■ 鄒學(xué)奇 黃生勤 阮華波 許如琦/中國航發(fā)動研所

中國航發(fā)動研所基于并行工程理念，借鑒型號研制和對外合作經(jīng)驗，建立了包含設(shè)計、材料、制造、試驗在內(nèi)的多專業(yè)廠所協(xié)同研發(fā)流程，在流程梳理、流程建設(shè)機(jī)制、流程接口定義、多專業(yè)廠所協(xié)同等方面均取得了一定的突破，為后續(xù)流程建設(shè)工作奠定技術(shù)基礎(chǔ)。為了更好地梳理航空發(fā)動機(jī)研發(fā)流程，2017年中國航發(fā)AEOS研發(fā)體系建設(shè)工作提出了典型件試點流程建設(shè)方案，按照集團(tuán)部署，中國航發(fā)動研所牽頭承擔(dān)了兩個部件級（壓氣機(jī)、附件傳動系統(tǒng)）和三個零組件級（高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片、火焰筒、動力渦輪軸）的流程試點建設(shè)項目。

建設(shè)思路

試點流程建設(shè)涉及中國航發(fā)動研所、南方、東安和航材院等多家單位的協(xié)同工作，動研所從頂層開始策劃，加強(qiáng)聯(lián)合團(tuán)隊的頂層組織管理，明確建設(shè)思路，助推流程建設(shè)有序開展。

加強(qiáng)研究所內(nèi)部的組織管理

研究所將試點流程的建設(shè)項目納入研發(fā)體系建設(shè)的組織管理框架。由所領(lǐng)導(dǎo)、總師系統(tǒng)、各部門“一把手”和各專業(yè)體系建設(shè)人員組建聯(lián)合團(tuán)隊，明確建設(shè)規(guī)則和廠所協(xié)同建設(shè)機(jī)制等，并采用月度例會協(xié)調(diào)解決推進(jìn)過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題。

加強(qiáng)試點項目的廠所溝通協(xié)調(diào)

由中國航發(fā)動研所牽頭與中國航發(fā)南方、中國航發(fā)東安、中國航發(fā)航材院建立跨廠所的多專業(yè)聯(lián)合團(tuán)隊，以強(qiáng)化溝通，相互理解為原則，采取電話、郵件日常交流與現(xiàn)場集中辦公相結(jié)合的方式，匯聚各方智慧共同推進(jìn)流程建設(shè)。

按照系統(tǒng)工程方法構(gòu)建流程

從用戶需求出發(fā)，自上而下地開展從整機(jī)到部件/系統(tǒng)再到零組件進(jìn)行分解與設(shè)計，自下而上地開展從零組件到部件/系統(tǒng)再到整機(jī)進(jìn)行集成與驗證，梳理出發(fā)動機(jī)研發(fā)全過程、全層級的活動，形成從需求分析到試驗驗證的完整研發(fā)流程。

采用并行工程優(yōu)化流程

強(qiáng)調(diào)在設(shè)計階段并行開展材料應(yīng)用、工藝協(xié)調(diào)、試驗準(zhǔn)備等工作，使設(shè)計出來的發(fā)動機(jī)具有良好的制造性、裝配性及維修性，最大限度地減少設(shè)計反復(fù)，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備和試驗準(zhǔn)備時間。

表1 研發(fā)階段及主要業(yè)務(wù)的協(xié)同關(guān)系

注重流程的實用性和易用性

流程建設(shè)要反映發(fā)動機(jī)研發(fā)業(yè)務(wù)特點，不漏項、不重項，各業(yè)務(wù)之間的接口關(guān)系明確，流程層次結(jié)構(gòu)清晰易懂，具備良好的可操作性。

