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总体设计的发射设备成本控制分析

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在军民融合和成本工程的背景下,发射设备研制面临的竞争更加激烈,不断降低成本已成为用户的客观要求,同时成本控制也是军工企业持久发展的必由之路。总体设计对发射设备成本控制起着决定性作用,只有在设计源头作好成本控制,将成本控制与设计过程相结合,才能为产品全生命周期成本控制奠定基础。

一、总体设计思路

总体设计不仅是使产品具有规定功能和性能的总体方案设计,还应考虑任务分工、生产工艺流程等因素,总体设计决定了产品的必威体育betwayAPP竞争力,是成本控制的核心。根据发射设备研制特点,笔者从总体设计角度提出成本控制的思路(见图1)。一是根据必威体育betwayAPP和用户需求确定发射设备总体方案和分系统方案。以必威体育betwayAPP和用户需求为出发点确定产品研发战略,制定总体方案和分系统方案。方案合理一分,成本降低一截,总体方案是影响发射设备成本最大的因素。在确定发射设备总体方案和分系统方案时,正确处理继承与创新的关系,既充分继承成熟型号方案,又适当创新,采用一定比例的新技术,不断提高发射设备技术和质量水平。不仅如此,设计方案应论证充分、合理可行,一次成功是最重要的成本控制措施。二是提高设计人员成本控制意识。增强设计人员成本意识,实现成本顶层设计。基于总体设计的发射设备成本控制的途径与思考高强、麻广林、卢卫建、杭立杰/北京航天发射技术研究所传统重技术、轻成本的战略型号思维betway必威体育官网已不能适应必威体育betwayAPP化需求。在型号研制过程中,设计人员成本意识相对薄弱,应建立面向必威体育betwayAPP,面向产出的意识。研发目标由从贯彻性能至上向成本与性能并重转变。总体设计阶段是成本控制的关键阶段,直接决定了发射设备大部分成本,引导设计人员在保证质量与技术指标的前提下关注产品成本。三是采用面向成本的总体设计,确定目标成本和目标成本分解。首先,制定目标成本规划,将成本控制指标一级级向下传递。成本指标同质量、可靠度等技术指标一样,将目标成本进一步细化分解给各分系统设计单位,在转研制阶段进行评审等闭环管理。其次,做好目标成本的分解,目标成本可以按产品结构、主要功能、成本的形成过程进行分解,发射设备一般采用按产品结构进行分解。结合分系统方案,将分系统成本估算值与预计值进行比较,重新进行设计和分配,使估算值能满足预计总成本要求,持续改进且贯穿于产品设计整个过程,由设计师和型号计划人员根据经验和相关数据多轮协调后才能确定。四是加强目标成本、标准成本、实际成本管理,重视成本数据库建设。目标成本管理。总体通过自上而下的结构分解开展目标成本分解,将目标成本设定和目标成本分解作为重要指标,提供给各分系统设计人员,使设计人员对成本进行有效控制,形成“设计—分解—达成,再设计—再分解—再达成”的循环。标准成本管理。在发射设备设计过程中,大量使用成熟零部组件或通用件,包括产品化产品、标准件、元器件以及部分外购件,这些产品的成本预先已确定,可形成发射设备标准化目标成本和实际成本,将这类产品成本进行标准化管理,供设计师设计时选择,达到快速成本设计。实际成本管理。发射设备各系统的设计和制造过程会产生相关的实际成本数据,通过对产品结构层次组成以及流转过程相关实际成本数据的录入或集成,形成对目标成本的反馈和对比依据。成本数据库建设。在研制过程中设计人员掌握目标成本、标准成本、实际成本,解决没有相关成本数据和信息化系统支持的问题。五是强化技术经济性分析和评审。设计过程与成本控制过程相结合,产品设计时既设定战技指标也设定成本指标,将目标成本设计水平作为评判设计方案是否合理的关键指标。在各个研制阶段,将单机、整机、分系统的目标成本作为逐级评审的必要条件,使设计师在设计过程中不但关注设计方案本身,同时也关注方案成本。

二、总体设计实施途径

1.优化总体设计方案实现同一个性能指标有多种不同的技术途径与实施方案,其评价标准包括技术难度、研制风险、研制进度、研制费用、使用维护等。总体方案应从全方面、多角度进行论证,力求优中选优,以实现发射设备“费效比”最优的目标。

