中小企業軍用電子裝備工藝設計及控制

王良峰 孫武

江蘇泰達機電設備有限責任公司

一、引言

軍工電子裝備工藝設計工作伴隨產品研發的全過程，從新產品研發階段工藝調研開始到產品批量試制鑒定完成結束。主要包括工藝文件設計和工藝工裝設計兩個大內容，整個過程工作程序流程圖見圖1。從“產品研發階段的工藝調研”到“工藝整頓、優化”這條主線是工藝文件設計的過程，從“提出專用關鍵設備購置計劃”到“工裝設計、購置”這條側線是工藝工裝設計的過程。

過程工作程序流程圖見圖1

二、各階段的工藝工作及控制要求

（一）產品研發階段的工藝調研

工藝調研工作是工藝工作的起始，在此階段，工藝設計師的主要工作是了解產品結構、客戶需求和收集產品相關標準、資料等。工藝師從工藝角度提出產品實現的可能性，估計制造成本。工藝調研工作的主要控制要求是對產品生命周期的可制造性、可維修性、安全性、經濟性、再利用性進行分析，并提出合理的分析意見，為領導決策提供參考。工藝調研工作可在內部進行，即通過市場、技術、質量、生產等部門，了解情況；也可以到外單位的同行企業去學習。

多數涉軍中小企業對工藝調研、五性分析結果并不重視，再加上工作量大，五性分析往往留于形式。

（二）產品設計方案階段

工藝須參與制定產品設計方案，對設計任務書進行分析，對產品設計方案做全面的工藝性設計，從工藝的角度確定其合理性和可行性，并提出改善建議完善設計方案。本階段工藝工作主要控制要求可分四個方面：一是對設計選擇出的關、重件做可制造性分析；二是對產品可裝配性、可拆卸性、可維修性、可回收性分析；三是羅列產品設計使用到的新材料、新工藝，并對新材料、新工藝的工藝性和可行性分析；四是產品制造周期及工藝成本分析。

（三）工藝方案設計階段

產品工藝總體方案設計是工藝工作的核心，結合產品圖樣和相關技術文件、產品生產類型、本企業現有生產技術條件和工藝調研、產品設計方案階段的工作成果，提出合理設計、措施可行的工藝總體方案。工藝總體方案設計的控制的要求總結歸納為八個明確，即：明確優選方案和備選方案，并對各自方案的優劣勢做詳細分析；明確生產工藝流程圖、外協流程圖；明確總體工藝路線、工藝參數；明確關重件、關重工序、工藝薄弱項的工藝控制措施；明確生產所需的設備及設備精度是否滿足產品要求，如不滿足提出新設備購置計劃；明確工藝原輔材規格、名稱、供應商；明確產品包裝方式、包裝材料的規格、廠家；明確是否涉及到新材料、新工藝應，若有應提出工藝試驗項目。

為確保工藝總體方案質量，產品工藝負責人編寫完工藝總體方案后，應申請對此方案進行評審。

企業分管技術(工藝)的負責人應組織技術、生產、質量等相關部門的有關人員進行工藝總體方案的評審，必要時可外聘同行專家參與。主要針對工藝設計的正確性、可行性、可檢性、經濟性、先進性五個方面展開。若發現工藝設計缺陷，應對工藝總體方案進行重新優化設計，并再次組織評審，直至審查評議判定工藝方案設計合理、措施可行，才算總體工藝方案設計工作完成。通常該時刻應該轉入工藝FMEA(故障模式和效應分析)，但很多時候，不少涉軍中小企業不管是設計FMEA還是工藝FMEA都只是走走流程，并未羅列出真正的潛在失效項，更別提有效的控制措施。

（四）生產工藝設計階段

工藝總體方案確定之后就進入后道生產工藝的設計階段，主要包括工藝路線設計、工藝規程設計、工藝定額設計、作業指導書編制，工藝工裝設計、工藝驗證，該階段是一個系統的設計過程。

一條流水線，各個原輔材經過流水線上的多個工序最后成為一件完整的產品，這條流水線就是工藝路線。工藝路線設計有四大控制要素，即：⑴列出完整的工序，這些工序可能在不同的加工中心交叉流轉，包括外協廠家；⑵合理排序，測算出各工序的準備時間、加工時間、等待時間、工序間的排隊時間、周轉時間，并合理的編排，盡可能減少周轉、等待、排隊時間；⑶區域設置并代碼識別，將編排的工序合理設置到指定區域，為了區分這些加工中心和中心內的工序，不同的工序用工序代碼識別，不同的加工中心用加工中心代碼識別；⑷將設計成果繪制成工藝路線圖。

