設(shè)計與生產(chǎn)相分離的航天型號產(chǎn)品超差代料治理思路與措施

趙鵬飛、張增陽、胡云、許春來、楊慶功/中國運載火箭技術(shù)研究院

隨著中國航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，航天任務(wù)逐年井噴式增長，以宇航領(lǐng)域為例，“十三五”以來，“長征”系列運載火箭年均發(fā)射任務(wù)近28 次，特別是2022年發(fā)射任務(wù)突破50+。在航天型號研制和發(fā)射任務(wù)急劇增加的同時，超差、代料這一型號產(chǎn)品共性、基礎(chǔ)性問題長期存在于型號研制生產(chǎn)過程中，反映出解決問題的系統(tǒng)性不夠、徹底性不足等問題，給產(chǎn)品帶來了質(zhì)量風(fēng)險隱患，問題的產(chǎn)生一定程度上與設(shè)計、生產(chǎn)分離的現(xiàn)狀有關(guān)，制約了研制效率提升和生產(chǎn)成本控制，影響一流企業(yè)的發(fā)展，急需采取措施予以解決。

為徹底解決超差、代料問題，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品制造能力，打造航天卓越產(chǎn)品體系，通過全面梳理航天型號產(chǎn)品超差、代料情況，深入分析超差、代料問題特征，徹底摸清問題底數(shù)；依據(jù)橫向一致、優(yōu)化指標(biāo)、嚴(yán)格管控原則，提出了系統(tǒng)的治理對策，精準(zhǔn)分類施策，顯著減少了型號產(chǎn)品超差、代料問題，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品制造能力，支撐航天卓越產(chǎn)品體系的構(gòu)建。

一、航天產(chǎn)品超差、代料類型分析

1.超差類型分析

技術(shù)指標(biāo)超差。因技術(shù)指標(biāo)過高或工藝能力不足、工人操作不到位等原因造成的產(chǎn)品性能指標(biāo)不符合技術(shù)文件要求。

產(chǎn)品尺寸超差。分為形位尺寸超差、加工尺寸超差，因操作難度大或操作不當(dāng)、工藝方案考慮不周、多尺寸公差精度配合不到位等導(dǎo)致。

外觀質(zhì)量超差。因誤操作導(dǎo)致的偶然性磕碰傷、缺陷等超差。

2.代料類型分析

（1）材料本質(zhì)沒有改變，標(biāo)準(zhǔn)更新導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)代號、牌號等代料

標(biāo)準(zhǔn)代料。新老標(biāo)準(zhǔn)替代，采購材料標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)文件標(biāo)準(zhǔn)不符。標(biāo)準(zhǔn)代料在各型代料中數(shù)量最多，如某型號標(biāo)準(zhǔn)代料占代料總數(shù)的70%以上。

牌號代料。標(biāo)準(zhǔn)更新后材料牌號發(fā)生變換，與技術(shù)文件要求牌號不一致，新老牌號的材料成分、性能均一致，不影響產(chǎn)品使用。

規(guī)格代料。無貨或缺料的情況下，用現(xiàn)有規(guī)格的原材料以大代小、以厚代薄，再經(jīng)過加工達(dá)到技術(shù)文件要求。

（2）實際應(yīng)用材料與技術(shù)文件不符，設(shè)計讓步使用的代料

復(fù)驗代料。材料某些性能或表面質(zhì)量在入廠復(fù)驗時不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

精度代料。板材厚度、精度等指標(biāo)未滿足標(biāo)準(zhǔn)要求而產(chǎn)生代料。

狀態(tài)代料。材料供貨狀態(tài)與設(shè)計要求狀態(tài)不符，如彈簧鋼絲用無“銀亮”狀態(tài)代替“銀亮”狀態(tài)。

（3）非金屬材料超期代料

超期代料。非金屬材料放置時間超過有效期。

二、治理總體思路

設(shè)計、生產(chǎn)、物資聯(lián)動開展橫向?qū)Ρ确治觯痦椃治鐾惍a(chǎn)品在不同型號的超差、代料控制情況，從物資（含元器件、金屬材料、非金屬及復(fù)合材料等）選用、技術(shù)狀態(tài)控制、產(chǎn)品設(shè)計特性優(yōu)化等方面提出設(shè)計改進措施；針對設(shè)計不能采取措施的項目，設(shè)計單位牽頭生產(chǎn)單位、物資供應(yīng)單位共同制定生產(chǎn)改進措施。

1.橫向一致

同類產(chǎn)品存在超差、代料的情況，在其它型號、其它單位有解決方案的，該產(chǎn)品的超差、代料必須要進行對標(biāo)改進；在各型號、各單位均無法解決的，對標(biāo)國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)，進行深入研究，提出改進方案。

