面向产品，打造航天产品柔性数字化生产线

◎首都航天机械公司 霍家琦 王贺 丁志强 仵永亮 王佳

面向产品，打造航天产品柔性数字化生产线

◎首都航天机械公司 霍家琦 王贺 丁志强 仵永亮 王佳

围绕“一千种一件”航天特色的制造模式，为解决型号生产能力瓶颈和短线环节，阐述了如何借助“两化”融合理念建设航天产品柔性数字化生产线，以及在示范线建设过程中推行的一系列措施。

当前，制造业正面临新一轮科技革命和产业变革，工业4.0、“两化”融合、中国制造2025等一系列新的战略方针相继出台。另一方面，航天型号产品任务激增，传统的生产模式已经不能适应当前任务的需求。

首都航天机械公司作为我国规模最大的航天产品总装集成制造企业，在当前严峻形势下，深入分析航天产品及制造模式特点，思考企业自身的发展问题，通过建设数字化柔性生产线提升制造能力，加速企业转型。

一、数字化柔性生产线建设

为促进“两化”融合和产品化工作开展，系统推进生产线建设，确保工作规范、有序地开展，公司召开了数字化生产线建设启动会，并成立了生产线建设领导小组及工作组(见图1)。

针对 “多品种、小批量”的航天产品特点及“研制与批生产并存”的制造模式，需要建设航天产品柔性生产线。

1.舱体壳段柔性数字化生产线

面向35个型号85种壳体，建立典型数字化示范生产线，形成研制批生产柔性制造模式，系统解决生产瓶颈问题，有效缩短加工时间30%左右，提升加工效率50%左右，预计年产能提高33.3%以上。

深化制造过程管理系统应用，实现生产现场工艺文件、质量信息、任务信息以及制造资源等信息的综合集成和应用。充分发挥了柔性单元化生产的效率优势，研究混合生产模式下的生产计划调度及制造资源优化配置、生产突发事件驱动的车间作业动态调度技术，实现了对生产任务、工艺调整、执行偏差、生产准备等层次突发事件的快速、柔性响应。构建了可视化管理系统，实现生产线数据信息动态显示和实时监控。

2.再入飞行器集成制造数字化生产线

面向产品，基于流程，通过产品归类成组，划分了锥壳机加单元、锥壳装配单元、两舱装配单元、小组件类装配单元、总装测试单元，制定了贯穿“机加、部装、总装、测试”全过程的再入飞行器柔性生产线总体方案，规划形成了智能化加工、自动化存储、数字化装配、柔性化对接及全方位管控的总体建设思路。后续，将实现再入飞行器产品机加—部装—总装全过程集成制造，全面提升再入飞行器制造水平。

3.钣金加工数字化生产线

构建以产品为导向、以单元为基础的管理模式，对产品进行分类梳理，组建了瓜瓣和顶盖成形、旋压成形等9个加工单元。通过厂房改造及现场管理，解决钣金加工现场脏乱差的现象。从产品化、工艺改进和优化、手工工艺替代3个方面深入开展工艺优化:优化工序，将瓜瓣产品生产时间缩短了约5个小时;研究制定了运载火箭产品组批生产管理办法，并在现役运载火箭瓜瓣和壁板零件上进行了应用试点，将375个零件图号整合形成47项预制件，并在此基础上进行了首批预制件的组批投产。通过推进工装“模块化、序列化、标准化”设计，约束和规范工装设计行为，针对瓶颈产品板材框成形过程开展了通用化、柔性滚闸成形工艺装备的研发，有力地支撑了钣金柔性化生产线建设。

4.泵阀数字化柔性制造生产线

面向产品制造，基于单元化布局思路，形成了活门小壳体、活门大壳体、活门轴、涡轮泵轴、涡轮泵壳体5个加工单元。通过诱导轮等典型产品加工工艺优化，生产效率由6天/件提高到1.5天/件，产品质量一致性得到有效保障。借助信息化管理手段，实现生产进度信息的透明化管理和实时监控，大幅提升了泵阀产品机械加工水平，产能由11.2万件/年提高至15万件/年。建立了“一人多工位”等柔性管理模式，通过操作者多工位操作，实现了设备和人员的柔性化管理，充分挖掘了设备和人员的最大潜能，提高了加工效率。通过构建机器人柔性、自动化上下料系统，实现了不同类型、规格产品的自动化装夹，实现了生产能力、加工质量和效率的有效提升。

二、取得的成果

1.面向产品、基于流程的单元制造模式的推广

在生产线建设过程中，始终以面向产品、基于流程为原则。以钣金加工生产线为例，对成形工艺相似和设备相同的产品进行分析，组建了瓜瓣和顶盖成形、壁板成形、型材框成形、板材框成形、喷管管子、膜片加工等9个加工单元，为后续产品工艺的固化和生产管理的提升奠定基础。

2.自动化、智能化装备的升级改造

在典型瓶颈环节，建设自动化生产线，提高生产效率。中小型标准件的自动滚镀生产线，集除油、冲洗、弱腐蚀、中和、电镀等工序为一体，实现了槽液自动加温、保温和电流、溶液等信息的自动化采集，完全实现了标准件电镀的全自动化加工，大幅度提升了生产效率，可以实现每30分钟加工1万件产品的生产节奏。

3.工艺优化、固化保证了产品可靠性和一致性

以航天壳段产品一键式智能加工为例，通过工艺流程、方法的优化，避免了人为干预，实现了一键式操作，加工效率由1件/24小时提高至1件/8小时，合格率100%。涡轮泵诱导轮以前完全依靠手工修挫的方式，经常导致整批产品试验不合格报废，改为一键式数控加工后大幅度提高了该产品的生产效率和合格率。

4.改进管理模式，适应生产线建设

探索“一人多机”、面向单元的任务评价体制等管理模式。建立适用于单元建设的绩效度量方法、薪酬分配制度、奖惩激励措施、激励考核模式等，激发员工积极性，让员工尽快适应生产线，将生产线的作用充分发挥出来。

5.实施信息系统，实现透明管控

结合典型产品生产线的建设，开发实施产品编码系统及车间生产管理系统，使生产情况更加透明、清晰，以方便管理人员指挥生产。现场设备的运行及任务的分配更加科学、合理，提升产品制造能力，促进生产线的高效运行。

通过典型产品数字化柔性生产线建设，探索适合“一千种一件”航天特色的制造模式，系统解决生产能力瓶颈问题，深入挖潜现有能力，以增量投入带动存量优化，促进车间生产方式的转变，为未来全面建设完成航天数字化工厂奠定了坚实的基础。