基于航天领域产品化工程的探索研究

宗俊珺 /上海航天动力技术研究所

航天型号产品化是实现产业化发展的核心战略，建立以型谱为基础的产品体系，是实现低成本、快研制、高可靠的关键手段，更是型号研制模式改革的重要推力。上海航天动力技术研究所全面贯彻中国航天科技集团有限公司新时期产品化工作总体方案和上海航天技术研究院新时期产品化工作实施方案，在产品化目标、工作思路及实施策划等必要性和可行性上进行了深入分析研究，对组织机构、产品体系、产品选用、成熟度定级与评价等方面开展了实践，为航天型号产品化的发展提供了宝贵的经验。

一、产品化目标与工作思路

1.产品化目标

产品化是指本单位所提供的产品面向更多的目标用户，获取最大的市场收益。产品化的对象与结果都是产品，以统一、可持续和可迭代的策略设计产品，延长产品最大限度的生命周期，实现快速采购、设计、生产、试验、装配和运输，从而大幅降低成本。

研究所作为国内固体火箭发动机的专业单位之一，坚持以实现“高质量、高效率和高效益”三高为目标，运用产品化理念，制定针对型号/型谱产品研制的管理制度和技术标准，配备产品化专业技术队伍，建立以型号为中心的产品化工作体系，健全以型谱为基础的配套产品体系，确保“三高”目标的实现。

狭义的产品化通常指产品的“三化”，即通用化、系列化和组合化（模块化）。广义的产品化包含为达到产品“三化”所涉及的人、财、物方面的保障及为其配置的组织机构、技术队伍、管理模式和评价体系等环境和资源。在不同规格的装备产品中，类型和用途大致相同，结构相近的零部件经过统型后，零部件以标准化形式实现相互借用转换，可减少企业内生产同类部件、零件和工具型式尺寸的数量。

2.产品化工作思路

狭义的产品化通常指产品的“三化”，即通用化、系列化和组合化（模块化）。广义的产品化包含为达到产品“三化”所涉及的人、财、物方面的保障及为其配置的组织机构、技术队伍、管理模式和评价体系等环境和资源。在不同规格的装备产品中，类型和用途大致相同，结构相近的零部件经过统型后，零部件以标准化形式实现相互借用转换，可减少企业内生产同类部件、零件和工具型式尺寸的数量。

系列化是指通过对同一类产品发展规律的分析研究，对产品的主要参数、型式、尺寸和基本结构做出合理的安排与计划，以协调同类产品和配套产品之间的关系。固体火箭发动机是战术导弹的重要组成部分，因此需要对固体火箭发动机的参数进行分级、分档，满足同一规格的产品存在不同的型式。

组合化设计是指经过前期调研分析，根据固体火箭发动机的产品特点人工切分几大组合模块，通过替换、重组和适配，实现固体火箭发动机的不同需求，满足多品种、小批量的研制生产特点，简化了产品生命周期中的设计研发、生产制造和服务保障。

研究所产品化工作思路是充分利用所内资源，合理配置组织机构、技术队伍，形成相应的管理模式和评价体系，以实现最少量（种）的不同规格产品。构建能满足可预判到的全部使用要求的型谱产品，策划和实施单机产品，明确按型号开展研制。组件产品主要随配套型号开展研制，零件产品独立组批投产。在确保型号任务完成的同时，为型谱组件、零件产品的新研、成熟度提升、鉴定定级创造了条件，有助于型号和型谱工作的协同、科研生产资源的统筹，促进型号选用，缩短型号研制周期，改善研制效益，提高型号质量与可靠性，加速专业技术进步。通过产品化建设，打破了“一个型号一类技术，一种产品一支研制队伍”的传统研制模式，按照“系统型谱化、产品结构模块化、零部组件通用化、接口关系系列化”的型谱建设思路，对外整合需求，对内压缩品种，形成固体火箭发动机产品型谱超越型号的界限，不仅为现有的不同型号服务，更为未来的新型号服务。

二、产品化实践

1. 明确产品化工作的组织机构、主管部门以及产品队伍

一是组建产品化工作建设领导小组、工作小组和专家组，设立产品成熟度定级评价委员会，明确产品化工作建设第一负责人和产品成熟度定级评价委员会负责人；明确产品化工作建设实施的主管部门。

二是设置产品首席岗位，负责产品标准规划、产品方案审定，对产品主任师的工作给予指导。对单机、组件及下属产品设置了主任师岗位，包括设计师和工艺师，负责相应产品的开发和研制。

三是建立配套产品体系，构建产品体系框架，同步策划产品标准体系：

（1）研究所产品分为系统、单机、组件、零件、坯件、毛坯、配方、组分、外购等9类；

（2）梳理形成固体发动机单机3个大类（发动机，燃气发生器）7个小类（单室单推力，单室双推力，脉冲推力，电液能源用、弹射动力装置用燃气发生器）共计55个规格的产品分类方案；

