航天科研單位科研生產流程優化工作的探析與應用

中國航天電子技術研究院 吳潔 林榮 孫冬 崔榮梓 王福祿

航天科研單位科研生產流程優化工作的探析與應用

中國航天電子技術研究院 吳潔 林榮 孫冬 崔榮梓 王福祿

科研生產流程優化是持續改善生產能力和效率的重要措施之一。中國航天電子技術研究院在院級層面開展科研生產流程優化的探析與應用，并且以擴頻應答機科研生產流程優化為例，著手對整個生產流程過程中存在的問題進行改進，使各生產要素所組成的綜合系統達到合理配置，以期實現產品質量提升、批生產能力提升、提高管理效率的目標。

中國航天電子技術研究院致力于慣性導航、綜合電子、計算機及軟件、微電子、機電組件等傳統專業技術的提升，同時充分發揮型號系統與電子相結合的優勢，推動技術融合與系統集成。研究院為載人航天、繞月探測、國家重點型號等提供了數以萬計的高質量、高可靠的電子信息系統設備與元器件產品，并且在各大領域提供了優質的產品和服務，為國防科技事業和國民經濟建設作出了卓越的貢獻。

進入“十三五”以來，航天型號科研生產任務呈現高強度研制、高密度發射和競爭性發展等新常態，型號任務異常繁重。傳統的科研生產管理模式已經不適應當前繁重的科研生產任務，傳統試驗室研制模式下的產品也不能適應批量生產的要求。科研生產流程優化就是在此背景下提出來的，利用對產品的科研生產流程進行管理和優化，提高產品批生產能力和管理效率。

一、流程優化工作開展情況

1.管理思路

研究院產品研制流程優化管理思路遵循“一維切入、多維滲透”的原則。“一維切入”指的是從流程切入，“多維滲透”則是從通過流程進入產品的各個管理層面尋求管理提升點，解決生產薄弱環節。前者是從流程梳理的過程出發，通過過程性的指標分析尋找流程瓶頸，后者是從流程梳理后的效果出發，通過結果性指標的分析尋找整個管理體系中的管理瓶頸。研究院工作重點是從典型產品的研制流程優化入手，通過梳理優化產品的設計與生產流程，建立高效的信息化管控平臺等有效手段，以期達到產品質量提升、批生產能力提升、提高管理效率的目標。

2.工作目標

通過項目實施，實現從產品生產周期縮短，或者從批生產能力提升角度確定能力目標；實現從自動測試的數據包在線自動生成數量比例、制造單元的自動化制造能力實現目標；實現從流程優化、零部組件通用化、測試自動化等方面，達到成本控制的目標。

3.建立兩個層面流程優化的管理制度

制度是一項工作實施的基礎，良好的制度是做好工作的保障。研究院建立了兩個層面的流程優化管理制度，即院級流程優化管理，及廠所級流程優化管理。

研究院制定了院型號科研生產管理辦法，明確了各級管理職責，科研生產部負責院級流程優化的歸口管理，轄屬各單位負責本單位的流程優化管理。各單位也制定了相關的流程優化管理辦法，對本單位職責范圍和工作重點進行了規定，細化了對流程優化工作中涉及的各方面的管控要求。

4.建立各級權責關系

研究院建立了院和廠所兩級的研制生產流程優化管理權責關系。特別是針對院級典型產品的研制生產流程優化管理，設立院級領導小組及專項辦公室，各單位成立項目實施團隊，明確了各級管理層的責任，有效的推動了院和廠所兩級的研制生產流程優化工作順利進行。

二、產品研制生產流程優化實施

2016年研究院開展產品研制生產流程優化工作，通過對全年型號任務的梳理分析，分為院和廠所2個層次開展流程優化工作。院工作項目由科研生產部牽頭組織實施，其詳細的計劃納入科研生產計劃進行管理。科研生產部對院級工作項目重要的計劃節點以會議或專項檢查的方式進行監督管理。

1.系統級項目研制生產流程優化

由研究院牽頭和組織實施，以某型超近程無人偵察機系統項目為突破開展流程優化工作，整合資源，旨在能夠提升產品質量管控，提高產品交付質量和生產效率，提高生產、總裝總測、計劃調度、質量管理等方面的管理能力和信息化水平，確保大批量生產質量一致性和穩定性，降低成本，滿足產品 “著眼實戰、輕巧便捷、可靠耐用、保障簡單”的需求，打造無人機精品，同時也為后續保證小型、超小型無人機批量生產和質量具有重大的借鑒和推廣意義。