2.優(yōu)化指標(biāo)

長期存在的普遍性、共性產(chǎn)品超差項目，加強產(chǎn)品特性超差包絡(luò)分析和容差分析，在經(jīng)過多個型號地面驗證、飛行試驗考核的基礎(chǔ)上，對于確實由于指標(biāo)要求過高導(dǎo)致的超差情況，應(yīng)在一定的數(shù)據(jù)積累基礎(chǔ)上適當(dāng)優(yōu)化設(shè)計指標(biāo)，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

3.嚴(yán)格管控

嚴(yán)格控制超差、代料辦理，對于不得不辦理的超差、代料，應(yīng)進行風(fēng)險分析，制定風(fēng)險控制措施。

三、航天產(chǎn)品超差、代料治理措施

對近一段時間內(nèi)有研制生產(chǎn)任務(wù)的型號超差、代料辦理情況進行系統(tǒng)梳理和統(tǒng)計分析，按照同類產(chǎn)品超差代料問題合并處理、偶發(fā)性超差代料杜絕再次出現(xiàn)的原則，逐項分析確認(rèn)，形成超差、代料問題清單，分析超差和代料類型，理清每個型號超差、代料辦理情況，做到問題清楚、型號清楚、產(chǎn)品清楚。按照超差、代料類型制定相應(yīng)改進措施，分類開展治理。

1.超差治理措施

（1）技術(shù)指標(biāo)超差

長期存在的普遍性、共性產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)超差項目，主要是防熱結(jié)構(gòu)件、閥門、管路的性能指標(biāo)超差，設(shè)計與生產(chǎn)單位共同研究制定切實的有效措施：一方面，對確實不影響型號質(zhì)量特性指標(biāo)、普遍讓步接收的項目，由設(shè)計單位進行產(chǎn)品特性超差包絡(luò)分析和容差分析，重新確定指標(biāo)范圍，或者進一步優(yōu)化完善要求，制定統(tǒng)一、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品的合格率水平；另一方面，針對影響產(chǎn)品性能指標(biāo)或影響質(zhì)量可靠性、穩(wěn)定性的特性超差，要開展工藝優(yōu)化改進研究，逐步減少因工藝能力不足導(dǎo)致的產(chǎn)品超差及讓步使用，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。

針對焊縫氣孔、未焊滿等焊接缺陷問題導(dǎo)致的超差，設(shè)計與生產(chǎn)單位在充分考核及包絡(luò)分析基礎(chǔ)上，通過焊接標(biāo)準(zhǔn)替代、焊縫技術(shù)指標(biāo)優(yōu)化等措施，進一步完善設(shè)計技術(shù)要求，細(xì)化焊縫質(zhì)量等級分類標(biāo)準(zhǔn)，同時提高焊縫無損檢測能力和焊縫缺陷判讀精準(zhǔn)性，提升產(chǎn)品合格率；針對焊接導(dǎo)致的變形問題，如對外接口尺寸，要進一步研究減少焊接變形的工藝控制措施，開展工藝技術(shù)攻關(guān)，通過采用多道焊、焊前預(yù)熱、焊后矯正、使用夾固工裝、優(yōu)化焊接參數(shù)等措施控制變形量，提升整體變形控制技術(shù)能力。

針對化銑超差，全面分析論證歷史數(shù)據(jù)，有針對性地放寬化銑缺陷評判標(biāo)準(zhǔn)；采用機銑等先進工藝替代化銑工藝，從根本上解決化銑超差問題。

（2）尺寸超差

針對形位尺寸超差，開展形位尺寸超差項目梳理及包絡(luò)分析，由設(shè)計單位更改可放寬的指標(biāo)項目；由于部分研制型號子樣數(shù)據(jù)少，針對因誤差累計、圖紙不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的超差，生產(chǎn)單位加強數(shù)據(jù)積累及采集，根據(jù)產(chǎn)品實物狀態(tài)及子樣數(shù)據(jù)，與設(shè)計部門溝通協(xié)調(diào)，優(yōu)化設(shè)計技術(shù)指標(biāo)。針對鈑金成形、熱處理、鑄造等特殊過程中的產(chǎn)品外形、結(jié)構(gòu)尺寸等零件級產(chǎn)品超差，加強設(shè)計與工藝協(xié)同，通過提升生產(chǎn)能力、細(xì)化工藝過程控制、優(yōu)化改進工藝流程、強化管理措施落實等途徑，提升特殊過程整體技術(shù)能力和精細(xì)化管控水平；生產(chǎn)單位要結(jié)合具體產(chǎn)品，開展薄弱環(huán)節(jié)治理、可靠性提升等工作，通過增材制造技術(shù)等新工藝適用性研究應(yīng)用，解決特殊過程超差瓶頸問題。

