运载火箭规模化生产金属物资供应模式研究

/中国运载火箭技术研究院物流中心

随着国家重大专项工程和国内外军、民、商用卫星发射市场需求的快速增长，我国运载火箭任务已从“高强密度”进入“高常密度”状态。2016～2017年共完成40余次发射任务，发射周期从60天缩减至不到20天；从2018年1月12日起的43天内共完成7次发射，平均周期不到1周，运载火箭的规模化、产业化时代已经到来。

“十二五”初期，为适应运载火箭的高密度发射需要，中国运载火箭技术研究院在2011年启动了我国航天史上最大规模的百发运载火箭组批投产工程，依据生产计划制定物资备料计划，采取“集中采购、分批交付”的方式满足生产需求。火箭组批生产管理模式转变如图1所示。

运载火箭百发组批管理模式运行以来，一定程度上提高了物资供应效率。然而，火箭批生产实施周期长，过程中物资供应逐渐呈现2个方面的被动局面：一是基于市场预测的型号计划及组批投产计划具有变动性及不确定性，以此为依据开展的物资备料计划缺乏精确性，导致物资库存储备量大、库存周转不佳；二是提前启动的备料计划与实际生产的需求计划有所偏差，生产计划系统与物资供应系统存在信息割裂，导致金属物资供应节奏与生产节奏匹配性不高，仍然存在占比达25%左右的供应短线物资。

面对运载火箭规模化发展形势，进一步提升批生产火箭用物资周转效率、提高供应及时率，压控库存规模、降低采购成本，优化物资供应节奏与火箭生产节奏的匹配性是当前急需解决的管理难题。

一、批生产火箭用金属物资选用特点

运载火箭是一种多系统集成、高质量要求的产品，制造过程层级复杂，专业性强。一般火箭涉及的零件数以万计，使用的金属物资涵盖有色、黑色、稀有等全部类别，且质量要求普遍高于一般用途的金属物资，90%以上的物资按照国家军用标准、航天行业标准以及企业定制的特殊技术标准实施采购。

以现役火箭典型代表CZ-3B为例，一枚CZ-3B共涉及4042个金属零件，共计44类、约1534种不同类别品种规格的金属物资。其中，铝合金是目前综合性能最适宜制造运载火箭的结构材料，铝板、铝棒、铝型材类铝加工产品是火箭用量最大的物资：贮箱主要用铝板，壳段由铝铸件、铝锻件生产，级间段、过渡段等大量使用铝型材，管路活门系统大量使用铝棒。总体而言，火箭选用的金属物资具有种类复杂，型号状态规格、特殊质量要求繁多的特点，物资需求管理、采购管理、库存管理的难度均很大。

图1 火箭组批生产管理模式转变

二、供应问题分析

1.需求管理

目前在批生产火箭物资供应过程中，物资管理部门与零件生产单位无法有效共享生产计划信息，导致在制定采购计划时仅能按照型号层级的粗略需求时间节点实施采购，难以进一步精细化管理需求。自2012年启动百发火箭批生产备料以来，研究院物流中心猛然增长的几亿库存在随后5年都未能消化，而生产急缺的物资仍不断急缺，信息的割断致使需求管理出力不出效。

2.库存管理

当前按照通用料和专用料2种方式驱动物资供应流程及库存管理，并未统筹考虑物资的使用特点，缺乏对金属物资使用特点的深入分析，相应的库存管理策略不明晰，一方面库存量连年增长，另一方面短线物资连连“救火”。

3.采购管理

通用物资以库存驱动采购，保有一定安全库存，总体供应及时率约90%；专用物资由需求驱动，总体供应及时率约70%，由于此类物资按照需求驱动、计划下达、询比价、合同签订的方式进行采购，频繁发生零散小批量采购行为，这种单一的采购模式难以形成集中采购优势，也难以适应规模较大的供方生产组织特点。同时，常规物料和特殊物料、不同原因的特殊物料的需求特点各不相同，不同供方的生产能力、组织方式、合作基础也不相同，需统筹考虑物资特点及供方因素，采取不同的采购策略才能较大程度地挖掘供方能力。

图2 物资矩阵分类法

图3 三维物料分类模型

三、基于多维度的金属物料分类模型

1.三维物料分类法

传统的物料分类法是按照物料供应风险与物料对利润的影响，将物料分为战略物料、杠杆物料、瓶颈物料、一般物料，即所谓的物料矩阵分类法，如图2所示。

由于批生产火箭用金属物资种类繁多、使用特点及采购特点各异，对火箭的生产影响差异较大，因此从物资价值、采购风险、业务影响3个维度对物料进行区分管理，在传统矩阵分类法的基础上进一步引入“物资对火箭生产的业务影响”要素，建立面向供应的三维物料分类模型，如图3所示。

按照该模型区分的八大类别，呈现特点见表1。

2.分类结果

按照上述分类方法，对批生产火箭用金属物资进行评估。

其中，物料价值定义为物料本身的经济成本，使用物资的采购金额（典型批生产火箭的单发定额用量×平均采购单价）来测算；供应风险指物料供货机会的高低，与物资的采购渠道数量、物资生产及运输周期、一次性合格率等因素相关，使用采购周期和供应商数量来评估；业务影响指物资对火箭生产环节的影响程度，通过对火箭各生产车间的调研统计情况，使用零件生产周期和零件合格率来评估业务影响，评估情况见表2。

根据评估结果分类，可将批生产火箭用金属材料分为六大类，分别为：战略物料（专用铝板），传统杠杆物料（普通钢棒、铝棒 、通用铝板、铝锻件），传统瓶颈物料（普通钢板、钢丝），业务型高风险物料（铝型材、铝管、特殊用途铝板、钢带），业务型低风险物料（钢管），价值型低风险物料（钛合金制品B）。

3.供应策略

在三维模型的基础上识别出批生产火箭用六大类金属物料，从供应链管理重点入手，制定基于物料特点的物资供应模型，明确了从需求管理、库存管理、采购管理3个方面的对应策略，见表3。

四、应用效果

采用三维物料分类模型进行分类管理，短时间内在保证型号按时保质供应的前提下，在库存压控和采购成本管理2个方面均取得了一定成效，尤其是战略物料类的成效显著。

表1 分类物资影响因素分析

表2 分类物资影响评估分析

1.库存压控

2015～2017年库存总量、战略物料库存量逐年下降，降幅显著，可见采用区分管理的方式对于保证库存量压控效果明显，如图4所示。

2.采购成本

在战略物料的针对性策略中除了降低库存，还需重点管理采购成本。经过近2年的针对性管理调整，在战略物料成本管理方面也取得了明显的效果。从2015～2017年的战略物料专用铝板订货总量和订货总金额估算平均采购单价可以看出，平均单价有明显的下降幅度（见表4）。

表3 基于物资分类的金属物资供应策略

图4 2015～2017年金属物资库存存量

表4 2015～2017年专用铝板采购订货情况

火箭规模化生产时代的到来，使得物资需求总量将迅速、大幅攀升，仅金属物资在“十三五”期间预计将达到年均10亿元的采购规模，围绕型号项目、订单而分散的被动式物资供应将无法满足规模化生产的效率和成本要求，建立面向生产的信息化物资供应链，通过提高标准化水平和产品化程度实现集中的、面向产品的主动采购供应，才是适应运载火箭规模化生产的模式。三维分类管理模式是物流中心尝试向货架式产品供应迈出的第一步，还远未到达终点，未来将逐步实现运载火箭产品货架式供应。