本書從工程應(yīng)用的角度提出對航天單元制造模式的認(rèn)識和理解,重點(diǎn)論述了單元制造模式的提出背景及探索實(shí)踐過程,系統(tǒng)闡述了單元制造模式的組成與特征,對制造單元的設(shè)計(jì)與構(gòu)建、運(yùn)行與評價(jià)進(jìn)行了論述,并用多個專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)踐案例說明構(gòu)建流程及應(yīng)用成效,是一本集理論方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為一體的技術(shù)專著。本書共6章,主要包括緒論、航天單元制造模式、航天制造單元的設(shè)計(jì)與構(gòu)建、航天制造單元的運(yùn)行與評價(jià)、航天制造單元典型實(shí)踐案例、航天制造發(fā)展與展望。
從動筆到完成初稿,這本書用了一年多的時(shí)間,但開始醞釀這本書則是八年前的事了。單元制造思想從萌芽到開花結(jié)果,經(jīng)過了近20年的實(shí)踐驗(yàn)證,在實(shí)踐中也孕育了越來越豐富的內(nèi)涵。
中國航天事業(yè)在產(chǎn)品仿制、試制中起步,航天制造企業(yè)基本形成了專業(yè)齊全、配套完整、獨(dú)立自主的研制能力,生產(chǎn)現(xiàn)場多采用工藝專業(yè)化布局,這種模式支撐了我國航天科研任務(wù)的圓滿完成,推動了航天事業(yè)的快速發(fā)展。2000年左右,航天科研生產(chǎn)從多研制、少生產(chǎn)、單件作業(yè)向多型號并舉、研制和生產(chǎn)并重、研制和批量生產(chǎn)并存轉(zhuǎn)變,航天制造企業(yè)采用加班加點(diǎn)、增加人員設(shè)備和擴(kuò)大產(chǎn)品外協(xié)的傳統(tǒng)方式已經(jīng)難以滿足多品種、變批量的科研生產(chǎn)需求,如何批量生產(chǎn)成為航天制造企業(yè)亟待解決的難點(diǎn)問題。
面對當(dāng)時(shí)的批量生產(chǎn)急需,筆者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入研究國內(nèi)外先進(jìn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),將生產(chǎn)模式作為變革的首選,提出航天單元制造模式作為破解批量生產(chǎn)難題的切入點(diǎn)。2004年,團(tuán)隊(duì)針對傳動組件批量制造瓶頸,開展了單元制造模式探索,通過對產(chǎn)品工藝優(yōu)化、流程優(yōu)化,將設(shè)備按照工藝流程重新布局,縮短了物流路徑,同時(shí)調(diào)整生產(chǎn)組織、人員管理、工藝管理、物流管理、現(xiàn)場產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)方式等,將整批量流轉(zhuǎn)減少為5件一流轉(zhuǎn),生產(chǎn)效率提升了4倍,人員和設(shè)備均減少了50%左右,解決了一直想解決但未解決的制造瓶頸難題,真正實(shí)現(xiàn)了向變革要效率。在此基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)又推動單元制造模式在尾翼制造、伺服艙鑄造、發(fā)動機(jī)裝配中的應(yīng)用,也取得了顯著成效,為后續(xù)推廣應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2008年,中國航天科技集團(tuán)公司(以下簡稱集團(tuán)公司)面向火箭、衛(wèi)星等典型產(chǎn)品大力推廣單元制造模式,以提升關(guān)鍵核心產(chǎn)品制造能力,滿足規(guī);l(fā)展需求。2012年10月,集團(tuán)公司召開單元制造模式現(xiàn)場交流會,宣貫了《航天產(chǎn)品單元制造模式實(shí)施指南》,多家單位分享了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與成效,此次會議推動了單元制造模式在集團(tuán)公司內(nèi)的全面應(yīng)用。隨著航天科研生產(chǎn)向大量研制、批量交付、高密度發(fā)射轉(zhuǎn)變,航天制造企業(yè)以單元制造模式為核心,基于產(chǎn)品制造流程構(gòu)建了生產(chǎn)線,制造能力顯著提升。多年實(shí)踐證明,單元制造模式是適應(yīng)航天多品種、變批量生產(chǎn)的先進(jìn)制造模式,能夠在混線生產(chǎn)下兼顧柔性和效率,更好地滿足航天產(chǎn)品快速研制和穩(wěn)定批產(chǎn)的需求。這種制造模式的重大變革有力地支撐了航天規(guī);l(fā)展。
