基于航天产品生产流程精细化再造体系的新一代运载火箭发射场总装工作实践

熊占兵、彭江涛、毕海娟、郭锐 /天津航天长征火箭制造有限公司

谢志丰 /北京宇航系统工程研究所

迈克尔· 哈默和詹姆斯· 钱皮于1993 年在《再造公司:企业革命的宣言》中首次提出了业务流程再造的概念：对业务流程进行根本性的再思考和彻底性的再设计,以便在成本、质量、服务和速度等衡量企业绩效的重要指标上取得显著性的进展。自从该理论提出后，在欧美企业中涌现了许多成功应用案例，相关企业的经济效益得到显著提升。

近年来，随着我国探火、探月和空间站建设等任务的实施，在文昌航天发射场发射的“长征”五号系列、“长征”七号系列、“长征”八号3 型新一代运载火箭任务量不断增长，由于任务意义重大、任务量逐年增加，三型火箭发射场总装质量管理工作面临较大压力，同时急需提升工作效率。为此，中国航天科技集团有限公司提出了《航天产品流程精细化再造指南》，旨在通过规范生产流程、明确岗位分工、细化过程管控等措施，实现航天产品生产过程整体高效畅通运转，进一步提升产品生产质量和效率。

一、航天产品生产流程精细化再造体系的内涵

生产流程精细化再造工作是以产品质量“零缺陷”为目标，针对影响航天产品质量的突出问题，围绕再造的控制要素，以规范、精细、定量为手段，对生产流程进行完善、优化和再造。

1.控制要素的选择与构成

经过迭代研究与研讨，从影响航天产品生产的诸多要素中遴选出与产品制造流程和质量相关度较高的9 个一级控制要素及30个二级控制要素进行控制，确保方法和实施步骤与提升产品质量有较强的相关性，要素具体构成见图1。

图1 生产流程精细化再造控制要素构成

2.控制要素的含义

一是优化生产设计协同。生产与设计协同是提高设计有效性、优化产品设计工艺性的重要手段。生产部门通过开展协同设计工作，可提前了解设计在产品原材料、生产工艺等方面的设计思想和有关要求，提出生产条件对设计行为的约束。设计部门从六性要求入手，量化产品关键设计性能指标要求，进一步确保设计的可实现性。

二是优化生产流程。通过优化生产组织模式、优化生产工艺方案等工作不断完善生产流程，在保证产品质量的前提下，最大限度地提高产品生产效率。通过并行模块化、串行模块化、串并结合、多型号成组、提前批量、最小成组单元等方式实现生产模式优化。

三是规范生产工艺。从工艺管理、工艺设计、工艺技术规范等三方面规范生产工艺，建立覆盖生产全过程的工艺规范体系。工艺管理规范要从工作内容、流程和要求入手，提出生产技术状态控制、工艺问题协调处理等环节的管理要求；工艺设计规范要面向工艺设计的过程及结果形式，提出工艺规程种类、格式、编写要求及审签工作要求；工艺技术规范可以先面向产品再面向专业，划分产品层级、类别及制造技术专业类别，构建覆盖全面的工艺规范体系。

四是量化过程控制。通过加强工艺参数，在操作过程等方面量化控制，确保产品生产过程可控。按照“未量化的细化，已量化的再确认”实现工艺参数量化控制；对未量化的操作过程，通过分析“人、机、料、法、环、测”各环节的影响，有针对性地确定可量化的操作过程；通过对比操作过程，查找过程记录的缺项和未明确项，提出解决方案，量化过程记录；结合产品特点，科学确定多媒体记录的数量、部位和方式，提高多媒体记录的精准性。

五是健全岗位规范。按设计、工艺、操作、检验及管理岗位分别提出有针对性和可操作性的工作规范，使有关质量管理要求在各岗位工作中有效落实。系统梳理产品生产过程，对涉及的岗位及专业进行科学、清晰地划分或设置；完善面向各岗位的通用要求和专用要求，提升岗位文件体系的系统性，提炼形成“一本通”式的岗位作业书；建立动态更新机制，及时将最新的岗位要求纳入岗位工作文件体系和岗位作业书中。

六是接口关系协调通畅。围绕产品生产全过程涉及的设计与生产单位、总体与分系统单位、内部和外部单位、上下游岗位和工序之间的接口，做到认识一致、界面清晰、责任明确、互相把关，确保生产全流程有序运转，全员参与质量管控。

