某型號氫氧發動機關鍵短線分析與建議

◎首都航天機械公司 郎嘉琦 杜娟 彭瑤 孔兆財 白嫻靚

某型號氫氧發動機關鍵短線分析與建議

◎首都航天機械公司 郎嘉琦 杜娟 彭瑤 孔兆財 白嫻靚

運用項目管理的手段分析某型號氫氧發動機項目批生產過程中的短線瓶頸，總結經驗，優化管理流程，統籌制造資源，提高組批生產效率，提高產品的可靠性，有效緩解了生產資源沖突，有力地推動了型號產品批生產交付。

自2009年中國航天科技集團公司動力重組以來，首都航天機械公司從行政關系上隸屬于中國運載火箭技術研究院，但從承擔型號任務上，其主打產品氫氧發動機是由航天推進技術研究院負責抓總研制，跨院管理對型號研制生產提出了嚴峻挑戰。公司承擔著3個型號氫氧發動機的研制生產工作，某型號氫氧發動機處于批生產階段，另外2個型號的氫氧發動機處于研制階段。多型號共用生產資源與研制批生產混線造成生產車間關鍵工位加工資源的持續沖突。為此，公司針對某型號氫氧發動機3個批次的交付需求進行了項目管理策劃，開展關鍵短線分析工作，并提出相關建議。

一、型號項目管理策劃

根據型號要求和市場需求，新投產的CZ-3A系列運載火箭每發需要配套一臺某型號氫氧發動機雙機（2臺單機），共需要配套XX臺以上的該型號氫氧發動機單機。項目策劃的任務目標是保證該型號氫氧發動機項目在預算及規定的時間內按預定的技術標準完成，滿足CZ-3A系列運載火箭發射任務的需求。

1.項目管理要素

該型號氫氧發動機項目管理構成要素如圖1所示。

圖1 某型號氫氧發動機項目管理要素構成

2.項目要素分析

該型號氫氧發動機是CZ-3A系列運載火箭第3級發動機，由2臺單機并聯而成，具有高空2次啟動能力。發動機單機主要由推力室、噴管延伸段、氫氧渦輪泵、燃氣發生器、氫氧搖擺軟管、閥門、管路、機架等組件構成。雙機共有10,126個零件、3800余個標準件。

發動機是動力系統中最為重要的產品，結構復雜，關鍵部組件精度要求高，其主要制造流程見圖2。

二、關鍵短線分析及對策

結合批次產品在實際生產過程中遇到的各種問題，對項目各要素的分析主要集中在生產及物資管理、制造能力管理、質量技術管理、計劃管理和經費管理5個方面。

1.生產及物資管理

關鍵短線分析。

面對高強密度生產，該型號氫氧發動機后續批生產將存在一定的風險。主要包括：批次投產方案及時間對后續批生產的組織和實施起決定性作用；原材料準時到位對后續批生產的實施起關鍵作用；關鍵短線產品的梳理和分析對后續批生產的實施起推進支撐作用。

對策與建議。

一是快速制定新組批投產方案。2011年，面對后續多發CZ-3A系列運載火箭發射需求，公司提出了新的發動機組批方案，2012年3月公司下達了投產計劃，明確了發動機大部分零部組件產品按照1次備料、分3批投產；閥門產品分2批投產，第1批投產數量為XX臺份，第2批投產數量為XX臺份，批生產任務全面啟動。

二是加速推進原材料備料工作。在下達任務的同時，公司向研究院物流中心提出了備料計劃。按照6個月的備料周期來看，該型號氫氧發動機的大部分物料從2013年10月份開始陸續到貨，后續生產需要2年半時間，在2016年完成第一批產品抽檢試車任務。

圖2 發動機主要制造流程

三是梳理關鍵短線產品，統籌安排后續生產。經過多個批次的生產，各車間對該型號氫氧發動機的關鍵短線產品都進行了總結，如閥門類波紋管產品，渦輪泵殼體類、轉子類產品。需要關注這些關鍵產品抽檢發動機試車前需要考核的狀態，統籌資源，對整批發動機的順利交付提供保障。

2.制造能力管理

關鍵短線分析。

通過分析各車間的生產能力，對短線和瓶頸環節進行梳理，各車間從廠房、設備、人員方面進行了綜合策劃，主要包括以下2個方面。

一是發動機總裝問題。綜合3個型號氫氧發動機任務需求，發動機總裝車間共缺6個工位、15名操作人員、2名檢驗人員，需增加設備6臺（試驗數據自動記錄儀4臺、塵埃粒子計數器2臺）。

