航天科研单位科研生产流程优化工作的探析与应用

中国航天电子技术研究院 吴洁 林荣 孙冬 崔荣梓 王福禄

航天科研单位科研生产流程优化工作的探析与应用

中国航天电子技术研究院 吴洁 林荣 孙冬 崔荣梓 王福禄

科研生产流程优化是持续改善生产能力和效率的重要措施之一。中国航天电子技术研究院在院级层面开展科研生产流程优化的探析与应用，并且以扩频应答机科研生产流程优化为例，着手对整个生产流程过程中存在的问题进行改进，使各生产要素所组成的综合系统达到合理配置，以期实现产品质量提升、批生产能力提升、提高管理效率的目标。

中国航天电子技术研究院致力于惯性导航、综合电子、计算机及软件、微电子、机电组件等传统专业技术的提升，同时充分发挥型号系统与电子相结合的优势，推动技术融合与系统集成。研究院为载人航天、绕月探测、国家重点型号等提供了数以万计的高质量、高可靠的电子信息系统设备与元器件产品，并且在各大领域提供了优质的产品和服务，为国防科技事业和国民经济建设作出了卓越的贡献。

进入“十三五”以来，航天型号科研生产任务呈现高强度研制、高密度发射和竞争性发展等新常态，型号任务异常繁重。传统的科研生产管理模式已经不适应当前繁重的科研生产任务，传统试验室研制模式下的产品也不能适应批量生产的要求。科研生产流程优化就是在此背景下提出来的，利用对产品的科研生产流程进行管理和优化，提高产品批生产能力和管理效率。

一、流程优化工作开展情况

1.管理思路

研究院产品研制流程优化管理思路遵循“一维切入、多维渗透”的原则。“一维切入”指的是从流程切入，“多维渗透”则是从通过流程进入产品的各个管理层面寻求管理提升点，解决生产薄弱环节。前者是从流程梳理的过程出发，通过过程性的指标分析寻找流程瓶颈，后者是从流程梳理后的效果出发，通过结果性指标的分析寻找整个管理体系中的管理瓶颈。研究院工作重点是从典型产品的研制流程优化入手，通过梳理优化产品的设计与生产流程，建立高效的信息化管控平台等有效手段，以期达到产品质量提升、批生产能力提升、提高管理效率的目标。

2.工作目标

通过项目实施，实现从产品生产周期缩短，或者从批生产能力提升角度确定能力目标；实现从自动测试的数据包在线自动生成数量比例、制造单元的自动化制造能力实现目标；实现从流程优化、零部组件通用化、测试自动化等方面，达到成本控制的目标。

3.建立两个层面流程优化的管理制度

制度是一项工作实施的基础，良好的制度是做好工作的保障。研究院建立了两个层面的流程优化管理制度，即院级流程优化管理，及厂所级流程优化管理。

研究院制定了院型号科研生产管理办法，明确了各级管理职责，科研生产部负责院级流程优化的归口管理，辖属各单位负责本单位的流程优化管理。各单位也制定了相关的流程优化管理办法，对本单位职责范围和工作重点进行了规定，细化了对流程优化工作中涉及的各方面的管控要求。

4.建立各级权责关系

研究院建立了院和厂所两级的研制生产流程优化管理权责关系。特别是针对院级典型产品的研制生产流程优化管理，设立院级领导小组及专项办公室，各单位成立项目实施团队，明确了各级管理层的责任，有效的推动了院和厂所两级的研制生产流程优化工作顺利进行。

二、产品研制生产流程优化实施

2016年研究院开展产品研制生产流程优化工作，通过对全年型号任务的梳理分析，分为院和厂所2个层次开展流程优化工作。院工作项目由科研生产部牵头组织实施，其详细的计划纳入科研生产计划进行管理。科研生产部对院级工作项目重要的计划节点以会议或专项检查的方式进行监督管理。

1.系统级项目研制生产流程优化

由研究院牵头和组织实施，以某型超近程无人侦察机系统项目为突破开展流程优化工作，整合资源，旨在能够提升产品质量管控，提高产品交付质量和生产效率，提高生产、总装总测、计划调度、质量管理等方面的管理能力和信息化水平，确保大批量生产质量一致性和稳定性，降低成本，满足产品 “着眼实战、轻巧便捷、可靠耐用、保障简单”的需求，打造无人机精品，同时也为后续保证小型、超小型无人机批量生产和质量具有重大的借鉴和推广意义。

