縮短透波罩產(chǎn)品交付周期創(chuàng)新實(shí)踐

潘蕊、那偉、陳政偉、周永鑫、岳松、李翔 /北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所

透波罩是保護(hù)無線電尋的導(dǎo)引頭天線在飛行器飛行過程中免受自然環(huán)境影響、維持正常工作的一種設(shè)備。透波罩位于高速末制導(dǎo)飛行器的最前端，集防熱、承載、透波等多種功能于一身，是末制導(dǎo)機(jī)動(dòng)飛行器的關(guān)鍵單機(jī)產(chǎn)品之一；透波罩電性能是其最主要性能之一，關(guān)系到末制導(dǎo)的作用距離及制導(dǎo)精度，是透波罩整罩產(chǎn)品驗(yàn)收與交付的最主要依據(jù)。

目前，北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所承擔(dān)了多個(gè)類型透波罩的研制和生產(chǎn)任務(wù)，其中絕大部分透波罩產(chǎn)品采用石英纖維復(fù)合材料。石英纖維復(fù)合材料透波罩從編織成型到具備交付條件，中間經(jīng)歷的工藝環(huán)節(jié)較多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，交付流程如圖1 所示。同時(shí)，復(fù)合材料的性能受工藝影響較大，在產(chǎn)品長(zhǎng)周期、批量生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品密度、介電性能等會(huì)出現(xiàn)周期性波動(dòng)，導(dǎo)致整罩性能與產(chǎn)品尺寸失配，周期內(nèi)大量產(chǎn)品電性能超差，嚴(yán)重拖延交付進(jìn)度；生產(chǎn)過程中一些重點(diǎn)工藝和過程環(huán)境因素也會(huì)影響產(chǎn)品性能及質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品整罩電性能超差。此外，總體要求透波罩整罩電性能測(cè)試100%覆蓋，同時(shí)根據(jù)末制導(dǎo)需求，透波罩電性能測(cè)試項(xiàng)目多、精度要求高、流程復(fù)雜、周期長(zhǎng)，一件透波罩產(chǎn)品需要2 ～4 天才能完成測(cè)試，導(dǎo)致透波罩電性能測(cè)試資源非常緊張。如遇透波罩電性能測(cè)試不合格的情況，需對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一對(duì)一修磨或補(bǔ)償后再次開展電性能測(cè)試，進(jìn)一步加重了電性能測(cè)試資源的壓力，延遲了產(chǎn)品交付。透波罩生產(chǎn)、測(cè)試及交付周期均較長(zhǎng)已經(jīng)成為影響交付的最短線產(chǎn)品?；诖?，研究所開展透波罩短線產(chǎn)品流程梳理，從優(yōu)化流程、提升效率、質(zhì)量保證和人員保障等方面精準(zhǔn)施策，縮短透波罩產(chǎn)品交付周期。

圖1 透波罩生產(chǎn)交付流程

一、工作與實(shí)踐

研究所對(duì)透波罩生產(chǎn)、測(cè)試、交付周期長(zhǎng)問題開展專項(xiàng)工作，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的整理分析及深入挖掘，協(xié)調(diào)上下游關(guān)系，優(yōu)化測(cè)試項(xiàng)目，牽引工藝改進(jìn)，前移質(zhì)量管控環(huán)節(jié)，加強(qiáng)過程控制，從優(yōu)化電性能指標(biāo)和測(cè)試項(xiàng)目、控制產(chǎn)品工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)、牽引優(yōu)化工藝流程、加強(qiáng)人力資源保障等方面開展工作，如圖2 所示。

圖2 透波罩生產(chǎn)、測(cè)試、交付周期長(zhǎng)原因分析及解決措施

1.優(yōu)化電性能指標(biāo)和測(cè)試項(xiàng)目

提高透波罩電性能測(cè)試效率，首先要優(yōu)化透波罩電性能測(cè)試項(xiàng)目，設(shè)計(jì)人員通過大量數(shù)據(jù)分析，總結(jié)前期已交付透波罩電性能測(cè)試結(jié)果，篩選出關(guān)鍵代表性指標(biāo)，從生產(chǎn)角度出發(fā)，合理優(yōu)化電性能測(cè)試項(xiàng)目，提升測(cè)試效率的同時(shí)也保證產(chǎn)品性能一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性。

