新一代運載火箭總裝效率提升研究

陳 瑞 張粵萌 王 津 劉 洋 國 冰

（天津航天長征火箭制造有限公司，天津300000）

0 引言

總裝是火箭生產(chǎn)的最后一道工序，是協(xié)調(diào)箭上各復(fù)雜系統(tǒng)相互匹配工作，檢驗各系統(tǒng)單機(jī)能否在箭上正常運轉(zhuǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)中薄弱要素，提高火箭質(zhì)量與性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。火箭總裝的工作量占到產(chǎn)品全部工作量的15%~30%，總裝周期占生產(chǎn)周期的30%~50%。圖1為火箭總裝工作流程圖。圖2為火箭總裝生產(chǎn)線。

圖1 火箭總裝工作流程圖

圖2 火箭總裝生產(chǎn)線

近年來，我國在航天領(lǐng)域不斷突破，新一代運載火箭相繼問世，商業(yè)、民營航天蓬勃發(fā)展。面對日益嚴(yán)峻的國際形勢和西方國家日益精進(jìn)的航天技術(shù)，我國的火箭年發(fā)射量逐年遞增。而在現(xiàn)有總裝廠房、設(shè)備、人員的基礎(chǔ)上，如何提高生產(chǎn)效率成為亟須改進(jìn)的問題。

1 探討影響火箭總裝效率的問題與改進(jìn)

不同于高自動化、流水線批量生產(chǎn)，以經(jīng)濟(jì)性、成本為側(cè)重點的汽車總裝制造；高可靠性、政治性特點的火箭總裝由于自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體型龐大和零件數(shù)量巨大，無法達(dá)到自動化批量生產(chǎn)。本文從人、機(jī)、料、法、環(huán)和測六方面對提高總裝效率進(jìn)行討論。

1.1 生產(chǎn)管理要素“人”

“人”主要包括生產(chǎn)一線操作人員，工藝技術(shù)人員，調(diào)度、庫管等協(xié)調(diào)管理人員。與機(jī)械化生產(chǎn)線不同，火箭總裝85%工作是由人完成的，人是控制整個生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。

影響生產(chǎn)效率的因素：（1）人員能力參差不齊：部分員工無法勝任箭上關(guān)鍵操作，重要、復(fù)雜操作的經(jīng)驗與技巧掌握在部分員工手中，新員工缺乏鍛煉機(jī)會；（2）質(zhì)量問題頻發(fā)：生產(chǎn)過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題會造成復(fù)查、歸零、返工等連帶工作，影響生產(chǎn)效率；（3）崗位人員分配不均衡：部分崗位工作量大，加班嚴(yán)重，工作完成延期，導(dǎo)致其他人員無法進(jìn)行后續(xù)工作，出現(xiàn)人等人的情況。

從“人”方面優(yōu)化生產(chǎn)方案：（1）提高人員技術(shù)水平：多為員工組織技術(shù)、技能、操作等培訓(xùn)，建立上崗前考核制度、對于未經(jīng)過考核人員應(yīng)重新進(jìn)行學(xué)習(xí)。（2）提高員工素質(zhì)，完善工作操作、互檢、檢驗三檢機(jī)制，減少由于人員能力不足或操作失誤導(dǎo)致的質(zhì)量問題。（3）不斷優(yōu)化人員分工機(jī)制，做到人員工作量相對均衡，對于生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，積極組織骨干員工進(jìn)行PDCA（策劃—實施—檢查—處理）循環(huán)，不斷改進(jìn)不足、提高效率和質(zhì)量[1]。（4）積極調(diào)動人員工作積極性，組織車間技能比拼和知識競賽，鼓勵員工解決問題和創(chuàng)新，對于工作優(yōu)秀員工進(jìn)行獎勵。

1.2 生產(chǎn)管理要素“機(jī)”

“機(jī)”指生產(chǎn)中的所使用儀器、工具、工裝、設(shè)備等協(xié)助操作人員完成生產(chǎn)任務(wù)的用具。由于火箭的特殊結(jié)構(gòu)和制造方法，生產(chǎn)過程需要使用大量非標(biāo)工裝和設(shè)備進(jìn)行箭體吊裝、對接等總裝工作。（1）在機(jī)器使用過程中出現(xiàn)故障返修或需進(jìn)行校驗等情況，會造成停工，影響生產(chǎn)效率。（2）目前，火箭總裝自動化程度不高，大部分生產(chǎn)工作中機(jī)械尚未代替人力，操作者沒有最大化地應(yīng)用設(shè)備完成工作。

