中國航天飛行器結構設計：從設計源頭控制成本

從設計源頭控制成本，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(cháng)征班組”，飛行器結構組承擔著(zhù)“舵手”大責，把握著(zhù)飛行器結構設計的航向，產(chǎn)品成本控制工程從這里啟航。班組成員銳意進(jìn)取、群策群力，研究出了控制成本的有效招數。

招數一：嚴控試驗件成本

飛行器設計是一個(gè)復雜的過(guò)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(mǎn)足試驗要求的前提下，盡量?jì)?yōu)化原材料、結構形式以及試驗需求，那么，節約的科研經(jīng)費數目將相當可觀(guān)。例如，某型號狀態(tài)復雜，需要大量的地面試驗，對此，結構組通過(guò)統計分析，找出了成本控制的源頭和薄弱環(huán)節，通過(guò)簡(jiǎn)化試驗件結構、選用低價(jià)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約成本超過(guò)千萬(wàn)，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(shí)間。結構組為縮短生產(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(gè)月。生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現，由于殼體軸向長(cháng)度較大，不能一次完成整個(gè)生產(chǎn)，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期大大超過(guò)了預期，并且由于機加工難度大，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)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)品結構形式進(jìn)行了改進(jìn)，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(shí)，由于改進(jìn)后的結構較為簡(jiǎn)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(wàn)元。

在某新型號的批產(chǎn)過(guò)程中，出現了大量的不合格產(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(jìn)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，結構組做了大量的調研分析工作，并找出原因進(jìn)行改進(jìn)，結果不合格品率已由82%降至4%，同時(shí)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，節約了大量的人力、物力和時(shí)間，嚴格控制了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，同時(shí)提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和進(jìn)度。

招數二：重視三個(gè)三

嚴格“三級”審簽制度，堅持“三單”統計與分析，重視“三化”工作。

“三級”是指設計、校對和審核，三級審簽制度是設計部門(mén)設計產(chǎn)品必須執行的制度，結構組組織相關(guān)人員編寫(xiě)了審圖規范，將三級審簽過(guò)程表格化，規范化，決不放過(guò)任何細節。對于重點(diǎn)任務(wù)、重點(diǎn)階段圖紙，組織老專(zhuān)家對圖紙進(jìn)行復審，專(zhuān)家不僅可以發(fā)現圖紙錯誤，還可以糾正年輕設計員不合理的設計方法，幫助年輕設計員成長(cháng)。經(jīng)過(guò)規范化審圖和專(zhuān)家把關(guān)，可以有效控制設計圖紙的質(zhì)量，為生產(chǎn)打好基礎。

“三單”是指技術(shù)通知單、質(zhì)疑單、更改單俗話(huà)說(shuō)“前事不忘，后事之師”，隨著(zhù)設計工作日趨復雜，日益繁忙，設計過(guò)程中不出差錯幾乎是不可能的，因此歸納總結就顯得尤為重要。結構組堅持每月進(jìn)行三單統計匯總，召開(kāi)班組質(zhì)量分析會(huì )，向所有成員介紹本月的三單情況，分析三單內容，從而減少了問(wèn)題重復出現概率，提高了設計質(zhì)量。

“三化”是某系統標準化設計的重要形式。某系統實(shí)行“三化”可以有效減少重復勞動(dòng)、節省經(jīng)費、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短研制周期、降低研制風(fēng)險等，因而被世界上許多國家作為發(fā)展專(zhuān)業(yè)系統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(guò)對現有各類(lèi)飛行器的清理、整頓，針對具有通用性的結構零件、組件和結構要素，系統地給出其基本型或系列型譜，歸納總結形成了《飛行器結構常用零件三化設計匯編手冊》和《飛行器結構設計要素三化設計匯編手冊》。

招數三：設計手段升級。

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