航天地面机械产品工艺与设计量化控制体系研究

航天地面机械产品工艺与设计量化控制体系研究

徐思源李旭陈振华杨美宁郭旭

（首都航天机械有限公司100076）

摘要：随着国家实力的增强，航天工业也呈现出良好的发展趋势。特别是航天地面机械产品制造企业，近年来得到了前所未有的发展机遇，因此，加强航天地面机械产品的工艺与设计量化控制体系研究成为了一个重要问题，这也是本文的研究重点。

关键词：航天地面机械产品；工艺量化；控制体系

引言

近年来，我国航空工业得到了快速发展，同时航天地面机械产品工艺量化的内涵也越来越丰富，概括起来包括很多概念、方法和模式。同时，许多新成果和对数据的重新认识，也为今后航天地面机械产品工艺量化的持续改进和自主创新提供了新的思路。在管理体系有效运行的前提下,需要将产品过程质量量化控制工作与系统工作融合起来，才能发挥相互促进的作用[1]。

一、航天地面机械产品工艺量化概述

航天项目的不断成功预示着相关领域将赢得新一轮的快速增长，但一些原本粗放的航天地面机械产品制造企业在经营模式上暴露了诸多问题。特别是在技术的可靠性方面，成熟的制造技术一直是一个难题。与技术不成熟有关的质量问题中，一部分主要表现为工艺量化方面存在诸多不足，其中比较重要的影响因素包括工艺量化指导不充分以及操作的唯一性，造成量化控制的成果并不佳。

工艺与设计量化的内涵可以理解为关注细节、提醒和防止错误、避免泛化、控制关键环节等。因此，任何产品的形成过程都需要谈论工艺量化的重要意义。相反，忽视量化控制将不可避免地造成更大的或不可弥补的损失[2]。例如，美国花费了大量金钱发射的火星探测器经过8个月的太空旅行，但最终没有很好地完成既定工作，就是因为其中一对螺纹制作出现偏差造成的。

二、航天地面机械产品工艺与设计量化的重要意义

首先，航天地面机械产品的应用需求不断增长，该领域的开发和生产任务呈指数增长。在可预见的将来，相关产品数量也将呈现快速增长的趋势。在经济任务方面，一方面，军工企业的指标要求有了很大提高。另一方面，仅仅依靠空间系统内的任务要求，并不足以支撑未来经济发展目标的实现。因此，有必要扩大新的经济来源，发展航天地面机械民用产品。就生产力而言，必须通过工艺与设计量化为此提供足够的空间。一方面，为了确保高效、及时、高质量地完成现有任务，为相关企业的继续展打下基础，形成稳定的工艺与设计量化控制体系迫在眉睫；另一方面，想要争取新的发展机遇，扩大获利能力，航天地面机械产品制造企业必须努力争取新的任务，开发新产品。因此，解决工艺与设计量化控制体系的相关问题，与提高生产能力的实际要求合理兼容，同时也成为了相关制造企业未来发展的关键。

其次，航天地面机械产品的工艺与设计量化可以提高航天地面机械产品制造水平。航天地面机械产品属于典型的单件、小批量生产模式，开发周期短，工艺设计准备时间短。因此，在许多地面机械产品的制造企业中，或多或少存在着粗放问题。工艺技术工作往往存在固有缺陷，从某种意义上说，航天地面机械产品已经形成了广泛的工艺模型。因此，航天地面机械产品进行工艺与设计量化是一个必须经历的过程，也是改进航天地面机械产品制造技术的重要措施。

三、航天地面机械产品设计量化的缺陷

（一）产品设计毫无规则

在航天地面机械产品的设计量化阶段，相关工作人员必须遵守工作中的设计规范和测试标准等规则和规定，这是确保产品质量符合标准的基本条件。但是，实际上，在地面机械产品的设计过程中，违反规则的情况时有发生。例如，为了赶上某种产品的进度，而不遵循设计的正常程序，而航天地面机械产品的质量问题往往也是由不完整的设计引起的，在所有的问题中占到了三分之一。例如，某一件航天地面机械产品需要涉及到的电子元件超过几万个，而一些设计人员随意改变设计方案，最终很有可能造成产品设计工作的失败。目前，相关方面的统一规范和检测标准较少，或者是互不相溶，产品设计常常达不到相应的规范标准。

（二）人才素质下降，设计技术水平不高

目前，航天地面机械产品的设计工作存在不少问题，特别是设计人员缺乏相应素质。这些问题对航天地面机械产品设计企业产生了很大的影响，随时都面临着人才缺口危机。目前，该领域的总体情况是：技术人员不足，年老的设计人员退休，年轻的设计者往往缺乏经验和奉献精神，责任心较低，工作能力也不强，由此降低了整个航天地面机械产品的设计技术水平。

四、如何加强航天地面机械产品工艺与设计量化

（一）安全技术要求的量化

在运行过程中，除了明确禁令和提出安全技术要求外，还必须对安全技术要求进行量化，指导操作人员实施，确保安全技术要求的有效实施。航空作业工艺文件中规定了使用安全带和防止工具坠落的要求，对于需要粘结和锁定的产品，在加工过程中必须提出完整的要求，并且必须制作检验记录。对于大型结构件的提升和倾覆，应规定提升装置的额定载荷要求和产品的提升位置。

（二）关注特殊工艺技术

一些特殊工艺在量化方面有着不同，比如喷漆、焊接、发泡处理等等，需要确定操作过程中各个步骤的具体方法，确定操作点的数值。确定设备的要求，确定环境参数，明确工艺过程中的具体要求。关注后处理时间和压力值，以及设置完善的检查点。同时，应使用特殊工艺文件或一般操作规范作为指导生产操作的标准。在冷切过程中，需要明确相关的工艺参数，协调不同工艺之间的余量。通常情况下，该方面的具体要求包括规定余量、主轴转速、进给量、切削深度、刀具参数和对准要求等等；如果相关的文本规定不能清晰表达加工过程中的要求，则应辅以三维图形，以清晰的图形来展示加工表面、加工精度和尺寸要求，这种直观的表达方式是操作人员了解规定时最方便的方式。

（三）优化检测点

检测点优化的主要措施包括正确识别相关情况、设置合理的检查点、避免丢失产品数据记录等等。在通常情况下，下一步是不可逆的，工程验收难于分解且费用昂贵，或者离验收地点不近，所以不能进行验收。例如，在组装了一些关键受力构件的紧固件后，其他构件不能被设置在最终组装完成后再来进行后续检查，或者一些封闭结构完成后不能进行检查，或者不能采用焊接方法来进行内部焊缝检查等。一旦产品装配完毕，更多关键产品可能由于故障而损坏，如焊接失误、清洗管道不清洗等，这将给液压系统带来冗余材料，造成系统故障。由于存在复杂的制造步骤，可能会对最终产品的特性和完整性造成潜在的危害，因此，可以进行必要的优化，如进行温度控制、热量表生产过程中的焊接参数控制、时间控制等。

五、结束语

为适应航天地面机械产品快速发展的需要，对工艺量化控制需要进行大量的改进。在不断改进工艺方法的基础上，还可以借鉴先进的结构化和数字化工艺设计方法[3]，逐步实现航天产品过程控制的量化，提高产品生产过程以及最终成果的可靠性。

参考文献：

[1]许春来.航天型号质量量化控制的研究与实践[J].质量与可靠性,2017(3):6-9.

[2]杨慧,杨敏,翟磊.航天研究室量化控制方法研究与实践[J].科技尚品,2016(5):1-3.

[3]李涛,张海利.利用先进信息技术提升航天工艺技术水平[J].航天制造技术,2017(2).