基于航天產品生產流程精細化再造體系的新一代運載火箭發射場總裝工作實踐

熊占兵、彭江濤、畢海娟、郭銳 /天津航天長征火箭制造有限公司

謝志豐 /北京宇航系統工程研究所

邁克爾· 哈默和詹姆斯· 錢皮于1993 年在《再造公司:企業革命的宣言》中首次提出了業務流程再造的概念：對業務流程進行根本性的再思考和徹底性的再設計,以便在成本、質量、服務和速度等衡量企業績效的重要指標上取得顯著性的進展。自從該理論提出后，在歐美企業中涌現了許多成功應用案例，相關企業的經濟效益得到顯著提升。

近年來，隨著我國探火、探月和空間站建設等任務的實施，在文昌航天發射場發射的“長征”五號系列、“長征”七號系列、“長征”八號3 型新一代運載火箭任務量不斷增長，由于任務意義重大、任務量逐年增加，三型火箭發射場總裝質量管理工作面臨較大壓力，同時急需提升工作效率。為此，中國航天科技集團有限公司提出了《航天產品流程精細化再造指南》，旨在通過規范生產流程、明確崗位分工、細化過程管控等措施，實現航天產品生產過程整體高效暢通運轉，進一步提升產品生產質量和效率。

一、航天產品生產流程精細化再造體系的內涵

生產流程精細化再造工作是以產品質量“零缺陷”為目標，針對影響航天產品質量的突出問題，圍繞再造的控制要素，以規范、精細、定量為手段，對生產流程進行完善、優化和再造。

1.控制要素的選擇與構成

經過迭代研究與研討，從影響航天產品生產的諸多要素中遴選出與產品制造流程和質量相關度較高的9 個一級控制要素及30個二級控制要素進行控制，確保方法和實施步驟與提升產品質量有較強的相關性，要素具體構成見圖1。

圖1 生產流程精細化再造控制要素構成

2.控制要素的含義

一是優化生產設計協同。生產與設計協同是提高設計有效性、優化產品設計工藝性的重要手段。生產部門通過開展協同設計工作，可提前了解設計在產品原材料、生產工藝等方面的設計思想和有關要求，提出生產條件對設計行為的約束。設計部門從六性要求入手，量化產品關鍵設計性能指標要求，進一步確保設計的可實現性。

二是優化生產流程。通過優化生產組織模式、優化生產工藝方案等工作不斷完善生產流程，在保證產品質量的前提下，最大限度地提高產品生產效率。通過并行模塊化、串行模塊化、串并結合、多型號成組、提前批量、最小成組單元等方式實現生產模式優化。

三是規范生產工藝。從工藝管理、工藝設計、工藝技術規范等三方面規范生產工藝，建立覆蓋生產全過程的工藝規范體系。工藝管理規范要從工作內容、流程和要求入手，提出生產技術狀態控制、工藝問題協調處理等環節的管理要求；工藝設計規范要面向工藝設計的過程及結果形式，提出工藝規程種類、格式、編寫要求及審簽工作要求；工藝技術規范可以先面向產品再面向專業，劃分產品層級、類別及制造技術專業類別，構建覆蓋全面的工藝規范體系。

四是量化過程控制。通過加強工藝參數，在操作過程等方面量化控制，確保產品生產過程可控。按照“未量化的細化，已量化的再確認”實現工藝參數量化控制；對未量化的操作過程，通過分析“人、機、料、法、環、測”各環節的影響，有針對性地確定可量化的操作過程；通過對比操作過程，查找過程記錄的缺項和未明確項，提出解決方案，量化過程記錄；結合產品特點，科學確定多媒體記錄的數量、部位和方式，提高多媒體記錄的精準性。

五是健全崗位規范。按設計、工藝、操作、檢驗及管理崗位分別提出有針對性和可操作性的工作規范，使有關質量管理要求在各崗位工作中有效落實。系統梳理產品生產過程，對涉及的崗位及專業進行科學、清晰地劃分或設置；完善面向各崗位的通用要求和專用要求，提升崗位文件體系的系統性，提煉形成“一本通”式的崗位作業書；建立動態更新機制，及時將最新的崗位要求納入崗位工作文件體系和崗位作業書中。

六是接口關系協調通暢。圍繞產品生產全過程涉及的設計與生產單位、總體與分系統單位、內部和外部單位、上下游崗位和工序之間的接口，做到認識一致、界面清晰、責任明確、互相把關，確保生產全流程有序運轉，全員參與質量管控。

七是完善流程管理。通過加強組織、制度及配套條件的管理，保證流程有效運行。做好包括基于流程的標準規范、知識庫、表單、績效考核等相關配套支撐的設計工作，在進行配套設計中，將生產流程精細化再造工作與質量管理各項要求深度融合。

