總體設計的發射設備成本控制分析范文

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在軍民融合和成本工程的背景下，發射設備研制面臨的競爭更加激烈，不斷降低成本已成為用戶的客觀要求，同時成本控制也是軍工企業持久發展的必由之路。總體設計對發射設備成本控制起著決定性作用，只有在設計源頭作好成本控制，將成本控制與設計過程相結合，才能為產品全生命周期成本控制奠定基礎。

一、總體設計思路

總體設計不僅是使產品具有規定功能和性能的總體方案設計，還應考慮任務分工、生產工藝流程等因素，總體設計決定了產品的市場競爭力，是成本控制的核心。根據發射設備研制特點，筆者從總體設計角度提出成本控制的思路（見圖1）。一是根據市場和用戶需求確定發射設備總體方案和分系統方案。以市場和用戶需求為出發點確定產品研發戰略，制定總體方案和分系統方案。方案合理一分，成本降低一截，總體方案是影響發射設備成本最大的因素。在確定發射設備總體方案和分系統方案時，正確處理繼承與創新的關系，既充分繼承成熟型號方案，又適當創新，采用一定比例的新技術，不斷提高發射設備技術和質量水平。不僅如此，設計方案應論證充分、合理可行，一次成功是最重要的成本控制措施。二是提高設計人員成本控制意識。增強設計人員成本意識，實現成本頂層設計。基于總體設計的發射設備成本控制的途徑與思考高強、麻廣林、盧衛建、杭立杰/北京航天發射技術研究所傳統重技術、輕成本的戰略型號思維模式已不能適應市場化需求。在型號研制過程中，設計人員成本意識相對薄弱，應建立面向市場，面向產出的意識。研發目標由從貫徹性能至上向成本與性能并重轉變。總體設計階段是成本控制的關鍵階段，直接決定了發射設備大部分成本，引導設計人員在保證質量與技術指標的前提下關注產品成本。三是采用面向成本的總體設計，確定目標成本和目標成本分解。首先，制定目標成本規劃，將成本控制指標一級級向下傳遞。成本指標同質量、可靠度等技術指標一樣，將目標成本進一步細化分解給各分系統設計單位，在轉研制階段進行評審等閉環管理。其次，做好目標成本的分解，目標成本可以按產品結構、主要功能、成本的形成過程進行分解，發射設備一般采用按產品結構進行分解。結合分系統方案，將分系統成本估算值與預計值進行比較，重新進行設計和分配，使估算值能滿足預計總成本要求，持續改進且貫穿于產品設計整個過程，由設計師和型號計劃人員根據經驗和相關數據多輪協調后才能確定。四是加強目標成本、標準成本、實際成本管理，重視成本數據庫建設。目標成本管理。總體通過自上而下的結構分解開展目標成本分解，將目標成本設定和目標成本分解作為重要指標，提供給各分系統設計人員，使設計人員對成本進行有效控制，形成“設計—分解—達成，再設計—再分解—再達成”的循環。標準成本管理。在發射設備設計過程中，大量使用成熟零部組件或通用件，包括產品化產品、標準件、元器件以及部分外購件，這些產品的成本預先已確定，可形成發射設備標準化目標成本和實際成本，將這類產品成本進行標準化管理，供設計師設計時選擇，達到快速成本設計。實際成本管理。發射設備各系統的設計和制造過程會產生相關的實際成本數據，通過對產品結構層次組成以及流轉過程相關實際成本數據的錄入或集成，形成對目標成本的反饋和對比依據。成本數據庫建設。在研制過程中設計人員掌握目標成本、標準成本、實際成本，解決沒有相關成本數據和信息化系統支持的問題。五是強化技術經濟性分析和評審。設計過程與成本控制過程相結合，產品設計時既設定戰技指標也設定成本指標，將目標成本設計水平作為評判設計方案是否合理的關鍵指標。在各個研制階段，將單機、整機、分系統的目標成本作為逐級評審的必要條件，使設計師在設計過程中不但關注設計方案本身，同時也關注方案成本。

二、總體設計實施途徑

1．優化總體設計方案實現同一個性能指標有多種不同的技術途徑與實施方案，其評價標準包括技術難度、研制風險、研制進度、研制費用、使用維護等。總體方案應從全方面、多角度進行論證，力求優中選優，以實現發射設備“費效比”最優的目標。