二是組件生產問題。發動機閥門和渦輪泵生產車間的零件生產及組件裝配能力不能滿足型號需求；特種加工生產車間的電解、電子束焊接、磨粒流能力與批生產任務需求之間存在瓶頸；發動機零件生產車間設備資源沖突，生產能力不能滿足各型號集中需求。

對策與建議。

一是建立溝槽內壁、電鑄身部、噴嘴、活門盒底座、出口集合器、加強箍等重點零件專用生產線。

二是工藝技術部門帶領生產車間進行刀具切削參數技術研究和工藝優化，提高生產效率。

三是搭建供應鏈管理體系，充分利用社會資源補充現有生產能力。

四是加大能力建設投入，改造現有設備，引進關鍵設備，加強設備的維護保養。

五是加強內部人員培訓，提升一人多崗、一崗多能的能力。

3.質量技術管理

關鍵短線分析。

該型號氫氧發動機是批生產發動機，技術標準比較穩定，未使用新工藝技術與新材料，也沒有新的技術狀態變化。但在生產過程中存在3個方面的風險。

一是多余物控制風險。現有的多余物控制措施對于宏觀多余物的控制整體上是有效的，但從近期暴露的多余物質量問題來看，主要是環境中的微觀多余物對產品性能造成影響，在環境微觀多余物控制和特殊產品多余物控制方面還存在薄弱環節。

二是工藝可靠性風險。該型號氫氧發動機在工藝可靠性方面還存在一些薄弱環節，渦輪盤類葉片電解加工精度、溝槽內壁加工效率及可靠性、氫氧汽蝕管電鑄質量以及膜片組件點焊質量的可靠性還需要不斷提高。

三是發動機質量保證能力不足。發動機制造過程中存在部分產品特性檢測、過程監測能力不足等問題，如零件內窺檢查等能力不足造成產品排隊檢測現象，熱處理等部分過程參數未能實現實時自動采集，只能人工記錄部分參數。

對策與建議。

一是通過能力建設投入，提升控制環境微觀多余物的對策措施。

二是針對生產過程中存在的工藝可靠性方面的薄弱環節，開展工藝研究，通過實施可靠性增長工程減少產品超差，提高產品一致性、質量穩定性。

三是針對發動機制造過程中存在的檢測、監測能力不足問題，公司已完成相關能力建設申報、論證和實施工作，能力正在逐步形成。

4.計劃管理

關鍵短線分析。

如果CZ-3A系列運載火箭任務出現變化，則直接影響到該型號氫氧發動機的生產，因此需要關注相關火箭交付需求的變動，確保能夠迅速調整生產資源，保障運載火箭的配套需求。

對策與建議。

為了保證產品的連續按期交付，必須進行高密度試車。發動機裝配、試驗、交付、飛行環環相扣，任何一環出現問題都會對全線產生影響。因此，需要提早規劃，合理安排各項工作的進度，協調設計、協作加工和試驗等環節，做到任務間無縫銜接。

5.經費管理

關鍵短線分析。

高密度發射一旦出現異常情況，所發生的質量復查、工藝復查、產品重新投產等各方面經費開支的單次金額并不大，但多次費用積累起來是一筆不小的開支。同時，為滿足運載火箭不同狀態的變化，技術通知單和更改單也會帶來額外的經費支出。

對策與建議。

一是及時與設計部門溝通協調，同時統籌內部資源，根據型號需求進度合理安排生產，緩解資源沖突。

二是建立快速反應能力。在型號出現異常情況時及時完成質量復查、工藝復查及產品的生產，同時完成技術通知單和更改單所帶來新增工作的報價，以便于上級及時撥付相應款項。

三、實踐效果

首都航天機械公司通過優化科研生產組織管理模式，將有限的資源投入到總裝、部裝及關鍵零部組件研制生產等企業核心業務上；結合企業現狀繼續推廣應用單元制造模式，新建閥門大殼體零件機械加工單元、管子成形單元等生產單元，實現了制造資源利用最大化；加快信息化建設步伐，引進先進制造設備，推動機械化與信息化的融合，提升數字化制造能力；加快傳統手工工藝向機械化、自動化工藝轉變，通過先進適用制造技術的研究應用，促進了氫氧發動機科研生產任務順利完成。

“十三五”期間，現役運載火箭和新一代運載火箭將持續開展高強密度發射，氫氧發動機交付面臨新的挑戰，公司將按照統籌策劃、集中訂貨、分批投產、滾動齊套的原則，通過項目管理策劃，開展關鍵短線分析識別與處理工作，優化科研生產組織流程，以運載火箭齊套需求為牽引克服跨院管理帶來的諸多挑戰，為圓滿完成某型號氫氧發動機3個批次產品的交付任務打下堅實的基礎。