項(xiàng)目1 透波罩將測(cè)試極化方式由前期的2 種縮減至1 種，減少了50%的測(cè)試周期。同時(shí)，將空間角測(cè)試產(chǎn)品數(shù)量由100%全部測(cè)試縮減至批次性10%抽測(cè)，采取上述措施后共計(jì)減少了80%以上的測(cè)試量。為進(jìn)一步提升產(chǎn)品測(cè)試及交付效率，對(duì)該項(xiàng)目前2 組產(chǎn)品電性能測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)分析結(jié)果及交付產(chǎn)品的性能穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)3 ～5組外罩產(chǎn)品直接進(jìn)行減薄處理，每件透波罩產(chǎn)品電性能測(cè)試由原外罩、外罩減薄狀態(tài)、組合罩3次測(cè)試簡(jiǎn)化為組合罩1 次電性能測(cè)試，減少了2/3 的測(cè)試周期，大幅優(yōu)化了測(cè)試流程，從而有效保證了交付進(jìn)度。

項(xiàng)目2 透波罩電性能測(cè)試項(xiàng)目較多，包括2 個(gè)極化的和波束（透波率和方向圖畸變）和差波束（瞄準(zhǔn)線誤差）方向圖測(cè)試?，F(xiàn)行的測(cè)試流程為2 件透波罩產(chǎn)品1 組，2 種極化差波束方向圖各1 天，2 種極化和波束方向圖各1 天，2 件透波罩合計(jì)需要4天時(shí)間。該項(xiàng)目已交付產(chǎn)品電性能測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 項(xiàng)目2已交付透波罩產(chǎn)品電性能分析

經(jīng)分析，已交付透波罩產(chǎn)品的透波率、瞄準(zhǔn)線誤差等主要指標(biāo)均較為吻合，透波罩電性能穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際使用性能，具備電性能測(cè)試項(xiàng)目?jī)?yōu)化的條件。優(yōu)化后，僅針對(duì)極化1 和波束方向圖、2 個(gè)極化差波束方向圖開展測(cè)試，同時(shí)，測(cè)試采樣間隔在原基礎(chǔ)上增大一倍，測(cè)試時(shí)間減半。該項(xiàng)目電性能測(cè)試項(xiàng)目?jī)?yōu)化后，測(cè)試周期由2 件/4 天縮短至3 件/3 天，極大地提高了測(cè)試效率。

2.控制產(chǎn)品工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)

針對(duì)透波罩產(chǎn)品受工藝影響大的問題，研究所對(duì)透波罩產(chǎn)品工藝流程開展精細(xì)化梳理分析，識(shí)別出影響電性能一次通過率的工藝過程，提出相應(yīng)建議措施，提前對(duì)產(chǎn)品性能波動(dòng)進(jìn)行預(yù)判和處理；加強(qiáng)與生產(chǎn)單位工藝人員溝通，主管設(shè)計(jì)深入工藝現(xiàn)場(chǎng)，掌握透波罩的生產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)時(shí)獲取產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度，確保建議措施落實(shí)到位。

以某項(xiàng)目透波罩為例，在透波罩生產(chǎn)工藝過程中精加工之后增加一道減薄工序，將產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程中精加工尺寸及產(chǎn)品重量作為關(guān)鍵過程參數(shù)控制，建立其與整罩電性能之間的聯(lián)系，提前對(duì)最終產(chǎn)品的實(shí)際性能進(jìn)行預(yù)判，針對(duì)每一件產(chǎn)品實(shí)際性能給出特定的修調(diào)優(yōu)化意見。同時(shí)，重點(diǎn)控制透波罩防潮處理環(huán)節(jié)，加強(qiáng)過程管控，主管設(shè)計(jì)深入生產(chǎn)一線，對(duì)識(shí)別出的重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié)全程跟蹤，優(yōu)化工序流程，加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)境管控，嚴(yán)格控制未防潮狀態(tài)透波罩暴露時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)，最大程度降低生產(chǎn)流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品性能的影響，保證產(chǎn)品電性能穩(wěn)定，提升產(chǎn)品質(zhì)量，如圖3 所示。該項(xiàng)目透波罩首次電性能測(cè)試通過率由21%提高至86%，大大縮短了交付周期。

