基于ECRS的发动机研制流程优化实践

◎航天动力技术研究院 宗廷军 李有春 张兵

基于ECRS的发动机研制流程优化实践

◎航天动力技术研究院 宗廷军 李有春 张兵

为提高发动机生产单位的组织管理能力和生产制造能力，运用ECRS分析原则，对发动机的设计、生产、试验及工艺流程进行了优化。介绍了流程优化的原则和方法，列举了流程优化的实践过程及实施效果。

近年来，航天事业迅速发展，科研生产任务快速增长，航天动力技术研究院作为航天系统一个重要的科研生产单位，也面临着十分巨大的挑战和考验。研究院的科研生产已由单件研制、小批量生产转向多品种、变批量，研制与批生产并重的生产模式，原有的以研制为主的科研生产流程已难以满足高强密度发射任务、高质量安全要求、高风险竞争的需求。为此，研究院针对发动机科研生产流程现状，运用ECRS分析，通过优化设计、生产、试验和工艺流程，调整工艺布局，不断提高生产单位的组织管理能力和生产制造能力，确保了科研生产任务的圆满完成。

一、流程优化的原则和方法

1．流程优化的原则

流程优化的目的通常是提高效率、降低成本和强度、节约能源、减少污染、安全生产。实施过程中需要经常关注生产工期、成型工艺、制造成本、技术水平、质量目标等指标。实际操作中，应在综合考虑各项指标的基础上抓住主要矛盾，突出重点指标的优化，综合权衡，以达到整体优化的目的。研究院根据实际情况提出了流程优化的五项原则：

高效性原则。要求生产过程组织高效，上下工序能力匹配，减少生产能力的浪费，保证连续作业，缩短生产周期，充分有效地利用各种资源。

继承性原则。研制流程优化工作要立足于各单位的现状，主要以现有人员、设备为基础，结合能力建设及任务需求，通过新建厂区建设和旧厂区局部优化适当调整生产资源，实现生产能力的提升。

经济性原则。立足于现有设备、工装，在满足使用要求的情况下确保实现产品综合成本的最低化，保证产品质量，提高生产效率。

可持续性原则。生产组织管理系统要有足够的灵活性和弹性，以适应生产计划的调整和产品状态的变化，为后续发展留出必要的空间。

安全性原则。安全生产始终是最重要的原则，必须全程保证生产者的人身安全，确保工作环境的舒适、安全。

2．流程优化的主要方法

流程优化的主要途径是设备更新、材料替代、环节简化和时序调整。大部分的流程可以通过改造的方半完成优化过程，也可完全推翻原有流程，运用新设计的方半获得流程优化。ECRS方半即取消（Eliminate）、合并（Combine）、重排（Rearrange）、简化（Simplify），是一种常用的流程优化工作方半。

研究院立足于科研生产实际，应用ECRS分析方半，通过取消生产流程中的多余环节，合并重复的操作，对繁琐的程序进行合理重排和简化，实现了对典型发动机研制流程的优化。

二、流程优化的实践及效果

1．确定实施流程优化的对象

研究院以某重点型号为牵引，基于生产短线和瓶颈对发动机生产流程进行了全面梳理，运用ECRS方半进行分析，提出关注的重点工序和实施优化的关键环节，分别确定了战术发动机设计流程、特种喉衬生产流程、战术发动机金属件生产流程、金属壳体绝热生产流程、发动机总装喷漆工艺流程、发动机试验流程细化与优化等重点项目，并提出工作目标和节点要求。

2014年初突发科研生产事故造成生产全线中断，研究院提出了“确保全年生产任务不受影响、交付生产任务一天不推”的工作目标。为确保目标的实现，迅速摆脱被动局面，克服不利影响，对管理流程进行全面优化，对管理链条中冗余的环节进行取消或合并，简化了一些必需的环节，仅在3个月内就完成了备用生产线的应急启动；同时，制定了生产流程优化策划方案并组织实施，确保了6月份全面恢复生产，事故影响得到有效弥补，全年生产任务顺利完成。

2．加强设计与工艺的融合

为促进生产流程的优化工作，研究院进一步强化了设计部门的技术牵引作用，遵循工艺与设计工作“同步策划、同步预研、同步论证、同步攻关”的方针，组织发动机设计单位制定了《航天产品设计与工艺“四同步”工作实施细则》，实现了工艺与设计良好融合，不断优化和规范设计流程，提高了发动机设计工艺性，为产品流程优化奠定了基础。

结合战术发动机技术攻关，通过对攻关成果的总结和提炼，研究院组织修订和完善了战术发动机总体设计、燃烧室绝热结构设计等方面的12项技术标准和规范，优化了战术发动机设计流程，对于后续战术发动机设计和技术发展提供了有力的支撑。

3．加强制造单元建设和工艺布局调整

结合当前多品种、变批量、研制与批生产并重的生产局面，研究院同时开展了工艺布局的调整探索，确定了炭/炭复合材料生产线工艺布局优化、大型发动机金属壳体表面清理及检测工艺布局优化、镗铣柔性制造单元工艺布局调整等优化项目并组织实施。

在发动机金属件生产流程中，运用ECRS分析，通过对制造设备、工艺设计、加工、物流、管理等方面提出改进和优化，建立了预研型号金属件制造单元、金属盘环类零件制造单元、螺栓制造单元和金属试样制造单元，提升发动机制造能力。通过专项生产线成组生产，减少了各环节工艺准备时间，提高了设备的利用率，生产效率提升30%以上。

通过开展点火器壳体缠绕集中生产单元和喉衬用编织复合材料产品库的试点建设，实现了专项生产线成组技术的成功应用，缓解了生产短线，满足了型号任务需求。

4．优化工艺和试验流程

研究院梳理了发动机总装喷漆工艺流程，运用ECRS半进行分析，开展先喷漆后装药的工艺流程优化，提高了发动机总装效率（见表1）。

表1 某发动机“先喷漆后装药”工艺流程优化前后对比

从表1 结果可以看出，实施工艺流程优化后缩短了生产周期，保证了安全生产，实现了节能降耗，圆满达到了优化的目的。

发动机喷管粘接采用的一种胶粘剂，原固化时间规定为48小时，时间较长，影响进度。利用ECRS半对固化工艺进行分析，固化时间优化调整为24小时。经各项试验验证，粘接质量满足指标要求， 生 产效率提高50%，并广泛应用于多个战术型号发动机。

研究院全面梳理了某发动机试验流程，利用ECRS分析将原来需要串行准备的2发试验任务并行操作，试验时间由原来需要20天缩短至10天内就能完成；同时对试验数据采集、数据处理复核、质量审查、报告编制等工作进行合理重排，工作速度和效率得到大幅提升。

通过对标国际先进企业生产模式，学习借鉴中国航天科技集团公司流程优化的最佳实践，航天动力技术研究院围绕科研生产任务的瓶颈和短线，运用ECRS等流程管理分析方半，立足现有生产设施和装备，以创新生产组织管理模式、优化工艺流程、调整工艺布局为切入点，缩短生产管理链条，实现了空间、设备、人员等资源的最佳利用，提高了科研生产效率及航天制造能力。◀