淺談軍工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工藝性

1 引言

隨著我國(guó)軍工技術(shù)的突飛猛進(jìn)，軍工產(chǎn)品向小型化輕量化方向發(fā)展，其產(chǎn)品的功能、尺寸、重量越來越符合現(xiàn)代軍事作戰(zhàn)的特點(diǎn)，新材料、新工藝、新設(shè)備的投入應(yīng)用，使產(chǎn)品的構(gòu)造趨向模塊化、集成化，在保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量要求的前提下，縮短產(chǎn)品的研制生產(chǎn)周期，確保研制產(chǎn)品的可制造性，是加快部隊(duì)裝備的關(guān)鍵。

設(shè)計(jì)工藝性是軍工產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中的一項(xiàng)重要因素，也是產(chǎn)品的固有屬性之一，它直接決定了產(chǎn)品的可制造性、可靠性、維修性、保障性、測(cè)試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性。因此，軍工產(chǎn)品設(shè)計(jì)中選用合理的結(jié)構(gòu)、合適的材料及工藝，在設(shè)計(jì)伊始提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工藝性，對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性、提高研制水平、增強(qiáng)產(chǎn)品批生產(chǎn)能力和有效控制成本有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 設(shè)計(jì)工藝性分析

2.1 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工藝性

軍工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工藝性是多種特性的綜合，即通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)策劃，形成最有效的、最可靠的和經(jīng)濟(jì)的方法，進(jìn)行產(chǎn)品的制造、裝配、檢查、試驗(yàn)、安裝、檢驗(yàn)和驗(yàn)收，并能符合產(chǎn)品的技術(shù)要求、環(huán)境使用要求和質(zhì)量要求。即在產(chǎn)品的全壽命周期中均體現(xiàn)了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工藝性。因此，具有良好工藝性設(shè)計(jì)應(yīng)該是：具有適當(dāng)技能的操作者，通過合理、經(jīng)濟(jì)的方法，采用經(jīng)濟(jì)和易獲得的材料，在較短的時(shí)間內(nèi)，制造出滿足技術(shù)要求的產(chǎn)品。

設(shè)計(jì)工藝性可以歸結(jié)為以下三點(diǎn)： （1）設(shè)計(jì)工藝性是產(chǎn)品的固有屬性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各種要素都對(duì)設(shè)計(jì)工藝性產(chǎn)生影響。

（2）設(shè)計(jì)工藝性是對(duì)產(chǎn)品性能、生產(chǎn)周期、全壽命成本、可靠性、維修性、保障性、測(cè)試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性等的綜合平衡優(yōu)化的結(jié)果，其目的是在滿足產(chǎn)品性能和六性要求的前提下，滿足經(jīng)濟(jì)高效生產(chǎn)的要求。

（3）設(shè)計(jì)工藝性不但與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的各種要素有關(guān)，而且與工藝布局、公司現(xiàn)有的設(shè)備及測(cè)試手段等生產(chǎn)要素密切相關(guān)，同時(shí)與產(chǎn)品的生產(chǎn)批量密切相關(guān)。

2.2 設(shè)計(jì)工藝性工作的目標(biāo)

設(shè)計(jì)工藝性是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的重要因素之一，設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始，不但要考慮軍工產(chǎn)品六性的要求，還要考慮產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的可制造性問題。特別是采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)工藝方法進(jìn)行優(yōu)化，以滿足產(chǎn)品性能的要求，滿足質(zhì)量和可生產(chǎn)性的要求，以持續(xù)改善產(chǎn)品的可制造性。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝性的目標(biāo)：就是在滿足產(chǎn)品性能、進(jìn)度、質(zhì)量、可靠性等要求的同時(shí)，依據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，以最合理、最經(jīng)濟(jì)和最可靠的方式將其快捷的生產(chǎn)出來。

2.3 設(shè)計(jì)工藝性相關(guān)要素

設(shè)計(jì)工藝性涵蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料、工藝、制造、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量等諸多學(xué)科和領(lǐng)域。因此，與設(shè)計(jì)工藝性相關(guān)的影響要素很多。從設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面，影響設(shè)計(jì)工藝性的要素有以下幾點(diǎn)：

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)

滿足產(chǎn)品性能指標(biāo)要求是設(shè)計(jì)軍工產(chǎn)品的最基本要求，在設(shè)計(jì)開始應(yīng)對(duì)該軍工產(chǎn)品的使用環(huán)境剖面進(jìn)行了解，因?yàn)閷?duì)產(chǎn)品使用環(huán)境及技術(shù)指標(biāo)要求的全面、正確理解對(duì)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工藝性良好的產(chǎn)品至關(guān)重要。優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的零件數(shù)，減少所需裝配工序與裝配方法，以便于制造、成本最小，并符合企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)能力。如果對(duì)產(chǎn)品技術(shù)要求理解不全面，往往導(dǎo)致對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的某一特性提出過高要求，可能對(duì)產(chǎn)品的工藝性產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。例如，對(duì)產(chǎn)品表面粗糙度提出過高的要求，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品合格率下降、制造周期和成本大幅提高。另外，采用復(fù)雜的方法滿足設(shè)計(jì)要求將導(dǎo)致制造成本增加，也會(huì)影響生產(chǎn)周期，同時(shí)增加可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和可維修性的成本。

