航天型號產品工藝文件量化應用實踐

/航天材料及工藝研究所

在產品生產制造過程中，工藝文件發揮著重要作用，其量化程度影響著產品生產過程的穩定性和生產效率。工藝文件量化既要滿足產品技術要求，以達到生產指導作用，又要合理與適度地制定工藝參數，以適應實際生產條件。因此，如何在落實工藝量化要求的同時，又能提高工藝文件的可讀性和指導性已成為當前量化控制的瓶頸問題。

2013年，中國航天科技集團有限公司發布航天型號量化控制工作要求，航天材料及工藝研究所作為航天型號產品承制單位，通過深入開展工藝量化工作，充分提高工藝文件的指導性和可操作性，進一步增強產品制造過程的穩定性，切實提高型號產品的工藝可靠性，不斷提升型號產品的研制質量和效率。

一、主要工作內容

以CZ-7型號配套產品為典型，其型號產品工藝量化工作流程圖，如圖1所示。將對影響產品性能、功能和質量的因素全部辨識出來，并加以控制。隨著型號研制進程循序漸進，總結提煉量化工作經驗并推廣至其他型號產品，發揮研究所工藝專家組和工藝專業技術中心的作用，在中國運載火箭技術研究院范圍內按專業（產品）統一開展工藝專業量化標準的編制工作，切實指導工藝文件的量化有效性和規范性問題。

1.CZ-7型號產品工藝文件量化實踐

一是明確量化控制要素。工藝量化控制要素決定產品質量，若不明確并加以限制，會導致產品無法滿足設計指標要求。要素可劃分為7項，包括人員要素、設備（含工裝、工具）要素、原材料要素、工藝參數要素、生產環境要素、多余物要素和安全性要素。

二是明確量化控制一般要求。工藝量化控制應遵循“參數設計合理最優”和“工作標準協調統一”2項原則。對于量化參數的裕度設計要適度、合理，并充分把握現有的實際生產條件，既不過分強調產品的質量可靠性加嚴控制要求，增加生產操作和產品實現難度，也不隨意調整放寬參數量值范圍，失去工藝規程應有的依據和指導作用。各專業不同生產單位之間以及各生產單位內部在制定量化工作標準時，在充分考慮產品生產特點前提下同一專業的量化要素項目應盡量保持統一，同一生產單位內部的量化參數選擇標準應保持統一。

人員控制要求。研究所從事型號產品生產人員均需持證上崗，生產前均要進行產前培訓及實操訓練，人員控制具體要求一般通過崗位操作規范、本崗位應知應會等文件明確。對于特殊要求，如關鍵工序“三定”對于人員的要求，也可在工藝文件中進行明確。

設備控制要求。設備的功能、精度、狀態確認等要求可通過規定設備的具體型號或編號進行限定，工裝的類別、精度、使用、狀態確認等要求可通過工裝使用說明書進行限定，并在工藝文件中明確專用工具和工裝設備易損件的使用方法、使用壽命。

原材料控制要求。應在工藝文件中明確產品選用原材料的規格牌號、使用狀態、雜質含量等技術要求，明確工藝輔助材料的規格牌號、使用狀態、精度指標等技術要求。

生產環境控制要求。應在工藝文件中明確生產環境的溫度、濕度、潔凈度和靜電防護等指標要求。

工藝參數控制要求。對于影響產品性能一致性的工藝參數應進行量化控制，當前工藝參數要求太寬泛的，尤其涉及操作層面定性表述不清晰的，應明確具體量化要求。

工藝參數的量化可通過工藝規范、通用工藝文件、專用工藝文件、作業指導書等形式體現，但需保證能夠有效指導操作人員進行生產操作。工藝參數的量化指標可以通過設備設定、工裝保證等形式體現。工藝參數控制要素的量化指標應經過充分的試驗驗證并保證可靠工藝裕度。

圖1 CZ-7型號產品工藝量化工作流程圖

安全性控制要求。生產過程中應嚴格按照相關法律法規、制度、規范的要求進行安全生產，可通過安全生產的相關文件進行規定，產品對安全性有特殊要求的必須在工藝文件中進行明確。

多余物控制要求。型號產品復合材料形成專業多余物的預防和控制應貫徹“預防為主、全員參與、明確職責、全程控制”的原則。根據型號產品復合材料成形專業的性能和特點，配備多余物預防和控制所需的工具、儀器、設備等并正確使用。針對型號產品生產、試驗、包裝、運輸和貯存等過程易產生多余物的重要環節，制定預防和控制措施。