圖3 某項(xiàng)目控制產(chǎn)品工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)前后流程圖

3.牽引優(yōu)化工藝流程

為從源頭上解決透波罩產(chǎn)品生產(chǎn)供貨周期長(zhǎng)的問題，在透波罩設(shè)計(jì)過程中開展并貫徹了產(chǎn)品化工作理念，對(duì)不同項(xiàng)目透波罩產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研制及配套狀態(tài)進(jìn)行了梳理，形成了透波罩型譜表。不同項(xiàng)目透波罩可實(shí)現(xiàn)通用化透波罩毛坯時(shí)，通過相關(guān)手續(xù)與流程借用毛坯，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃的彈性，有效緩解了長(zhǎng)周期產(chǎn)品在應(yīng)對(duì)計(jì)劃調(diào)整上的壓力。

另外，針對(duì)透波罩產(chǎn)品工藝流程復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，研究所支持并牽引產(chǎn)品配套單位開展生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化，取消對(duì)產(chǎn)品增重率影響小的部分復(fù)合工序及凈化處理工序工藝驗(yàn)證工作，有效縮短透波罩生產(chǎn)周期；同時(shí)，在分析大量產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，取消了部分非關(guān)重性能檢測(cè)項(xiàng)目，有效減輕了生產(chǎn)單位的生產(chǎn)測(cè)試壓力。

針對(duì)項(xiàng)目1 透波罩，設(shè)計(jì)人員開展了透波罩性能數(shù)據(jù)包絡(luò)分析。通過分析，透波罩所有性能均滿足指標(biāo)要求，無超差情況，材料工藝及性能相對(duì)比較穩(wěn)定；同時(shí)，結(jié)合透波罩隨爐試樣制備周期，取消了本項(xiàng)目非關(guān)重力學(xué)性能驗(yàn)收，減輕了生產(chǎn)單位的生產(chǎn)與測(cè)試壓力。

針對(duì)項(xiàng)目2 透波罩，設(shè)計(jì)人員與工藝人員共同分析了產(chǎn)品在復(fù)合過程中復(fù)合次數(shù)與增重率的關(guān)系，具體見表2。通過分析，目前復(fù)合使用的硅溶膠具有前期浸漬效率高、后期浸漬效率低的特點(diǎn)。經(jīng)過前期浸漬復(fù)合后，產(chǎn)品增重極其明顯，產(chǎn)品密度基本可滿足指標(biāo)要求；在后期復(fù)合過程中硅溶膠膠粒已無法進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，僅殘留在表面，同時(shí)精加工后仍有復(fù)合工序，基于此取消本項(xiàng)目粗加工后的中期復(fù)合工序，以縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期。

表2 產(chǎn)品復(fù)合工序與增重率關(guān)系分析

4.加強(qiáng)人力資源保障

面對(duì)透波罩產(chǎn)品交付周期長(zhǎng)、需求量大的壓力，研究所設(shè)計(jì)人員超常規(guī)工作，7×24 小時(shí)跟進(jìn)產(chǎn)品進(jìn)度，2 小時(shí)內(nèi)給出產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸意見，嚴(yán)格匹配生產(chǎn)過程；電性能測(cè)試完成后當(dāng)天完成測(cè)試數(shù)據(jù)分析處理，如需修磨，當(dāng)天給出修磨意見，保證產(chǎn)品持續(xù)流轉(zhuǎn)。此外，設(shè)計(jì)人員實(shí)時(shí)掌握每件產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)度等信息，工作進(jìn)展采取日?qǐng)?bào)制度，隊(duì)伍信息直通。及時(shí)對(duì)產(chǎn)品性能情況進(jìn)行總結(jié)分析，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，全力保障產(chǎn)品交付。設(shè)計(jì)跟產(chǎn)制度如圖4 所示。

圖4 透波罩設(shè)計(jì)跟產(chǎn)制度

二、實(shí)踐效果

1.取得的效果

透波罩一次電性能測(cè)試通過率大大提高，透波罩生產(chǎn)周期和電性能測(cè)試周期大幅縮減，不同項(xiàng)目?jī)?yōu)化前后電性能測(cè)試周期與電性能一次通過率情況見表3。各項(xiàng)目均已按時(shí)完成透波罩產(chǎn)品電性能測(cè)試與交付，交付數(shù)量為優(yōu)化前的2 ～3 倍。

