航天/军工制造企业基于内部挖潜的任务策划思路

柯清禅、尤洁、赵嬛、赵士佳、张秋月/航天材料及工艺研究所

随着近年来商业航天和军工行业市场需求的持续增长，装备需求达到一个空前的高度。用最短的研制时间生产多品种、大数量且高质量的装备成为航天/军工制造业的新主题。发展初期，制造业主要依靠在一线城市通过人员、设备、场地的快速复制，打造专用的批产线以实现企业经济规模的扩增并持续产出。发展中期，企业开始将大量的制造车间迁移到二线、三线等城市，利用技术转移及当场相对廉价的人力、设备、场地成本实现生产力的二次提升。现今，这种产线复制已趋近饱和，同时该模式已无法匹配企业经营规模型转型的新需求。批产任务的多定点承揽和研制型号竞标模式的实行，给制造行业的综合组织能力及应对能力带来极大的冲击。新冠泛滥期间，一大批中小企业开始裁员甚至倒闭，部分大企业也开始聚焦现有资源开展管理提效及技术提升，以实现企业规模的继续增长。生产组织模型从关注设备、工位、生产面积的新增逐渐转为业务班组的管理提效、技术提升及生产班级的生产能力挖潜。这就使得任务策划的难度增大，也使得策划的指导意义变得愈加重大。

基于全年承制任务总量及完工节点，本文分享了基于现有资源内部挖潜的几点策划思路，为后续航天/军工制造车间的全年策划提供了思路。

一、制造车间管理要素

“人、机、料、法、环”是工业制造企业公认最主要的五大要素，对应制造车间科研生产组织可具体为：

（1）人：人员规模管控及个人工作效率及质量提升；

（2）机：工装、大型数控设备等能力产出与需求匹配度；

（3）料：原材料（主辅材）、标准件、刀具的及时到货等；

（4）法：工艺技术创新和管理模式提效；

（5）环：厂房面积等基建类能力建设及6S 管理。

任务策划是基于全年的总任务量、型号交付节点，结合现有和即将有的人员及软硬件资源，在合适利用外协资源补充生产能力的基础上统筹各要素并形成风险点及应对措施等定量结论，用于指导全年生产组织。至少应包含：刀具、物资和工装需求计划、设备新增计划、人员招聘计划、外协全年策划、工艺技术提升和管理提效计划等。其中刀具、物资、工装需求对标产品交付需求，利用制造执行系统（Mes）及各型号产配套表生成报表并实施，下文主要介绍设备、人员需求测算，外协资源测算，工艺技术提升和管理提效计划及策划思路。

二、设备和人员需求测算

全局的策划应将所有型号按纲要逐一拆解，形成各资源的需求总表，通过数据的横向汇总，从总需求与总产出角度进行能力分析，而不是从单型号的角度分析能力缺口，某制造车间涉及的数控设备主要为：数控车床（数车）、立式加工中心包含三轴龙门立式加工中心（立加）、卧式镗铣床（镗铣）和五轴加工中心（五轴）。结合当年承制型号任务，得出大型数控设备工时需求（表1），结合排班制造车间现有设备可产出工时（表2）。

表1 数控设备工时需求

表2 数控设备工时产出

设置数控设备的需求产出比λ 用于分析设备资源的缺口：λ＞1，硬件能力缺在缺口，不满足任务需求；λ＜1，任务总量缺在缺口，硬件能力过剩；λ=1，现有硬件能力恰好满足任务需求，硬件配置合适。

基于设备的需求产出比λ 及设备成本及场地占用，可从以下4 方面开展内部挖潜及外部资源统筹：一是工序优化，实现加工提效，压减设备用时；二是结合人员管控，优先增加高价设备、占用面积大的设备班次；三是借助工装的设计制造，低价设备代替高价设备，占地面积小的设备代替占用面积大的设备；四是低风险、长周期工序外协出所。

制造车间的主流生产线布局为机群式，生产组织模式及产能受设备及工位约束。2022 年度结合五轴资源短线及场地的限制，优先增加操机人员，使班组具备五轴三班制能力，最大限度利用现有资源。结合翻转工装的设计将部分镗铣工序转移到立加完成以提升镗铣资源的有效产出，同时将立加上的长周期工序外协出车间以补充立加资源缺口。

人员、设备及外协三者相互关联，本文以自有资源为入手点，基于优化后的数控设备等需求产出比，可得出人员规模新增及工序/产品外协需求。通过三班制下五轴产能的提升，对应增加下游的工位及人员，人员的新增优化考虑班组内外人员的补岗补位，同时基于班组能力工时完成率提升20%的基础，形成人员新增需求。同时通过外协单位的立加资源，补充自身24377h 的能力缺口，外协工序优先考虑Z 型号的Z1 和Z4 部段。

