航天液體動(dòng)力產(chǎn)品化工作管理與實(shí)踐

肖虎亮、曾 立、候早 /航天推進(jìn)技術(shù)研究院

“十三五”以來(lái)，航天裝備領(lǐng)域一直呈現(xiàn)多型號(hào)并舉、研制與批產(chǎn)并重的新常態(tài)，航天裝備型號(hào)研制周期緊張、經(jīng)濟(jì)效益不高等問(wèn)題日益凸顯，迫切需要加快推進(jìn)航天型號(hào)科研生產(chǎn)管理模式轉(zhuǎn)型升級(jí)，而深入推進(jìn)產(chǎn)品化工作是解決當(dāng)前問(wèn)題的有效途徑。

航天推進(jìn)技術(shù)研究院在任務(wù)量劇增和臨時(shí)任務(wù)增加、質(zhì)量形勢(shì)十分嚴(yán)峻、資源保障嚴(yán)重不足和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈的形勢(shì)下，圍繞“三高”和“雙一流”發(fā)展目標(biāo)，全面貫徹中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司提出的新時(shí)期產(chǎn)品化工作要求與理念，制定了新時(shí)期產(chǎn)品化工作實(shí)施方案，確定了產(chǎn)品化工作總體目標(biāo)與思路，聚焦產(chǎn)品和專(zhuān)業(yè)技術(shù)，進(jìn)一步加快推動(dòng)管理體系健全，明晰工作流程與崗位責(zé)任，優(yōu)化產(chǎn)品化工作模式，為縮短研制周期、改善研制效益、提高質(zhì)量與可靠性、加速技術(shù)創(chuàng)新發(fā)揮了重要作用。

一、明確產(chǎn)品化工作目標(biāo)與工作思路

研究院根據(jù)液體動(dòng)力面臨的任務(wù)形勢(shì)和實(shí)際情況，制定了產(chǎn)品化工作總體目標(biāo)、工作思路以及差異化管理要求。

產(chǎn)品化工作總體目標(biāo)：全員隊(duì)伍“一認(rèn)識(shí)”，模式隊(duì)伍“兩驅(qū)動(dòng)”；型譜貨架“一套表”，研制批產(chǎn)“兩流程”；成熟過(guò)程“一指南”，制度標(biāo)準(zhǔn)“兩體系”。以“三高”和“雙一流”戰(zhàn)略為導(dǎo)向，建立產(chǎn)品化制度體系、工作體系、標(biāo)準(zhǔn)體系，建立高效的產(chǎn)品化工作管理模式，構(gòu)建研發(fā)新一代系統(tǒng)融合的航天技術(shù)和產(chǎn)品平臺(tái)，建設(shè)一流產(chǎn)品體系和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)卓越過(guò)程，夯實(shí)產(chǎn)品化技術(shù)與信息基礎(chǔ)保障體系，確保建成技術(shù)一流、品質(zhì)一流、過(guò)程一流的產(chǎn)品體系，實(shí)現(xiàn)科研生產(chǎn)能力的全面提升，支撐研究院科研模式轉(zhuǎn)型和航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)。

總體工作思路：以型號(hào)領(lǐng)域化管理為牽引，構(gòu)建專(zhuān)業(yè)共性產(chǎn)品支撐體系，建立具有研究院特色的產(chǎn)品化工作管理體系、制度體系、標(biāo)準(zhǔn)體系，建立與領(lǐng)域化科研生產(chǎn)管理模式相關(guān)的產(chǎn)品化流程與隊(duì)伍，形成獨(dú)具特色的工作文化理念；以產(chǎn)品型譜與產(chǎn)品貨架建設(shè)為主導(dǎo)，有序推動(dòng)液體動(dòng)力產(chǎn)品系列化發(fā)展規(guī)劃和規(guī)格優(yōu)化；以型譜與貨架產(chǎn)品管理和選用為手段，有效把控產(chǎn)品化工作導(dǎo)向；以產(chǎn)品成熟度提升和定級(jí)、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程提升與卓越等級(jí)認(rèn)證為核心，提質(zhì)增效、有效把控風(fēng)險(xiǎn)；以推進(jìn)產(chǎn)品化技術(shù)研究為支撐，快速推進(jìn)研究院產(chǎn)品化工作。