2.典型產品研制生產流程優化

研究院組織相關單位開展典型產品全流程的梳理，從產品的設計、工藝、過程管控、驗收交付等過程對其規范性、合理性和完整性進行審查、確認。從優化產品流程入手,突出做好通用模塊、單元制造生產流程的優化和固化，確定產品關鍵環節，確保對所有關鍵環節全覆蓋。如設計過程要增加設計仿真驗證等手段的融入，工藝過程要增加數字模裝等仿真工具。

3.重點產品的生產線流程優化

選取產品化工作開展較好的單位為范本，通過鞏固已有成果，引領和指導其他單位更好的開展產品生產線流程優化工作。選取某些單位具有代表性的生產線組織開展重點產品的流程梳理和優化，以進一步規范程序和方法，并逐步向深度和廣度推進，進而達到降低成本、縮短型號研制周期、提高型號質量與可靠性、加速技術進步的目的，力求優化產品的生產流程和提高產品質量與效率。

三、典型案例流程優化效果評估

擴頻應答機是衛星測控分系統的重要組成部分，主要用于實現衛星遙控、遙測、測量功能。由于擴頻應答機為用戶定制產品，技術狀態較多，研制中操作和管理流程復雜，因此每臺擴頻應答機都需要經歷較長時間的研制生產周期，且在產品生產或交付后曾發生過多起質量問題，產品在設計、工藝、生產過程中還存在改進空間。

通過對擴頻應答機產品薄弱環節和存在問題入手，從結構布局優化和調試測試規范化開展工作，進一步優化生產流程、簡化流程。并從以下3方面對流程優化效果進行評估。

1.擴頻應答機結構布局優化

針對當前擴頻應答機結構布局進行分析，認為其布局不合理，影響總裝效率；導致盒體內部導線束過多，電裝效率低下；導致安全間距存在隱患。

上海空間電子設備研究所擬通過改進電路布局設計合理性，達到提高電裝效率低，消除質量問題隱患實現免調試的目的。通過對射頻通道、數字基帶、電源模塊內部電路的優化、整合，提高盒體電裝效率；通過板外、板間接插件換型，減少盒體內部連線；通過EDA手段，建立應答機結構、器件的三維模型，仿真、分析確定結構、器件、印制板、導線各個要素之間的安全間距。投產改進后的射頻通道及擴頻應答機整機，通過電裝、總裝、測試、力熱試驗及EMC試驗等工作，驗證了改進方案的合理性與改進后的正確性。

結果表明：改進后的擴頻應答機產品達到了預期的設計目標，導線數量減少90%以上，電裝效率也得到大幅度提高，并100%消除了安全隱患。

2.調試測試規范化

擴頻應答機內部包括模擬電路與數字電路，為消除元器件個體差異帶來的影響或者實現某項指標的最優，在設計過程中往往設置大量的調試點，用于調整鏈路增益或者環路濾波特性等。由于大量調試點的存在，導致調試過程加長，且易出現設計、調試、測試之間的工作反復，影響產品研制周期，產品過程質量控制難度較大。

本次擴頻應答機流程優化工作，開展了模塊和整機調試、測試指導文件的規范化工作，同時為縮短產品研制周期，加強過程控制，大力推廣單機產品少調試、全測試工作。在設計階段，通過仿真計算等手段對電路進行分析，最大可能減少電路調試點；在調試階段，根據電路設計狀態，并結合元器件工作特性，確定調試參數最佳范圍。最終，根據實際調試工作開展情況，確定單機內部共有6個調試點，針對這些調試點編寫了調試點專項分析報告。建立了自動化測試平臺，用于實現可靠性增長項目擴頻應答機的規范化測試，最終輸出擴頻應答機測試報告。

3.優化生產流程

通過對擴頻應答機產品特點的分析，生產流程的優化主要側重于生產制造過程，通過對單工序的優化、自動化測試平臺的應用、信息化系統的使用等多方面開展流程優化，以實現本次流程優化的目標。生產流程優化具體環節對比見表1。

表1 流程優化具體環節對比數據

根據表1流程優化具體環節對比數據，初步估計可以節省45天左右，優化效率45/170≈26.4%，可以達到本次流程優化縮短研制周期的目標。

產品研制周期的減少同時會帶來研制成本的降低，尤其是人力成本方面，將會有同比例降低。因此，可以預見擴頻應答機的設計成本、人工成本、質量成本、固定資產使用成本、管理成本等都有不同程度的降低，流程優化工作基本達到目標。

研究院本次產品研制流程優化工作，是在充分考慮當前型號科研生產管理的模式和實際的基礎上，選取了典型產品開展產品研制流程優化工作，從提高產能和效率進行流程優化工作，這對于研究院協同推進管理模式，形成規范化管理體系，都具有積極的意義。但是航天產品的生產流程是一個繁復冗余的過程，存在著生產周期長、手工操作多、流程復雜等問題，因此加強對產品流程的優化，對于提高生產效率和產品質量也具有積極的意義。