從“機(jī)”方面提高生產(chǎn)方案：（1）建立準(zhǔn)確的設(shè)備管理臺賬，根據(jù)產(chǎn)品開工與完工時間和設(shè)備使用情況，制訂合理的維修、保養(yǎng)和檢定計劃。（2）對現(xiàn)有工裝設(shè)備數(shù)量不足的進(jìn)行復(fù)制，防止生產(chǎn)中設(shè)備突發(fā)故障造成停工。（3）通過工藝、工裝的改進(jìn)與創(chuàng)新，將老式人工操作變?yōu)闄C(jī)械操作。（4）生產(chǎn)過程中充分利用電子化設(shè)備和作業(yè)系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)紙質(zhì)文件和純?nèi)肆M(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總與傳遞，極大地減輕了技術(shù)要求落實與校對的工作量以及縮短了數(shù)據(jù)整理、分析的時間，圖3所示為國外航天進(jìn)行無紙化設(shè)備工作。

圖3 航天數(shù)字化無紙化辦公

1.3 生產(chǎn)管理要素“料”

“料”指生產(chǎn)過程中所使用的物料，總裝使用物料主要包括火箭殼段、箭上支架零件、儀器電纜、管路閥門、安裝緊固件、箭上耗材等。產(chǎn)品總裝過程中各零組件安裝工序環(huán)環(huán)相扣，若零件產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，就會出現(xiàn)停工待料的情況，而箭上閥門等產(chǎn)品由于自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)常在總裝過程中發(fā)生氣檢泄露等故障，導(dǎo)致停工排故或更換。

從“料”方面提高總裝效率：（1）對上游車間生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，提前發(fā)現(xiàn)問題提前更換，降低問題產(chǎn)品在總裝過程中的出現(xiàn)率；（2）對影響總裝工作的關(guān)鍵零件，進(jìn)行備份生產(chǎn)，在出現(xiàn)故障時進(jìn)行及時替換，若未使用則用于下發(fā)火箭總裝，形成良性循環(huán)。

1.4 生產(chǎn)管理要素“法”

“法”即工作的方式、方法，包括車間制度、工藝文件、生產(chǎn)圖紙、操作規(guī)程、檢驗標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)計劃等規(guī)章制度。以“做事有依據(jù)、做事按依據(jù)”為第一要點的航天制造業(yè)，“法”是指導(dǎo)車間生產(chǎn)工作的源頭，是一切生產(chǎn)過程依據(jù)并遵循執(zhí)行的準(zhǔn)則。

影響生產(chǎn)效率的因素：（1）獎勵機(jī)制不明確，收入偏向平均，工時管理不規(guī)范，各項工作對應(yīng)工時無法根據(jù)其難易程度進(jìn)行定性、定量，導(dǎo)致員工無法多勞多得，員工的工作積極性無法得到最大化的調(diào)動[2]。（2）工藝文件和操作規(guī)程細(xì)化程度不夠，對于缺乏相關(guān)工作經(jīng)驗的操作者，無法根據(jù)內(nèi)容要求工藝，快速完成相關(guān)工作，且易出現(xiàn)操作失誤和質(zhì)量問題。（3）生產(chǎn)計劃缺乏科學(xué)性，調(diào)度人員決定每天的生產(chǎn)工作，是生產(chǎn)進(jìn)度的節(jié)拍器。但是，調(diào)度人員不參與實際生產(chǎn)，缺乏對產(chǎn)品狀態(tài)的了解，導(dǎo)致無法精準(zhǔn)把控生產(chǎn)進(jìn)度。（4）零件型號生產(chǎn)分工仍使用傳統(tǒng)方法，由多個工人班組分工完成，上崗人員由各班組長指派，員工生產(chǎn)工時與其參與型號任務(wù)不掛鉤，且型號任務(wù)多且交叉，管理層級過多，人員頻繁更換部署且缺乏監(jiān)督制度，導(dǎo)致員工缺乏對參與型號工作的責(zé)任心。