通過(guò)縱向領(lǐng)域化統(tǒng)籌和橫向共性專(zhuān)業(yè)支撐，形成研究院液體發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品化發(fā)展的矩陣體系，推動(dòng)科研模式從型號(hào)驅(qū)動(dòng)向型號(hào)產(chǎn)品與專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)并重轉(zhuǎn)變（見(jiàn)圖1）。

圖1 研究院轉(zhuǎn)型前后產(chǎn)品體系

差異化管理要求：以型譜規(guī)劃與建設(shè)為前提、以貨架建設(shè)與產(chǎn)品管理為目標(biāo)，實(shí)施存量產(chǎn)品和增量產(chǎn)品管理過(guò)程，存量產(chǎn)品重點(diǎn)關(guān)注成熟度提升和實(shí)現(xiàn)過(guò)程提升，原則上5 級(jí)成熟度即可轉(zhuǎn)入貨架產(chǎn)品管理，增量產(chǎn)品完成研制滿足3 級(jí)成熟度，即可轉(zhuǎn)入存量產(chǎn)品控制流程（見(jiàn)圖2）。圍繞不同產(chǎn)品研制特點(diǎn)，實(shí)施差異化的產(chǎn)品化工作，針對(duì)常溫發(fā)動(dòng)機(jī)、液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，重點(diǎn)開(kāi)展型譜規(guī)劃、產(chǎn)品成熟度提升和“去兩化”量產(chǎn)工作；針對(duì)空間任務(wù)產(chǎn)品，強(qiáng)調(diào)繼承性和成熟度，關(guān)注實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)和驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)，突出環(huán)境與壽命的分析與驗(yàn)證；針對(duì)姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)，重點(diǎn)開(kāi)展組件型譜規(guī)格優(yōu)化，統(tǒng)一指標(biāo)要求和環(huán)境條件，強(qiáng)化系統(tǒng)高效集成。

圖2 產(chǎn)品管理流程

二、建立健全產(chǎn)品化工作管理體系、制度體系和標(biāo)準(zhǔn)體系

產(chǎn)品化管理工作是單位科研工作管理模式轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手，也是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，需要單位內(nèi)部各部門(mén)協(xié)調(diào)配合才能發(fā)揮整體作用，研究院把產(chǎn)品化工作列為“一把手工程”，成立了產(chǎn)品化工作領(lǐng)導(dǎo)小組和管理辦公室，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域“兩總”、發(fā)動(dòng)機(jī)（系列）產(chǎn)品“兩總”、產(chǎn)品首席等產(chǎn)品隊(duì)伍，構(gòu)建權(quán)責(zé)明晰的產(chǎn)品化管理體系，加強(qiáng)產(chǎn)品化政策的落實(shí)，提高產(chǎn)品化工作的執(zhí)行力度。

研究院搭建了產(chǎn)品管理體系構(gòu)架，明確了產(chǎn)品管理類(lèi)、型號(hào)選擇使用產(chǎn)品類(lèi)、產(chǎn)品化綜合管理類(lèi)3 類(lèi)共23 余項(xiàng)制度與規(guī)范框架，印發(fā)了《研究院產(chǎn)品化工作管理規(guī)定》和《研究院產(chǎn)品化工作隊(duì)伍管理辦法》，廠所也分別制修訂了本單位的產(chǎn)品化工作管理制度。

按照型譜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化要求和產(chǎn)品化建設(shè)實(shí)際需要，構(gòu)建了涵蓋產(chǎn)品管理、基礎(chǔ)產(chǎn)品、專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)三大類(lèi)，涉及通用管理、閥門(mén)、燃燒裝置、緊固件等16個(gè)方面的研究院產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)子體系框架（見(jiàn)圖3），對(duì)172 項(xiàng)產(chǎn)品化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理并按類(lèi)別納入體系。

