運載火箭規模化生產金屬物資供應模式研究

/中國運載火箭技術研究院物流中心

隨著國家重大專項工程和國內外軍、民、商用衛星發射市場需求的快速增長，我國運載火箭任務已從“高強密度”進入“高常密度”狀態。2016～2017年共完成40余次發射任務，發射周期從60天縮減至不到20天；從2018年1月12日起的43天內共完成7次發射，平均周期不到1周，運載火箭的規模化、產業化時代已經到來。

“十二五”初期，為適應運載火箭的高密度發射需要，中國運載火箭技術研究院在2011年啟動了我國航天史上最大規模的百發運載火箭組批投產工程，依據生產計劃制定物資備料計劃，采取“集中采購、分批交付”的方式滿足生產需求。火箭組批生產管理模式轉變如圖1所示。

運載火箭百發組批管理模式運行以來，一定程度上提高了物資供應效率。然而，火箭批生產實施周期長，過程中物資供應逐漸呈現2個方面的被動局面：一是基于市場預測的型號計劃及組批投產計劃具有變動性及不確定性，以此為依據開展的物資備料計劃缺乏精確性，導致物資庫存儲備量大、庫存周轉不佳；二是提前啟動的備料計劃與實際生產的需求計劃有所偏差，生產計劃系統與物資供應系統存在信息割裂，導致金屬物資供應節奏與生產節奏匹配性不高，仍然存在占比達25%左右的供應短線物資。

面對運載火箭規模化發展形勢，進一步提升批生產火箭用物資周轉效率、提高供應及時率，壓控庫存規模、降低采購成本，優化物資供應節奏與火箭生產節奏的匹配性是當前急需解決的管理難題。

一、批生產火箭用金屬物資選用特點

運載火箭是一種多系統集成、高質量要求的產品，制造過程層級復雜，專業性強。一般火箭涉及的零件數以萬計，使用的金屬物資涵蓋有色、黑色、稀有等全部類別，且質量要求普遍高于一般用途的金屬物資，90%以上的物資按照國家軍用標準、航天行業標準以及企業定制的特殊技術標準實施采購。

以現役火箭典型代表CZ-3B為例，一枚CZ-3B共涉及4042個金屬零件，共計44類、約1534種不同類別品種規格的金屬物資。其中，鋁合金是目前綜合性能最適宜制造運載火箭的結構材料，鋁板、鋁棒、鋁型材類鋁加工產品是火箭用量最大的物資：貯箱主要用鋁板，殼段由鋁鑄件、鋁鍛件生產，級間段、過渡段等大量使用鋁型材，管路活門系統大量使用鋁棒。總體而言，火箭選用的金屬物資具有種類復雜，型號狀態規格、特殊質量要求繁多的特點，物資需求管理、采購管理、庫存管理的難度均很大。

圖1 火箭組批生產管理模式轉變

二、供應問題分析

1.需求管理

目前在批生產火箭物資供應過程中，物資管理部門與零件生產單位無法有效共享生產計劃信息，導致在制定采購計劃時僅能按照型號層級的粗略需求時間節點實施采購，難以進一步精細化管理需求。自2012年啟動百發火箭批生產備料以來，研究院物流中心猛然增長的幾億庫存在隨后5年都未能消化，而生產急缺的物資仍不斷急缺，信息的割斷致使需求管理出力不出效。

2.庫存管理

當前按照通用料和專用料2種方式驅動物資供應流程及庫存管理，并未統籌考慮物資的使用特點，缺乏對金屬物資使用特點的深入分析，相應的庫存管理策略不明晰，一方面庫存量連年增長，另一方面短線物資連連“救火”。

3.采購管理

通用物資以庫存驅動采購，保有一定安全庫存，總體供應及時率約90%；專用物資由需求驅動，總體供應及時率約70%，由于此類物資按照需求驅動、計劃下達、詢比價、合同簽訂的方式進行采購，頻繁發生零散小批量采購行為，這種單一的采購模式難以形成集中采購優勢，也難以適應規模較大的供方生產組織特點。同時，常規物料和特殊物料、不同原因的特殊物料的需求特點各不相同，不同供方的生產能力、組織方式、合作基礎也不相同，需統籌考慮物資特點及供方因素，采取不同的采購策略才能較大程度地挖掘供方能力。