七是完善流程管理。通过加强组织、制度及配套条件的管理，保证流程有效运行。做好包括基于流程的标准规范、知识库、表单、绩效考核等相关配套支撑的设计工作，在进行配套设计中，将生产流程精细化再造工作与质量管理各项要求深度融合。

八是物资协同保障。通过布局科学的设施设备、顺畅高效的物资流转、齐套有效的原材料与元器件为产品生产提供物资协同保障。工装工具、设施器具、仪器设备等应按照各工序、工位的工艺要求匹配确定其具体的类型、能力、数量和布局；规划最佳的生产物料和生产用具的场地、流转路径、流转形式和存放区设置；保证所需物资按照物资配套表全部入库，具备产品生产条件。

九是信息化平台支撑。构建信息化智能平台，将生产流程和岗位作业书嵌入信息化平台，采用智能手段对各道工序的每一项操作过程进行实时记录，对每一项操作结果进行实时检测，符合流程节点精细化要求的予以放行，实现对流程和操作要求的刚性约束。

二、发射场总装工作实践

根据发射场总装工作的特点，主要从流程和岗位两个维度对发射场总装流程进行再造，同时，开发了发射场流程精细化设计与管理系统作为发射场流程精细化再造工作的载体。流程和岗位两个维度与控制要素的对应关系见表1。

表1 两维度与控制要素的对应关系

1.流程维度

（1）建设方法

发射场流程建设的目标是利用流程构建方法，构建层级化的发射场流程体系，有效固化发射场流程设计方法和工作程序，实现对发射场流程由面及线、由线及点的系统管控，保证优化生产设计协同、优化生产流程等4 项控制要素的落地。

围绕技术区装配测试、转场、发射区测试发射、撤收、应急处置等发射场主要任务（见图2），逐级分解各级流程工作事项，直至最小工作单元，构建形成“端到端”的流程树（见图3），实现型号发射场过程的有效衔接。

图2 型号发射场流程架构

图3 发射场工作流程树

构建三级流程满足发射场工作需求。一级流程按主要的工作阶段划分，重点明确重要时间点、技术关键节点，指导发射场整个操作、测试、指挥工作的开展，主要对应发射场管控层的需求，由型号总指挥、总设计师、副总指挥、副总设计师等人员所使用。二级流程是一级流程阶段性工作的细化，界定在1～2 个工作日所开展的工作，满足管控层和协调层需求，主要由协调层（一级指挥人员）所使用，包括：副总指挥、副总设计师、主任设计师等，起到承上启下的作用。三级流程界定在单一系统内部的操作、测试、数据判读等工作的开展，主要满足执行层的需求，由各系统指挥人员以及操作测试人员所使用。

（2）具体实践

一级流程由型号办公室统一组织制定，参加制定的系统包括测量系统、控制系统、动力系统、箭体结构系统、地面系统、连接器系统、总控网系统；参加单位包括发射场、设计单位、生产单位等。一级流程的内容主要由重大节点事件或里程碑事件组成，典型的发射场一级工作流程见图4，主要包括23 个项目。

图4 发射场一级工作流程

二级流程由各系统设计单位、生产单位、协作单位共同制定。以箭体结构二级流程设计为例，参加流程制定的单位包括总体设计部、产品总装厂（箭体总装车间、发动机总装车间、喷漆车间）等。二级流程由一级流程项目下的主要工作模块组成，如在一级流程项目“仪器设备安装”下，其二级流程项目主要包括各部段产品的仪器设备安装工作，各部段间的工作为并行开展项目，以二级为例，工作项目包括二级伺服机构安装、二级反推火箭安装、级间分离弹簧安装等。“长征”七号、“长征”七号A、“长征”八号箭体结构系统二级流程项数分别为44 项、60 项、50 项（见图5）。

图5 发射场二级工作流程

一级、二级流程由多个单位协同设计，通过分解流程、发现问题进行分析，不断优化完善流程、固化控制要素，保证各单位接口清晰、要求明确、认识一致，为流程有序运转提供基础。

箭体结构系统的三级流程由总装工艺人员依据二级流程编制，一般情况下三级流程项目相当于传统工艺文件的一个工序，此外，部分三级流程由不能再拆解的工作单元组成，每个工作单元相当于传统工艺文件的一个工步。二级流程“二级伺服机构安装”项目分解的三级流程见图6。“长征”七号、“长征”七号A、“长征”八号箭体结构系统二级流程项数分别为271 项、300 项、304项（含合练过程）。

