航天器总装工艺专业内涵及体系地位简析

刘玉刚

（北京卫星环境工程研究所，北京 100094）

0 引言

航天器总装包括总装设计和总装实施[1]。总装工艺是总装实施的一部分，是指依据总装设计图样和总装技术文件，精确理解总装设计意图，彻底消化总装设计各项技术要求，结合总装具体实施的人员技能水平、工装设备能力、总装场地功效、总装物流资源状况等综合因素，将总体设计、总装设计的各项设计技术指标（装配要求、安装精度、漏率、质量特性参数）全面准确地分配至各总装操作单元模块中，生成严谨、完备的总装实施工艺技术流程和总装工艺规程以及各类配套表，提供给总装生产实施部门[2]，作为生产计划编排、物料组织和质量监控管理的依据。

目前，随着信息化、批量化以及一体化AIT（总装、测试、试验）模式的建立，航天器总装工艺专业的内涵和外延均需重新审视和持续拓展。总装工艺在型号研制技术体系中的核心作用愈发明显，其在型号研制技术体系中的专业地位有必要进一步提升。

1 总装工艺专业内涵

1.1 总装设计方案的论证与评审

总装工艺人员应及早介入总装设计的方案论证和质量评审工作，为总装工艺技术准备奠定基础。方案论证与质量评审过程的重点如下：

1）依据航天器的类型、结构特点及复杂程度分析总装实施的可行性（即工艺性）；

2）向总装设计人员推荐应用国内先进实用的新工艺、新技术和新材料；

3）分析航天器结构的总装工艺及总装工装的继承性，建议总装设计部门广泛采用经过实践检验的技术成果和成功经验；

4）确认航天器总装中的主要材料和外购件的规格与标准、牌号与标准、质量状况等是否符合要求，当前国内市场能否供应。

1.2 总装设计文件工艺性审查和会签

总装工艺人员应适时进行总装设计文件的工艺性审查和会签工作，未经工艺性审查会签的总装设计文件不能用于总装工艺准备。

工艺性审查会签重点内容如下：

1）总体布局、总装方案、主要结构及其相互关系等的可行性、继承性；

2）零（组）部件的协调性和装配、调试、验收的合理性、可行性、先进性、经济性；

3）航天器总装主结构与装配连接形成的可行性；

4）总装设计图样选用材料的性能、标准件与外购件是否有明确而规范的技术条件和标准，并且是否具备合理性和经济性；

5）航天器结构的标准化、系列化程度，设计图样及设计文件的完整性、准确性、统一性。

1.3 总装工艺技术流程编制及评审

总装工艺人员应依据技术文件作业计划分阶段、分层次地进行总装工艺技术流程的编制；同时负责绘制反映各层次各阶段工艺技术流程之间相互协调关系的组织网络图或工艺技术流程结构树。

从图1中可以看出：各舱段总装工艺技术流程是相应舱段总装工艺规程的提纲，各专业测试技术流程又涵盖在总装工艺技术流程规定的范围内；而整星总装工艺技术流程则是整星所有工艺技术工作的纲领和核心，其直接量化的形式则是整星分阶段的总装工艺规程。在卫星进入总装工艺技术准备的前期，总装工艺人员可以利用此类结构树，重新梳理总装工艺与质量特性测试、精度测试、漏率检测、管路焊接等专业测试之间的逻辑关系和嵌套接口关系，直接指导前期的总装工艺规划安排工作和后期的流程嵌套、衔接工作。

图1 某平台卫星总装工艺技术流程结构树Fig.1 General assembly process flow structure tree of a platform satellite

依据具体的卫星研制设计技术流程，结合型号总装工程实际，总装工艺人员还需细致编制卫星各阶段各类总装工艺技术流程。流程编制应严格保持与整星设计流程的一致性，对于流程嵌套之处严格控制好接口技术状态，并协调好各专业测试流程、分系统部组件（如推进系统管路、太阳翼、天线）装星流程以及热试验、力学试验、电测流程与总装工艺流程的接口关系。

总装工艺技术流程编制包括整星流程编制和舱段流程编制两类。

1） 整星总装工艺技术流程。一般由整星总装主管工艺师负责。编制时要有全局观念，避免重大工艺流程错误的发生；保证与整星设计流程的一致性；注重总装流程的容错性，尽量避免单向流程环节。

2）舱段总装工艺技术流程。由舱段总装主管工艺师或以上人员负责。编制时要严格贯彻精细化编排思路；接口关系模块化、透明化、标准化；保证覆盖该舱段总装设计文件、图纸及整星工艺总流程的各项要求；细化各工作项目，规定操作程序要尽量细（但不能与规程等同）；严格进行技术状态控制，杜绝状态失控。

