航天材料产品生产线建设实践研究

/航天材料及工艺研究所

近年来，随着我国航天事业的高速发展，航天材料已从解决有无的研发模式逐渐形成为研制与批生产并存的格局。与此同时，重大型号研制任务和生产交付数量屡创新高，航天材料科研生产单位已承担起异常艰巨的任务，总体呈现多型号并举、研制生产并重、任务总量激增的局面，新形势、新变化对航天材料科研生产能力建设提出了新要求。

航天材料及工艺研究所是我国航天材料及工艺技术研究的中心所，是科研生产一体化单位，承担着国家及部委千余项科研项目和批生产任务。研究所经过60年的发展，成功解决了我国航天材料从无到有的问题，为我国航天材料体系建设作出了重要贡献。多年来，在以研发为主、突出技术导向的建设模式下，研究所的能力条件更擅长于满足单一型号研制需求，在应对多型号研制生产并存的局面时略显不足。

一、航天材料产品生产能力现状

由于航天型号的多样性，航天材料产品具有小规模、小批量、多品种和研制生产并存等特点，各类产品按照任务计划不定期轮流上场。同时，因为工艺特性所限，生产中经常出现站点式加工情况，即被加工产品在车间内频繁地由一个工段转移到另一个工段，整体工艺路线较为复杂，从而导致人工作业在整个生产流程中仍占有一定比例，需要工人熟练掌握多种操作技术以适应生产要素变动的需求。因此，航天材料产品制造难以做到大规模工业化生产，也难以整体采用自动化生产设备形成流水线式的生产模式，生产线信息化、自动化程度相对较低。

航天产业属于高投入的军工行业，科研生产能力按照型号牵引的思路建设，以满足型号需求为重要决策依据，主要依靠国家专项技改投资。此类技改投资通常以解决特定型号研制或批生产条件为着眼点，具有目的单一的特点，较难满足多型号研制生产并行对能力条件的需求，难以实现基础能力和长期发展能力的统筹建设。

研究所主要能力条件通过国防科工局、装备发展部等渠道申请技改项目建设。多年来，通过多项国拨技改项目支持并持续推进自筹资金建设，已形成了约28亿元的固定资产，包括约19.5万平方米科研生产面积和1100余台（套）工艺设备。但是，由于按项目分别实施，存在多期多次分区域建设同类型能力的情况，长期以来呈现总体能力布局分散、总体资产效能难以充分发挥、专业布局尚需优化的特点。近年来，随着型号任务研制进度急剧加快，批生产产品数量逐渐增加，原有分散的手工生产模式受到极大挑战，能力条件确保型号研制生产的履约能力和质量保证能力有所降低。

二、生产线建设途径

为了改变航天材料科研生产能力布局分散、难以集中统筹利用资源的现状，研究所通过将原有分项目实施、分散的能力条件集中并按工艺路线重新布局，同时适当补充关键核心设备，增加必要场地面积，完善管理制度，建设形成针对特定产品的生产线，实现部分产品集中化、规模化量产，以达到提高生产效率，提升生产能力和产品质量的目的。

例如，A产品涉及成型、加工、喷涂和检测等工序，未建设生产线前制造该产品需使用工艺设备9台（套），年生产能力为4件，工艺设备和生产场地因通过不同技改项目实施而分散在不同厂房，产品生产过程中需多次周转运输。

随着任务的增加，要求A产品年生产能力达到12件，原生产能力已无法满足生产需要。研究所通过调整增大生产场地，补充7台（套）核心工艺设备，按照工艺路线科学布局，集中配备47名专业人员，利用信息化排产，完善管理制度，建成了A产品生产线，使该产品得以集中量产，年生产能力达到了12件，满足了任务需求。

三、生产线建设效果分析

1．促进工艺改进

通过生产线建设，促进科研人员对工艺深入研究，探索出了更优异的工艺方法，如A产品需测量厚度，但因特定原因市售货架产品无法满足使用要求，原厚度测试工序采用人工针刺法测量，每件产品需要5人配合测量2天。在生产线建设过程中，通过对测量工艺梳理分析并对检测手段调研，自行研制了非标厚度检测仪，经过验证后投入生产使用。该设备有效地提升了工艺水平，减少了测量工作量，提高了生产效率，避免了针刺法测量遗留贯穿性针孔和表面压痕对产品性能及表观质量的影响。

2．工时得以优化

通过生产线建设，深度改进工艺方法，系统梳理优化工艺流程，确保各工序紧密衔接，减少周转次数，提高了生产效率。单件A产品1#部段平均施工周期由原来的70天缩短至58天，2#部段平均施工周期由原来的50天缩短至42天。

3．产能得以提升

通过生产线建设，A产品生产线工艺设备由原来的9台（套）增加至16台（套），通过改进工艺、优化流程和信息化排产，以低于1倍原有能力的投入，将A产品生产能力由原来的4件/年提升至12件/年，实现产能增加2倍。

四、后续生产线建设建议

航天材料及工艺研究所A产品生产线建设结果证明，通过对现有资源补充整合建设专用生产线，可大幅提升生产效率、增加产能、促进工艺改进、优化能力布局。以此为例，后续生产线建设中应注重以下几点：

一是加大生产线柔性建设。

航天材料产品生产线建设应充分考虑航天产品小规模、小批量、多品种、研制生产并存的特点，统筹考虑各型号产品研制生产所需设备和场地等资源，推进柔性生产线建设，保证一条线尽量覆盖更多型号同类产品，通过参数调整完成不同品种不同批量的研制生产任务，提高生产线应用范围和利用效率。

二是增加数字化技术应用。由于航天产品种类繁多、工艺复杂，航天材料制备很难实现整体的规模化、流水化和数字化生产模式。但是随着工艺不断改进和数字化技术不断发展，生产线局部数字化、智能化技术已日趋成熟，配合信息化排产，可提高产品生产效率和质量稳定性。

三是强化顶层和统筹策划。生产线建设需加强顶层和统筹策划，统筹近期与长远目标、兼顾研制与生产关系，按照新型工业化发展要求，对标国际一流水平建设。生产线建设应符合国家和地区规划布局与城市定位，避免生产线刚建成就因规划政策等原因产生大规模调整，造成资源浪费。同时，应充分考虑后续任务的增加和变化，预留能力扩充空间和新技术改造升级空间，建设可持续发展的生产线。