图6 箭体结构系统三级工作流程

2.岗位维度

岗位建设的目标，一是拆解、细分岗位，重新定位岗位职能及与其对应的岗位要求；二是以规范化、定量化为手段，编制岗位作业书，将每一项具体工作内容和要求分解落实到岗位作业书中，确保每一个工作项目的都做到精确、细致、深入、规范。

（1）工作岗位建设

发射场流程精细化再造前，箭体总装人员的岗位包括工艺、调度、总装测试工、物流管理员和检验员。实际工作中，工艺人员、总装测试工、检验等人员依据产品部段进行分工，且在总装测试工中还包括岗长、指挥、班组长等岗位。因此，结合实际工作，对发射场箭体结构系统总装工作岗位进行了重新划分，主要包括调度、工艺员、操作岗、检验员、岗长、指挥、班组长。

针对不同岗位，分别制定了质量职责和岗位应知应会。操作岗质量职责主要岗位负责的内容，具体如：负责对本岗位所使用的设备、工装、工量具进行自检；完成本岗位所承担的总装、检测任务；分析、排除总装中出现的质量问题等17 项。操作岗岗位应知应会主要包括生产过程中应知晓的通用操作要求，具体如：配气台使用通用要求、数字三用表使用要求、力矩扳手使用要求、防静电操作要求、火工品安装要求、不锈钢钢丝打保险、铅封要求等98 项应知应会项目。各岗位人员只有经过上岗前培训与考核，考核合格后才允许上岗。不同部段的操作岗位在发射场上岗前均需要经过技术交底，交底工作由对应部段的工艺人员，内容包括工作流程、工作项目、操作要求、注意事项、风险等内容，交底的载体为岗位作业书。

为确保人员全面发展，便于人员紧张时的工作分工和工作安排，建立“多人一岗、一人多岗”的岗位设置模式见图7。

图7 一岗多人和一人多岗示意图

（2）岗位作业书编制

每个三级流程下关联一份岗位作业书。岗位作业书由基本信息表和操作检查确认表组成，采用全表格化的模板进行编制，是工作流程和岗位的载体。

基本信息表中包含所属型号、所属系统、岗位作业书名称、执行该岗位作业书的岗位、签署岗位、主要技术要点等内容，相关信息在导入系统中会成为岗位作业书的基本属性。

操作检查确认表主要用于明确工作项目、操作要求、检验要点、记录要求、签署要求等内容，相当于传统的工艺文件和质量控制记录卡两个内容的综合。其中操作要求、检验要点、记录要求等内容均体现在“操作或检查要点中”。

操作检查确认表采用工艺员、操作人员、检验人员共同编制的“三结合”编制方式，即工艺人员明确工艺流程和质量特性等内容，有经验的操作和检验人员（如岗长、组长、技师等）负责提出操作和检验要点。

岗位作业书的编制过程中落实了仪器安装、电缆安装、防水、防热等15 个技术方向的120 项工艺控制要素的量化工作。

3. 发射场流程精细化设计与管理系统

基于流程精细化再造体系开发了发射场流程精细化设计与应用系统。系统包含设计和应用两个平台。设计平台主要用于流程设计、岗位设计、流程与岗位作业书关联、数据同步、数据统计分析等功能；应用平台安装在移动终端上，主要实现工作确认、数据填报、多媒体记录、签署等功能。系统组成、应用场景等（见图8）。

图8 流程精细化设计与应用系统组成

三、 应用情况

流程和岗位作业书设计完成后，导入发射场流程精细化系统，经审批后在发射场应用。导入系统后下载到移动终端的显示状态。左侧为流程显示栏，右侧为岗位作业书显示栏。点击“填报”即可进入岗位作业书编辑界面，进入编辑界面后可以确认操作完成情况、填写质量记录、拍摄多媒体记录等。

在系统中填报、签署完成并上传到系统后，将岗位作业书以报告格式导出。在工作过程中记录的多媒体和质量数据可以自动填充到对应的操作步骤中。

“长征”七号、“长征”七号A、“长征”八号对发射场流程进行了精细化再造，应用了流程精细化设计与应用系统。通过流程再造，三发次火箭在火箭总装过程中未发生低层次、重复性质量问题，发射场总装工作周期进一步缩短。此外，推进了型号发射场质量确认制，通过精细化系统各系统指挥人员可实现对关键操作结果的逐项确认。通过系统的实际应用，证明发射场流程精细化再造可有效防止低层次、重复性质量问题出现，流程精细化系统的功能可以基本满足发射场总装工作要求，实现过程记录的数字化，提升总装工作的效率。