航天科技一院一部从设计源头抓成本管控侧记

文章来源:中国航天报 发布时间:2018-12-21

在军民融合的战略方针指引和市场经济背景下,商业化已成为航天运输系统发展的必由之路。为了适应商业化发展模式,型号研制就必须上好成本管控这一必修课。

在型号研制实践中,有一个比较普遍的认识是“成本是设计出来的”,可见在设计源头做好成本管控的重要性。本文结合增压输送系统研制实践,谈谈航天科技集团一院一部在设计方面的一些成本管控做法。

以模块化设计 握紧成本管控的“方向盘”

在增压输送系统方面,一部目前形成了针对常温推进剂、低温液氧煤油推进剂、低温液氢液氧推进剂的增压方案,尤其是在新一代运载火箭研制和在飞型号可靠性改进过程中,一部对各类型的增压方案进行了进一步整合统一,形成了基本模块。

因此,在正在开展的新一代中型运载火箭研制中,不同型号的相似部段只需在成熟模块的基础上做局部适应性更改即可满足要求,大大减少了由于方案变化带来的系统性研制工作,从根本上减少了人力、物力以及时间成本。

设计流程的末端即为试验验证。试验中最费力费时的环节往往是在试验系统搭建和试验产品安装阶段,而真正“做试验”的过程往往耗时较少。因此,模块化设计还应延伸到试验验证阶段。在试验策划阶段,对不同型号的试验条件进行综合研判、梳理和包络,通过一次试验验证不同型号的技术参数,达到“搭一次舞台,演多场剧目”的目的。

以系列化设计 牵紧成本管控的“牛鼻子”

管路和阀门是增压输送系统最重要的两类单机,尤其是低温火箭,导管数量动辄上千根,阀门种类也显著增加。因此,这两类产品一般是增压输送系统研制中最花费精力和成本的,庞大数量导管的地面鉴定量级振动试验的顺利通过和阀门在飞行过程中的精准灵活动作是产品研制的两大难关。

尽管管路产品具有天然的系列化特征——管径,但不同布局形式导致管路表现出不同的“脾气个性”——振动特性。因此,在小导管布局之初就应尽量减少其个性,如将导管分成好多簇,每一簇大致按照相同或相近路径进行布局。这样一来,每类导管都可以找出相应的代表性导管,针对代表性导管进行分析和验证,就可以达到事半功倍的效果。

对于阀门产品,一部目前广泛开展了产品化设计工作,形成了阀门产品型谱。目前,正在开展的新一代中型运载火箭方案设计全部采用在飞型号的阀门产品,达到了系列化、通用化的目标。通过采用系列化设计分析方法,既控制了设计风险,又有效提高了效率。

以标准化设计 盯紧成本管控的“节骨眼”

与系统设计、单机研制同等重要,总装设计也是增压输送系统设计的一项重要工作。而总装设计的相当一部分工作是与紧固件、管接头以及卡箍支架打交道。可不要小瞧这三类个头不大的产品,如果不好好“伺候”,定跟你闹出个翻江倒海。

接口不协调和尺寸不匹配是这三类产品的常见问题,稍不留意就会被贴上“低层次质量问题”的标签。一个中学生都能算明白的尺寸,为什么很多设计师却在这个小沟里翻船呢?根本原因是数量大、规格多、种类杂。

为此,一部在总装设计中抓住这个矛盾,开展了标准化设计。在增压输送系统研制中,一部通过多年的梳理、提炼和研制,将涵盖所有型号的管路连接件、紧固件以及卡箍支架等近万件产品进行梳理,完成了高温高性能紧固件产品、高抗疲劳性能楔形螺纹外套螺母、新型复合密封管路连接件以及标准卡箍支架等产品标准制定。与此同时,一部抓住每一个契机,更改完善图纸和技术文件,加快推进新标准的应用。标准件的普及有效规范了产品规格种类,大大降低了接口和尺寸不协调问题,减少了后续的人力和时间投入。

在商业航天大背景下,一部积极与市场接轨,通过持续推进模块化、系列化和标准化研制工作在设计源头落地,有效管控了研制成本。(贺启林)