八是物資協同保障。通過布局科學的設施設備、順暢高效的物資流轉、齊套有效的原材料與元器件為產品生產提供物資協同保障。工裝工具、設施器具、儀器設備等應按照各工序、工位的工藝要求匹配確定其具體的類型、能力、數量和布局；規劃最佳的生產物料和生產用具的場地、流轉路徑、流轉形式和存放區設置；保證所需物資按照物資配套表全部入庫，具備產品生產條件。

九是信息化平臺支撐。構建信息化智能平臺，將生產流程和崗位作業書嵌入信息化平臺，采用智能手段對各道工序的每一項操作過程進行實時記錄，對每一項操作結果進行實時檢測，符合流程節點精細化要求的予以放行，實現對流程和操作要求的剛性約束。

二、發射場總裝工作實踐

根據發射場總裝工作的特點，主要從流程和崗位兩個維度對發射場總裝流程進行再造，同時，開發了發射場流程精細化設計與管理系統作為發射場流程精細化再造工作的載體。流程和崗位兩個維度與控制要素的對應關系見表1。

表1 兩維度與控制要素的對應關系

1.流程維度

（1）建設方法

發射場流程建設的目標是利用流程構建方法，構建層級化的發射場流程體系，有效固化發射場流程設計方法和工作程序，實現對發射場流程由面及線、由線及點的系統管控，保證優化生產設計協同、優化生產流程等4 項控制要素的落地。

圍繞技術區裝配測試、轉場、發射區測試發射、撤收、應急處置等發射場主要任務（見圖2），逐級分解各級流程工作事項，直至最小工作單元，構建形成“端到端”的流程樹（見圖3），實現型號發射場過程的有效銜接。

圖2 型號發射場流程架構

圖3 發射場工作流程樹

構建三級流程滿足發射場工作需求。一級流程按主要的工作階段劃分，重點明確重要時間點、技術關鍵節點，指導發射場整個操作、測試、指揮工作的開展，主要對應發射場管控層的需求，由型號總指揮、總設計師、副總指揮、副總設計師等人員所使用。二級流程是一級流程階段性工作的細化，界定在1～2 個工作日所開展的工作，滿足管控層和協調層需求，主要由協調層（一級指揮人員）所使用，包括：副總指揮、副總設計師、主任設計師等，起到承上啟下的作用。三級流程界定在單一系統內部的操作、測試、數據判讀等工作的開展，主要滿足執行層的需求，由各系統指揮人員以及操作測試人員所使用。

（2）具體實踐

一級流程由型號辦公室統一組織制定，參加制定的系統包括測量系統、控制系統、動力系統、箭體結構系統、地面系統、連接器系統、總控網系統；參加單位包括發射場、設計單位、生產單位等。一級流程的內容主要由重大節點事件或里程碑事件組成，典型的發射場一級工作流程見圖4，主要包括23 個項目。

圖4 發射場一級工作流程

二級流程由各系統設計單位、生產單位、協作單位共同制定。以箭體結構二級流程設計為例，參加流程制定的單位包括總體設計部、產品總裝廠（箭體總裝車間、發動機總裝車間、噴漆車間）等。二級流程由一級流程項目下的主要工作模塊組成，如在一級流程項目“儀器設備安裝”下，其二級流程項目主要包括各部段產品的儀器設備安裝工作，各部段間的工作為并行開展項目，以二級為例，工作項目包括二級伺服機構安裝、二級反推火箭安裝、級間分離彈簧安裝等。“長征”七號、“長征”七號A、“長征”八號箭體結構系統二級流程項數分別為44 項、60 項、50 項（見圖5）。

圖5 發射場二級工作流程

一級、二級流程由多個單位協同設計，通過分解流程、發現問題進行分析，不斷優化完善流程、固化控制要素，保證各單位接口清晰、要求明確、認識一致，為流程有序運轉提供基礎。

箭體結構系統的三級流程由總裝工藝人員依據二級流程編制，一般情況下三級流程項目相當于傳統工藝文件的一個工序，此外，部分三級流程由不能再拆解的工作單元組成，每個工作單元相當于傳統工藝文件的一個工步。二級流程“二級伺服機構安裝”項目分解的三級流程見圖6?！伴L征”七號、“長征”七號A、“長征”八號箭體結構系統二級流程項數分別為271 項、300 項、304項（含合練過程）。

