“結(jié)對子”協(xié)同推進(jìn)航天“兩器”產(chǎn)品化管理實(shí)踐

方靜、鄭幫林、劉鵬 /北京遙測技術(shù)研究所

北京遙測技術(shù)研究所是我國航天遙測及測控技術(shù)的開拓者和國家定點(diǎn)專業(yè)科研單位，主要“兩器”（傳感器、變換器）產(chǎn)品有數(shù)百個(gè)品種，涉及溫度、壓力、液位、振動、沖擊、噪聲、過載、角速率、熱流、流量、位移、壓差等各類參數(shù)，是全國規(guī)模最大、種類最全的航天軍用“兩器”的研發(fā)設(shè)計(jì)制造基地。由于各型號對“兩器”技術(shù)指標(biāo)、測試方法等要求不統(tǒng)一，產(chǎn)品多采用量身定制方式，即便要求相近、原理相同、技術(shù)相似，但規(guī)格、接口和技術(shù)狀態(tài)并不統(tǒng)一，導(dǎo)致設(shè)計(jì)難度和風(fēng)險(xiǎn)加大，研制周期變長；技術(shù)狀態(tài)較多，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。隨著型號任務(wù)的不斷增加，型號牽引的產(chǎn)品研制模式仍然占絕對主導(dǎo)地位，產(chǎn)品品種、數(shù)量急劇增加，“兩器”測點(diǎn)的需求多樣化，產(chǎn)品種類多、數(shù)量大、小量多批的單一定單生產(chǎn)模式難以適應(yīng)多型號高密度發(fā)射的任務(wù)需求。通過深入推進(jìn)產(chǎn)品化工作，可壓縮產(chǎn)品種類、狀態(tài)，提升產(chǎn)品通用化、系列化、組合化程度，實(shí)施組批生產(chǎn)模式，形成貨架產(chǎn)品體系，提高研制生產(chǎn)效率。

從2017 年開始，中國航天科技集團(tuán)有限公司全面啟動航天裝備產(chǎn)品化工作，大力倡導(dǎo)總體與單機(jī)單位上下聯(lián)動、協(xié)同推進(jìn)產(chǎn)品化工程，以應(yīng)對新形勢下高強(qiáng)度研制、高密度發(fā)射、批量化生產(chǎn)和商業(yè)航天的發(fā)展需求。航天科技集團(tuán)確定北京遙測技術(shù)研究所與北京宇航系統(tǒng)工程研究所協(xié)同開展“集團(tuán)級對子”工作，雙方在“兩器”產(chǎn)品貨架構(gòu)建和型譜建設(shè)、成熟度提升、組批生產(chǎn)和驗(yàn)收等方面結(jié)對互促，共同抓好產(chǎn)品化“結(jié)對子”工作落地，從而更好地保證型號任務(wù)的完成。

一、工作開展情況

1.建立協(xié)同工作組織，確保計(jì)劃推進(jìn)

北京遙測技術(shù)研究所和北京宇航系統(tǒng)工程研究所建立了協(xié)同工作組，形成協(xié)同工作機(jī)制，由“一把手”負(fù)責(zé)決策與綜合推進(jìn)工作，由雙方研究室領(lǐng)導(dǎo)與相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)量管理等人員組成工作組，分別負(fù)責(zé)產(chǎn)品化推進(jìn)、產(chǎn)品選用與質(zhì)量提升等工作，雙方的產(chǎn)品化主管人員為工作組聯(lián)絡(luò)員，明確相關(guān)人員的職責(zé)和分工。

雙方建立了定期交流機(jī)制，共同制定“結(jié)對子”工作專項(xiàng)年度計(jì)劃。在項(xiàng)目進(jìn)展過程中，協(xié)同工作組針對工作推進(jìn)情況采取例會、電話、郵件等形式，在型譜貨架建設(shè)、成熟度提升等方面定期進(jìn)行深入交流溝通，由專人監(jiān)督計(jì)劃執(zhí)行，推進(jìn)各項(xiàng)工作開展。

2.以產(chǎn)品型譜規(guī)劃為基礎(chǔ)，開展通用產(chǎn)品研制，建設(shè)貨架目錄

（1）型譜規(guī)劃與通用產(chǎn)品研制

北京遙測技術(shù)研究所依據(jù)各型號配套“兩器”的測量需求，對已研制及在研的產(chǎn)品進(jìn)行狀態(tài)清理，清理產(chǎn)品的類型、主要技術(shù)指標(biāo)、研制和應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)外同類產(chǎn)品研究現(xiàn)狀，制定 “兩器”產(chǎn)品型譜。以溫度傳感器為例，對溫度參數(shù)的測量呈現(xiàn)向極限溫度的發(fā)展趨勢，并且開始由單純的遙測參數(shù)向控制類參數(shù)轉(zhuǎn)化。鉑電阻溫度傳感器型譜簡表如表1 所示。