总装工艺技术流程审签和评审严格按照规定程序进行，须逐级进行编写、校对、审核、会签、标审、批准的层层严格把关，形成评审稿后按评审计划进行评审、修改并将正式稿归档。

1.4 总装工艺规程编制及评审

总装工艺规程的编制及评审原则上应在总装工艺技术流程已通过评审的基础上进行，一般分为工艺设计支撑数据的采集和总装工艺规程详细编制两部分[3]。

工艺设计支撑数据的采集包含：1）工艺资源数据采集。主要指所需地面工装设备、紧固件辅料等物料信息和总装车间班组人力资源信息的采集；2）工艺技术支撑数据采集。主要指各类要引用的程序作业文件、工艺规范、国家和企业技术标准的采集；3）工艺技术基础数据采集。主要是指要引用的工艺样板、典型工艺、工艺档案的采集。

总装工艺规程详细编制由相应各岗位主管工艺师负责。规程编制要严格限定在已评审通过的技术流程框架内，同时要覆盖业已会签到位的全部正式设计图纸和文件，保证其工艺技术状态的完整性、正确性和可操作性。

总装工艺规程编制完成需逐级进行校对、审核、批准的层层严格把关和标准化审查后归档；特殊规程（例如发射场工艺）形成评审草稿提交上级流程评审，终审稿归档。

1.5 材料消耗工艺定额编制

材料消耗工艺定额是一项重要的技术经济指标，是制订材料供应计划的基础，是科研生产单位限额发料和成本核算的直接依据。材料消耗工艺定额的编制主要依据总装工艺规程、现行各类标准以及本单位工艺技术水平等因素，参照既有工程实践经验，在满足产品总装质量的前提下，合理配备定额，提高材料利用率。

1.6 现场工艺技术状态控制

总装现场的技术状态控制对于卫星总装研制质量起着重要作用。由于总装工艺是型号总装研制链条中的最后一道技术关口，因此现场的总装工艺技术状态控制更是重中之重。总装工艺人员应经常分析产品总装工艺过程的实际状况，不断完善和改进工艺方法，并及时做好工艺的验证工作。同时，总装工艺人员须经常深入总装生产现场，了解和掌握质量控制措施的执行情况，严格执行工艺纪律，指导和监督总装工艺文件的正确实施[4]。

1.7 总装工艺技术总结

航天器的每一个总装研制阶段结束后，为满足阶段转换的需要和确保总装生产质量，必须及时、全面、细致地进行阶段总装工艺技术总结。总结内容主要包括总装工艺文件的全面整理和复查，如总装工艺文件在总装实施过程中出现的所有更改、调整以及总装临时工艺的添加，主要技术问题的归纳整理等。

总装工艺文件的整理应以总装设计文件为准，对工艺文件内容不完整或与产品设计文件不完全相符的项目逐项进行核实和查对，对查出的问题应及时修改和完善，杜绝工艺技术漏洞，彻底消除隐患。

对于技术问题，必须做到定位准确、机理清楚、分析透彻、措施落实、举一反三。在对已完成的技术工作归纳总结的基础上，还应提出对后续任务的技措、技改及水平提升的建议或措施。

2 总装工艺专业外延及作用

总装工艺在型号研制技术体系中所处的地位决定了总装工艺的专业外延无论从广度和深度上来讲都是十分广阔的，其作用主要体现在下述4方面。

2.1 影响设计布局及方案

总装工艺人员的重要工作是参与总体设计方案及总体布局的技术协调、总装设计实施方案的协调以及总装设计图纸和文件的工艺性审查和会签。在工艺性审查会签过程中，总装工艺人员的意见和建议对于优化设计、提高设计质量甚至节约产品研制成本等方面都起着重要作用。一项重要的工艺意见或建议，往往可以影响型号总体设计布局发生重大变更。例如“东方红四号”卫星初样阶段决定推进系统管路布局时，总装工艺人员提出了通信舱管路和推进舱管路分舱模块化布局设计的建议，直接导致更改了总体设计布局，增加了分舱螺接头，使管路焊装工作的实施难度大幅降低。经初样结构星研制过程的验证，该建议合理可行。同样对于该平台的服务舱电池板的总装实施方案，初定沿用“东方红三号”原有的总装模式，而总装工艺人员提出了在电池板外面板上增加工艺埋点的建议，该建议被采纳后大大降低了结构板与支架车的装配难度和操作风险，不仅促使结构板的结构设计更加优化，而且推进了电池板翻转支架车设计方案的变革，经工程实践验证，效果良好。

2.2 决定总装生产路线

总装工艺技术工作产生的总装工艺总方案、总装工艺技术流程和总装工艺规程是总装具体实施的直接依据。尤其是工艺总方案和工艺技术流程，决定了总装具体实施的总装生产路线和总装生产工艺布局。总装具体实施部门依据这些文件，进行总装实施的人力、物力、设备及工位等的具体组织和详细规划，确定总装生产路线，决定总装生产工艺布局，开展型号总装生产。