表3 不同項(xiàng)目?jī)?yōu)化前后電性能測(cè)試周期與電性能一次通過率對(duì)比

2.項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

（1）合理優(yōu)化電性能指標(biāo)和測(cè)試項(xiàng)目，提高透波罩電性能測(cè)試效率

深入分析已交付產(chǎn)品各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)，綜合產(chǎn)品測(cè)試性與使用性，從生產(chǎn)與交付角度出發(fā)，合理優(yōu)化測(cè)試項(xiàng)目。深入開展已交付產(chǎn)品電性能測(cè)試數(shù)據(jù)，把握產(chǎn)品電性能規(guī)律，及時(shí)與總體及導(dǎo)引頭單位溝通，確定合理驗(yàn)收指標(biāo)，簡(jiǎn)化電性能測(cè)試項(xiàng)目，優(yōu)化測(cè)試流程，減輕測(cè)試資源壓力，提高測(cè)試效率。

（2）識(shí)別控制生產(chǎn)過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高透波罩一次測(cè)試通過率

設(shè)計(jì)人員深入開展透波罩電性能測(cè)試數(shù)據(jù)挖掘與規(guī)律研究，在系統(tǒng)分析各項(xiàng)目透波罩結(jié)構(gòu)參數(shù)與整罩電性能之間影響關(guān)系基礎(chǔ)上，提前對(duì)透波罩產(chǎn)品性能進(jìn)行判斷和電厚度設(shè)計(jì)優(yōu)化，簡(jiǎn)化反復(fù)迭代流程。針對(duì)透波罩產(chǎn)品受工藝影響大的問題，設(shè)計(jì)人員重新對(duì)影響產(chǎn)品電性能的環(huán)節(jié)和因素進(jìn)行梳理與辨識(shí)，識(shí)別出影響電性能一次通過率的工藝過程，在原驗(yàn)收控制方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)透波罩周轉(zhuǎn)防潮防護(hù)及電厚度精加工尺寸確認(rèn)等重點(diǎn)環(huán)節(jié)控制。

（3）牽引優(yōu)化工藝流程，縮短透波罩工藝周期

支持并牽引產(chǎn)品配套單位開展生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化，取消部分非關(guān)重力學(xué)性能參數(shù)測(cè)試項(xiàng)目，開展對(duì)取消部分復(fù)合工序工藝驗(yàn)證工作，有效減輕了配套單位的加工測(cè)試壓力和產(chǎn)品復(fù)合周期，工藝流程優(yōu)化后，從織物到完成整罩產(chǎn)品生產(chǎn)工序，單件產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短了18 天。

（4）加強(qiáng)人力資源保障，建立設(shè)計(jì)跟產(chǎn)制度

研究所設(shè)計(jì)人員超常規(guī)工作，建立關(guān)鍵過程環(huán)節(jié)跟產(chǎn)制度，保障人力資源到位，確保產(chǎn)品交付進(jìn)度。及時(shí)跟進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)掌握各個(gè)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)度等信息，設(shè)計(jì)人員深入生產(chǎn)一線，對(duì)識(shí)別出的重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié)全流程跟蹤，在保證產(chǎn)品進(jìn)度的同時(shí)確保產(chǎn)品質(zhì)量。結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度，合理安排電性能測(cè)試，當(dāng)天反饋處理意見，并及時(shí)對(duì)產(chǎn)品電性能測(cè)試情況進(jìn)行總結(jié)分析，保證了精加工尺寸一次到位，提高了首次電性能測(cè)試通過率。

三、后續(xù)思路

研究所設(shè)計(jì)人員通過優(yōu)化透波罩電性能設(shè)計(jì)、電性能測(cè)試項(xiàng)目，控制透波罩工藝穩(wěn)定性，牽引生產(chǎn)單位優(yōu)化工藝流程和測(cè)試項(xiàng)目，加強(qiáng)人力資源保障等多項(xiàng)措施，有力保障了相關(guān)項(xiàng)目透波罩產(chǎn)品的交付工作。面對(duì)后續(xù)日益增長(zhǎng)的交付任務(wù)，需要對(duì)相關(guān)措施進(jìn)一步優(yōu)化或改進(jìn)。