建設(shè)方法

基于上述建設(shè)思路，試點流程建設(shè)過程中主要采用以下具體方法。

首先，將研發(fā)過程分為方案論證（A）、方案設(shè)計（B）、詳細(xì)設(shè)計（C）、工程設(shè)計（D）、工藝制造（E）、試驗驗證（F）等6個階段。其中A、B、C、D4個階段以設(shè)計業(yè)務(wù)為主，同步開展材料、制造和試驗等相關(guān)業(yè)務(wù)活動，并將過去工程制圖完成后才開始的工藝協(xié)調(diào)、試驗協(xié)調(diào)等業(yè)務(wù)活動提前融入設(shè)計階段；在E階段以制造業(yè)務(wù)為主，并融入設(shè)計活動；F階段則以試驗業(yè)務(wù)為主，同時融入設(shè)計活動。研發(fā)階段及主要業(yè)務(wù)的協(xié)同關(guān)系如表1所示。

其次，梳理設(shè)計與材料、制造、試驗業(yè)務(wù)的協(xié)同關(guān)系。在傳統(tǒng)流程中，制造方僅在工程設(shè)計評審前對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行初步工藝性評估，設(shè)計圖樣下發(fā)后才進(jìn)行詳細(xì)的工藝編制、技術(shù)難度分析，再牽引新工藝攻關(guān)、設(shè)備改造等，研制周期大大增加，而且由于設(shè)計制造分離，制造或試驗過程中存在推翻原先設(shè)計重新設(shè)計的風(fēng)險。試點流程建設(shè)從方案論證和方案設(shè)計階段開始即融入工藝和試驗?zāi)芰υu估活動，可提前識別特種工藝及難點，識別長周期零件，降低試制風(fēng)險；同時在詳細(xì)設(shè)計階段采取預(yù)發(fā)圖紙和長周期、關(guān)健重要件的工藝協(xié)調(diào)和準(zhǔn)備、毛坯采購等措施，充分做好加工準(zhǔn)備，有效縮短研制周期。具體業(yè)務(wù)協(xié)同總體要求如表2所示。

第三，建立流程圖和流程編號的規(guī)則。如圖1所示，在流程中，用不同顏色的流程活動表示設(shè)計、制造、材料、試驗等的協(xié)同設(shè)計活動。

第四，建立流程要素屬性表。

表2 設(shè)計與材料、制造、試驗的具體協(xié)同情況

從研發(fā)體系規(guī)范、工具、數(shù)據(jù)庫等要素建設(shè)的角度出發(fā)，以研發(fā)流程的技術(shù)活動為牽引，系統(tǒng)梳理相關(guān)流程活動的輸入、輸出、規(guī)范、工具、數(shù)據(jù)庫、模板、檢查單等要素，從而有利于全面掌握流程活動情況，也為后續(xù)的要素建設(shè)工作提供依據(jù)。

建設(shè)進(jìn)展

按照統(tǒng)一的建設(shè)思路和方法，各流程試點項目團(tuán)隊開展各自的流程梳理和優(yōu)化工作。通過一年的建設(shè)，5個試點項目共形成5份全流程圖及27份技術(shù)報告，較好地完成了年度試點流程建設(shè)任務(wù)。下面對優(yōu)化后的協(xié)同研發(fā)流程進(jìn)行簡要介紹。

第一，設(shè)計、制造、試驗不同專業(yè)的協(xié)同更加緊密，技術(shù)活動和接口更加明確。從圖2壓氣機(jī)工程設(shè)計階段（E）一級流程圖可以看出，一共28個一級活動，其中設(shè)計活動16個、試驗活動4個、制造相關(guān)工藝活動8個，初步實現(xiàn)了在設(shè)計階段與制造、試驗的協(xié)調(diào)設(shè)計活動的基本完結(jié)。

圖3 附件傳動方案論證階段（A）一級流程圖

第二，在方案論證階段開展試驗?zāi)芰驮囍颇芰υu估。如圖3的附件傳動方案論證階段研發(fā)流程圖所示，以降低后續(xù)的試驗和試制風(fēng)險，同時也可據(jù)此開展成本評估，對于重大項目課題可以提前啟動技改工作，有利于項目的進(jìn)展。

