面向航天制造企业的数字化生产线建设管理研究

李欢、沈汝洵、赵雄、李文光、孟波、周世杰 /首都航天机械有限公司

当前，我国正在加快推进载人航天、月球探测等重大航天工程，对航天制造提出了更高、更快、更强的要求。企业数字化转型发展是贯彻落实国家航天强国战略的重要途径，更是实现高质量发展的必然选择。

首都航天机械有限公司作为我国航天产品总装集成制造企业，在当前航天型号产品任务激增的严峻形势下，依靠简单的资源投入、人员投入等传统研制生产模式已无法适应未来任务需求，亟需通过数字化生产线建设实现产品自动化稳定批产和快速研制。近年来，公司大力开展了数字化生产线建设工作，数字化生产线的关键技术和应用能力得到有效提升。然而，由于生产线建设涉及领域众多、技术复杂，公司前期生产线的方案设计和建设过程出现了各种管理协调问题，为明确职责、清晰流程，本文对生产线建设的流程和管理模式进行了研究，明确了生产线建设过程中各部门的职责和各阶段的工作内容，规范了公司生产线建设管理工作。

一、 生产线建设原则

生产线建设应充分考虑航天产品的特点，瞄准先进的生产组织模式，以产品工艺方案为生产线建设的依据，逐步构建面向产品的专业化生产系统，强化过程控制，提升航天产品生产线的生产能力和质量保证能力，使其稳定高效地重复生产合格产品。生产线建设过程中应遵循以下原则：

（1）需求牵引、聚焦瓶颈：根据企业行业定位和发展战略，系统分析预测未来市场需求，聚焦主营业务与核心产品，识别生产能力短板和瓶颈。

（2）统筹规划、分步实施：在企业军工能力统筹建设规划框架下，以“数字化、柔性化、模块化、集成化”为原则，系统规划数字化生产线建设总体方案，建设过程中细化阶段目标及实施步骤，分阶段完成。

（3）技术引领、核心自主：深入研究数字化柔性生产线规划建设方法和支撑技术，面向产品、成组归类，优化流程与布局，合理选用生产制造模式和单元类型；自主研发软硬件，突破关键核心技术。

二、生产线建设流程

通过对航天制造企业生产线建设管理过程进行总结分析，将生产线建设工作分为需求论证、方案设计、建设实施和应用评价4 个阶段，各阶段的工作内容与流程如图1 所示。

图1 航天制造企业生产线建设各阶段工作内容

1.需求论证阶段

生产线需求单位根据公司发展规划、型号任务需求等条件开展必要性与可行性分析，通过分析确定生产线的产品适用范围、制造过程、安装场地以及生产线建设的目标和总体技术指标，如生产能力、产品合格率等产品指标，信息的数字化率、数据采集率等数字化指标。另一方面，需求单位应重新审视产品制造工艺方案，开展必要的工艺优化和改进并进行工艺验证，为生产线建设进行工艺技术准备，避免建设过程中由于制造工艺方案问题出现调整和反复。针对上述内容，需求单位形成需求论证报告；工艺技术部门组织公司领导与技术专家对需求论证报告进行评审，评审通过后组织生产线设计部门开展方案设计。

2.方案设计阶段

生产线建设需求确定之后，生产线方案设计部门开展总体建设方案设计，总体建设方案主要包括生产组织模式、整体框架、生产线物流系统安排和总体工艺布局。其中，生产线生产组织方式主要有传统流水线式、零部组件细胞式、总装脉动式和柔性生产组织方式四种类型，各类型具有不同的特点并适应不同的场景。生产线总体方案制定后，可通过生产线仿真，对生产线的工艺布局、物流效率、设备负荷、能力平衡、产能、节拍等进行仿真分析，通过分析、评估，发现总体方案中存在的问题，并进行调整、优化和完善。总体方案确定后开展详细方案设计，应涵盖产品对象分析、流程优化、设备选型、工艺布局优化设计与仿真、物料仓储及自动配送、生产线管控系统、生产线相关基础条件建设等内容。

公司建立统一的生产线管控系统，面向不同的生产线进行定制开发，系统架构如图2 所示。生产线管控系统可实现业务间的贯通，即通过与生产执行层系统集成，实现生产过程中的计划、工艺、质量等业务协同；通过对生产线上各类设备、仪器仪表等资源进行联网感知、数据采集及指令控制，实现生产线上的自动控制或人机交互协作。生产线数字化基础条件应统一建设，确保生产线具备完整的网络化环境和必要的信息化辅助设备，从而实现生产线内主要生产设备、物流设备、产品等主要制造要素的互联互通。