近年來,航天制造企業(yè)加大了單元考核與激勵力度,充分釋放出單元制造模式的潛能。同時(shí),推進(jìn)新一代信息技術(shù)與單元制造模式的融合,形成數(shù)字化/智能化制造單元,再以點(diǎn)連線、由線及面,衍變?yōu)閿?shù)字化/智能化生產(chǎn)線、車間、工廠,為我國航天重大工程的順利實(shí)施提供了堅(jiān)強(qiáng)保障。當(dāng)前,航天強(qiáng)國建設(shè)加速推進(jìn),要不斷增強(qiáng)航天產(chǎn)品高質(zhì)量供給能力、高可靠保障能力、創(chuàng)新發(fā)展能力,航天制造面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。應(yīng)緊抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇,以提質(zhì)增效為核心,以橫向價(jià)值鏈集成為主線,探索實(shí)踐航天總裝拉動式智能制造模式,構(gòu)建以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的開放、協(xié)同的航天制造產(chǎn)業(yè)鏈,推動航天制造轉(zhuǎn)型升級,融入我國新型工業(yè)化和現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系,不斷滿足新時(shí)代航天事業(yè)發(fā)展的需要。
筆者在航天制造領(lǐng)域深耕數(shù)十年,充分認(rèn)識到航天制造模式應(yīng)隨著形勢任務(wù)變化及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整,始于需求,終于需求,要綜合考慮已有基礎(chǔ)、技術(shù)能力、管理水平和經(jīng)濟(jì)可承受性。深刻體會到要抓住突出難題和瓶頸,有針對性地下大力氣解決;要打破固有思維定勢,跳出慣有思維局限,用創(chuàng)造性思維解決問題;要結(jié)合實(shí)際勇于實(shí)踐,在實(shí)踐中迭代完善,形成獨(dú)特的理論方法和解決方案,可以說,航天制造是在航天事業(yè)發(fā)展不同階段的矛盾解決中成長壯大的;诖耍P者從工程應(yīng)用角度提出對單元制造模式的認(rèn)識和理解,以期為業(yè)界同行提供借鑒和啟發(fā)。歡迎大家交流探討,共同推進(jìn)航天先進(jìn)制造模式應(yīng)用得更深入更廣泛,支撐航天事業(yè)發(fā)展得越來越好!
本書由王國慶負(fù)責(zé)整體策劃、全書統(tǒng)稿,胡新平、劉欣、侯俊杰、劉琦、潘爾順負(fù)責(zé)總體指導(dǎo)。第1章由袁維佳、張偉、李慧麗撰寫,第2章由王國慶、劉明全、潘宇新撰寫,第3章由胡新平、趙春章、袁維佳撰寫,第4章由梁丹、吳曉曉、孫璞撰寫,第5章由劉明全、孫瑩、劉胤撰寫,第6章由王國慶、侯俊杰、張輝撰寫。感謝上海交通大學(xué)、中國航天科技集團(tuán)有限公司質(zhì)量技術(shù)部、中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院、中國空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院、首都航天機(jī)械有限公司相關(guān)人員對本書撰寫的支持,感謝中國宇航出版社在本書撰寫和出版過程中給予的大力支持。
在撰寫本書過程中,力求做到概念精準(zhǔn)、闡述明確、邏輯清晰,使之具有較強(qiáng)的實(shí)用性。由于時(shí)間倉促,水平有限,書中難免有不足之處,敬請專家和讀者批評指正。
第1章緒論1
1.1航天產(chǎn)品與特點(diǎn)1
1.1.1航天產(chǎn)品介紹1