2.3 制定质量检验规则

总装工艺规程以及各类表格化文件是总装质量检验的主要直接依据。总装质量检验和质量管理人员据此完成对总装全过程的质量跟踪和控制。总装工艺人员在具体工艺规程的编制过程中，不仅要完成总装设计信息的归纳、整合工作，同时还要完成相应的合理的质量检验规则的制定，方便质量检验管理人员对总装工艺规程和总装具体操作的跟踪和控制。

2.4 提供计划编排依据

总装工艺技术流程是总装实施计划流程的主要编制依据。总装工艺技术流程涵盖了几乎全部型号的总装实施工程信息，除了包括总装主要工作项目编排顺序、总装主要工作项目说明、保障条件、参加单位、协作内容、工耗预估外，还包括关键节点、质量安全控制点、相应保障措施等。总装实施计划部门依据总装工艺技术流程，编制相应的总装实施计划流程，组织相应的总装工艺技术队伍、总装实施技能队伍、总装物流配给、总装设备配置等资源，开展总装实施工作。

3 总装工艺专业地位的历史沿革

型号总装研制的技术特点以及总装工艺独特的岗位特色综合决定了总装工艺专业在型号研制技术体系中处于至关重要的地位—它既是技术体系的最底线，又是质量管理、综合调度、物流控制的综合交叉点，是总装工程信息的处理器、控制器和加速器，更是总装工程数据的深层挖掘器。

3.1 摸索发展期

从“东方红一号”卫星总装开始，总装工艺便随着型号研制的进程而诞生。初期的总装工艺和我国的航天器研制一起经历了初创、摸索和逐渐成熟的过程。型号整体研制体系一直局限在“试验、试制”模式，总装工艺也适应于整体试制模式，而总装工艺、总装设计、总装具体实施的“三结合”模式，适应了我国工业基础差、集中力量搞航天的具体国情。总装工艺人员经过长时间的磨练，综合技术素质得到提升，达到了可以处理任何与总装相关的专业技术问题的水平。总装工艺的现场技术问题的处理，实际上就是对总体协调未到位之处的二次综合协调，对确保型号总装研制进程起到了重要作用。

3.2 型号成熟期

20世纪90年代以后，随着型号工程量的倍增，每个型号研制对柔性响应速度的要求也大幅跃升。微小批量的研制要求必然导致质量、进度、成本协调工作量和协调难度的加大[5]，而处于关键协调环节的总装工艺岗位受到的冲击最大。由于受“重设计、轻工艺”思想的影响，总装工艺长期处于“技术协调责任大、技术岗位权力小”的状态，这一点特别容易挫伤总装工艺技术人员的工作积极性，导致总装工艺技术问题处理难度加大。

4 总装工艺专业现状及问题

总装工艺历经几十年的发展，积累了丰富的经验，同时也面临着诸多问题。总装工艺的现状也从另一个侧面折射出我国空间事业发展的现状。

4.1 衔接各研制环节，协调工作量大

近几年来，随着流程再造和机构重组的全面展开，型号各职能部门及其业务内容均经历着前所未有的变革，总装工艺也不例外。但是作为型号研制的技术底线，总装工艺在面临变革的同时，还需保证型号研制的顺利进行。在完成型号研制体系系统级变革的过程中，许多型号总装研制系统级职能压在了总装工艺人员身上。一名总装工艺人员，既要完成总体设计布局、方案的工艺性审查，总装设计图纸、文件的工艺会签，还要完成总装工艺技术流程和总装工艺规程和总装物资耗材的订货计划定额的编制，总装具体实施中须跟产和处理技术问题，研制阶段结束还要进行总装工艺技术总结等。每名总装工艺人员都要和设计师系统、指挥调度系统、质量管理人员、物资供给系统、生产操作人员、环境试验师系统的各类人员进行技术协调，才能做好总装研制各个环节的衔接工作。

4.2 承接海量基础技术工作

每个型号的总装工艺人员须承担如下 9个方面的工作：

1）编写型号总装工艺总方案的建议书；

2）依据型号总装工艺总方案，编写总装工艺技术作业计划；

3）进行型号总装设计阶段的设计图纸及文件的工艺会签；

4）编写各阶段总装工艺技术流程和工艺规程,并评审、归档、下发生产；5）编写总装工艺装备设计要求并提交生产；6）编写总装用各类物资BOM报表并提交生产；7）进行生产现场总装工艺技术状态控制和实时技术反馈；

8）对型号总装研制中各阶段进行总装工艺技术总结；

9）参与总装研制生产中各类质量问题的处理。

以上各方面的工作均需进行大量的技术素材搜集、整理和深加工，其中工作量最大的就是总装工艺技术流程和总装工艺规程的编制工作以及总装各类物资BOM报表的编制工作[6]。

