以達到整體優化的目的。研究院根據實際情況提出了流程優化的五項原則：

高效性原則。要求生產過程組織高效，上下工序能力匹配，減少生產能力的浪費，保證連續作業，縮短生產周期，充分有效地利用各種資源。

繼承性原則。研制流程優化工作要立足于各單位的現狀，主要以現有人員、設備為基礎，結合能力建設及任務需求，通過新建廠區建設和舊廠區局部優化適當調整生產資源，實現生產能力的提升。

經濟性原則。立足于現有設備、工裝，在滿足使用要求的情況下確保實現產品綜合成本的最低化，保證產品質量，提高生產效率。

可持續性原則。生產組織管理系統要有足夠的靈活性和彈性，以適應生產計劃的調整和產品狀態的變化，為后續發展留出必要的空間。

安全性原則。安全生產始終是最重要的原則，必須全程保證生產者的人身安全，確保工作環境的舒適、安全。

2．流程優化的主要方法

流程優化的主要途徑是設備更新、材料替代、環節簡化和時序調整。大部分的流程可以通過改造的方半完成優化過程，也可完全推翻原有流程，運用新設計的方半獲得流程優化。ECRS方半即取消（Eliminate）、合并（Combine）、重排（Rearrange）、簡化（Simplify），是一種常用的流程優化工作方半。

研究院立足于科研生產實際，應用ECRS分析方半，通過取消生產流程中的多余環節，合并重復的操作，對繁瑣的程序進行合理重排和簡化，實現了對典型發動機研制流程的優化。

二、流程優化的實踐及效果

1．確定實施流程優化的對象

研究院以某重點型號為牽引，基于生產短線和瓶頸對發動機生產流程進行了全面梳理，運用ECRS方半進行分析，提出關注的重點工序和實施優化的關鍵環節，分別確定了戰術發動機設計流程、特種喉襯生產流程、戰術發動機金屬件生產流程、金屬殼體絕熱生產流程、發動機總裝噴漆工藝流程、發動機試驗流程細化與優化等重點項目，并提出工作目標和節點要求。

2014年初突發科研生產事故造成生產全線中斷，研究院提出了“確保全年生產任務不受影響、交付生產任務一天不推”的工作目標。為確保目標的實現，迅速擺脫被動局面，克服不利影響，對管理流程進行全面優化，對管理鏈條中冗余的環節進行取消或合并，簡化了一些必需的環節，僅在3個月內就完成了備用生產線的應急啟動；同時，制定了生產流程優化策劃方案并組織實施，確保了6月份全面恢復生產，事故影響得到有效彌補，全年生產任務順利完成。

2．加強設計與工藝的融合

為促進生產流程的優化工作，研究院進一步強化了設計部門的技術牽引作用，遵循工藝與設計工作“同步策劃、同步預研、同步論證、同步攻關”的方針，組織發動機設計單位制定了《航天產品設計與工藝“四同步”工作實施細則》，實現了工藝與設計良好融合，不斷優化和規范設計流程，提高了發動機設計工藝性，為產品流程優化奠定了基礎。

結合戰術發動機技術攻關，通過對攻關成果的總結和提煉，研究院組織修訂和完善了戰術發動機總體設計、燃燒室絕熱結構設計等方面的12項技術標準和規范，優化了戰術發動機設計流程，對于后續戰術發動機設計和技術發展提供了有力的支撐。

3．加強制造單元建設和工藝布局調整

結合當前多品種、變批量、研制與批生產并重的生產局面，研究院同時開展了工藝布局的調整探索，確定了炭/炭復合材料生產線工藝布局優化、大型發動機金屬殼體表面清理及檢測工藝布局優化、鏜銑柔性制造單元工藝布局調整等優化項目并組織實施。

在發動機金屬件生產流程中，運用ECRS分析，通過對制造設備、工藝設計、加工、物流、管理等方面提出改進和優化，建立了預研型號金屬件制造單元、金屬盤環類零件制造單元、螺栓制造單元和金屬試樣制造單元，提升發動機制造能力。通過專項生產線成組生產，減少了各環節工藝準備時間，提高了設備的利用率，生產效率提升30%以上。

通過開展點火器殼體纏繞集中生產單元和喉襯用編織復合材料產品庫的試點建設，實現了專項生產線成組技術的成功應用，緩解了生產短線，滿足了型號任務需求。

4．優化工藝和試驗流程

研究院梳理了發動機總裝噴漆工藝流程，運用ECRS半進行分析，開展先噴漆后裝藥的工藝流程優化，提高了發動機總裝效率（見表1）。

表1 某發動機“先噴漆后裝藥”工藝流程優化前后對比

從表1 結果可以看出，實施工藝流程優化后縮短了生產周期，保證了安全生產，實現了節能降耗，圓滿達到了優化的目的。

發動機噴管粘接采用的一種膠粘劑，原固化時間規定為48小時，時間較長，影響進度。利用ECRS半對固化工藝進行分析，固化時間優化調整為24小時。經各項試驗驗證，粘接質量滿足指標要求， 生 產效率提高50%，并廣泛應用于多個戰術型號發動機。

研究院全面梳理了某發動機試驗流程，利用ECRS分析將原來需要串行準備的2發試驗任務并行操作，試驗時間由原來需要20天縮短至10天內就能完成；同時對試驗數據采集、數據處理復核、質量審查、報告編制等工作進行合理重排，工作速度和效率得到大幅提升。

通過對標國際先進企業生產模式，學習借鑒中國航天科技集團公司流程優化的最佳實踐，航天動力技術研究院圍繞科研生產任務的瓶頸和短線，運用ECRS等流程管理分析方半，立足現有生產設施和裝備，以創新生產組織管理模式、優化工藝流程、調整工藝布局為切入點，縮短生產管理鏈條，實現了空間、設備、人員等資源的最佳利用，提高了科研生產效率及航天制造能力。?