中國航天飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計：從設(shè)計源頭控制成本

從設(shè)計源頭控制成本，是踐行“零缺陷”管理和“第一次就把事情做對”理念的有效措施，對航天事業(yè)尤其重要。作為中國航天科技集團公司的首批“六好”班組和中國運載火箭技術(shù)研究院的首批“長征班組”，飛行器結(jié)構(gòu)組承擔著“舵手”大責，把握著飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的航向，產(chǎn)品成本控制工程從這里啟航。班組成員銳意進取、群策群力，研究出了控制成本的有效招數(shù)。

招數(shù)一：嚴控試驗件成本

飛行器設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，從研制到定型，要經(jīng)歷少則幾十次、多則上百次的地面試驗，如果完全按照正式產(chǎn)品圖紙制作試驗件，是對人力、物力和財力的極大浪費。但是，在滿足試驗要求的前提下，盡量優(yōu)化原材料、結(jié)構(gòu)形式以及試驗需求，那么，節(jié)約的科研經(jīng)費數(shù)目將相當可觀。例如，某型號狀態(tài)復(fù)雜，需要大量的地面試驗，對此，結(jié)構(gòu)組通過統(tǒng)計分析，找出了成本控制的源頭和薄弱環(huán)節(jié)，通過簡化試驗件結(jié)構(gòu)、選用低價通用的原材料、同一狀態(tài)的地面試驗件多次使用等措施，在飛行前的地面試驗就共計節(jié)約成本超過千萬，對以后其他型號的地面試驗件成本控制也提供了有效參考。

通常，飛行器殼體材料選用鋁，然后做成錐形，叫鋁鍛件，而鋁鍛件的生產(chǎn)周期至少需要半年時間。結(jié)構(gòu)組為縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，在不影響產(chǎn)品性能和質(zhì)量的前提下，將材料做成另外一種模型，叫鋁鑄件，生產(chǎn)周期縮短了約2個月。生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于殼體軸向長度較大，不能一次完成整個生產(chǎn)，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期大大超過了預(yù)期，并且由于機加工難度大，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題較多。為縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品的質(zhì)量性能，班組對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式進行了改進，大大降低了產(chǎn)品的加工量，并增加了加工效率較高的另一種加工量，將加工周期由90天縮短到45天。同時，由于改進后的結(jié)構(gòu)較為簡單，可以有效控制產(chǎn)品的加工質(zhì)量。僅此兩項成本控制措施，就降低成本五十余萬元。

在某新型號的批產(chǎn)過程中，出現(xiàn)了大量的不合格產(chǎn)品，使得交付合格產(chǎn)品生產(chǎn)成本驟增，并且嚴重影響了該產(chǎn)品的生產(chǎn)進度。為嚴格控制產(chǎn)品成本及生產(chǎn)質(zhì)量并提高批產(chǎn)效率，結(jié)構(gòu)組做了大量的調(diào)研分析工作，并找出原因進行改進，結(jié)果不合格品率已由82%降至4%，同時大大降低了由于產(chǎn)品超差造成的報廢、返修、庫房管理等費用，節(jié)約了大量的人力、物力和時間，嚴格控制了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，同時提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和進度。

招數(shù)二：重視三個三

嚴格“三級”審簽制度，堅持“三單”統(tǒng)計與分析，重視“三化”工作。

“三級”是指設(shè)計、校對和審核，三級審簽制度是設(shè)計部門設(shè)計產(chǎn)品必須執(zhí)行的制度，結(jié)構(gòu)組組織相關(guān)人員編寫了審圖規(guī)范，將三級審簽過程表格化，規(guī)范化，決不放過任何細節(jié)。對于重點任務(wù)、重點階段圖紙，組織老專家對圖紙進行復(fù)審，專家不僅可以發(fā)現(xiàn)圖紙錯誤，還可以糾正年輕設(shè)計員不合理的設(shè)計方法，幫助年輕設(shè)計員成長。經(jīng)過規(guī)范化審圖和專家把關(guān)，可以有效控制設(shè)計圖紙的質(zhì)量，為生產(chǎn)打好基礎(chǔ)。

“三單”是指技術(shù)通知單、質(zhì)疑單、更改單俗話說“前事不忘，后事之師”，隨著設(shè)計工作日趨復(fù)雜，日益繁忙，設(shè)計過程中不出差錯幾乎是不可能的，因此歸納總結(jié)就顯得尤為重要。結(jié)構(gòu)組堅持每月進行三單統(tǒng)計匯總，召開班組質(zhì)量分析會，向所有成員介紹本月的三單情況，分析三單內(nèi)容，從而減少了問題重復(fù)出現(xiàn)概率，提高了設(shè)計質(zhì)量。

“三化”是某系統(tǒng)標準化設(shè)計的重要形式。某系統(tǒng)實行“三化”可以有效減少重復(fù)勞動、節(jié)省經(jīng)費、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短研制周期、降低研制風險等，因而被世界上許多國家作為發(fā)展專業(yè)系統(tǒng)裝備的一條基本途徑和政策。因此班組成立“三化”課題組，通過對現(xiàn)有各類飛行器的清理、整頓，針對具有通用性的結(jié)構(gòu)零件、組件和結(jié)構(gòu)要素，系統(tǒng)地給出其基本型或系列型譜，歸納總結(jié)形成了《飛行器結(jié)構(gòu)常用零件三化設(shè)計匯編手冊》和《飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計要素三化設(shè)計匯編手冊》。

招數(shù)三：設(shè)計手段升級。

以“三維數(shù)字化”為代表的設(shè)計手段升級是結(jié)構(gòu)組引航專業(yè)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。結(jié)構(gòu)組首次將三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，實現(xiàn)了從總體發(fā)布，部段結(jié)構(gòu)件設(shè)計、儀器裝配、電纜敷設(shè)、管路設(shè)計、模擬裝配、機構(gòu)仿真、強度計算等一體化設(shè)計，打通了我院飛行器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計和一體化制造的通道，使得飛行器模裝時間大大縮短。三維數(shù)字化協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用，對提高產(chǎn)品設(shè)計水平、制造質(zhì)量、裝配效率等都具有十分重要的意義。