圖3 研究院產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖

明確了以一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品規(guī)范等為代表的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃，補(bǔ)充健全發(fā)動(dòng)機(jī)和部組件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品規(guī)范缺項(xiàng)。結(jié)合緊固件、管接頭、通類(lèi)、卡箍等基礎(chǔ)級(jí)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)，完成了多項(xiàng)產(chǎn)品規(guī)范的制修訂，進(jìn)一步支撐了產(chǎn)品選用和批量生產(chǎn)。

三、開(kāi)展產(chǎn)品型譜建設(shè)與規(guī)劃

研究院全面梳理產(chǎn)品型譜并制定規(guī)劃，構(gòu)建了分系統(tǒng)級(jí)、單機(jī)級(jí)、組件級(jí)、基礎(chǔ)級(jí)（含關(guān)鍵零部件/結(jié)構(gòu)）的四級(jí)產(chǎn)品型譜框架（見(jiàn)圖4）。按照研究院航天產(chǎn)品型譜管理辦法，實(shí)施產(chǎn)品型譜建設(shè)與優(yōu)化，開(kāi)展通用化研究與實(shí)踐，在已有型譜簡(jiǎn)表的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化和統(tǒng)一了發(fā)動(dòng)機(jī)的特征參數(shù)和技術(shù)說(shuō)明，為強(qiáng)化型譜產(chǎn)品選用奠定了基礎(chǔ)。研究院發(fā)布了35 型主動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)和79 型姿軌控動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品型譜，381 型貯箱、氣瓶、閥門(mén)、推力室產(chǎn)品型譜壓縮了50%左右。

圖4 研究院產(chǎn)品型譜框架

四、推進(jìn)“去兩化”工作

研究院圍繞產(chǎn)品統(tǒng)一技術(shù)狀態(tài)、產(chǎn)品代號(hào)及文件去型號(hào)化、研制生產(chǎn)模式去型號(hào)化等方面開(kāi)展研究，實(shí)施技術(shù)狀態(tài)統(tǒng)一、環(huán)境條件統(tǒng)一、數(shù)據(jù)包等文件要求統(tǒng)一，采取原材料組合備料、標(biāo)準(zhǔn)件組合采購(gòu)、部組件組合投產(chǎn)、發(fā)動(dòng)機(jī)組合抽檢與組批驗(yàn)收等措施，不斷優(yōu)化流程與工藝，穩(wěn)步提升工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)品合格率，產(chǎn)品質(zhì)疑單逐年減少。

常規(guī)運(yùn)載火箭一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)向某型航天裝備發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一，生產(chǎn)采用“組合投入，連續(xù)生產(chǎn)，滾動(dòng)抽檢，分流使用”的管理模式，聯(lián)合開(kāi)展抽檢試車(chē)方案，部分型號(hào)總體院已分別實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一驗(yàn)收。

液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)研制之初，便以“產(chǎn)品化”為設(shè)計(jì)理念，通過(guò)基本型發(fā)動(dòng)機(jī)之間的組合，與各型飛行機(jī)架、增壓系統(tǒng)構(gòu)成不同的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

編制了《推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)品代號(hào)的編制規(guī)定》標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了在研大部分單機(jī)產(chǎn)品和新研全部產(chǎn)品的代號(hào)去型號(hào)化，并根據(jù)產(chǎn)品代號(hào)規(guī)則編制了新、老產(chǎn)品代號(hào)對(duì)應(yīng)表，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合組批投產(chǎn)與抽檢驗(yàn)收。

五、推進(jìn)產(chǎn)品成熟度提升與“三再”工作

編制了產(chǎn)品成熟度管理辦法，明確了產(chǎn)品成熟度控制工作程序以及分系統(tǒng)、單機(jī)和組件產(chǎn)品成熟度定級(jí)和降級(jí)管理機(jī)制。結(jié)合泵壓式發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品特點(diǎn)，編制了泵壓式發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品成熟度定級(jí)實(shí)施細(xì)則，規(guī)范了定級(jí)要求。

按照標(biāo)準(zhǔn)要求，組織制定了70 余項(xiàng)產(chǎn)品規(guī)范，完成了現(xiàn)役常規(guī)運(yùn)載火箭及上面級(jí)配套10 余型發(fā)動(dòng)機(jī)5 級(jí)成熟度評(píng)價(jià)，部分新一代發(fā)動(dòng)機(jī)完成了4 級(jí)成熟度評(píng)定，開(kāi)展了多型航天裝備型號(hào)組件產(chǎn)品成熟度認(rèn)定。

