面向產品，打造航天產品柔性數字化生產線

◎首都航天機械公司 霍家琦 王賀 丁志強 仵永亮 王佳

面向產品，打造航天產品柔性數字化生產線

◎首都航天機械公司 霍家琦 王賀 丁志強 仵永亮 王佳

圍繞“一千種一件”航天特色的制造模式，為解決型號生產能力瓶頸和短線環節，闡述了如何借助“兩化”融合理念建設航天產品柔性數字化生產線，以及在示范線建設過程中推行的一系列措施。

當前，制造業正面臨新一輪科技革命和產業變革，工業4.0、“兩化”融合、中國制造2025等一系列新的戰略方針相繼出臺。另一方面，航天型號產品任務激增，傳統的生產模式已經不能適應當前任務的需求。

首都航天機械公司作為我國規模最大的航天產品總裝集成制造企業，在當前嚴峻形勢下，深入分析航天產品及制造模式特點，思考企業自身的發展問題，通過建設數字化柔性生產線提升制造能力，加速企業轉型。

一、數字化柔性生產線建設

為促進“兩化”融合和產品化工作開展，系統推進生產線建設，確保工作規范、有序地開展，公司召開了數字化生產線建設啟動會，并成立了生產線建設領導小組及工作組(見圖1)。

針對 “多品種、小批量”的航天產品特點及“研制與批生產并存”的制造模式，需要建設航天產品柔性生產線。

1.艙體殼段柔性數字化生產線

面向35個型號85種殼體，建立典型數字化示范生產線，形成研制批生產柔性制造模式，系統解決生產瓶頸問題，有效縮短加工時間30%左右，提升加工效率50%左右，預計年產能提高33.3%以上。

深化制造過程管理系統應用，實現生產現場工藝文件、質量信息、任務信息以及制造資源等信息的綜合集成和應用。充分發揮了柔性單元化生產的效率優勢，研究混合生產模式下的生產計劃調度及制造資源優化配置、生產突發事件驅動的車間作業動態調度技術，實現了對生產任務、工藝調整、執行偏差、生產準備等層次突發事件的快速、柔性響應。構建了可視化管理系統，實現生產線數據信息動態顯示和實時監控。

2.再入飛行器集成制造數字化生產線

面向產品，基于流程，通過產品歸類成組，劃分了錐殼機加單元、錐殼裝配單元、兩艙裝配單元、小組件類裝配單元、總裝測試單元，制定了貫穿“機加、部裝、總裝、測試”全過程的再入飛行器柔性生產線總體方案，規劃形成了智能化加工、自動化存儲、數字化裝配、柔性化對接及全方位管控的總體建設思路。后續，將實現再入飛行器產品機加—部裝—總裝全過程集成制造，全面提升再入飛行器制造水平。

3.鈑金加工數字化生產線

構建以產品為導向、以單元為基礎的管理模式，對產品進行分類梳理，組建了瓜瓣和頂蓋成形、旋壓成形等9個加工單元。通過廠房改造及現場管理，解決鈑金加工現場臟亂差的現象。從產品化、工藝改進和優化、手工工藝替代3個方面深入開展工藝優化:優化工序，將瓜瓣產品生產時間縮短了約5個小時;研究制定了運載火箭產品組批生產管理辦法，并在現役運載火箭瓜瓣和壁板零件上進行了應用試點，將375個零件圖號整合形成47項預制件，并在此基礎上進行了首批預制件的組批投產。通過推進工裝“模塊化、序列化、標準化”設計，約束和規范工裝設計行為，針對瓶頸產品板材框成形過程開展了通用化、柔性滾閘成形工藝裝備的研發，有力地支撐了鈑金柔性化生產線建設。

4.泵閥數字化柔性制造生產線

面向產品制造，基于單元化布局思路，形成了活門小殼體、活門大殼體、活門軸、渦輪泵軸、渦輪泵殼體5個加工單元。通過誘導輪等典型產品加工工藝優化，生產效率由6天/件提高到1.5天/件，產品質量一致性得到有效保障。借助信息化管理手段，實現生產進度信息的透明化管理和實時監控，大幅提升了泵閥產品機械加工水平，產能由11.2萬件/年提高至15萬件/年。建立了“一人多工位”等柔性管理模式，通過操作者多工位操作，實現了設備和人員的柔性化管理，充分挖掘了設備和人員的最大潛能，提高了加工效率。通過構建機器人柔性、自動化上下料系統，實現了不同類型、規格產品的自動化裝夾，實現了生產能力、加工質量和效率的有效提升。

二、取得的成果

1.面向產品、基于流程的單元制造模式的推廣

在生產線建設過程中，始終以面向產品、基于流程為原則。以鈑金加工生產線為例，對成形工藝相似和設備相同的產品進行分析，組建了瓜瓣和頂蓋成形、壁板成形、型材框成形、板材框成形、噴管管子、膜片加工等9個加工單元，為后續產品工藝的固化和生產管理的提升奠定基礎。

2.自動化、智能化裝備的升級改造

在典型瓶頸環節，建設自動化生產線，提高生產效率。中小型標準件的自動滾鍍生產線，集除油、沖洗、弱腐蝕、中和、電鍍等工序為一體，實現了槽液自動加溫、保溫和電流、溶液等信息的自動化采集，完全實現了標準件電鍍的全自動化加工，大幅度提升了生產效率，可以實現每30分鐘加工1萬件產品的生產節奏。

3.工藝優化、固化保證了產品可靠性和一致性

以航天殼段產品一鍵式智能加工為例，通過工藝流程、方法的優化，避免了人為干預，實現了一鍵式操作，加工效率由1件/24小時提高至1件/8小時，合格率100%。渦輪泵誘導輪以前完全依靠手工修挫的方式，經常導致整批產品試驗不合格報廢，改為一鍵式數控加工后大幅度提高了該產品的生產效率和合格率。

4.改進管理模式，適應生產線建設

探索“一人多機”、面向單元的任務評價體制等管理模式。建立適用于單元建設的績效度量方法、薪酬分配制度、獎懲激勵措施、激勵考核模式等，激發員工積極性，讓員工盡快適應生產線，將生產線的作用充分發揮出來。

5.實施信息系統，實現透明管控

結合典型產品生產線的建設，開發實施產品編碼系統及車間生產管理系統，使生產情況更加透明、清晰，以方便管理人員指揮生產。現場設備的運行及任務的分配更加科學、合理，提升產品制造能力，促進生產線的高效運行。

通過典型產品數字化柔性生產線建設，探索適合“一千種一件”航天特色的制造模式，系統解決生產能力瓶頸問題，深入挖潛現有能力，以增量投入帶動存量優化，促進車間生產方式的轉變，為未來全面建設完成航天數字化工廠奠定了堅實的基礎。