浅谈军工产品的设计工艺性

1 引言

随着我国军工技术的突飞猛进，军工产品向小型化轻量化方向发展，其产品的功能、尺寸、重量越来越符合现代军事作战的特点，新材料、新工艺、新设备的投入应用，使产品的构造趋向模块化、集成化，在保证产品性能、质量要求的前提下，缩短产品的研制生产周期，确保研制产品的可制造性，是加快部队装备的关键。

设计工艺性是军工产品设计工作中的一项重要因素，也是产品的固有属性之一，它直接决定了产品的可制造性、可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性。因此，军工产品设计中选用合理的结构、合适的材料及工艺，在设计伊始提高产品的设计工艺性，对保证产品的质量和可靠性、提高研制水平、增强产品批生产能力和有效控制成本有着重要的现实意义。

2 设计工艺性分析

2.1 产品的设计工艺性

军工产品的设计工艺性是多种特性的综合，即通过产品设计和生产策划，形成最有效的、最可靠的和经济的方法，进行产品的制造、装配、检查、试验、安装、检验和验收，并能符合产品的技术要求、环境使用要求和质量要求。即在产品的全寿命周期中均体现了产品的设计工艺性。因此，具有良好工艺性设计应该是：具有适当技能的操作者，通过合理、经济的方法，采用经济和易获得的材料，在较短的时间内，制造出满足技术要求的产品。

设计工艺性可以归结为以下三点： （1）设计工艺性是产品的固有属性，产品设计的各种要素都对设计工艺性产生影响。

（2）设计工艺性是对产品性能、生产周期、全寿命成本、可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等的综合平衡优化的结果，其目的是在满足产品性能和六性要求的前提下，满足经济高效生产的要求。

（3）设计工艺性不但与产品结构的各种要素有关，而且与工艺布局、公司现有的设备及测试手段等生产要素密切相关，同时与产品的生产批量密切相关。

2.2 设计工艺性工作的目标

设计工艺性是设计人员进行产品设计时必须考虑的重要因素之一，设计人员在产品设计开始，不但要考虑军工产品六性的要求，还要考虑产品生产时的可制造性问题。特别是采用新技术、新工艺、新材料、新设备的同时，对产品的设计进行优化，对工艺方法进行优化，以满足产品性能的要求，满足质量和可生产性的要求，以持续改善产品的可制造性。

产品设计工艺性的目标：就是在满足产品性能、进度、质量、可靠性等要求的同时，依据现有的生产条件，以最合理、最经济和最可靠的方式将其快捷的生产出来。

2.3 设计工艺性相关要素

设计工艺性涵盖了从产品设计、材料、工艺、制造、经济、质量等诸多学科和领域。因此，与设计工艺性相关的影响要素很多。从设计和生产方面，影响设计工艺性的要素有以下几点：

（1）优化设计

满足产品性能指标要求是设计军工产品的最基本要求，在设计开始应对该军工产品的使用环境剖面进行了解，因为对产品使用环境及技术指标要求的全面、正确理解对实现设计工艺性良好的产品至关重要。优化设计时应尽量减少产品结构中的零件数，减少所需装配工序与装配方法，以便于制造、成本最小，并符合企业现有的生产能力。如果对产品技术要求理解不全面，往往导致对所设计产品的某一特性提出过高要求，可能对产品的工艺性产生严重损害。例如，对产品表面粗糙度提出过高的要求，有时会导致产品合格率下降、制造周期和成本大幅提高。另外，采用复杂的方法满足设计要求将导致制造成本增加，也会影响生产周期，同时增加可靠性、环境适应性和可维修性的成本。

（2）元器件、原材料选择

选择元器件时应优先考虑国产化的元器件，避免选择国外定制或敏感度较高的器件，一旦发生突发状况，将影响元器件的采购。原材料的选择应从材料的物理和化学特性多方面作为基本的设计准则，这些性能将影响制造工艺的选择。因为在可承载性、可成形性、可加工性、连接、热处理及表面处理等方面存在相互影响。设计应规定尽可能有多的材料选择，以拓宽潜在制造工艺的种类，仅指定一种材料的设计将限制其与制造过程的兼容性。

（3）工艺选择

仅有一种材料或制造工艺才能满足产品设计目标要求的情况很少，多数情况下，多种材料和工艺中的任何一种都可以制造出满足要求的产品，通过预测由于材料短缺或可应用工艺不足形成的“瓶颈”而确定替代材料和工艺，会极大提高产品的可制造性。

（4）容错及公差要求

不必要的严格公差和表面粗糙度要求对可制造性是极为不利的，有时需要采用更专用、特殊的工艺过程或依赖操作者的特殊技能才能保证达到严格的公差和粗糙度要求。因此，应规定满足产品要求的最低的质量等级。

（5）产品技术基线状态

在军工产品设计和研制中，应在继承和创新之间做好平衡，选择满足用户需求和技术指标要求的成熟资源平台作为技术状态基线，最大程度的利用成熟技术和完善已有的预研成果，并注意汲取其它产品在研制过程中出现的问题和解决措施，落实在方案设计和产品研制过程中，以提高研制质量，确保研制进度，有利于降低生产成本。 （6）试验、检验

产品的试验、检验，是产品生产、组装、交付等质量保证的必要过程，在产品设计时必须考虑产品的可测试性，维修性和保障性设计。

3 设计工艺性评审

设计工艺性评审伴随着整个设计工艺性分析过程，而且随时可以进行，不只是在产品设计方案确定以后。设计工艺性评审的方法主要有成本估计、模拟仿真、收支平衡分析、敏感性分析、价值工程学、关系树和容差分析等。只有通过设计工艺性评审，才能反映出产品是否在企业的现有制造能力下被生产出来。工艺性的评审可以从通过对工艺过程的评审来展开。对工艺的科学合理性、继承性、经济性、标准化等各方面进行评价。在设计文件编制完成时，可对设计阶段进行工艺设计性评审，在产品定型前，对制造工艺方面进行工艺性评审。每一次工艺评审，应邀请对产品质量有影响的所有职能部门代表参加，需要时可邀请顾客代表或其他专家参加，对工艺设计的正确性，先进性、经济性、可行性、可检验性进行分析、审查和评议。工艺评审的依据包括设计资料、研制任务书和合同，有关的法规、标准、技术管理文件和质量体系程序，以及上一阶段的评审结论报告。

4 结论

设计工艺性是产品多种特性的综合，因此，企业应建立设计工艺性评价体系，应根据管理级别和产品研制程序，建立分级、分阶段的工艺性评审制度并列入研制计划。未按规定要求进行工艺性评审或评审未通过，则工作不得转入下一阶段。其目标是为了持续改进和完善企业的可生产性保证体系，就像企业质量保证体系一样，设计工艺性体系评价可以帮助识别体系的哪些方面或环节需要改进，加强，以便提高持续开发的产品的可生产性。

审核编辑 ：李倩