对高密度任务下航天科研生产流程的思考

◎中国运载火箭技术研究院物流中心 刘新民等

当前，我国航天科技工业发展进入战略转型期，呈现出产业经济规模快速扩大，型号研制和批生产数量大幅增加，发射试验任务空前繁重，转型升级不断加快，战略牵引作用日益突出，竞争愈加激烈的新形势。在这样的形势下，航天企业以研制为主的科研生产流程已越来越不能适应高密度任务的需要，不断暴露出从管理到技术，从设计到生产，从工艺到质量保证，从人员到基础能力保障等一系列问题。航天企业急需按照战略转型要求，全面系统地分析高密度任务下科研生产流程存在的问题，并研究和思考解决措施，以更好地指导科研生产实践。

我国航天科技工业的发展是在不断实践中取得的，其根本的推动者是国家利益需求。武器装备的发展将经历战略威慑、战略执勤、战略安全和战略自如4个阶段。目前，我国正处于战略执勤到战略安全转变的初期，必须在导弹和卫星等领域满足必要的数量与种类。这就决定了航天科技工业必将迎来高密度任务期的到来。

同时，为适应国民经济发展和国际竞争的需要，民用和商业航天也处在一个大的发展机遇期，大量的国家重点工程和商业需求已将航天任务数量推向新高，其中国家主导的“北斗”导航系统、载人航天、空间站建设等任务均重大而紧迫。这些都必将对原有科研生产流程造成巨大冲击。

我国要实现由航天大国到航天强国的转变，航天科技工业必然会发生质的变化，具体体现在任务规模化增长，研究探索领域快速扩展，基础能力极大提升，新技术重大突破，新型号成功研制等多方面。其中科研生产流程问题自然是主要问题，它不是某一型号或某一单位，某一工序或某一技术的问题。

一、存在的主要问题

在党的坚强领导下，我国航天科技工业最早在“一穷二白”的基础上，依靠以钱学森为代表的一批归国科学家和全国人民的大协作，在较短的时间内完成了以“两弹一星”为代表的重大科技攻关。但当时建立的以研制为主的专业化分工、全国大协作的型号科研生产模式并不能满足批生产的需要。虽然随着改革开放的不断深入，航天科技工业的改革也取得了许多成就，但其管理水平、生产布局和基础能力总体上没有发生质的变化。当进入高密度任务阶段时，科研生产流程暴露的问题既与新阶段的需求有关，也与发展过程沉淀的问题有关。

长期以来，航天科研生产注重研制，只要产品能设计生产出来，对流程是否科学合理没有深入的分析和研究，造成了一些资源不能得到科学配置，出现了部分工序之间、厂所之间、型号之间的不协调。而科学管理就是要以完成高密度任务为目标，深入分析科研生产流程的内在联系和特征，统筹流程涉及的各种要素，重新优化流程，调整资源配置和投入，打破一些长期形成的体制机制束缚，构建科学合理的流程架构。

1.无法满足高密度任务需求

我国航天科技工业经历了从无到有、从小到大的发展历程，形成了“重设计、轻工艺，重科研、轻生产”的发展模式。各种组织建制、生产布局及管理模式都是围绕型号研制开展的。科研生产流程的设计主要以确保型号研制任务为主，但当大批量生产和多品种任务形成的高密度任务来临时，这样的模式难以保证任务的按时、按质、按量完成。

2.给产品质量控制带来风险

大幅增加的型号任务量和不断提高的质量可靠性要求给保证产品质量的稳定性带来了严峻考验。由于成熟型号研制大多基于较早的生产力水平，许多过程还不能准确全面地表征产品质量，很多单机和元器件还存在研究性和不确定性，在大量生产任务面前，即使是重复生产，其质量一致性也难以保证。

新研制的型号大量采用新理论、新方法、新技术、新工艺、新材料和新产品，技术状态经常出现反复，科研生产流程的不稳定给质量控制带来了很大难度。

3.产品化、通用化、标准化应用程度不高

型号产品在由单件研制性生产转入批生产后，由于产品系列杂、品种多、专用性强，在研制过程中未暴露的问题便随之频频出现，甚至还需要依赖设计人员跟产、多方监督等方式解决，难以做到固化状态和持续稳定生产。单件研制性生产的观念尚未根本转变，产品化、通用化和标准化应用程度不高，严重制约了当前高密度任务的完成。部分通用产品已具备建立生产线条件，可以单独组织生产，但依然混杂于型号整体研制流程中，造成整个科研生产流程的“跑道”经常出现因某个产品或工序“一辆车”的缓慢停滞而全线受堵。