2.精细化设计精细化设计是实现成本工程的重要手段,从经验设计转向依据标准和规范,遵循通用化、系列化、组合化、标准化的原则进行精细设计。提升数字化设计水平、通过CAD/CAE/CFD等手段提高设计质量,减少总装时的干涉、线缆过长或过短等问题。

3.优选产品化单机产品化单机经过大量的试验验证在多个型号使用,性能稳定,可靠性高。总体方案应基于产品化单机,遵循型号产品化大纲,全面应用产品化工作成果,加大产品化单机选用,不仅可以提高新型号的可靠性、性能指标,有利于维护维修,也有利于降低生产成本与研制费用。

4.压缩紧固件、原材料、元器件品种和规格压缩型号使用的紧固件、金属原材料品种和规格。梳理以往发射设备紧固件使用状况,制定紧固件标准优选目录,如紧固件螺纹直径规格优选M3、M6、M10、M16、M20、M24、M30、M36、M42、M48、M56、M64;螺纹长度≥20时按10的倍数取,即10、20、30、40、50、60……,螺纹长度<20时,分别取6、10、16这3种规格。根据常用材料选用范围,让采购人员参与到设计过程中,充分听取采购人员对原材料选型方面的意见和建议,合理解决最小起订量造成的浪费。

5.优化试验项目合理优化试验项目及内容,避免重复性测试,如优化液压阀件的复验项目和出厂试验项目。结合以往型号测试数据,利用动力学分析软件进行发射设备机动运输虚拟试验,缩短研制周期,降低研制成本。研制试验和可靠性试验有机融合,发射设备研制过程中要进行风、雨、雪、高低温、高海拔等环境性能试验,从顶层策划,积累试验数据,增加评估子样,提高评估结果准确度和可信度。

6.外协外购产品控制外协外购产品成本是影响发射设备成本的关键因素,积极寻找下游生产厂家,制定单机竞争择优评判标准,货比三家,在品质保证以及售后服务同等条件下进行多家供应商价格比较。

7.优化备件配置发射设备种类繁多,组成复杂,其备件需求随机性较大;备件品种和数量对装备影响程度不同,备件价格有高有低,确定出对提高维修性起关键作用的备件品种和数量对成本控制具有重要意义。根据GJB4355、备件配置优化方法等科学进行备件配置,既可以保证备件保障率,又可防止备件过多造成的浪费。

三、需要进一步研究的问题

1.试验费用不确定随着发射设备可靠性要求越来越高,使用方对可靠性指标评估方法科学性、验证试验方案设计合理性越来越重视。制定科学合理的可靠性指标验证试验方案,解答发射可靠度等可靠性指标是否满足要求的问题对发射设备研制过程尤为重要,但不同的指标验证试验方案对试验子样投产数量、试验环境及方法差别较大。

2.设计边界条件的不确定设计边界条件对发射设备的成本有较大影响,如发射设备仪器舱内单机设备温度的控制范围。安装在仪器舱内的单机设备研制人员希望仪器舱内环境温度区间越小越好,这样能给设备提供更加稳定的温度环境,但调温系统研制人员希望温度区间越大越好,这样可降低调温系统功率、质量和成本等。不同使用地区的环境温度不同,导致调温系统功率不同,进而影响成本,需要研制人员在吃透技术的基础上,从环境温度、使用温度、设备性能等方面科学、合理确定设计边界条件。

3.综合权衡各类成本发射设备研制贯彻“低成本、高可靠”的设计理念,在工程实际中,采用精度高、可靠性高的产品能够提高发射设备的可靠性指标,导致研制成本增加,但能够降低后期使用的维修保障成本,因此在研制中需要根据发射设备使用年限、生产数量等因素综合权衡研制成本和使用维修保障成本。如何有效控制成本是产品研制过程中永恒的主题。随着军民融合和竞争性采购政策的实施,航天企业从外部环境和自身的生存发展需要实施成本控制,尤其是从源头上基于总体设计进行成本控制将是一个必然的趋势。

作者:高强 麻广林 卢卫建 杭立杰 单位:北京航天发射技术研究所

航天工业管理杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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