圖6 箭體結構系統三級工作流程

2.崗位維度

崗位建設的目標，一是拆解、細分崗位，重新定位崗位職能及與其對應的崗位要求；二是以規范化、定量化為手段，編制崗位作業書，將每一項具體工作內容和要求分解落實到崗位作業書中，確保每一個工作項目的都做到精確、細致、深入、規范。

（1）工作崗位建設

發射場流程精細化再造前，箭體總裝人員的崗位包括工藝、調度、總裝測試工、物流管理員和檢驗員。實際工作中，工藝人員、總裝測試工、檢驗等人員依據產品部段進行分工，且在總裝測試工中還包括崗長、指揮、班組長等崗位。因此，結合實際工作，對發射場箭體結構系統總裝工作崗位進行了重新劃分，主要包括調度、工藝員、操作崗、檢驗員、崗長、指揮、班組長。

針對不同崗位，分別制定了質量職責和崗位應知應會。操作崗質量職責主要崗位負責的內容，具體如：負責對本崗位所使用的設備、工裝、工量具進行自檢；完成本崗位所承擔的總裝、檢測任務；分析、排除總裝中出現的質量問題等17 項。操作崗崗位應知應會主要包括生產過程中應知曉的通用操作要求，具體如：配氣臺使用通用要求、數字三用表使用要求、力矩扳手使用要求、防靜電操作要求、火工品安裝要求、不銹鋼鋼絲打保險、鉛封要求等98 項應知應會項目。各崗位人員只有經過上崗前培訓與考核，考核合格后才允許上崗。不同部段的操作崗位在發射場上崗前均需要經過技術交底，交底工作由對應部段的工藝人員，內容包括工作流程、工作項目、操作要求、注意事項、風險等內容，交底的載體為崗位作業書。

為確保人員全面發展，便于人員緊張時的工作分工和工作安排，建立“多人一崗、一人多崗”的崗位設置模式見圖7。

圖7 一崗多人和一人多崗示意圖

（2）崗位作業書編制

每個三級流程下關聯一份崗位作業書。崗位作業書由基本信息表和操作檢查確認表組成，采用全表格化的模板進行編制，是工作流程和崗位的載體。

基本信息表中包含所屬型號、所屬系統、崗位作業書名稱、執行該崗位作業書的崗位、簽署崗位、主要技術要點等內容，相關信息在導入系統中會成為崗位作業書的基本屬性。

操作檢查確認表主要用于明確工作項目、操作要求、檢驗要點、記錄要求、簽署要求等內容，相當于傳統的工藝文件和質量控制記錄卡兩個內容的綜合。其中操作要求、檢驗要點、記錄要求等內容均體現在“操作或檢查要點中”。

操作檢查確認表采用工藝員、操作人員、檢驗人員共同編制的“三結合”編制方式，即工藝人員明確工藝流程和質量特性等內容，有經驗的操作和檢驗人員（如崗長、組長、技師等）負責提出操作和檢驗要點。

崗位作業書的編制過程中落實了儀器安裝、電纜安裝、防水、防熱等15 個技術方向的120 項工藝控制要素的量化工作。

3. 發射場流程精細化設計與管理系統

基于流程精細化再造體系開發了發射場流程精細化設計與應用系統。系統包含設計和應用兩個平臺。設計平臺主要用于流程設計、崗位設計、流程與崗位作業書關聯、數據同步、數據統計分析等功能；應用平臺安裝在移動終端上，主要實現工作確認、數據填報、多媒體記錄、簽署等功能。系統組成、應用場景等（見圖8）。

圖8 流程精細化設計與應用系統組成

三、 應用情況

流程和崗位作業書設計完成后，導入發射場流程精細化系統，經審批后在發射場應用。導入系統后下載到移動終端的顯示狀態。左側為流程顯示欄，右側為崗位作業書顯示欄。點擊“填報”即可進入崗位作業書編輯界面，進入編輯界面后可以確認操作完成情況、填寫質量記錄、拍攝多媒體記錄等。

在系統中填報、簽署完成并上傳到系統后，將崗位作業書以報告格式導出。在工作過程中記錄的多媒體和質量數據可以自動填充到對應的操作步驟中。

“長征”七號、“長征”七號A、“長征”八號對發射場流程進行了精細化再造，應用了流程精細化設計與應用系統。通過流程再造，三發次火箭在火箭總裝過程中未發生低層次、重復性質量問題，發射場總裝工作周期進一步縮短。此外，推進了型號發射場質量確認制，通過精細化系統各系統指揮人員可實現對關鍵操作結果的逐項確認。通過系統的實際應用，證明發射場流程精細化再造可有效防止低層次、重復性質量問題出現，流程精細化系統的功能可以基本滿足發射場總裝工作要求，實現過程記錄的數字化，提升總裝工作的效率。