1.繼續(xù)落實(shí)工作措施，完成相關(guān)文件更改

前期，研究所與總體部協(xié)調(diào)優(yōu)化了透波罩電性能測(cè)試項(xiàng)目，牽引生產(chǎn)單位優(yōu)化工藝流程和測(cè)試項(xiàng)目，這些臨時(shí)性措施有效提高了透波罩生產(chǎn)和測(cè)試效率。為了應(yīng)對(duì)后續(xù)交付任務(wù)，需要組織相關(guān)設(shè)計(jì)和工藝文件更改，將這些有效措施以文件的形式固化下來，作為后續(xù)生產(chǎn)的依據(jù)。

2.加強(qiáng)電性能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，開展透波罩電性能優(yōu)化

前期產(chǎn)品交付過程中，各項(xiàng)目均積累大量的電性能測(cè)試數(shù)據(jù)。后續(xù)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電性能測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，分析已交付透波罩電性能的變化規(guī)律。針對(duì)易超差項(xiàng)，基于大量子樣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析電性能測(cè)試項(xiàng)目與產(chǎn)品尺寸、性能的內(nèi)在聯(lián)系，從而獲取易超差電性能的優(yōu)化方法，并將優(yōu)化方法落實(shí)到后續(xù)交付任務(wù)中，提高透波罩電性能合格率。

3.進(jìn)一步優(yōu)化透波罩電性能指標(biāo)，提高電性能測(cè)試效率

在開展工作的產(chǎn)品中，部分項(xiàng)目是首次開展生產(chǎn)交付，電性能指標(biāo)基于早期少量子樣確定，部分電性能指標(biāo)過于嚴(yán)格，造成電性能超差后讓步放行。隨著交付數(shù)量的增加，產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)趨于穩(wěn)定，具備基于大批量子樣進(jìn)行包絡(luò)統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行電性能指標(biāo)優(yōu)化的條件。優(yōu)化后的透波罩電性能指標(biāo)能夠反應(yīng)透波罩產(chǎn)品的實(shí)際狀態(tài)，有利于提高透波罩電性能的合格率，減少電性能超差帶來的反復(fù)修磨，縮短測(cè)試周期，加快透波罩交付進(jìn)度。

4.持續(xù)加強(qiáng)生產(chǎn)工藝管控，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性

前期盡管通過對(duì)影響產(chǎn)品性能的環(huán)節(jié)和因素進(jìn)行梳理與辨識(shí)，加強(qiáng)過程管控，優(yōu)化工藝流程，一定程度上提高了產(chǎn)品穩(wěn)定性，但仍發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品重量、整罩電性能等存在偏差，影響了產(chǎn)品交付進(jìn)度；同時(shí)，由于產(chǎn)品交付進(jìn)度壓力，生產(chǎn)單位存在質(zhì)量管控措施不到位的情況。因此，需要持續(xù)加強(qiáng)生產(chǎn)工藝管控。針對(duì)產(chǎn)品織物入所復(fù)驗(yàn)、機(jī)加等重要流程，對(duì)相關(guān)文件嚴(yán)格把關(guān)，監(jiān)督落實(shí)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求；加強(qiáng)隨爐試片的質(zhì)量要求，提高測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性。針對(duì)環(huán)節(jié)漏洞，及時(shí)通過各個(gè)渠道進(jìn)行信息反饋并查缺補(bǔ)漏。

通過對(duì)影響透波罩產(chǎn)品電性能測(cè)試通過率和交付周期因素的分析，從設(shè)計(jì)、工藝、測(cè)試等方面開展了提高透波罩首次電性能測(cè)試通過率、縮短產(chǎn)品交付周期的創(chuàng)新實(shí)踐。實(shí)踐證明，所有措施均取得了良好的效果，有效提升了對(duì)天線罩電性能的管控能力，有力保證了透波罩產(chǎn)品的齊套交付，并為后續(xù)透波罩產(chǎn)品交付工作積累了工程經(jīng)驗(yàn)。