通用“两器”组批生产模式研究及实践

胡勇、张鑫、边旭、孙烁、金含玉 /北京宇航系统工程研究所

自“十二五”以来，随着我国国防事业的发展，航天领域呈现出产业规模快速增大、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、竞争愈加激烈的新形势。传统科研生产模式下，产品研制多以项目维度开展，导致产品间缺少规划、先进性不强、可靠性不高、产品种类多。同时，产品的众多状态给全链条管理带来人力、物力等成本的极大浪费，给工厂制造生产造成巨大压力，距离大规模、高产能制造差距较大。面对新的发展形势，迫切需要通过产品化工作，统一产品技术状态、提升产品成熟度、提高产品组批生产数量、提高产品生产效率，从而有效保证型号研制的质量和进度。

近年来，北京宇航系统工程研究所以传感器、变换器产品为试点，为解决此类产品技术状态多、生产交付压力大等问题，开展了通用“两器”产品研制，研究了产品化工作模式下的组批生产程序和方法，并在宇航领域推广实施，取得良好效果。

一、工作思路

1.总体思路

为实现“两器”产品组批生产，需从设计源头开展技术状态统一，完成通用产品研制；针对多定点研制情况，开展第三方性能测评，对产品性能指标一致性进行确认；开展产品鉴定试验、拉偏试验等可靠性试验，提升产品成熟度，实现产品上货架；针对具体项目加强产品选用控制，实现推广应用；统筹各项目订货需求，形成投产清单，并通过竞争择优等方式确定产品配套单位；签订意向协议，启动产品组批生产；产品完成生产后，组织集中验收。具体流程如图1 所示。

图1 通用“两器”组批生产流程图

2.通用“两器”产品研制

总体专业从设计源头完成测量系统测量要求规格化和环境条件统一是“两器”通用化的基础。根据对现有型号非电量参数要求的梳理、分析，总体专业将力学环境、气动与热环境、动力系统和总体等弹箭总体测量参数量程、测量误差、频率范围等技术指标，按照一定原则进行规格化设计，形成所级标准《弹箭总体测量参数技术指标规格化要求》；对现有型号力、热环境试验条件进行分析、包络，形成《测量系统典型产品通用技术条件》，统一鉴定及验收试验条件、试验方法、检验规则。

为了充分了解各承研单位产品性能，开展“两器”产品第三方测评，对各配套单位产品性能进行准确客观的测评。在测评基础上，结合各单位工程设计能力，针对冲击、过载、热流、温度、噪声、振动6 种环境类产品开展通用“两器”研制，形成通用化“两器”产品设计要求（见表1），对电气及机械接口、外形尺寸、着色、代号规则等进行规范。同时，为统筹不同型号配套“两器”产品对电连接器提出的小型化、轻质化、防盐雾等个性化要求，测量系统牵头专业连接器研制单位完成J14Y型和Y100A 系列通用电连接器研制。“两器”产品研制完成后，选取典型产品再次开展第三方测评，对各单位产品性能指标达标情况及一致性进行确认，确保产品互换性。

表1 通用“两器”设计要求标准

提升通用“两器”产品成熟度，实现产品上货架。各承研单位按照通用技术条件完成产品鉴定试验，针对热真空等特种试验由系统单位统一组织开展。后续，通过参与应用型号大型地面试验及飞行试验，持续提升产品成熟度。

提升通用“两器”产品成熟度，实现产品上货架。各承研单位按照通用技术条件完成产品鉴定试验，针对热真空等特种试验由系统单位统一组织开展；后续通过参与应用型号大型地面试验及飞行试验，持续提升产品成熟度。

3.加强型号选用控制

建立通用产品选用控制流程，加强各型号货架通用“两器”产品选用。针对新研型号，依据总体技术方案、货架产品规范、产品使用说明书等文件，对选型应用货架产品进行产品适用性、接口匹配性、技术符合性、产品成熟度和产品供应保障能力分析，逐一核对选型应用通用“两器”产品的各项技术指标是否满足型号任务需求、固有技术能力和产品成熟度水平对型号任务要求的满足程度。若选用非通用“两器”产品，型号需对货架通用两器产品无法满足型号技术要求的技术原理和详细理由进行充分论述，同时给出拟研制、使用产品的主要技术指标、功能原理、供应保障能力及其与型谱或货架产品的差异性比对分析。

针对在飞及批产型号，利用新批次投产契机推广应用通用“两器”产品。型号总体按《弹箭总体测量参数技术指标规格化要求》，结合型号历次飞行遥测结果分析，对总体遥测力、热、动力、总体参数的量程等进行规格化；分系统根据总体统一后的量程要求、通用“两器”产品已有规格等情况，形成型号配套选用通用“两器”产品可行性分析及替换进度分析报告。可行性分析需包括对通用“两器”产品总体量程、自带电缆长度、换用通用“两器”产品前后的机械接口变化以及满足型号环境条件等复核情况。型号在此基础上确定选型应用方案，并组织进行评审，评审通过后方可实施。