（2）元器件、原材料選擇

選擇元器件時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮國(guó)產(chǎn)化的元器件，避免選擇國(guó)外定制或敏感度較高的器件，一旦發(fā)生突發(fā)狀況，將影響元器件的采購。原材料的選擇應(yīng)從材料的物理和化學(xué)特性多方面作為基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，這些性能將影響制造工藝的選擇。因?yàn)樵诳沙休d性、可成形性、可加工性、連接、熱處理及表面處理等方面存在相互影響。設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定盡可能有多的材料選擇，以拓寬潛在制造工藝的種類，僅指定一種材料的設(shè)計(jì)將限制其與制造過程的兼容性。

（3）工藝選擇

僅有一種材料或制造工藝才能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)要求的情況很少，多數(shù)情況下，多種材料和工藝中的任何一種都可以制造出滿足要求的產(chǎn)品，通過預(yù)測(cè)由于材料短缺或可應(yīng)用工藝不足形成的“瓶頸”而確定替代材料和工藝，會(huì)極大提高產(chǎn)品的可制造性。

（4）容錯(cuò)及公差要求

不必要的嚴(yán)格公差和表面粗糙度要求對(duì)可制造性是極為不利的，有時(shí)需要采用更專用、特殊的工藝過程或依賴操作者的特殊技能才能保證達(dá)到嚴(yán)格的公差和粗糙度要求。因此，應(yīng)規(guī)定滿足產(chǎn)品要求的最低的質(zhì)量等級(jí)。

（5）產(chǎn)品技術(shù)基線狀態(tài)

在軍工產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研制中，應(yīng)在繼承和創(chuàng)新之間做好平衡，選擇滿足用戶需求和技術(shù)指標(biāo)要求的成熟資源平臺(tái)作為技術(shù)狀態(tài)基線，最大程度的利用成熟技術(shù)和完善已有的預(yù)研成果，并注意汲取其它產(chǎn)品在研制過程中出現(xiàn)的問題和解決措施，落實(shí)在方案設(shè)計(jì)和產(chǎn)品研制過程中，以提高研制質(zhì)量，確保研制進(jìn)度，有利于降低生產(chǎn)成本。 （6）試驗(yàn)、檢驗(yàn)

產(chǎn)品的試驗(yàn)、檢驗(yàn)，是產(chǎn)品生產(chǎn)、組裝、交付等質(zhì)量保證的必要過程，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮產(chǎn)品的可測(cè)試性，維修性和保障性設(shè)計(jì)。

3 設(shè)計(jì)工藝性評(píng)審

設(shè)計(jì)工藝性評(píng)審伴隨著整個(gè)設(shè)計(jì)工藝性分析過程，而且隨時(shí)可以進(jìn)行，不只是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案確定以后。設(shè)計(jì)工藝性評(píng)審的方法主要有成本估計(jì)、模擬仿真、收支平衡分析、敏感性分析、價(jià)值工程學(xué)、關(guān)系樹和容差分析等。只有通過設(shè)計(jì)工藝性評(píng)審，才能反映出產(chǎn)品是否在企業(yè)的現(xiàn)有制造能力下被生產(chǎn)出來。工藝性的評(píng)審可以從通過對(duì)工藝過程的評(píng)審來展開。對(duì)工藝的科學(xué)合理性、繼承性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化等各方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。在設(shè)計(jì)文件編制完成時(shí)，可對(duì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)性評(píng)審，在產(chǎn)品定型前，對(duì)制造工藝方面進(jìn)行工藝性評(píng)審。每一次工藝評(píng)審，應(yīng)邀請(qǐng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響的所有職能部門代表參加，需要時(shí)可邀請(qǐng)顧客代表或其他專家參加，對(duì)工藝設(shè)計(jì)的正確性，先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、可行性、可檢驗(yàn)性進(jìn)行分析、審查和評(píng)議。工藝評(píng)審的依據(jù)包括設(shè)計(jì)資料、研制任務(wù)書和合同，有關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)管理文件和質(zhì)量體系程序，以及上一階段的評(píng)審結(jié)論報(bào)告。

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)工藝性是產(chǎn)品多種特性的綜合，因此，企業(yè)應(yīng)建立設(shè)計(jì)工藝性評(píng)價(jià)體系，應(yīng)根據(jù)管理級(jí)別和產(chǎn)品研制程序，建立分級(jí)、分階段的工藝性評(píng)審制度并列入研制計(jì)劃。未按規(guī)定要求進(jìn)行工藝性評(píng)審或評(píng)審未通過，則工作不得轉(zhuǎn)入下一階段。其目標(biāo)是為了持續(xù)改進(jìn)和完善企業(yè)的可生產(chǎn)性保證體系，就像企業(yè)質(zhì)量保證體系一樣，設(shè)計(jì)工藝性體系評(píng)價(jià)可以幫助識(shí)別體系的哪些方面或環(huán)節(jié)需要改進(jìn)，加強(qiáng)，以便提高持續(xù)開發(fā)的產(chǎn)品的可生產(chǎn)性。

審核編輯 ：李倩