三、外协资源统筹

工序外协是当前制造车间基于现有人员及设备资源，最有效的生产力补充手段。制造车间一般把附加值低、产能不足的工序外协至合格供方。从质量风险管控角度，航天/军工制造企业一般把长周期的型面加工等去材料量大的粗加工工序及单发配套量大的塞子类等防热产品外协出所。结合当年承制型号任务，外协需求见表3。

表3 外协需求汇总表

外协为制造车间现有人员及设备能力最大化后的能力补充，对于外协资源的优化主要为成本管控、质量管控和外协产品的对标回所，当前外协流程如图1 所示。以C、D 型号为典型的外协产品多为垫片、防热塞、防热口盖，作为型号生产所需的配套产品，一般提前于型号交付节点1 个完整生产周期批量齐套。以Z 型号为典型的外协产品多为大部段的型面加工工序，根据毛坯的齐套时间结合当期设备使用实时外协。外协合同文本中，除明确外协产品基础信息外，需明确产品返回时间。

图1 外协流程

一是对于防热产品，原材料自制可控，成品批量返回，明确各批次返回时间。返回时间至少提前交付节点1 个完整的加工周期，可分次返回，但原则上不可大于2 批。

二是对于舱段工序外协，毛坯齐套时间不可控，明确组批产品的加工周期t，毛坯转外协后按Tt2完工并组批返回（Tt 为产品到位后第t 天完工）。

三是外协按时回所率用于约束外协的按时返回，外协按时返回率作为年度外协供方重要考核标标及扣款依据。

对于批量大的防热产品，特别是工序简单的防热件，通过带量询价和组批投产实现外协资源的统筹，紧前投产，提前齐套。对于交付节点刚性的产品，特别是大部段，一般至少设置双定点，以促进外协厂家的良性竞争。多定点的任务共同承制，以实现竞争性谈价、压价及外协产品的对标完工及交付。

四、技术提升和管理提效

对于制造车间，生产班组和业务班组为生产线最关键的两环。在既定的硬件及人员条件下，技术提升和管理提效是生产力再挖潜的最有效手段。该制造车间对生产班组科研生产领域的考核通过能力工时完成率（考核班组生产效率）、目标工时完成率（考核班组产出量）和计划完成率（考核班组计划对标执行）3 个指标的综合计算得出评价结果。在2022 年度的管理提效上通过建立一种捆绑业务班组与生产班组的考核模型，同时通过权重分配，鼓励业务班组就本组特色业务开展提效工作，如调度系统突出计划完成率、工艺系统突出技术创新，同时将产值产出作为二者重要的共同评价指标。从考核手段及结果导向，持续推动业务班组和生产开展技术提升和管理提效工作。

2022 年度共明确21 项与科研生产直接相关的技术提升计划：6 项工序调整及优化，3 项设备改造，5 项工装设计与优化，3 项设备替代，1 项人员操作安全及2 项刀具优化设计。2022 年度共明确管理提效计划15 项：调度组7 项，工艺组3 项，综合组3 项，维护组2 项，部分管理提效清单见表4。

表4 部分管理提效清单

对于部分规模较大国企，管理低效的主要原因在管理手段的不落地。如表4 所示，为保证年度管理提效计划的落地，每一项管理提效计划均有明确的完工节点、实质性的提效目标和可量化的评价标准。将按时完成提升计划纳入各班组当月考核，如工艺组技术提升和管理提效完成情况占比当月班组考核的30%。

当前评价模式下，能力工时完成率为评价班组生产效率的关键指标之一。在持续开展班组系统化提升工作的基础上，设定基础达标线——班组能力工时增长不低于20%，并以此为基线修正当年考核基数。取所有生产班组的平均能力工时完成率作为业务班组的能力工时完成率进行捆绑考核。同时，能力工时提升作为技术提升和管理提效的综合成果转化，从结果上约束提升、提效计划的落地。近3 年，生产班组能力工时完成率平均值为23.1%，从源头上驱动班组实现综合能力的提升。

结合制造车间的人、机、料、法、环等要素开展任务策划，通过能力工时完成率捆绑业务班组和生产班组完成月度评价考核，可督促技术提升和管理提效的落地，助力于班组能力工时年增长不低于20%的实现；在21 项技术提升、15 项管理提效计划的对标完成和班组系统提升工作的持续开展下，可最大限度地挖潜制造车间现有资源的生产能力，在合理统筹外协资源的条件下完成全年任务；2022 年度该制造车间在整体人员规模持平、人均加班时长减少15.1%的基础上完成了各项任务，实现产值23%的增幅，证实了策划的合理性和可执行性。