本書從工程應用的角度提出對航天單元制造模式的認識和理解,重點論述了單元制造模式的提出背景及探索實踐過程,系統闡述了單元制造模式的組成與特征,對制造單元的設計與構建、運行與評價進行了論述,并用多個專業(yè)領域的實踐案例說明構建流程及應用成效,是一本集理論方法和實踐經驗為一體的技術專著。本書共6章,主要包括緒論、航天單元制造模式、航天制造單元的設計與構建、航天制造單元的運行與評價、航天制造單元典型實踐案例、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果,經過了近20年的實踐驗證,在實踐中也孕育了越來越豐富的內涵。
中國航天事業(yè)在產品仿制、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、獨立自主的研制能力,生產現場多采用工藝專業(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,航天科研生產從多研制、少生產、單件作業(yè)向多型號并舉、研制和生產并重、研制和批量生產并存轉變,航天制造企業(yè)采用加班加點、增加人員設備和擴大產品外協的傳統方式已經難以滿足多品種、變批量的科研生產需求,如何批量生產成為航天制造企業(yè)亟待解決的難點問題。
面對當時的批量生產急需,筆者帶領團隊深入研究國內外先進實踐經驗,將生產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難題的切入點。2004年,團隊針對傳動組件批量制造瓶頸,開展了單元制造模式探索,通過對產品工藝優(yōu)化、流程優(yōu)化,將設備按照工藝流程重新布局,縮短了物流路徑,同時調整生產組織、人員管理、工藝管理、物流管理、現場產品質量檢驗方式等,將整批量流轉減少為5件一流轉,生產效率提升了4倍,人員和設備均減少了50%左右,解決了一直想解決但未解決的制造瓶頸難題,真正實現了向變革要效率。在此基礎上,團隊又推動單元制造模式在尾翼制造、伺服艙鑄造、發(fā)動機裝配中的應用,也取得了顯著成效,為后續(xù)推廣應用奠定了技術基礎和實踐經驗。
2008年,中國航天科技集團公司(以下簡稱集團公司)面向火箭、衛(wèi)星等典型產品大力推廣單元制造模式,以提升關鍵核心產品制造能力,滿足規(guī)模化發(fā)展需求。2012年10月,集團公司召開單元制造模式現場交流會,宣貫了《航天產品單元制造模式實施指南》,多家單位分享了實踐經驗與成效,此次會議推動了單元制造模式在集團公司內的全面應用。隨著航天科研生產向大量研制、批量交付、高密度發(fā)射轉變,航天制造企業(yè)以單元制造模式為核心,基于產品制造流程構建了生產線,制造能力顯著提升。多年實踐證明,單元制造模式是適應航天多品種、變批量生產的先進制造模式,能夠在混線生產下兼顧柔性和效率,更好地滿足航天產品快速研制和穩(wěn)定批產的需求。這種制造模式的重大變革有力地支撐了航天規(guī)模化發(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,推進新一代信息技術與單元制造模式的融合,形成數字化/智能化制造單元,再以點連線、由線及面,衍變?yōu)閿底只?智能化生產線、車間、工廠,為我國航天重大工程的順利實施提供了堅強保障。當前,航天強國建設加速推進,要不斷增強航天產品高質量供給能力、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峻的挑戰(zhàn)。應緊抓新一輪科技革命和產業(yè)變革機遇,以提質增效為核心,以橫向價值鏈集成為主線,探索實踐航天總裝拉動式智能制造模式,構建以數字化、網絡化、智能化為特征的開放、協同的航天制造產業(yè)鏈,推動航天制造轉型升級,融入我國新型工業(yè)化和現代化產業(yè)體系,不斷滿足新時代航天事業(yè)發(fā)展的需要。
筆者在航天制造領域深耕數十年,充分認識到航天制造模式應隨著形勢任務變化及時做出相應調整,始于需求,終于需求,要綜合考慮已有基礎、技術能力、管理水平和經濟可承受性。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;要結合實際勇于實踐,在實踐中迭代完善,形成獨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,筆者從工程應用角度提出對單元制造模式的認識和理解,以期為業(yè)界同行提供借鑒和啟發(fā)。歡迎大家交流探討,共同推進航天先進制造模式應用得更深入更廣泛,支撐航天事業(yè)發(fā)展得越來越好!
本書由王國慶負責整體策劃、全書統稿,胡新平、劉欣、侯俊杰、劉琦、潘爾順負責總體指導。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、中國航天科技集團有限公司質量技術部、中國運載火箭技術研究院、中國空間技術研究院、上海航天技術研究院、首都航天機械有限公司相關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、闡述明確、邏輯清晰,使之具有較強的實用性。由于時間倉促,水平有限,書中難免有不足之處,敬請專家和讀者批評指正。