（3）梳理形成固体发动机组件产品5个大类（燃烧室壳体、喷管、点火装置、燃烧室装药、驱动装置），13个小类（钢制和铝制燃烧室壳体，常规，长尾、组合式和柔性喷管，头部、中部、尾部和环形安装的点火装置，贴壁浇铸和自由装填的燃烧室装药，驱动装置）共计375个规格的产品；

（4）梳理形成固体发动机零件2个大类（密封件、连接件），5个小类（O形圈、密封垫片、螺栓、销钉、卡键）共计160个规格的产品；

（5）梳理形成固体发动机坯件1个大类（燃烧室壳体坯件），5个小类（裙、半球体、筒体、接头件、外挂件）共计161个规格的产品；

（6）梳理形成固体发动机配方3个大类（推进剂、绝热层、衬层），6个小类（丁羟、聚醚、叠氮和特种推进剂、绝热层、衬层）共121个规格的产品。

产品体系框架作为现有产品统型和后续产品规划的依据，是构建研究所产品标准体系的重要输入，是产品管理信息化平台的基本环境。产品体系框架将随产品及技术的发展而不断完善、提升，对技术体系构建起到牵引的作用。

2.实施产品设计选用的工作流程

在某型号为主的多个新研项目中，实施组件产品去型号化的标准化大纲，组件产品代号按型谱产品编号规则随型号产品同步研制，为组件产品在后续型号方案设计选用时做准备。在新研型号项目设计方案中，实施对连接件、密封件等通用件（零件）产品的直接选用、新增选用。基本形成单机产品明确按型号开展研制，组件及以下产品主要随配套型号开展研制的科研生产模式。

3.产品成熟度分类分级的定级评价模式

开展型谱产品成熟度定级与评价模式研究，完成《研究所单机级产品成熟度定级实施细则》《型谱产品（组件）产品成熟度定级》《零件产品成熟度定级》3份成熟度顶层文件，为成熟度定级评价工作提供理论依据。

围绕研究所产品体系框架，针对各层级产品的成熟度定级和评价策划了分层级的模式：

单机产品作为直接交付的产品，其成熟度定级评价按照研究院以及相关标准规范要求执行；组件产品作为内部配套的产品，其成熟度定级评价以单机产品的要求为基础，结合自身特点作相应调整，基本思路是以组件产品自身技术指标为基础的产品基线；零件产品作为内部的通用件产品，单独制定成熟度定级评价，强调可靠性指标的满足程度，以通过产品鉴定评审的3级成熟度作为划分试品和产品的标志。

4.启动单机、组件和零件产品分级研制模式

策划并实施了按型谱规划编号的典型组件产品随型号计划研制的科研模式。截至目前，共有14个新研型号28种规格的组件产品按照此模式进行研制，初步形成了型谱产品研制与型号任务配套生产互相渗透、互相融合的模式，在确保型号任务完成的同时，为型谱组件产品的新研、成熟度提升、鉴定定级创造了条件。

策划开展了型谱零件产品组批投产的科研生产管理模式，自实施以来，已在降低成本、保持库存保有量等环节初见成效，有助于型号和型谱工作的协同、科研生产资源的统筹，为后续的型谱组件货架产品选用奠定基础。

5.推进产品实现全过程信息化平台规划建设

开展产品化信息系统架构建设，实现纵向与端到端集成，全面支撑科研生产业务高效协同，如图1所示。强化产品全生命周期管理，将产品设计与仿真、工艺设计与仿真、系统测试等内容并入产品全生命周期管理系统PLM；将数字化制造执行部分向控制层、设备层延伸，纳入SCADA以及所有制造资源形成制造运营管理系统MOM。

图1 信息化平台

三、问题和不足

1.与现有质量体系文件不相融合

研究所产品化工作已经在工作体系、制度体系和标准体系方面形成了25份文件，但在梳理现行有效的产品化制度，识别与产品化要求不相适应的质量管理体系文件、技术基础制度、标准和规范时发现，质量体系文件涉及产品化内容较少，存在与产品化工作不相融合的地方。

2.产品体系建设不够健全

产品化管理体制和流程还未完全成熟，仍处于探索阶段。所级型谱产品技术状态控制、质量管理、物资管理、标准化、档案资料管理等基础管理要求与现有制度存在不协调的地方，产品化规范性文件未形成完整体系，型谱产品组批采购、验收交付、报审价、考核奖惩等产品化管理制度有所欠缺，产品研制流程不够完善，产品成熟度认定及提升工作、产品货架建立及管理工作刚刚起步。

研究所结合新时期上级单位产品化工作要求，深入开展制度体系、工作体系和标准体系的建设，并将产品化工作内容纳入质量体系文件，实现型号与型谱相融合。结合固体火箭发动机的特点，从技术水平、应用领域和发展方向等方面持续开展以型谱为基础的配套产品体系建设。完善型谱零件产品成熟度定级评价和组批投产、型谱产品货架建设，完善货架产品体系框架和产品目录，对货架产品上、下架实施动态管理。严格执行型谱产品选用控制审查，实施新研型号的型谱产品选用审查常态化管理。