◎中國運載火箭技術研究院 郝照平 黃永生 劉建民 范建芳 楊貴斌

隨著國家重大專項工程的推進及國內外市場需求的增長,以及發射市場競爭的日趨激烈,在今后乃至相當長的一段時間,中國航天將處于持續高密度發射的態勢,科研生產任務的繁重和艱巨性將進入常態化。如何實現運載火箭的高可靠、低成本、產品化、產業化,已經成為新時期、新階段的工作重點。
2011年,由中國運載火箭技術研究院牽頭,協同航天推進技術研究院、四川航天技術研究院、中國航天電子技術研究院等專業研究院,通過對“十二五”和“十三五”期間在役宇航型號發射服務市場需求的綜合分析,開展了運載火箭百發工程實施策劃。策劃注重前瞻性、系統性、綜合性及協同性,創造性地提出了打破型號界限,旨在通過全要素、全周期策劃實現運載火箭產業化發展的技術儲備、能力儲備和資源儲備,應對持續高密度發射,統籌未來各項任務。
運載火箭百發工程涉及3 個現役CZ 系列運載火箭型號(CZ-2C、CZ-2F、CZ-3A 系列),投產數量為100 發,經費規模達200億元,時間跨度近10年。以統一技術狀態、產品化為出發點的運載火箭百發工程,成為運載火箭產業化真正意義上的開始。
“實施宇航系統產業化轉型專項工程,重點提升產業化、規模化的設計、制造、測試試驗、質量保證和組織管理能力”,是加快推動我國成為世界航天強國的九大戰略舉措之一。百發工程策劃正是新型科研生產管理模式的創新實踐,針對傳統任務和未來市場,在改革和管理上探索新模式,通過梳理技術狀態,夯實能力資源布局,堅持完成任務與能力提升并重、產品與型號并重,型號任務驅動和專業產品支撐相結合,實現均衡生產和能力提升。
運載火箭百發工程策劃包括市場分析、設計生產及發射服務、能力建設、支撐性保障條件共4個方面,16 項關鍵要素。從系統工程管理出發,按照項目管理方法,從市場分析、技術狀態管理、產品化、工程計劃、物資供應、發射服務等方面實行閉環管理,從人力資源、研制保障條件、地面設備、成本管理、經費保障、工藝保障、質量保證、知識管理、思想保障、行政保障等方面提供保障,科學分析百發工程中可能存在的風險,同時提出確保百發工程目標實現的要求和措施,策劃總體思路見圖1。
百發工程策劃工作在關注與專業研究院協同的基礎上,最終要達到能夠指導科研生產,從頂層形成總體研究院與專業研究院圍繞一個共同目標,共同實現組批投產、組批驗收、合理布局、能力提升的目標。
各專業研究院根據總體研究院的要求,圍繞工程目標分別制定了本單位完成百發工程的分策劃報告。重點圍繞技術狀態、工程交付計劃、產品化、能力布局、質量管理等方面開展了詳細的策劃,為共同完成百發工程的總策劃提供了強有力的支撐。
百發工程策劃過程中,總體研究院與專業研究院之間的牽引與協同推進,為百發工程的順利實施提供了強有力的保證。在開展策劃的同時,各研究院圍繞任務目標,在管理模式上進行了有益的探索與實踐,各研究院根據承擔任務的特點開展了適合本單位的管理創新實踐。這種總體與專業之間的拉動和協同策劃模式為后續工程的協同策劃提供了有益的參考。
技術狀態管理是百發工程實施的重點。總體研究院協同專業研究院完成了CZ-2C、CZ-2F、CZ-3A 系列運載火箭的技術狀態基線確定,通過統一構型,總體條件固化,分系統、單機技術狀態固化,梳理確定了這3 型火箭的共用單機和零部件。針對技術狀態的梳理結果,策劃了共用產品任務書下達、組批生產和驗收的方法,為逐步實現貨架式產品供應奠定了技術基礎。

圖1 百發工程策劃總體思路
專業研究院通過單機技術狀態梳理,開展了標準規范的統一、環境條件包絡最大化、接口通用化等工作,制定了組批生產與交付計劃,正在逐步打破單機產品對型號的對號入座問題,為實現相同產品在型號間的互換以及運載火箭產業化與規模化發展開展了卓有成效的實踐。