表1 鉑電阻溫度傳感器型譜簡表

為推進(jìn)產(chǎn)品統(tǒng)型、壓縮貨架產(chǎn)品種類、縮短貨架產(chǎn)品交付周期，北京宇航系統(tǒng)工程研究所組織配套單位對“兩器”產(chǎn)品開展第三方測評。通過對第三方測評各單位產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，依據(jù)北京遙測技術(shù)研究所的“兩器”型譜研究報(bào)告，以相應(yīng)成熟基本型產(chǎn)品外形為基礎(chǔ)，統(tǒng)一產(chǎn)品接口標(biāo)準(zhǔn)，牽頭制定了QJA653、QJA654、QJA655、QJA656、QJA657、QJA658、QJA659 過載、空氣壓力、溫度、熱流、振動、沖擊與噪聲傳感器、變換器等7 項(xiàng)設(shè)計(jì)要求，并于2018 年以航天科技集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)的形式下發(fā)，梳理形成了《“兩器”產(chǎn)品接口標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品驗(yàn)收要求》。

按照北京宇航系統(tǒng)工程研究所制定的7 類“兩器”產(chǎn)品通用技術(shù)要求，北京遙測技術(shù)研究所貫徹通用化、系列化、組合化設(shè)計(jì)思路，以經(jīng)過現(xiàn)役型號多次驗(yàn)證的成熟產(chǎn)品為基礎(chǔ)，去除原有的型號任務(wù)屬性，確保技術(shù)先進(jìn)性，同時(shí)進(jìn)行國產(chǎn)化改進(jìn)，確保元器件自主可控，完成了七大類147個(gè)品種的通用“兩器”研制工作。對照通用技術(shù)要求、接口標(biāo)準(zhǔn)與驗(yàn)收規(guī)范、條件，確定了共建型譜簡表，“兩器”產(chǎn)品的型譜產(chǎn)品數(shù)量為392 項(xiàng)，品種壓縮率達(dá)45%。

（2）貨架產(chǎn)品目錄建立

以型譜規(guī)劃、通用產(chǎn)品研制工作為基礎(chǔ)進(jìn)行迭代優(yōu)化，確定共建貨架“兩器”產(chǎn)品數(shù)量328 項(xiàng)，主要由現(xiàn)役多型號配套的成熟“兩器”產(chǎn)品與通用“兩器”產(chǎn)品組成，均納入北京宇航系統(tǒng)工程研究所《2020 年測量系統(tǒng)貨架產(chǎn)品目錄》，其中優(yōu)選品種共142 項(xiàng)（通用“兩器”產(chǎn)品均為優(yōu)選品種），占43.3%；共97 個(gè)系列產(chǎn)品，相同系列不同品種的“兩器”產(chǎn)品的主要區(qū)別是敏感元件的量程不同，結(jié)構(gòu)相同，除敏感元件外內(nèi)部組件相同；變換器類產(chǎn)品僅調(diào)試元件值不同，其結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)部組件相同，多通道產(chǎn)品可由單通道產(chǎn)品組合而成；相同產(chǎn)品類別不同產(chǎn)品系列也可選用相同的組件，有利于按“兩器”產(chǎn)品系列下沉一級開展部組件級的貨架研制與選用工作（見表2）。

表2 “兩器”貨架產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)表

（3）元器件優(yōu)選目錄與部組件、零件貨架建設(shè)

在北京宇航系統(tǒng)工程研究所的需求牽引下，北京遙測技術(shù)研究所持續(xù)優(yōu)化所內(nèi)元器件選用目錄，形成《北京遙測技術(shù)研究所元器件優(yōu)選目錄（2020 版）》，共收錄優(yōu)選元器件2171 項(xiàng)，限用元器件5333 項(xiàng)，慎用元器件103 項(xiàng)。與2019 版目錄的7285 項(xiàng)相比，項(xiàng)目縮減了70%。北京遙測技術(shù)研究所元器件控制中心每年度對研究室元器件清單進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按照受控EBOM 中目錄外元器件的規(guī)格占比對優(yōu)選目錄的落實(shí)情況進(jìn)行考核，保證優(yōu)選目錄落地。