2.典型产品研制生产流程优化

研究院组织相关单位开展典型产品全流程的梳理，从产品的设计、工艺、过程管控、验收交付等过程对其规范性、合理性和完整性进行审查、确认。从优化产品流程入手,突出做好通用模块、单元制造生产流程的优化和固化，确定产品关键环节，确保对所有关键环节全覆盖。如设计过程要增加设计仿真验证等手段的融入，工艺过程要增加数字模装等仿真工具。

3.重点产品的生产线流程优化

选取产品化工作开展较好的单位为范本，通过巩固已有成果，引领和指导其他单位更好的开展产品生产线流程优化工作。选取某些单位具有代表性的生产线组织开展重点产品的流程梳理和优化，以进一步规范程序和方法，并逐步向深度和广度推进，进而达到降低成本、缩短型号研制周期、提高型号质量与可靠性、加速技术进步的目的，力求优化产品的生产流程和提高产品质量与效率。

三、典型案例流程优化效果评估

扩频应答机是卫星测控分系统的重要组成部分，主要用于实现卫星遥控、遥测、测量功能。由于扩频应答机为用户定制产品，技术状态较多，研制中操作和管理流程复杂，因此每台扩频应答机都需要经历较长时间的研制生产周期，且在产品生产或交付后曾发生过多起质量问题，产品在设计、工艺、生产过程中还存在改进空间。

通过对扩频应答机产品薄弱环节和存在问题入手，从结构布局优化和调试测试规范化开展工作，进一步优化生产流程、简化流程。并从以下3方面对流程优化效果进行评估。

1.扩频应答机结构布局优化

针对当前扩频应答机结构布局进行分析，认为其布局不合理，影响总装效率；导致盒体内部导线束过多，电装效率低下；导致安全间距存在隐患。

上海空间电子设备研究所拟通过改进电路布局设计合理性，达到提高电装效率低，消除质量问题隐患实现免调试的目的。通过对射频通道、数字基带、电源模块内部电路的优化、整合，提高盒体电装效率；通过板外、板间接插件换型，减少盒体内部连线；通过EDA手段，建立应答机结构、器件的三维模型，仿真、分析确定结构、器件、印制板、导线各个要素之间的安全间距。投产改进后的射频通道及扩频应答机整机，通过电装、总装、测试、力热试验及EMC试验等工作，验证了改进方案的合理性与改进后的正确性。

结果表明：改进后的扩频应答机产品达到了预期的设计目标，导线数量减少90%以上，电装效率也得到大幅度提高，并100%消除了安全隐患。

2.调试测试规范化

扩频应答机内部包括模拟电路与数字电路，为消除元器件个体差异带来的影响或者实现某项指标的最优，在设计过程中往往设置大量的调试点，用于调整链路增益或者环路滤波特性等。由于大量调试点的存在，导致调试过程加长，且易出现设计、调试、测试之间的工作反复，影响产品研制周期，产品过程质量控制难度较大。

本次扩频应答机流程优化工作，开展了模块和整机调试、测试指导文件的规范化工作，同时为缩短产品研制周期，加强过程控制，大力推广单机产品少调试、全测试工作。在设计阶段，通过仿真计算等手段对电路进行分析，最大可能减少电路调试点；在调试阶段，根据电路设计状态，并结合元器件工作特性，确定调试参数最佳范围。最终，根据实际调试工作开展情况，确定单机内部共有6个调试点，针对这些调试点编写了调试点专项分析报告。建立了自动化测试平台，用于实现可靠性增长项目扩频应答机的规范化测试，最终输出扩频应答机测试报告。

3.优化生产流程

通过对扩频应答机产品特点的分析，生产流程的优化主要侧重于生产制造过程，通过对单工序的优化、自动化测试平台的应用、信息化系统的使用等多方面开展流程优化，以实现本次流程优化的目标。生产流程优化具体环节对比见表1。

表1 流程优化具体环节对比数据

根据表1流程优化具体环节对比数据，初步估计可以节省45天左右，优化效率45/170≈26.4%，可以达到本次流程优化缩短研制周期的目标。

产品研制周期的减少同时会带来研制成本的降低，尤其是人力成本方面，将会有同比例降低。因此，可以预见扩频应答机的设计成本、人工成本、质量成本、固定资产使用成本、管理成本等都有不同程度的降低，流程优化工作基本达到目标。

研究院本次产品研制流程优化工作，是在充分考虑当前型号科研生产管理的模式和实际的基础上，选取了典型产品开展产品研制流程优化工作，从提高产能和效率进行流程优化工作，这对于研究院协同推进管理模式，形成规范化管理体系，都具有积极的意义。但是航天产品的生产流程是一个繁复冗余的过程，存在着生产周期长、手工操作多、流程复杂等问题，因此加强对产品流程的优化，对于提高生产效率和产品质量也具有积极的意义。