針對加工尺寸超差，實施工藝優(yōu)化、新技術(shù)推廣應(yīng)用，持續(xù)提升機械加工尺寸控制能力；針對機械加工變形問題，總結(jié)以往數(shù)據(jù)，通過改進工藝參數(shù)、工裝和產(chǎn)品裝夾方式，合理匹配粗加工、時效、精加工來釋放加工應(yīng)力，減少加工過程變形。

（3）外觀質(zhì)量超差

針對工藝控制防護不到位、操作不精細(xì)導(dǎo)致的超差，通過精益產(chǎn)品質(zhì)量保證，加強工藝穩(wěn)定性控制；提升產(chǎn)品防護、自動化加工檢測、防呆設(shè)計等防差錯技術(shù)手段，強化過程管控；進一步細(xì)化工藝規(guī)程，固化操作方法，嚴(yán)格現(xiàn)場管理，加強技能人員培訓(xùn)，提高操作穩(wěn)定性；對于設(shè)備故障導(dǎo)致的超差，要加強設(shè)備維護保養(yǎng)，強化設(shè)備管理，杜絕低層次超差問題。

2.代料治理措施

（1）標(biāo)準(zhǔn)代料、牌號代料

因標(biāo)準(zhǔn)升級或標(biāo)準(zhǔn)替代產(chǎn)生的同種材料標(biāo)準(zhǔn)代料、牌號代料，短期內(nèi)可以制定通用的代料管理細(xì)則，提高管理效率；長期應(yīng)研究圖紙和技術(shù)條件的更新?lián)Q代，強化技術(shù)文件與標(biāo)準(zhǔn)要求的匹配性，從根本上徹底解決代料問題。對后續(xù)新產(chǎn)品，要全面開展型號產(chǎn)品配套原材料選用目錄編制工作，規(guī)范設(shè)計選用過程，從設(shè)計源頭上控制代料。

（2）規(guī)格代料

針對供貨不足等原因?qū)е碌囊?guī)格代料，加強物資庫存和采購信息的可知可視，指導(dǎo)開展基于可用性的物資設(shè)計選用；物資供應(yīng)部門加強物資采購的計劃性，組織供應(yīng)商開展技術(shù)能力提升，提前與供應(yīng)商簽訂暫定價框架合同，明確合作意見，精準(zhǔn)控制訂貨及到貨節(jié)奏，減少因進度緊張及物資庫存積壓帶來的代料；制定備份供應(yīng)商開發(fā)計劃，疏通供貨渠道，通過實施全鏈條管控和優(yōu)化供給能力，嚴(yán)格控制因缺料及質(zhì)量不滿足要求導(dǎo)致的代料。

（3）復(fù)驗代料、精度代料、狀態(tài)代料

針對同種材料不同規(guī)格性能的復(fù)驗代料、精度代料、狀態(tài)代料，加強原材料訂貨的質(zhì)量控制，向供應(yīng)商傳遞質(zhì)量控制要求，從生產(chǎn)源頭提高原材料質(zhì)量，并嚴(yán)格按圖樣、技術(shù)條件要求采購、驗收；同時，設(shè)計單位開展產(chǎn)品功能影響分析，結(jié)合材料統(tǒng)型采購，選擇臨近規(guī)格和性能材料的選用設(shè)計，完成設(shè)計圖紙更改。

（4）超期代料

開展型號非金屬材料超期使用研究，形成非金屬材料復(fù)驗技術(shù)條件，明確超期復(fù)驗項目和要求，優(yōu)化復(fù)驗合格證開具條件，科學(xué)辦理超期質(zhì)疑單。強化精益生產(chǎn)管理，加強與非金屬材料供應(yīng)商的溝通、協(xié)調(diào)，研究實行多批采購、分批到貨的原材料訂貨機制，逐步實現(xiàn)精益化采購和生產(chǎn)，壓縮原材料庫存。

為打造航天卓越產(chǎn)品體系，實現(xiàn)航天事業(yè)向高質(zhì)量保證成功、高效率完成任務(wù)、高效益推動航天強國建設(shè)和國防建設(shè)發(fā)展，針對航天型號超差、代料問題，提出了系統(tǒng)的治理對策，精準(zhǔn)分類施策，建立了超差、代料治理長效機制。針對梳理出的727 項超差、939 項代料問題，逐一制定了切實可行的改進措施，形成了超差、代料治理基線，落實改進措施，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品制造能力，確保型號研制任務(wù)取得圓滿成功。該治理對策在治理過程中得到不斷的補充和豐富，可為其他企業(yè)航天產(chǎn)品超差、代料治理提供借鑒。