第三，在方案設(shè)計階段融入工藝設(shè)計及工藝準(zhǔn)備，開展零組件層級的技術(shù)驗證試驗。例如，在火焰筒研發(fā)流程中提前識別特種工藝及難點，識別長周期零件，早做準(zhǔn)備降低試制風(fēng)險；根據(jù)技術(shù)成熟度評估，決定是否開展零組件級別的試驗驗證，降低研制風(fēng)險。

第四，在詳細(xì)設(shè)計階段的“預(yù)發(fā)圖紙”環(huán)節(jié)，確保工藝性審查的充分詳盡，減少后續(xù)反復(fù)。如圖4所示，壓氣機(jī)的“壓氣機(jī)部件裝配圖預(yù)發(fā)圖樣”和“壓氣機(jī)主要零件預(yù)發(fā)圖樣”，通過這兩個活動，工藝人員對裝配的難點進(jìn)行識別，對毛坯進(jìn)行初步設(shè)計，對特種工藝進(jìn)行識別和技術(shù)儲備，最后形成工藝審查意見。這樣就在詳細(xì)設(shè)計階段，壓氣機(jī)的設(shè)計不會有大的顛覆性變化的情況下，完成主要裝配圖，長周期、關(guān)鍵件的工藝審查和技術(shù)準(zhǔn)備，為后續(xù)的工藝制造贏得了時間。

第五，在工程設(shè)計階段增加試驗和制造相關(guān)活動。例如，在壓氣機(jī)研發(fā)流程，增加了試驗測試技術(shù)要求評審，試驗測試轉(zhuǎn)階段詳細(xì)設(shè)計，試驗測試大綱編制和試驗測試大綱評審活動，在設(shè)計階段將后續(xù)的設(shè)計驗證方案全部敲定。增加了裝配工藝性審查，材料、毛坯工藝性審查等工藝活動，這些活動是工藝和設(shè)計需要共同協(xié)調(diào)的，并要在壓氣機(jī)部件總圖設(shè)計活動的基礎(chǔ)上，完善設(shè)計圖樣、三維模型，這就意味著最后加工投產(chǎn)的工程圖，已經(jīng)全部經(jīng)過工藝審查，圖樣已經(jīng)完成雙方會簽確認(rèn)，在工藝制造階段，一般情況下不再需要反復(fù)協(xié)調(diào)。

第六，在工藝制造階段，減少與設(shè)計的反復(fù)協(xié)調(diào)工作。由于設(shè)計階段已經(jīng)完成設(shè)計與工藝的協(xié)調(diào)，故在工程圖樣發(fā)放給工藝人員后，工藝人員快速開始工藝設(shè)計，此時不再需要設(shè)計介入，由工藝制造人員完成全部流程活動。

第七，在試驗驗證階段增加設(shè)計活動。例如，在壓氣機(jī)增加試驗件檢查與交付和試驗分析兩個活動中，如圖5所示，這兩個活動由設(shè)計人員執(zhí)行，從而保證試驗件質(zhì)量能夠滿足設(shè)計要求，試驗結(jié)果能夠快速獲得設(shè)計分析。

圖4 預(yù)發(fā)圖樣相關(guān)流程

圖5 試驗驗證階段（F）增加的設(shè)計活動

結(jié)束語

根據(jù)“邊建設(shè)，邊驗證，邊使用，邊完善”的原則，中國航發(fā)動研所在型號研制中貫徹協(xié)同研發(fā)流程，并行開展設(shè)計、材料、制造、試驗等工作，進(jìn)而提高研發(fā)效率、縮短研制周期。

同時也要清醒地看到，試點流程的很多工作是需要多個單位協(xié)同開展的，相對于現(xiàn)有僅僅適用于企業(yè)內(nèi)部的研發(fā)流程是一個變革式的發(fā)展，也是未來建立集團(tuán)“小核心、大協(xié)作”研發(fā)模式的基礎(chǔ)工作。因此，如何建立相應(yīng)的管理體制，如何通過信息化手段高效有序地開展協(xié)同研發(fā)工作，將是集團(tuán)、廠所需要共同面對的重要課題。