1.1.2航天產(chǎn)品特點(diǎn)3
1.2航天制造模式發(fā)展歷程4
1.2.1制造模式概念4
1.2.2典型先進(jìn)制造模式5
1.2.3航天制造模式發(fā)展7
1.3新時(shí)期航天制造模式的選擇8
1.3.1形勢任務(wù)特點(diǎn)8
1.3.2單元制造模式的提出8
1.4小結(jié)11
參考文獻(xiàn)13
第2章航天單元制造模式14
2.1內(nèi)涵特征14
2.1.1基本內(nèi)涵14
2.1.2主要特佂15
2.1.3適用范圍16
2.2體系架構(gòu)與組成要素17
2.2.1體系架構(gòu)17
2.2.2組成要素20
2.3運(yùn)用方式與實(shí)施效能23
2.3.1運(yùn)用方式23
2.3.2實(shí)施效能26
2.4航天制造單元與實(shí)施流程27
2.4.1航天制造單元27
2.4.2單元構(gòu)建原則28
2.4.3組織實(shí)施流程28
2.5小結(jié)29
參考文獻(xiàn)30
第3章航天制造單元的設(shè)計(jì)與構(gòu)建31
3.1產(chǎn)品歸類31
3.1.1視檢法31
3.1.2生產(chǎn)流程分析法32
3.1.3聚類分析法35
3.2工藝與流程優(yōu)化44
3.2.1工藝設(shè)計(jì)44
3.2.2工藝改進(jìn)與優(yōu)化50
3.3制造資源規(guī)劃56
3.3.1制造資源類型56
3.3.2制造資源配置58
3.4制造單元布局60
3.4.1單元布局規(guī)劃60
3.4.2單元布局形式63
3.4.3單元布局過程67
3.4.4單元布局與運(yùn)行驗(yàn)證69
3.5制造單元信息系統(tǒng)構(gòu)建82
3.5.1單元層信息系統(tǒng)構(gòu)建85
3.5.2工控層信息系統(tǒng)構(gòu)建98
3.5.3設(shè)備層信息系統(tǒng)構(gòu)建100
3.5.4網(wǎng)絡(luò)層信息系統(tǒng)構(gòu)建100
3.6小結(jié)101
參考文獻(xiàn)102
第4章航天制造單元的運(yùn)行與評價(jià)103
4.1航天制造單元的運(yùn)行管理103
4.1.1生產(chǎn)運(yùn)作103
4.1.2文件與數(shù)據(jù)106
4.1.3質(zhì)量保證108
4.1.4環(huán)境與安全110
4.2航天制造單元的組織管理112
4.2.1人員與組織112
4.2.2考核與激勵115
4.3航天制造單元的評價(jià)與改進(jìn)117
4.3.1評價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)117
4.3.2綜合評價(jià)方法125
4.3.3綜合評價(jià)與持續(xù)改進(jìn)128
4.4小結(jié)129
參考文獻(xiàn)130
第5章航天制造單元典型實(shí)踐案例131
5.1盤環(huán)零件制造單元131
5.1.1背景與需求131
5.1.2構(gòu)建實(shí)施132
5.1.3應(yīng)用成效139
5.2傳動組件制造單元140
5.2.1背景與需求140
5.2.2構(gòu)建實(shí)施141
5.2.3應(yīng)用成效146
5.3伺服艙鑄造單元146
5.3.1背景與需求146
5.3.2構(gòu)建實(shí)施148
5.3.3應(yīng)用成效150
5.4太陽翼基板制造單元151
5.4.1背景與需求151
5.4.2構(gòu)建實(shí)施152
5.4.3應(yīng)用成效165
5.5鉚接艙體產(chǎn)品單元 167
5.5.1背景與需求167
5.5.2構(gòu)建實(shí)施167
5.5.3應(yīng)用成效173
5.6氫氧發(fā)動機(jī)裝配制造單元174
5.6.1背景與需求174
5.6.2構(gòu)建實(shí)施174
5.6.3應(yīng)用成效181
5.7貯箱箱底制造單元182
5.7.1背景與需求182
5.7.2構(gòu)建實(shí)施184
5.7.3應(yīng)用成效186
5.8小結(jié)187
第6章航天制造發(fā)展與展望188
6.1形勢與挑戰(zhàn)188
6.2發(fā)展趨勢190
6.3未來展望193
6.4小結(jié)194
參考文獻(xiàn)195