中国航天飞行器结构设计：从设计源头控制成本

从设计源头控制成本，是践行“零缺陷”管理和“第一次就把事情做对”理念的有效措施，对航天事业尤其重要。作为中国航天科技集团公司的首批“六好”班组和中国运载火箭技术研究院的首批“长征班组”，飞行器结构组承担着“舵手”大责，把握着飞行器结构设计的航向，产品成本控制工程从这里启航。班组成员锐意进取、群策群力，研究出了控制成本的有效招数。

招数一：严控试验件成本

飞行器设计是一个复杂的过程，从研制到定型，要经历少则几十次、多则上百次的地面试验，如果完全按照正式产品图纸制作试验件，是对人力、物力和财力的极大浪费。但是，在满足试验要求的前提下，尽量优化原材料、结构形式以及试验需求，那么，节约的科研经费数目将相当可观。例如，某型号状态复杂，需要大量的地面试验，对此，结构组通过统计分析，找出了成本控制的源头和薄弱环节，通过简化试验件结构、选用低价通用的原材料、同一状态的地面试验件多次使用等措施，在飞行前的地面试验就共计节约成本超过千万，对以后其他型号的地面试验件成本控制也提供了有效参考。

通常，飞行器壳体材料选用铝，然后做成锥形，叫铝锻件，而铝锻件的生产周期至少需要半年时间。结构组为缩短生产周期，提高生产效率，在不影响产品性能和质量的前提下，将材料做成另外一种模型，叫铝铸件，生产周期缩短了约2个月。生产过程中发现，由于壳体轴向长度较大，不能一次完成整个生产，产品的生产周期大大超过了预期，并且由于机加工难度大，生产的产品质量问题较多。为缩短生产周期，提高产品的质量性能，班组对产品结构形式进行了改进，大大降低了产品的加工量，并增加了加工效率较高的另一种加工量，将加工周期由90天缩短到45天。同时，由于改进后的结构较为简单，可以有效控制产品的加工质量。仅此两项成本控制措施，就降低成本五十余万元。

在某新型号的批产过程中，出现了大量的不合格产品，使得交付合格产品生产成本骤增，并且严重影响了该产品的生产进度。为严格控制产品成本及生产质量并提高批产效率，结构组做了大量的调研分析工作，并找出原因进行改进，结果不合格品率已由82%降至4%，同时大大降低了由于产品超差造成的报废、返修、库房管理等费用，节约了大量的人力、物力和时间，严格控制了产品的生产成本，同时提高了产品的生产效率和进度。

招数二：重视三个三

严格“三级”审签制度，坚持“三单”统计与分析，重视“三化”工作。

“三级”是指设计、校对和审核，三级审签制度是设计部门设计产品必须执行的制度，结构组组织相关人员编写了审图规范，将三级审签过程表格化，规范化，决不放过任何细节。对于重点任务、重点阶段图纸，组织老专家对图纸进行复审，专家不仅可以发现图纸错误，还可以纠正年轻设计员不合理的设计方法，帮助年轻设计员成长。经过规范化审图和专家把关，可以有效控制设计图纸的质量，为生产打好基础。

“三单”是指技术通知单、质疑单、更改单俗话说“前事不忘，后事之师”，随着设计工作日趋复杂，日益繁忙，设计过程中不出差错几乎是不可能的，因此归纳总结就显得尤为重要。结构组坚持每月进行三单统计汇总，召开班组质量分析会，向所有成员介绍本月的三单情况，分析三单内容，从而减少了问题重复出现概率，提高了设计质量。

“三化”是某系统标准化设计的重要形式。某系统实行“三化”可以有效减少重复劳动、节省经费、提高产品质量、缩短研制周期、降低研制风险等，因而被世界上许多国家作为发展专业系统装备的一条基本途径和政策。因此班组成立“三化”课题组，通过对现有各类飞行器的清理、整顿，针对具有通用性的结构零件、组件和结构要素，系统地给出其基本型或系列型谱，归纳总结形成了《飞行器结构常用零件三化设计汇编手册》和《飞行器结构设计要素三化设计汇编手册》。

招数三：设计手段升级。

以“三维数字化”为代表的设计手段升级是结构组引航专业技术发展的关键途径。结构组首次将三维数字化协同设计技术应用于飞行器的结构设计中，实现了从总体发布，部段结构件设计、仪器装配、电缆敷设、管路设计、模拟装配、机构仿真、强度计算等一体化设计，打通了我院飞行器结构产品的数字化设计和一体化制造的通道，使得飞行器模装时间大大缩短。三维数字化协同技术的应用，对提高产品设计水平、制造质量、装配效率等都具有十分重要的意义。

招数四：坚持全程把控

跟踪生产过程，遵循“绝不放过任何超差产品，也绝不浪费任何可用产品”的宗旨，遇到生产问题及时分析与处理，在保证产品性能的前提下尽量减少生产废品率。并且原创了“5S”设计链理念，每个S代表不同设计阶段的工作重点，以对产品设计的全程进行有效的把控。这5个S分别为SensiTIve（敏锐）、Support（支持）、Skilled（灵巧）、SaTIsfied（满意）、Share（分享），同时也分别代表了设计链上的“设计问题、分析问题、解决问题、提交用户、举一反三”五个关键步骤，解决好这五个步骤，就能提升整个设计链的速度，更好的适应市场竞争。

结构设计组自2004年以来，获部级以上科技成果奖11项，获院级科学技术成果奖30余项，申报了22项国防专利，先后有多名同志在国防科工委和院立功受奖。