工藝規程可以分為針對每一個產品的專用工藝規程和針對工藝特性類似的通用工藝規程。工藝規程的文件形式包括工藝過程卡（單件小批量）、工藝卡（批量生產）、工序卡（大批量、小批量的關鍵工序）、標準作業指導書（普適）、通用操作規范等。很多涉軍中小企業習慣使用工藝過程卡、工藝卡、工序卡。實踐證明圖文并茂的標準作業指導書用于指導軍用電子裝備生產，更直觀、更通俗易懂，更能突出品質重點，便于管理。

標準作業指導書的編制需要依據產品圖樣、技術條件、工藝方案、工藝路線、質量驗收標準，同時應充分考慮生產技術條件、設備、工裝資料、同類產品的成熟工藝、先進工藝。

標準作業指導書編制的控制要求總結有四點：（1）完整性：必須有明確作業內容及技術要求、品質重點及檢驗手段、注意事項、設備工具的規格和工藝參數等信息，完整的文件簽署；（2）正確性：與產品圖樣、技術條件相符，內容正確，無錯別字，文字描述通俗易懂，無歧義；（3）統一性：格式統一，各專業工藝參數、驗收標準統一；（4）清晰：圖、文、重要標記清晰，便于識別。

工藝設計也要強調成本，為了控制這條流水線的運營成本需要做定額設計，定額通?？梢苑譃樵o材工藝損耗的物料定額和加工過程時間消耗的工時定額，工藝損耗的多少、工時定額的尺度，在一定程度上反應出當前工藝設計水平、人員操作水平、生產技術條件層次。定額設計控制通常考慮四性：⑴適用性：應結合本企業的生產模式、管理水平選擇適合的定額方式；⑵實用性：應結合本企業的人員素質，生產技術條件制定實用的定額標準；⑶精益性：對消耗定額設置合理的目標，持續跟進、記錄，優化制程，逐步降低定額消耗；⑷經濟性：在保證產品質量和工藝要求的前提下，盡可能的提高材輔料的利用率，前三性側重工時定額，第四性主要衡量物料定額。不少涉軍中小企業定額設計尺度過大，浪費現象嚴重，并且定額一旦設定就不再去做改善優化。

工藝規程設計的成果需要通過穩定的產品質量、安全的制造過程、理想的成本控制來體現。因此，在完成工藝設計后就必須通過小批量試制進行工藝驗證。在跟蹤驗證過程中，應詳細記錄問題發生的原因和解決措施，不斷優化完善工藝規程設計。

工藝規程設計主要控制要求有以下四點：（1）工藝關重件的工藝路線、工藝要求合理、可行；（2）工藝設備、工藝工裝滿足工藝要求；（3）檢驗標準、驗收手段滿足產品質量要求；（4）裝配過程安全，裝配方法能夠保證產品技術要求。

最后，通過驗證工藝總結，對新產品工藝水平和批量生產的可行性進行評價，介紹驗證前的生產工藝準備、試制情況，對驗證情況分析，得出驗證結論，并組織驗證鑒定，完成鑒定則工藝設計工作完成。

好的工藝設計還必須得到有力的執行，完善的生產現場的工藝管理是對工藝設計成果的有力保障，通過對生產現場的“人、機、料、法、環、測”等因數的合理配置和有效控制，保證工藝設計的方方面面在產品端體現，實現穩定的產品質量、安全的制造過程、理想的成本控制的工藝目標。

三、結語

軍工電子裝備的工藝設計質量與產品最終質量、制造成本息息相關，但是不少涉軍中小企業的工藝設計工作受到企業定位的制約，設計過程簡單走流程，設計效果并不顯著，尤其是工藝性審查工作薄弱，很多設計缺陷流入生產階段，變成工藝難題，不但增加了制造難度，提高了制造成本，延長了生產周期，而且工藝補救措施還會給產品質量埋下隱患。因此，只有企業決策層對工藝設計工作足夠重視，工藝工作的完善程度高了，才能為企業帶來更大經濟效益。