從“法”方面提高總裝效率：（1）建立合理分配薪酬機(jī)制，在以工時為工資績效依據(jù)的情況下，實現(xiàn)多勞多得的關(guān)鍵是解決工作與工時的匹配問題，總裝工作復(fù)雜而多樣，工時定時應(yīng)充分結(jié)合工藝流程與工作實際，由管理人員、技術(shù)人員和操作骨干組成工額定時小組細(xì)化工作工時。（2）工藝技術(shù)人員結(jié)合生產(chǎn)實際，不斷完善、細(xì)化工藝文件要求，可在每一操作工序后加以工藝附圖，方便操作者快速理解實施，并將發(fā)生的質(zhì)量問題在工序中備注說明，提示風(fēng)險點與關(guān)鍵操作要素，減少質(zhì)量問題發(fā)生。（3）調(diào)度管理人員在進(jìn)行每天的生產(chǎn)計劃安排時應(yīng)積極同工藝和操作人員溝通，一線人員和技術(shù)人員也應(yīng)將每天的工作進(jìn)度、發(fā)生問題、產(chǎn)品狀態(tài)更改及時反饋給調(diào)度人員，做到日清日畢[3]。（4）將車間現(xiàn)有人員分工制度不斷優(yōu)化、改革，由組長派遣制轉(zhuǎn)變?yōu)轫椖恐疲⒈馄交M織結(jié)構(gòu)，由車間操作人員自發(fā)組隊承包型號總裝任務(wù)并分配本發(fā)任務(wù)的績效[4]。承包制使工作人員與型號形成一個整體，實現(xiàn)員工勞動報酬分配自主化、透明化，使工作成員主動推進(jìn)工作、解決生產(chǎn)問題，自主管理，將精力集中投入工作，極大地提升員工責(zé)任心與創(chuàng)新能動性，提高總裝生產(chǎn)效率。

1.5 生產(chǎn)管理要素“環(huán)”

“環(huán)”即生產(chǎn)環(huán)境，包括車間現(xiàn)場溫濕度、照明清潔條件以及車間總裝生產(chǎn)布局等。目前，航天總裝模式為傳統(tǒng)固定站位、集中裝配式生產(chǎn)，物流方式為人工物料轉(zhuǎn)運，總裝周期長、節(jié)奏慢，不利于提高產(chǎn)能，且裝配工藝為離散式裝配，質(zhì)量不穩(wěn)定，多余物控制能力弱[5]，增加質(zhì)量問題風(fēng)險，影響生產(chǎn)效率。

為規(guī)避固定站位模式低效、冗余等問題，應(yīng)將移動式生產(chǎn)線模式的高效與火箭總裝技術(shù)復(fù)雜、涉及專業(yè)多、人員多、物料多、工具工裝型架多、火箭體積大的特點相結(jié)合，實行火箭總裝多站位脈動式生產(chǎn)，通過改進(jìn)裝配環(huán)節(jié)中的各個工序過程與人員配置，把裝配工序均衡分配給相應(yīng)作業(yè)站位，根據(jù)不同作業(yè)站位將相應(yīng)生產(chǎn)物料和用具進(jìn)行定置定位管理，讓產(chǎn)品以固定的節(jié)拍在站位上進(jìn)行脈沖式移動，操作人員在各固定站位完成相應(yīng)的生產(chǎn)裝配工作[6]。

通過脈沖式生產(chǎn)可以有效把握和管理生產(chǎn)進(jìn)度，生產(chǎn)線各站位分工明確，各工位工作量單一重復(fù)，利于提高效率與質(zhì)量。

1.6 生產(chǎn)管理要素“測”

“測”指生產(chǎn)過程中的檢驗方法和檢驗工具，檢測是生產(chǎn)的最后一道關(guān)，不僅是衡量生產(chǎn)情況是否滿足各項指標(biāo)的方法，也是評定和管理生產(chǎn)質(zhì)量和效率的重要手段。生產(chǎn)中所使用的檢測工具多為傳統(tǒng)通用塞尺、鋼板尺等，測量誤差大、耗時長。應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品總裝自身的工藝特點，申請專用工裝、量具，對箭上檢查內(nèi)容及操作實行定制化管理，提高員工操作熟練度，提高總裝效率。

3 結(jié)論

本文概述了火箭總裝的特點，從人、機(jī)、料、法、環(huán)和測六方面對影響總裝生產(chǎn)效率的原因與改進(jìn)方向進(jìn)行了闡述。分析表明，火箭總裝生產(chǎn)存在人員水平不足、機(jī)械設(shè)備利用率低、上游產(chǎn)品質(zhì)量問題多、管理制度缺乏激勵、生產(chǎn)線自動化水平低等問題，通過員工考核上崗、工作分工合理安排、改機(jī)和創(chuàng)新工裝設(shè)備、項目承包制、脈沖式生產(chǎn)線建設(shè)等方法可以有效提高總裝生產(chǎn)效率。