图2 生产线管控系统架构图

工艺技术部门组织公司领导与技术专家对生产线设计方案进行评审，评审通过后按照公司“三重一大”决策事项履行相应决策程序，决策通过后进入建设实施阶段。

3.建设实施阶段

本阶段主要完成的工作为生产线实施计划的编制、硬件与软件的采购、安装场地的准备、网络环境的搭建、生产线的安装调试及试运行、技术与管理文件的配备、各相关岗位的人员培训、验收交付等。

资产运营管理部门组织生产线实施计划、投资计划与预算的编制及申报，经公司领导同意后下达计划并按照计划对相关部门进行管理考核。另外，资产运营管理部门负责对生产线中设备、仪器、软件等建设内容进行招投标、询比价采购以及合同签订工作，并督促厂家按照计划交付。

涉及到生产线安装的地基、网络、水、电、气、暖等基础条件改造的，由基建部门、动力部门完成配套条件施工图设计及施工，为生产线做好场地准备工作。设备到货后，资产运营管理部门组织生产线设计部门、需求单位、厂家共同开展生产线的安装调试工作，同时为生产线配备技术文件和管理文件。其中，技术文件为按照产品对象和工艺方案配置的工艺规程、质量数据记录文件等；管理文件应涵盖生产线运行管理的基本要求和方法，如生产线说明书、质量管理要求、设备管理规定、生产信息管理制度等。

生产线试运行前，资产运营管理部门组织对操作人员、生产管理人员、设备维护人员、物流控制人员、工艺人员等进行培训，确保其熟悉管理要求和工艺流程，保证生产流程正常运行。试运行过程中，针对硬件、软件与技术文件的不合理环节进行多次迭代，持续改进和优化，确保各项配置完整到位、运行机制顺畅、各项管理制度严格执行。生产线试运行无问题后，可进行验收交付工作。

4.应用评价阶段

生产线验收完成后进入工程应用阶段，需求单位按照公司要求并结合实际生产任务开展工艺试验工作，工艺试验合格后进行工程化应用评审，由建设需求单位编制评审报告，工艺技术部门组织产品设计单位及相关技术专家完成工程应用评审。工程应用评审后生产线正式投入使用，资产运营管理部门组织建设需求单位、生产线设计部门进行生产线运行效果评估及总结。随着数字化、网络化、智能化技术的深入发展和应用，数字化生产线建设是一个逐步探索和提升的过程，应定期进行审视，持续进行改进和提升。

三、健全组织机制保障

数字化生产线建设是一个长期的过程，企业需要建立有效的组织机制来保障生产线建设工作的开展，针对数字化生产线建设的管理建立奖励与考核机制，充分激发广大职工的积极性和能动性。以“客观公正、奖罚分明”为原则，对各职能部门和需求单位在生产线建设过程中计划节点的完成情况和工作质量等进行定期量化考核，检验并推进生产线建设的进程。在生产线建设过程中，出现低层次管理问题，责任部门需进行管理归零，并纳入考核。纪检监察审计部门对生产线的论证、实施、应用过程中的违纪违规行为进行责任追究。

另外，组建面向专业的数字化研发队伍，加强队伍建设，培养人才，完善人才引进、使用、培养、激励等措施。航天制造企业要培养既懂型号研制又懂数字化建设的复合型人才，合理配置专业团队，营造良好的成长环境，为企业数字化转型提供人才支持。

四、推广应用

为使数字化生产线建设管理模式真正落地，公司发布了《数字化生产线建设管理办法》，明确了各部门职责、各阶段工作内容和要求，并附带工作流程和工作手册，同时通过工作会和专题培训对各部门进行政策宣贯，指导各部门管理人员更好地推进生产线建设工作，促使数字化生产线建设规范、高效管理，助力企业实现数字化转型。

目前，数字化生产线管理已较好地融入到企业各单位日常管理工作中，“管理出效益”的理念真正落到实处，实现了生产线建设全过程的规范管理，生产线建设过程中出现的问题较以往相比大幅下降，过程受控，效果良好。

五、结束语

本文阐述了航天制造企业中数字化生产线建设的重要性以及生产线建设原则，将生产线建设工作分为4 个阶段，对每个阶段的具体工作内容进行了说明，制订了生产线建设的工作流程，明确了各部门的职责，有利于生产建设工作科学规范、高质高效地进行。通过对数字化生产线建设管理工作的研究和相关要求的制订，能够有效提高航天制造企业中生产线建设工作管理的质量和效率，加速推进企业数字化转型发展，进而支撑我国从航天大国迈向航天强国。