4.通用“两器”产品投产需求统计

加强各型号通用“两器”产品投产需求统筹，形成组批投产需求方案。项目主管根据各项目本年度策划及后续2～3 年通用“两器”产品齐套需求，在每年第1 季度开展本年度通用“两器”集中订货的需求梳理，形成需要集中订货的通用产品技术状态配套表，并经项目技术负责人批准确认，形成投产基线；产品主管依据各项目投产基线，统筹形成本年度通用“两器”产品集中订货配套表，信息主要包括订货产品名称、产品代号、配套数量、配套型号、齐套时间等内容，需经产品副总师审批确认。若各项目临时产生新的通用“两器”订货需求，由产品主管根据产品齐套节点要求，每月统筹开展各型号通用产品集中订货工作。

5.组批投产实施

针对通用“两器”产品首批集中订货任务，或宇航型号新百发批产等数量较多任务，通过竞争择优方式确定配套厂家；其他任务可通过专家合议方式确定配套厂家。为了确保产品进度、降低单一供方供货风险，采用多定点配套，按照择优排序进行任务分配。针对热流、温度、振动等配套数量较多的“两器”产品，一般选择不超过3 家配套单位；针对冲击、过载、噪声等选用数量较少的“两器”产品，一般选择不超过2 家配套单位。

产品主管根据组批投产需求方案与各配套单位签订通用两器订货意向协议，意向协议需明确投产数量、齐套时间、产品价格及质量职责等内容。若在一个供货周期内发生重大质量事件，或发生交付进度严重滞后的情况，则取消后续还未正式交付任务的产品订单，且后续不推荐选用该配套单位的通用“两器”产品。

针对集中订货产品，由产品主管开展计划管理。产品齐套后，质量部门组织集中验收，验收组长一般由产品首席担任，相关型号队伍参加。产品验收入库后，由产品主管根据各型号投产情况及实际需求计划统一调配产品。

二、效果分析

1.产品种类显著压缩

目前已完成冲击、过载、热流、温度、噪声、振动6 种环境类通用“两器”货架产品建设，大大压缩了“两器”产品种类，各类产品压缩情况见表2，压缩率最高达80%，效果显著。

表2 通晓“两器”产品压缩统计

针对宇航型号新百发批产任务，CZ-2C、CZ-3B、CZ-5、CZ-7、CZ-7A、CZ-8、CZ-11、YZ-1、YZ-1S、YZ-2 共10 个型号完成通用“两器”产品替换，各型号替换通用“两器”产品后压缩率见表3。CZ-5、CZ-7A 等型号类别压缩率达近30%，效果显著；CZ-11、YZ-1S 换用通用“两器”产品后，虽没有实现种类压缩，但可与其他型号组批投产。

表3 各宇航型号“两器”产品替换后压缩率表

2.科研效率显著提升

通用“两器”产品推广应用及组批生产可有效提升科研生产效率，显著降低“两器”产品研制及生产资源投入。系统单位投入在产品设计、产品验收、相关设计文件的时间、精力均大幅下降，以温度类“两器”为例，对原有产品状态和任务书工作量进行统计，产品压缩前，型号需要对107 种产品状态进行明确；产品压缩后，只需对40 种产品状态进行明确及维护，下降63%。生产单位组批生产也较单个型号小批投产效率大幅提升，通用“两器”产品可实现滚动备料、生产，大大缩短产品交付周期；条件成熟后，可根据3 年计划需求滚动下达订货任务，进一步缩短产品齐套周期、提高效率。

以设计标准化统一产品状态，对系统和产品接口进行规范化要求，控制接口种类，规范接口细节，提升设计可靠性；通过产品大批量应用，可以极大提高产品试验子样数量，积累产品可靠性数据，以子样数量提高产品可靠性；通过固化产品技术状态，稳定产品生产工艺，提升产品生产的自动化水平，提高产品质量，降低质量风险。

3.经济效益显著提高

通用“两器”推广应用降本增效效果显著。通过产品统一化设计，降低设计成本；通过产品标准化设计，降低维护成本；通过集中订货，形成批产规模，利用规模优势提高采购效益，降低产品价格。以本次宇航新百发批产任务投产为例，2022 年度通用“两器”共计订货5000 余台，部分代号传感器一次订货近500台。通过集中订货、竞争择优，实现效益提升10%。

4.产品质量不断增强

以设计标准化统一产品状态，对系统和产品接口进行规范化要求，控制接口种类，规范接口细节，提升设计可靠性；通过产品大批量应用，可以极大提高产品试验子样数量，积累产品可靠性数据，以子样数量提高产品可靠性；通过固化产品技术状态，稳定产品生产工艺，提升产品生产的自动化水平，提高产品质量，降低质量风险。

以通用“两器”为例阐述了一种产品化产品组批生产的管理方法，重点介绍了从设计源头开展技术状态统一，研制过程中加强型号选用控制，任务投产阶段加强需求统筹，最终实施多型号组批生产。通用“两器”组批生产证明，产品化工作是提升科研效率、提高产品质量、增强组织效益的有效手段。后续，将在更大范围内推广通用产品组批投产，并持续探索不同层级、不同专业、不同产品的产品化工作方法，助力航天科研模式优化升级。