通過對近3 年ERP 信息化系統(tǒng)產(chǎn)品投產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，按照“投產(chǎn)次數(shù)多、適于組批投產(chǎn)、適于直接選用”的原則，初步形成研究所貨架產(chǎn)品清單，包含部組件產(chǎn)品83 項(xiàng)、零件產(chǎn)品336 項(xiàng)。溫度、熱流、振動、沖擊、噪聲等變換器類產(chǎn)品僅采用6 種結(jié)構(gòu)零件，可組裝成不同通道數(shù)的13個(gè)系列產(chǎn)品。

3.加強(qiáng)質(zhì)量分析和過程控制，開展產(chǎn)品質(zhì)量提升工作

北京遙測技術(shù)研究所針對近3 年型號質(zhì)量歸零問題進(jìn)行舉一反三，加強(qiáng)對共性、典型質(zhì)量問題的認(rèn)識和梳理，加強(qiáng)過程控制，開展工藝細(xì)化量化工作推進(jìn)，制定了《型號產(chǎn)品測試覆蓋性問題長效整治策劃工作方案》《2020 年工藝細(xì)化量化推進(jìn)工作實(shí)施方案》等各項(xiàng)管理措施，旨在切實(shí)做好“三個(gè)面向”質(zhì)量分析與質(zhì)量管理工作，從管理規(guī)范體系建設(shè)和技術(shù)規(guī)范體系建設(shè)兩大方面推進(jìn)工藝細(xì)化、量化工作，開展重點(diǎn)產(chǎn)品質(zhì)量提升工作，進(jìn)一步提高質(zhì)量分析工作的針對性、實(shí)效性，有效確保質(zhì)量分析工作、質(zhì)量管理工作真實(shí)落地，提高產(chǎn)品質(zhì)量水平。

根據(jù)相對行程傳感器型譜產(chǎn)品和非型譜產(chǎn)品的現(xiàn)狀，提出用型譜產(chǎn)品（CI1-31-1/3、CI1-32-1/3和CI1-33-1/3）替代非型譜產(chǎn)品的解決方案，即采用軍用電位器代替目錄外電位器，輸出線性方程改為二次方程，解決非型譜產(chǎn)品的敏感元件可靠性較低、不在目錄內(nèi)且供貨不穩(wěn)定的問題，目前型譜產(chǎn)品已經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，并通過多個(gè)型號的飛行試驗(yàn)考核。

為提升CW1-21-1 溫度傳感器的可靠性，對產(chǎn)品電纜進(jìn)行更改，取消AF-1、AF-200 導(dǎo)線錫焊轉(zhuǎn)接工藝，采用敏感元件直接與電纜焊接方式，提高產(chǎn)品電纜抗拉抗壓能力，更改后的產(chǎn)品CW1-21-1A 經(jīng)過各項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證，并搭載發(fā)動機(jī)地面試車試驗(yàn)，目前CW1-21-1A 已通過多發(fā)次飛行試驗(yàn)考核。

通用化過載傳感器采用剛?cè)嵋惑w式印制板和小型化內(nèi)腔式粘接方案，大幅縮減整機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸；優(yōu)化溫度補(bǔ)償調(diào)試環(huán)節(jié)，產(chǎn)品溫度誤差降低為原來的30%，梳理完成了工藝技術(shù)狀態(tài)，識別了關(guān)鍵特性與關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，產(chǎn)品通過力、熱、環(huán)境等各類環(huán)境鑒定試驗(yàn)，已經(jīng)完成多次飛行試驗(yàn)驗(yàn)證。

4.基于信息化平臺，開展貨架產(chǎn)品組批生產(chǎn)

北京遙測技術(shù)研究所旨在優(yōu)化產(chǎn)品研制流程，規(guī)范貨架產(chǎn)品組批生產(chǎn)與使用操作程序，控制貨架產(chǎn)品狀態(tài)，控制成本，提高履約率，有效實(shí)現(xiàn)從見訂單生產(chǎn)向見訂單生產(chǎn)與貨架產(chǎn)品相結(jié)合的供貨方式轉(zhuǎn)變，基于SAP 信息化系統(tǒng)建設(shè)了單機(jī)、部組件、零件貨架產(chǎn)品組批生產(chǎn)和配套使用管理平臺，實(shí)現(xiàn)了型號產(chǎn)品和貨架產(chǎn)品并行協(xié)同管理，建立了自產(chǎn)及外協(xié)貨架產(chǎn)品立題與生產(chǎn)流程，按照部組件、零件的貨架產(chǎn)品清單，已完成首批部組件55 項(xiàng)、零件23 項(xiàng)貨架產(chǎn)品的組批投產(chǎn)工作。貨架產(chǎn)品組批生產(chǎn)流程如圖1 所示。

