成楠 科技日報記者 付毅飛
今年，中國空間站應用與發展階段首次載人發射任務取得圓滿成功，中國航天科技集團六院研制的58臺發動機將神舟十六號飛船送上“天宮”。按計劃，今年長征系列運載火箭發射次數將超過60次，四季度將迎來第500次發射。高密度常態化發射，離不開來自六院金牌動力的全力護航。
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長征系列運載火箭的飛行試驗次數持續保持高位，說明運載火箭在應對高強密度發射的嚴峻挑戰時，在安全性、可靠性、入軌精度上實現了新的提升。據了解，隨著六院精心策劃，于2021年開始全面實施卓越產品行動，該院研制的擁有完全自主知識產權的液體火箭發動機，產品可靠性持續提升，研制交付能力不斷增強。
從“小子樣工藝品”向“規模化產業化”變革
實施卓越產品行動是六院支撐和推動液體動力實現高質量保證成功、高效率完成任務、高效益推動航天強國和國防建設“三高”全面發展的重大戰略部署。通過實施卓越過程建設，建成適合液體動力發展的先進、高效產業體系，才能從根本上支撐液體動力從“小子樣、工藝品”向“規模化、產業化”變革。
今年3月27日，六院西發公司第二條總裝脈動生產線正式投產應用，發動機總裝生產能力和生產效率大幅提高，加快推動了該院科研生產模式轉型升級。
相比此前，120噸液氧煤油發動機氧預壓泵誘導輪加工周期縮短至28小時，效率提升10倍；機架熱處理生產線實現熱處理全過程自動化、高效化和集成化，效率提升10倍。2023年，西發公司第一季度交付發動機同比增長40％。西發公司列入院第一批卓越過程建設項目清單的106個項目中78個已完成建設，進入試運行和迭代改進階段，以先進制造單元為最基本細胞、以先進生產線為主干的液體動力產品先進制造體系初具雛形，生產管控精細化水平顯著提升。
從“機群式孤島式”向“一個流”轉型
先進制造單元是卓越產品行動的重點，也是最基本細胞，與傳統固定生產相比，單元化的生產一改以往機群式、“見縫插針”式布局，實現了同類產品批量化、標準化、流水式加工，消除了“孤島式”生產方式，實現生產過程中將產品按節拍一個一個流動的生產方式。
按照原來的生產模式，六院11所遠征公司閥芯壓制產能年產不足4000件，由于生產難度大，工人壓制一件產品需要45分鐘，且批量生產工藝參數一致性難以得到有效保證。為此，該院各單位在梳理產品生產試驗工藝流程基礎上加快推動科研生產模式轉型升級，逐步探索適合批量生產的工藝流程優化技術；按照“連點成線、由線及面、多面一體”思想，構建“小核心、大協作、專業化、開放型”的液體動力發展產業體系。通過對單元控制程序進行調整與優化，閥芯壓制生產時間縮短至每件15分鐘，產能提升5倍，合格率達98%以上。
姿控發動機噴注器架是六院801所研制生產的核心零部件。近年來，噴注器架出產數量呈井噴式增長，現有3臺九軸車銑復合中心即使采用12小時工作制高負荷運轉也無法滿足出產需求。為了進一步挖掘設備潛能，801所利用車載機器人將3臺復合中心組合起來，實現了設備自動上下料、零件自動清洗、設備刀夾具自動檢測與更換，成功打造出“黑燈工廠”模式，設備日利用率從原來的38%提升至90%以上，生產能力提升2.5倍，實現了24小時無人值守。
從“全流程單干”到“流水線合作”轉變
隨著發動機研制任務對試驗的精細化、智能化提出更高要求，通過自動化和數字化等手段解決試驗過程中的顯著問題短板和能力瓶頸，形成高效穩定的發動機試驗體系迫在眉睫。
日前，六院11所（京）姿控發動機孔板液流試驗臺實施方案通過院級評審，標志著該項目正式進入實施階段。由于姿控發動機孔板品種多、數量大，每種產品需配備專用試驗工裝，傳統人工試驗模式的試驗效率低且占用資源多。為此，該所采用全自動試驗單元設計理念，配置產品存取、參數配置、工裝切換等功能。試驗臺投入使用后，產品日均試驗數量由150件提高至1000件。
不同型號的發動機試驗要求差別很大，試驗前后狀態檢測分析復雜，這些因素都影響著試驗的效率和質量。在卓越產品行動牽引下，六院101所在優化試驗流程上下功夫，通過對試驗臺進行改造，創新驅動讓雙工位試驗系統高效切換。兩個工位可同時進行不同型號試驗準備工作，大幅縮短了試驗周期，解決了多個試驗系統交替的問題，實現從“全流程單干”到“流水線合作”的轉變。
試車數據是發動機試驗的唯一產品，數據的處理效率對發動機交付存在很大制約。六院165所試車數據快速判讀系統和試車數據自動處理系統的開發建設，有效解決了發動機試驗的“后顧之憂”。“通過實時讀取采集系統數據，關機前即可得到發動機主要性能參數，處理時間由原來的10分鐘縮短至10秒內；同時數據自動處理系統可以在數據停采后自動生成包絡曲線，自動判讀并預警超出包絡的參數；按照預設格式自動生成試車數據報告。數據處理操作時間由原來的3小時縮短至30分鐘以內，讓發動機試驗發放‘通行證’效率得到極大提升。”該產品保證中心負責人說。
“液體動力產品必須追求卓越，只有高可靠、高成熟度的卓越產品才能從根本上支撐液體動力從‘保成功’到‘保證成功’的轉變，我們要對標一流的信息化、數字化、智能化技術手段和方法工具，構造適合于液體動力發展的產業體系，打造一系列液體動力產業化發展的樣板工程。”六院院長王萬軍表示。