圖2 物資矩陣分類法

圖3 三維物料分類模型

三、基于多維度的金屬物料分類模型

1.三維物料分類法

傳統的物料分類法是按照物料供應風險與物料對利潤的影響，將物料分為戰略物料、杠桿物料、瓶頸物料、一般物料，即所謂的物料矩陣分類法，如圖2所示。

由于批生產火箭用金屬物資種類繁多、使用特點及采購特點各異，對火箭的生產影響差異較大，因此從物資價值、采購風險、業務影響3個維度對物料進行區分管理，在傳統矩陣分類法的基礎上進一步引入“物資對火箭生產的業務影響”要素，建立面向供應的三維物料分類模型，如圖3所示。

按照該模型區分的八大類別，呈現特點見表1。

2.分類結果

按照上述分類方法，對批生產火箭用金屬物資進行評估。

其中，物料價值定義為物料本身的經濟成本，使用物資的采購金額（典型批生產火箭的單發定額用量×平均采購單價）來測算；供應風險指物料供貨機會的高低，與物資的采購渠道數量、物資生產及運輸周期、一次性合格率等因素相關，使用采購周期和供應商數量來評估；業務影響指物資對火箭生產環節的影響程度，通過對火箭各生產車間的調研統計情況，使用零件生產周期和零件合格率來評估業務影響，評估情況見表2。

根據評估結果分類，可將批生產火箭用金屬材料分為六大類，分別為：戰略物料（專用鋁板），傳統杠桿物料（普通鋼棒、鋁棒 、通用鋁板、鋁鍛件），傳統瓶頸物料（普通鋼板、鋼絲），業務型高風險物料（鋁型材、鋁管、特殊用途鋁板、鋼帶），業務型低風險物料（鋼管），價值型低風險物料（鈦合金制品B）。

3.供應策略

在三維模型的基礎上識別出批生產火箭用六大類金屬物料，從供應鏈管理重點入手，制定基于物料特點的物資供應模型，明確了從需求管理、庫存管理、采購管理3個方面的對應策略，見表3。

四、應用效果

采用三維物料分類模型進行分類管理，短時間內在保證型號按時保質供應的前提下，在庫存壓控和采購成本管理2個方面均取得了一定成效，尤其是戰略物料類的成效顯著。

表1 分類物資影響因素分析

表2 分類物資影響評估分析

1.庫存壓控

2015～2017年庫存總量、戰略物料庫存量逐年下降，降幅顯著，可見采用區分管理的方式對于保證庫存量壓控效果明顯，如圖4所示。

2.采購成本

在戰略物料的針對性策略中除了降低庫存，還需重點管理采購成本。經過近2年的針對性管理調整，在戰略物料成本管理方面也取得了明顯的效果。從2015～2017年的戰略物料專用鋁板訂貨總量和訂貨總金額估算平均采購單價可以看出，平均單價有明顯的下降幅度（見表4）。

表3 基于物資分類的金屬物資供應策略

圖4 2015～2017年金屬物資庫存存量

表4 2015～2017年專用鋁板采購訂貨情況

火箭規模化生產時代的到來，使得物資需求總量將迅速、大幅攀升，僅金屬物資在“十三五”期間預計將達到年均10億元的采購規模，圍繞型號項目、訂單而分散的被動式物資供應將無法滿足規模化生產的效率和成本要求，建立面向生產的信息化物資供應鏈，通過提高標準化水平和產品化程度實現集中的、面向產品的主動采購供應，才是適應運載火箭規模化生產的模式。三維分類管理模式是物流中心嘗試向貨架式產品供應邁出的第一步，還遠未到達終點，未來將逐步實現運載火箭產品貨架式供應。