圖1 貨架產(chǎn)品組批生產(chǎn)流程框圖

北京宇航系統(tǒng)工程研究所編制了《測量系統(tǒng)典型產(chǎn)品通用技術(shù)條件》，規(guī)定了測量系統(tǒng)傳感器和變換器集中訂貨、組批驗(yàn)收試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及其它要求，實(shí)現(xiàn)同一產(chǎn)品代號產(chǎn)品試驗(yàn)條件統(tǒng)一，為貨架產(chǎn)品組批生產(chǎn)與驗(yàn)收奠定了基礎(chǔ)。

二、取得的成效

1.貨架產(chǎn)品選用及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究

北京宇航系統(tǒng)工程研究所優(yōu)先選用共建型譜和共建貨架產(chǎn)品，北京遙測技術(shù)研究所按共建型譜和共建貨架產(chǎn)品向北京宇航系統(tǒng)工程研究所進(jìn)行推薦選用，“兩器”貨架產(chǎn)品選用率達(dá)82.7%。

北京遙測技術(shù)研究所編制了振動傳感器、噪聲傳感器及變換器、溫度傳感器及變換器、熱流傳感器及變換器、沖擊傳感器及變換器、過載傳感器、空氣靜壓力傳感器、空氣脈動壓力傳感器、空氣微壓力傳感器等13 個(gè)小類通用的“兩器”產(chǎn)品規(guī)范。

2.研產(chǎn)效能提升

按照“圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)品做組件、圍繞組件做單機(jī)、圍繞單機(jī)做系統(tǒng)”的原則，以集成選用設(shè)計(jì)為主導(dǎo)思想，建立了通用產(chǎn)品（含基礎(chǔ)產(chǎn)品）選用控制機(jī)制；基于信息化平臺開展貨架產(chǎn)品研制管理平臺建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了貨架產(chǎn)品和型號并行協(xié)同的管理模式，節(jié)約了研制成本和工作量。

目前已啟動了第一批部組件、零件貨架產(chǎn)品的投產(chǎn)工作。變換器類的結(jié)構(gòu)框架零件采取鑄造工藝加工、組批投產(chǎn)方式生產(chǎn)，按每年變換器結(jié)構(gòu)零件用量為7000 套計(jì)算，鑄造加工與機(jī)械加工相比預(yù)計(jì)節(jié)省加工成本300 萬元/年，加工周期縮短至2 個(gè)月，生產(chǎn)效率大幅提高。在明確環(huán)境試驗(yàn)條件、驗(yàn)收要求的前提下，可實(shí)現(xiàn)北京遙測技術(shù)研究所“兩器”貨架產(chǎn)品交付周期不超過3個(gè)月的目標(biāo)。

三、建議及體會

北京遙測技術(shù)研究所與北京宇航系統(tǒng)工程研究所密切配合，開展“集團(tuán)級對子”工作，在共建型譜編制、貨架構(gòu)建、產(chǎn)品質(zhì)量和成熟度提升、貨架產(chǎn)品組批生產(chǎn)和驗(yàn)收等方面協(xié)同推進(jìn)了產(chǎn)品化建設(shè)，取得了一定的成果，為航天科技集團(tuán)產(chǎn)品化工作提供了參考。北京宇航系統(tǒng)工程研究所雖然制定了典型產(chǎn)品通用技術(shù)條件，但各型號選用貨架產(chǎn)品后仍按各自的總體技術(shù)條件進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)收規(guī)范落地實(shí)施的阻力較大。建議后續(xù)由北京宇航系統(tǒng)工程研究所協(xié)調(diào)各型號項(xiàng)目，統(tǒng)一貨架產(chǎn)品試驗(yàn)條件，將產(chǎn)品組批驗(yàn)收工作落地。“結(jié)對子”工作仍需上級單位牽引，尚未形成自發(fā)的上下聯(lián)動的機(jī)制，應(yīng)進(jìn)一步將“結(jié)對子”制度化、常態(tài)化，做實(shí)產(chǎn)品化工作。

產(chǎn)品通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度提升后，面臨的市場競爭程度也隨之加大。北京遙測技術(shù)研究所必須保證產(chǎn)品質(zhì)量可靠、技術(shù)領(lǐng)先、物美價(jià)廉，持續(xù)促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者，只有保持行業(yè)領(lǐng)先，才能保住并擴(kuò)大現(xiàn)有市場。▲