三是審查型號產品工藝文件。按照7個要素及要求組織28位型號產品負責人，分工序對CZ-7型號產品使用的120本工藝文件量化控制情況開展了初步梳理。

經梳理，識別出12類產品、共21本工藝文件需要進一步開展工藝量化控制，其中需量化的要素中，工藝參數要素涉及28項、多余物要素涉及9項、生產環境要素5項、原材料要素2項、人員要素1項、設備要素1項，控制措施主要為工藝參數和多余物控制。列出其中3類產品的量化控制梳理信息，分別為TC4粉末冶金成型下接頭、軟模成型MT300/803環框、助推氧化劑箱低溫絕熱層（見表1）。

四是總結量化要求并落實更改。針對12類產品的有關工藝文件，對每一本工藝文件進行了全面的工藝量化方面的審查，通過對工藝文件中存在的未量化或量化寬泛的項目進行整理，對未量化項目的共性要素進行總結，進一步得到9類量化細目及要求。

原材料明細要求。主材中應明確原材料的名稱、牌號、標準及廠家名稱；使用國標、國軍標、行業標準等通用標準的原材料，主要原材料應明確廠家、一般材料可填寫市售；同一材料經驗證可用的，可填寫多個牌號或廠家。

原材料復驗要求。主要原材料和有重要作用的輔助材料應明確復驗項目；復驗方式分為直接理化測試、間接理化測試、外觀標識檢查，其中主要材料必須使用理化測試，試劑類或其他材料可采用外觀標識檢查的方式；復驗周期和貯存期應根據材料技術條件或相關研究工作明確，金屬材料、無機材料等未明確貯存期要求的，貯存期統一明確為長期，復驗周期可為按批或具體時間。

溫度工藝參數控制。明確升溫速率、保溫溫度和時間、降溫速率；對升降溫不敏感的工藝過程可不明確升降溫速率，但需明確設備設定溫度、設備實測溫度、模具或空氣溫度的實測溫度等。

膠黏劑制備和使用要求。明確配制要求，包括膠黏劑配方、每次配制的數量、各組分的加入順序、使用的混合或攪拌方式（工具、攪拌速度、攪拌時間）、混合均勻后的狀態（顏色、粘度或其他物理性能）；明確使用要求，包括適用期、膠黏劑涂刷或刮涂的方法、使用數量、固化溫濕度、固化后的清理方式（包括清理的工具）。

表1 CZ-7典型產品工藝文件量化控制梳理

柔性隔熱氈縫合控制。明確對接或搭接形式、搭接尺寸、縫合方式、縫合跨距、封邊處理方法、線頭處理方法。

表面處理控制。明確表面處理的方法，如有標準應明確標準或相關的參數。

表面清理控制。明確表面清理使用的工具、使用的處理劑、多種處理劑的使用順序、處理的方法、晾置時間、處理后需達到的狀態要求。

多余物處理。明確工序中產生多余物種類，多余物清理的方式，清理的工具（應避免造成產品損傷、避免引入新的多余物），清理后應達到的效果，如何檢查。

外協工序控制。明確產品外協的技術要求、入所檢查要求。

表2 橡膠制品硫化成型工藝參數量化控制項目

2.航天型號典型產品工藝量化推廣

從CZ-7型號產品超差情況、合格率等方面綜合考慮，對旋壓管、密封制品的典型產品工藝文件開展了專題審查。整理其他型號同類產品辦理的質疑單，對出現的超差問題進行分類和分析，找出產品超差的主要原因，進一步梳理原材料、工藝等過程的控制要求，同時提出環境要求，實現工藝過程定性描述及定量控制，從而提高手工操作的一致性，最終實現產品質量一致性和合格率的提升。

3.院級工藝文件編制規范制定

工藝文件編制規范是工藝文件編制最直接的依據和指導，按照航天科技工藝專業劃分進行梳理，歸納總結量化控制要求，針對研究所專業特點開展粉末冶金、纖維纏繞、布帶纏繞、橡膠制品硫化成型4個專業領域技術標準編制工作，形成工藝文件編寫要求標準規范。

工藝文件編制規范明確了產品生產工藝參數量化控制項目，以橡膠制品為例，硫化成型工藝參數量化控制項目見表2。

二、應用成效

通過系統分析工藝量化控制要求，進一步識別出當前生產過程控制中的薄弱環節，以工藝控制要素為源頭，在工藝設計時通過合理制定工藝因素的控制范圍，避免產生產品形性要求的缺陷或問題；在航天型號典型產品中進行量化控制推廣，院級規范落實了工藝文件編制的上級要求和工藝量化要求，融合了各部門多年來的技術經驗，對提升工藝文件的規范性、編制質量和量化水平具有重要的意義。