4.并行工程应用尚存差距

并行工程是当前大型工程项目成功实施的高效组织方法。在高密度任务下，新研制型号因涉及未来发展，在进行技术方案论证、工程设计等过程时应当采用先进的并行工程方法。目前，并行工程等方法在部分新研制型号上已有所应用，但系统推进和全面实施还有较大差距，这使得新研制型号的科研生产流程依然构架在传统的研制型模式上，导致任务越多越被动，难度越大越被动。

5.数字化设计制造技术仍处于探索阶段

在高密度任务下，航天型号的更新和研制周期越来越短，而其性能多样性和质量可靠性要求却越来越高。国际先进经验和技术发展表明，数字化、信息化等技术已成为航天制造的发展方向，但因技术难度大、过程协调面宽，加之基础能力较弱，数字化、信息化等研制手段在部分新型号上的采用仍处于探索推进阶段，一时难以形成新的生产力。

二、思考与建议

1.加快由传统航天向数字航天的转变

科研生产流程转型是当前高密度任务和未来发展趋势共同推动的客观要求。航天科技工业必须走数字化制造之路，将计算机技术、网络技术和先进制造技术相结合，实现由传统制造向数字化制造转变。

一是强化统筹建设，加快航天飞行器集成设计制造（AVIDM）平台的升级和功能拓展，建立集团协同管控模式，优化资源配置，实现以并行协同为代表的流程变革。

二是以新型号研制为牵引，大力促进数字化与型号研制业务的融合。

三是加强信息化与制造技术、管理技术的融合，构建数字化平台，全面提高敏捷制造能力。

四是将数字技术与传统工艺和设备结合，形成专项自动制造技术，使传统工艺发生质的变化。

2.成熟型号开展产品建线工作

为适应高密度任务需求，成熟型号应将工艺导向和产品导向的生产流程有机结合，形成富于柔性、高效率、高质量、低成本的制造系统，加快生产线建设，适应较宽系列的产品生产、快速交付及服务提供。

在建立生产线和选择生产流程前，必须对产品的市场需求和生命周期进行全面分析评估，对产品制造工艺特点、通用和专用设备需求、安全及环保要求等进行系统研究分析，合理确定生产量纲、生产流程和工艺布局。按照专业、精细、经济、科学的原则，以产品的专业化生产线为核心，配套必要的特种专业工艺单元和通用、标准产品以及常规作业协作系统的生产组织构架，充分利用现代成熟先进工艺技术和装备，优化、精简流程，实现成熟型号的精细、集约、稳定、高效生产。同时兼顾型号扩展、改进及新型号的研制需求，最终实现成熟型号与新研型号需求的合理结合，满足向批生产型的转变。

3.新研制型号开展并行工程

在新研制型号的科研生产中全面推行并行工程方法，使产品开发人员从一开始就要考虑产品从概念形成到生命期结束的所有因素，包括设计、生产、试验、质量、成本、计划和用户要求。通过计算机辅助设计、计算机辅助工程分析、计算机辅助工艺过程设计、面向制造的设计等信息化手段，开展协同设计，使设计人员在线、实时交换产品数据及沟通信息。在型号产品数据包应用的基础上，加速推广应用产品数据管理系统，建立和使用产品数据库，将任务、活动、工具和人员集成在一起。

承研单位应提前开展技术开发和预先研究以及产品实现的验证工作，进行技术储备，成立技术“货架”，建立技术体系，为核心产品提前提供成熟可靠的技术。新型号研制时，必须选用已形成技术成果的货架式产品，以减少型号研制中的大量技术重复和反复。

4.扩大外协和供应商规模

建立新的科研生产流程必须高度重视市场化手段，扩大外协规模，充分利用国内外市场资源，将社会资源完全整合到型号科研生产流程中，牵引先进制造业等国家战略性新兴产业的发展。例如，洛克希德·马丁公司在世界30多个国家拥有250多个政府和工业界的合作伙伴，其广泛应用世界资源成就了企业的高速发展。

同时，应建立外协单位和供应商的准入规范和评价体系，在中国航天科技集团公司和中国运载火箭技术研究院层面分别建立对应于不同层次产品的外协单位和供应商名录，形成航天产业集群；推进供应链管理，确保供应的稳定性；以资本为纽带，收购兼并相关企业，稳固供应链，使之成为核心竞争力的一部分；通过广泛合作，牵引国内相关企业形成专业化的生产能力，培育战略新兴产业，推动创新型国家建设。

航天事业的发展是国家综合国力的体现。建立新的航天型号科研生产流程，必将为高密度任务下解决快速增长的任务需求与现有科研生产能力之间的矛盾，降低型号成本、缩短研制周期、提高产品质量、提升效益提供支撑，也将为加快构建航天科技工业新体系，由航天大国迈向航天强国作出贡献。