4.3 大量精力消耗在低端问题处理

由于型号任务激增，如果设计研制能力提升不到位，反映在型号总装研制阶段则意味着将大量出现技术问题，尤其是低层次的问题。作为型号研制技术体系的最底线，总装工艺不得不耗费大量精力用于现场技术问题的处理和相应的总装工艺技术状态控制。

5 提升总装工艺专业体系地位的建议

随着型号研制任务日益繁重，总装工艺必须适应信息化、批量化以及一体化的AIT模式，占据型号总装研制工程总体技术统领地位。应通过技术体系和行政体系赋予总装工艺专业工程技术决断权、计划指挥向导权和质量监控参与及引导权。

5.1 使总装工艺成为AIT研制工程总体技术统领

从图2中可以看出，总装工程信息从设计部门到 AIT生产实施部门的流转过程中，总装工艺是信息转换的中枢，它既要和设计信息的上游进行无缝沟通，又要和同级的各专业测试、环境试验、综合测试进行技术协调，还要和下游的总装具体实施部门、生产指挥调度部门、质量管理部门、物资供应部门、工装设备管理部门、技术资料部门直接协作和处理问题。赋予总装工艺应有的工程总体技术统领地位和相应的技术权责，方能保证总装工程信息的高速流转，确保总装研制的顺利高效进行。

图2 总装设计—总装工艺信息链流转框图Fig.2 Block diagram of information transfer chain for assembly design－general assembly process

5.2 赋予总装工艺以AIT研制现场工程技术决断权

工程技术决断权主要是指总装生产现场的工艺技术状态控制、突发问题的技术决策和临机处置、重大技术问题的决策权等。型号总装过程是一个复杂的系统工程，在 AIT阶段往往有多个技术流程对型号总装具体实施同时作用，各技术流程的优先权及时效性问题成为困扰一线总装工程技术人员的最大难题。

以某型号发射场总装测试阶段为例，发射场联合操作程序性文件主要有加注大厅加注作业联合操作程序、卫星转场联合操作程序、卫星－火箭－塔架作业联合操作程序，同时对卫星总装生产起指导作用的还有卫星发射场实施大纲、卫星发射场电测大纲、卫星总装设计技术流程、卫星总装工艺技术流程，其中卫星总装工艺技术流程及工艺规程起最终最直接的指导作用，这样在发射场卫星总装的某个时间断面内会有至少5～7个流程或操作程序共同作用，增加了无谓的技术协调工作量，影响了发射场总装工艺技术状态的稳定性。

因此，在新研制模式下，必须树立总装工艺的工程技术权威，给总装工艺配置工程技术决断的优先权，使总装工艺技术流程和总装工艺规程成为唯一直接指导总装具体实施的法律性依据文件，才能彻底、全面、精确地控制卫星总装研制的最终技术状态。

5.3 赋予总装工艺以AIT研制工程计划向导权

计划指挥向导权利主要是指总装工艺技术流程应作为总装实施计划流程编订的直接依据，总装工艺人员应具有相应的总装实施计划指挥的参谋权和向导权。总装工艺技术流程不仅要和各类设计流程协调关系，还要在某些层面和各类计划大纲发生接口关系。从多年来的总装工程实践可以看出，总装工艺技术流程不仅仅是总装设计技术流程的精确演绎，更是综合考虑了总装具体实施各方面的工程要求，当然包括进度调度计划要求在内的综合性工程技术计划流程。总装工艺技术流程从某种程度上来说也是型号研制计划流程的技术细化版本。

因此，在新的研制模式下，必须赋予总装工艺相应的计划指挥向导权利及其对应的岗位权责，方能确保型号总装研制计划流程的技术准确度和研制计划节点的合理分配，确保任务顺利高效地完成。

5.4 赋予总装工艺以 AIT研制质量监控参与及引导权

质量监控参与及引导权利主要是指总装工艺适时、合理地参与型号 AIT总装研制过程中的质量监控，质量检验管理人员依据总装工艺技术流程和总装工艺规程及其配套的表格化文件、质量控制点的设置、质量保障措施的制定等技术文件，落实和具体实施型号总装研制全过程的质量跟踪、检验和控制。总装工艺必须具有适当的参与权和技术引导权，方能确保各项质量保障措施的严格执行，真正提高型号总装研制的整体质量。

6 结束语

经过上述分析可知，总装工艺在型号研制技术体系中所处的地位决定了其专业内涵及外延无从广度和深度上来讲都是十分丰富的。为适应21世纪航天器AIT研制信息化、批量化、一体化模式，必须提升总装工艺在型号研制技术体系中的专业地位，为全面提高航天器 AIT研制总体质量和工程技术水平奠定坚实基础。

（References）

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