研究院通過(guò)多種形式全面開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)“三再”工作，形成了“三再”工作推進(jìn)機(jī)制（見(jiàn)圖5）。以新技術(shù)、新認(rèn)識(shí)、新方法等多種手段系統(tǒng)開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)再設(shè)計(jì)，通過(guò)飛行試車(chē)數(shù)據(jù)再分析、質(zhì)量問(wèn)題“回頭看”、共性質(zhì)量問(wèn)題治理等多種形式，再次分析發(fā)動(dòng)機(jī)可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)于難以把控的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)通過(guò)仿真計(jì)算、環(huán)境試驗(yàn)、邊界驗(yàn)證等多種形式進(jìn)行再驗(yàn)證，提前發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患并及時(shí)解決。同時(shí)，圍繞焊接、熱處理、氫脆、手工操作、不可檢不可測(cè)等實(shí)現(xiàn)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，開(kāi)展了工藝改進(jìn)、先進(jìn)檢測(cè)手段研究應(yīng)用以及標(biāo)準(zhǔn)提升等工作，切實(shí)提升發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品可靠性、健壯性，持續(xù)推進(jìn)薄弱環(huán)節(jié)治理。

圖5 “三再”工作推進(jìn)機(jī)制

引入定制化設(shè)備、機(jī)器人、非接觸測(cè)量等手段，建設(shè)姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)部組件裝配與發(fā)動(dòng)機(jī)總裝總測(cè)脈動(dòng)生產(chǎn)線、先進(jìn)制造單元，實(shí)現(xiàn)部組件、總裝的自動(dòng)化、節(jié)拍化生產(chǎn)；開(kāi)展4 項(xiàng)總裝流程優(yōu)化，從現(xiàn)有固定工位裝配串行流程優(yōu)化為脈動(dòng)裝配模式下并行流程，主要裝配環(huán)節(jié)數(shù)從15 個(gè)縮減至6 個(gè)。

六、落實(shí)產(chǎn)品選用要求，提高成熟產(chǎn)品選用率

在研究院產(chǎn)品化工作管理規(guī)定中明確了產(chǎn)品選用管理原則：首先優(yōu)先選用貨架產(chǎn)品，貨架產(chǎn)品無(wú)法滿足需求時(shí)，優(yōu)先選擇型譜內(nèi)成熟度高的產(chǎn)品，嚴(yán)格控制型譜外產(chǎn)品的選用。

研究形成了產(chǎn)品化率和型譜化率的計(jì)算方法，形成了型號(hào)產(chǎn)品化研制大綱的工作模板，建立了選用指標(biāo)和控制流程，將新研產(chǎn)品的產(chǎn)品化率作為核心指標(biāo)實(shí)施關(guān)鍵控制。

設(shè)計(jì)單位從設(shè)計(jì)源頭落實(shí)產(chǎn)品化工作要求，在新研型號(hào)方案論證時(shí)開(kāi)展型譜選用分析工作，各級(jí)產(chǎn)品化師按職責(zé)審查把關(guān)，在文件上簽署留名，在型號(hào)研制過(guò)程中監(jiān)督產(chǎn)品化要求的執(zhí)行和落實(shí)，同時(shí)根據(jù)型號(hào)研制的進(jìn)展情況，在轉(zhuǎn)階段時(shí)提出產(chǎn)品成熟度提升、型譜優(yōu)化、生產(chǎn)線建設(shè)等意見(jiàn)和建議；型號(hào)研制結(jié)束后，提出產(chǎn)品化產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)編制項(xiàng)目，把產(chǎn)品化工作融入型號(hào)研制流程中。

新論證的部分姿軌控型號(hào)的產(chǎn)品化率平均達(dá)90%以上，推動(dòng)了新型號(hào)的快速研制，降低研制風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，結(jié)合選用分析開(kāi)展了部分成熟產(chǎn)品的補(bǔ)充鑒定試驗(yàn)，拓展了產(chǎn)品的使用條件。

