生产流程优化在大运载火箭发动机通用产品上的实践研究

◎首都航天机械公司 王莉等

生产流程优化在大运载火箭发动机通用产品上的实践研究

◎首都航天机械公司 王莉等*

为了提升批生产能力，从发动机的通用产品入手，运用六因分析法（5W1H）找出实际生产中的瓶颈环节，并通过ECRS分析法，有针对性地对问题环节进行取消、合并、调整、简化。经过在具体产品上的实践，探索出适用于发动机通用产品的生产流程优化模式，提高产品的生产效率和企业竞争力。

大运载火箭氢氧发动机作为我国推力最大的液体发动机，具有技术水平高、加工难度大、生产周期长等特点。随着发射任务的增加，以往边研制边生产的管理模式已经不能适应发射的需求。为了提高批生产的效率，首都航天机械公司以发动机阀门电磁铁这一通用产品为切入点进行研究，攻克生产流程中影响周期的瓶颈，运用工业工程中的5W1H、ECRS等管理方法将问题进行透彻分析，寻找解决问题的最佳方案，从而使生产效率得到提高。

一、主要工作内容

直流电磁铁是发动机阀门配套的重要组件，每台发动机需要配套近20 台份，占全部阀门数量的1/4，在另外2种型号氢氧发动机配套中所占比例也较大，属于氢氧发动机的通用部件，批次投产数量多，经常成为发动机齐套的短线。针对这一问题，从生产管理、工艺优化、材料管理等方面进行分析、改善，运用的方法主要为5W1H、ECRS。

5W1H 即“What、Why、When、Who、Where、How”，运用5W1H对每项活动从内容、原因、时间、人员、地点、方法上进行质疑，根据答案弄清问题出在哪，进一步探讨改进的可能。ECRS原则分别为取消、合并、重排、简化，通过取消不必要的作业以及合并可以同时完成的作业，重排作业流程，简化工作方法等来达到改善的目的。具体分析见表1。

1.任务归一化管理

厂内任务下达的依据是综合计划部门下达的任务通知书，生产部门再将产品具体分解到各生产车间。以往的生产任务下达主要考虑的是任务的匹配性，即便使用相同电磁铁的阀门，也会按照“一种阀门、一项任务、一次配套”的原则进行投产。

找出原因后，经过与生产车间的沟通，采用“合并”的方式，将任务归一化。首先统计出本批需求配套的总数量(包含备用件、抽典件等)，将电磁铁从配套任务中剥离出来，不依赖配套关系。其次，单独对整批电磁铁下任务，这样可以保证电磁铁任务的唯一性。待零件生产完成、装配完成、典试完成、开具合格证后，将电磁铁成品按照阀门配套关系分配给相应的电磁阀，最终解决任务多造成的管理复杂问题，同时多批变一批也可以减少产品的抽典数量，节省生产成本。

2.关键零件的工艺流程优化

电磁铁中的导磁壳体是所有配套零件加工周期最长的产品，工艺流程包括机加、钎焊、热处理、电镀，跨车间工序多，周转时间久。对于这些问题，通过工艺流程优化，采取“取消、合并、调整”的方式，逐一解决。

对于钎焊问题，取消了校螺纹工序，机加车间交付前已完成该工作;钎焊后进行机加工，随着车间数控机床越来越多，将原来在普通机床上加工的产品转移到五轴数控机床，产品一次车成型，减少周转时间;对于热处理工序，将氢气保护退火调整为也可真空退火，解决了热处理车间单点设备的问题，增加工艺方法的选择性;通过对电镀工装的改进，提高了电镀效率。各阶段工艺优化流程，如图1所示。

3.辅助材料的备料管理

电磁铁在装配过程中除了零件的生产外，辅助材料也是经常影响生产进度的一环。辅助材料多数为非金属材料，在航天产品中非金属材料有明确的储存期和保管期。由于非金属材料本身保管期短，从物流中心采购到复验交付往往已经用掉一部分时间，在产品正式装配时经常已经过期或即将过期，需要重新领取。这种不良循环会导致产品零件已经齐套，但是辅材已超期，对产品的正常生产节奏影响严重。

阀门零件齐套后才清理辅材，并且缺少与物流中心的技术沟通，这是问题产生的根本原因。对于这一问题，主要采用“调整”的方法，结合“拉式管理”的手段，制定辅材管理看板，将具体的领用时间、到期时间等均列入看板管理，到期前2个月向生产部门提出预警。生产部门根据零件的齐套时间及时向物流中心提出材料需求，物流中心反馈具体到货时间，通过周期的预判解决该问题。

表1 5W1H及改善措施

4.机加、装配的联动生产

电磁铁零件的周期较长，一般为1年左右。往往零件齐套后，装配周期已经所剩无几，导致前期空闲，后期忙碌，时间没有得到有效利用。对产品的装配采取的是“串行”生产，机加、装配工段比较独立，缺少联动性。解决这一问题的方法为“调整”，将“串行”改为“并行”，2个工段联动生产。将生产节奏分为线圈骨架齐套装配、电磁铁齐套装配、电磁阀齐套装配3个阶段，环环相扣，确保生产的连续性。

二、取得的成果和创新点

1.取得的成果

一是产品的生产周期缩短。在产品需求越来越急迫的今天，在保证产品质量的前提下缩短产品的生产周期是需要考虑的问题，无论在航天企业还是在其它企业，准时交付直接体现出企业的实力和信誉。通过对电磁铁这一通用产品的实践，经过分析和改进，该产品已经完全可以满足大运载火箭发射的需求。

二是产品的生产计划更加精细化。随着精细化管理在企业的生产活动中越来越得到重视，“蛮干”和“顺其自然”已经退出了历史的潮流，消除浪费、强化流程、持续改进才是精益管理的最终目标。对生产流程进行重新规划，采用“拉式管理”的手段，提前暴露问题，解决问题，减少等待时间，使生产链条更加顺畅。

三是产品的抽典数量减少。航天发动机产品对于批次的要求比较严格，一批产品必须经过抽典并且经过地面试车后方可用于飞行，批次越多投产的数量就要增加，且每一小批都要按照技术要求分别抽典。生产流程优化后，对整批产品统一管理，统一抽典。经过实践，抽典数量有所减少，节省了生产成本。

四是产品的质量得到保障。多批次经常导致产品质量不稳定，从原材料的领用到零件的生产再到产品装配完成，整个生产过程都有人的参与，不同批次的原材料和不同的装配手法会造成产品的差异性。通过对电磁铁生产流程的优化，避免了差异性对产品造成的影响，产品质量稳定性更高。

2.项目的创新点

任务管理的创新。打破常规，突破以往任务管理的规则，采用“合”的方式将多倍管理归一化，化繁为简，减轻一线管理人员的工作量。

生产流程管理的创新。将以往机加、装配“各自管各自，缺少统一规划”的局面打破，加强了车间生产的节奏性和配合性，将“串联”的单一管理变为“并联”的阶段管理，生产层次更加明确，计划管理更加精确。

经过1年多的实践，电磁铁产品生产周期缩短了1/3，抽典数量减少了11台份，为企业节省成本20余万。考虑到3型氢氧发动机都使用该产品，在后续的实践中可以逐步打破型号间的界限，将通用产品“标准化”，统一管理，综合规划。

氢氧发动机结构复杂，生产流程过长。随着在其它型号和同类产品中的进一步推广和应用，对发动机的批产管理会起到很大的促进作用，对于企业能力的提升也会有积极的推动作用。

*其他作者：陈志国、孙秀京、李洪飞、彭瑶、朱纪铭