2．精細化設計精細化設計是實現成本工程的重要手段，從經驗設計轉向依據標準和規范，遵循通用化、系列化、組合化、標準化的原則進行精細設計。提升數字化設計水平、通過CAD/CAE/CFD等手段提高設計質量，減少總裝時的干涉、線纜過長或過短等問題。

3．優選產品化單機產品化單機經過大量的試驗驗證在多個型號使用，性能穩定，可靠性高。總體方案應基于產品化單機，遵循型號產品化大綱，全面應用產品化工作成果，加大產品化單機選用，不僅可以提高新型號的可靠性、性能指標，有利于維護維修，也有利于降低生產成本與研制費用。

4．壓縮緊固件、原材料、元器件品種和規格壓縮型號使用的緊固件、金屬原材料品種和規格。梳理以往發射設備緊固件使用狀況，制定緊固件標準優選目錄，如緊固件螺紋直徑規格優選M3、M6、M10、M16、M20、M24、M30、M36、M42、M48、M56、M64；螺紋長度≥20時按10的倍數取，即10、20、30、40、50、60……，螺紋長度＜20時，分別取6、10、16這3種規格。根據常用材料選用范圍，讓采購人員參與到設計過程中，充分聽取采購人員對原材料選型方面的意見和建議，合理解決最小起訂量造成的浪費。

5．優化試驗項目合理優化試驗項目及內容，避免重復性測試，如優化液壓閥件的復驗項目和出廠試驗項目。結合以往型號測試數據，利用動力學分析軟件進行發射設備機動運輸虛擬試驗，縮短研制周期，降低研制成本。研制試驗和可靠性試驗有機融合，發射設備研制過程中要進行風、雨、雪、高低溫、高海拔等環境性能試驗，從頂層策劃，積累試驗數據，增加評估子樣，提高評估結果準確度和可信度。

6．外協外購產品控制外協外購產品成本是影響發射設備成本的關鍵因素，積極尋找下游生產廠家，制定單機競爭擇優評判標準，貨比三家，在品質保證以及售后服務同等條件下進行多家供應商價格比較。

7．優化備件配置發射設備種類繁多，組成復雜，其備件需求隨機性較大；備件品種和數量對裝備影響程度不同，備件價格有高有低，確定出對提高維修性起關鍵作用的備件品種和數量對成本控制具有重要意義。根據GJB4355、備件配置優化方法等科學進行備件配置，既可以保證備件保障率，又可防止備件過多造成的浪費。

三、需要進一步研究的問題

1．試驗費用不確定隨著發射設備可靠性要求越來越高，使用方對可靠性指標評估方法科學性、驗證試驗方案設計合理性越來越重視。制定科學合理的可靠性指標驗證試驗方案，解答發射可靠度等可靠性指標是否滿足要求的問題對發射設備研制過程尤為重要，但不同的指標驗證試驗方案對試驗子樣投產數量、試驗環境及方法差別較大。

2．設計邊界條件的不確定設計邊界條件對發射設備的成本有較大影響，如發射設備儀器艙內單機設備溫度的控制范圍。安裝在儀器艙內的單機設備研制人員希望儀器艙內環境溫度區間越小越好，這樣能給設備提供更加穩定的溫度環境，但調溫系統研制人員希望溫度區間越大越好，這樣可降低調溫系統功率、質量和成本等。不同使用地區的環境溫度不同，導致調溫系統功率不同，進而影響成本，需要研制人員在吃透技術的基礎上，從環境溫度、使用溫度、設備性能等方面科學、合理確定設計邊界條件。

3．綜合權衡各類成本發射設備研制貫徹“低成本、高可靠”的設計理念，在工程實際中，采用精度高、可靠性高的產品能夠提高發射設備的可靠性指標，導致研制成本增加，但能夠降低后期使用的維修保障成本，因此在研制中需要根據發射設備使用年限、生產數量等因素綜合權衡研制成本和使用維修保障成本。如何有效控制成本是產品研制過程中永恒的主題。隨著軍民融合和競爭性采購政策的實施，航天企業從外部環境和自身的生存發展需要實施成本控制，尤其是從源頭上基于總體設計進行成本控制將是一個必然的趨勢。

作者：高強 麻廣林 盧衛建 杭立杰 單位：北京航天發射技術研究所