七、實(shí)踐效果

1.首創(chuàng)產(chǎn)品化與領(lǐng)域化有效融合的專(zhuān)業(yè)管理新模式

通過(guò)縱向領(lǐng)域化統(tǒng)籌和橫向共性專(zhuān)業(yè)支撐，構(gòu)建產(chǎn)品化與領(lǐng)域化有機(jī)融合的工作體系，形成了研究院液體發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品化發(fā)展的矩陣體系，推動(dòng)科研模式從型號(hào)驅(qū)動(dòng)向型號(hào)產(chǎn)品與專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)并重轉(zhuǎn)變。

按照產(chǎn)品化工作流程與矩陣式責(zé)任體系的劃分，構(gòu)建組織化與專(zhuān)業(yè)化并行的產(chǎn)品化工作隊(duì)伍，界定和明晰工作職責(zé)，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品的橫向統(tǒng)一和技術(shù)共享，關(guān)鍵組件產(chǎn)品設(shè)立了產(chǎn)品首席。

2.構(gòu)建了四級(jí)產(chǎn)品型譜框架體系，持續(xù)提升產(chǎn)品成熟度

統(tǒng)籌運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、飛船等各系統(tǒng)的需求，全面梳理航天液體動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品，按照分類(lèi)、差異化和綜合最優(yōu)等原則，提出了現(xiàn)有產(chǎn)品型譜規(guī)格、規(guī)劃規(guī)則，首次正式構(gòu)建了院級(jí)主發(fā)動(dòng)機(jī)和姿軌控推進(jìn)系統(tǒng)部分單機(jī)產(chǎn)品型譜；通過(guò)型譜規(guī)劃，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行了合理優(yōu)化壓縮，其中部分組件產(chǎn)品壓縮比例達(dá)到50%以上；開(kāi)展產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)治理，統(tǒng)籌任務(wù)研制和專(zhuān)項(xiàng)課題研究等提升產(chǎn)品成熟度，型譜產(chǎn)品的可靠性進(jìn)一步提升，為全面推進(jìn)貨架產(chǎn)品建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

3.從設(shè)計(jì)源頭提高產(chǎn)品化產(chǎn)品的選用率，研制全過(guò)程嚴(yán)格貫徹產(chǎn)品化思想

設(shè)計(jì)單位已將產(chǎn)品選用管理要求納入質(zhì)量管理體系和研制流程，從機(jī)制上推動(dòng)新研型號(hào)對(duì)成熟產(chǎn)品的選用率。新研某型姿控動(dòng)力系統(tǒng)大量選用型譜和貨架產(chǎn)品，縮短了設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、研制周期，首臺(tái)整機(jī)研制周期由2 年縮短至10 個(gè)月，研制周期縮短一半以上，推動(dòng)了新型號(hào)的快速研制，降低了研制風(fēng)險(xiǎn)和成本。

4.部分發(fā)動(dòng)機(jī)組件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)組批生產(chǎn)、型號(hào)分流使用的目標(biāo)

研究院部分產(chǎn)品采取了多型號(hào)集中備料、組合投產(chǎn)、零組件集中組批驗(yàn)收、型號(hào)分流使用等產(chǎn)品化管理措施，有效提高了發(fā)動(dòng)機(jī)組合件的批量化生產(chǎn)、驗(yàn)收和技術(shù)狀態(tài)的一致性控制水平，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)能力和效率，在組批生產(chǎn)過(guò)程中也有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，大幅節(jié)約了設(shè)計(jì)驗(yàn)收代表的時(shí)間和精力。

在當(dāng)前高密度交付和發(fā)射的大背景下，航天液體動(dòng)力產(chǎn)品化管理工作尤為重要，是推動(dòng)科研生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)的有力抓手。認(rèn)識(shí)的統(tǒng)一、理念的深化、技術(shù)的支撐、方法的運(yùn)用是有力高效推進(jìn)產(chǎn)品化工作的必要條件，研究院將不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，夯實(shí)產(chǎn)品基礎(chǔ)，打造高成熟、高可靠的卓越發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，有力支撐研究院科研模式轉(zhuǎn)型升級(jí)和航天型號(hào)任務(wù)的圓滿完成。