根據市場需求,總體研究院制定了百發工程的任務需求計劃,依據技術狀態梳理的結果,遵循科學性、綜合性、協調性、經濟性、考核性和適應性原則,從戰略目標出發,對分批投產計劃進行明確,制定了工程總計劃并梳理了各型運載火箭系統銜接計劃,配套單位間的輸入輸出計劃,以及總體—系統—單機的齊套交付計劃。
各專業研究院根據總體研究院制定的計劃開展了詳細的策劃,根據生產任務布局制定了各自的生產與交付計劃,同時與總體研究院進行了充分的溝通及協調,真正實現了計劃協同,達到了指導各配套單位開展生產的策劃目標。
針對制定的計劃,各研究院在下達生產任務的同時開展了計劃執行和進度控制方法策劃,制定了物資備料的統一計劃,完善了相應的考核要求,確保了計劃責任落實。工程總計劃協同制定思路見圖2。
運載火箭產品化是運載火箭未來發展的重點,目的是構建型號與產品并重的一套科研生產體系,健全產品研發和管理流程,建立產品體系、產品保障體系、產品標準制度體系,建立產品研發隊伍,建立面向3 種型號的產品型譜、平臺及貨架;實行運載火箭型號定型管理;初步實現系統平臺和產品先行,形成相對自主的研發供給機制,將型號拉動產品變為產品推動型號發展。
中國運載火箭技術研究院以百發工程為載體,扎實推進產品化工作進程。在統一火箭構型、明確型號技術狀態基線的基礎上,以系統、分系統、子系統、單機、組件、部件、零件等7 級產品為產品化工作對象,構建研究院統一的產品貨架體系。
各專業研究院圍繞總體思路,針對成熟產品開展了環境條件比對、技術條件統一、接口通用化等相關工作,統一標準,縮減品種;圍繞元器件、原材料壓縮種類。通過總體研究院與專業研究院的共同努力,進一步提高在役火箭的產品化程度,提升產品的成熟度。
百發工程的策劃與實施,使總體研究院明確了未來10年內的能力發展目標,也拉動了專業研究院能力的補充與調整。各研究院針對任務目標先期開展規劃與布局調整,真正實現了百發工程要求的未雨綢繆。

圖2 百發工程總計劃協同制定思路
通過運載火箭高密度發射能力建設項目的實施,中國運載火箭技術研究院在役運載火箭生產能力可以從目前的年產10 發CZ-3A 當量提高到年產15 發。通過運載火箭重點產品生產線建設,YF-75 氫氧發動機總裝能力可以達到年產12 發雙機,貯箱絕熱層施工能力達到年產15 發低溫貯箱的水平。
航天推進技術研究院圍繞任務目標開展了常規發動機生產能力補充調整實施;四川航天技術研究院開展了生產與總裝能力補充調整實施;中國航天電子技術研究院開展了慣性產品與傳感器、變換器生產線調整及能力補充實施。
百發工程的策劃與實施為各研究院的能力調整和提升指明了方向,使能力規劃布局緊密圍繞百發工程需求開展,有力地支撐了各研究院的能力提升。各研究院通過開展運載火箭可靠性能力建設,進一步提高產品的可靠性、一致性及交付一次合格率,以支撐百發工程的實施。同時,各研究院通過實施先進制造技術、工藝流程優化、關鍵產品制造單元分線生產等,進一步提高了基礎能力。
圍繞百發工程的特點,總體研究院緊密圍繞技術狀態基線、產品技術狀態管理、組批生產交付驗收、系統集成交付等開展了有針對性的質量管理策劃工作,專業研究院圍繞技術狀態管理、組批生產交付驗收等開展了相關的策劃工作。
通過百發工程質量管理的策劃,改進了現有質量管控流程和模式,創新提出高密度發射型號組批生產質量控制、“組批火箭控制”的技術狀態基線設置和“提前更改策劃”的技術狀態控制等管理要求,針對組批驗收與分系統集成交付開展了試點工作。通過質量管理創新,探索適應規模化運載火箭生產與發射服務的質量管理新模式和新方法。
自2011年開始,運載火箭百發工程協同策劃已開始應用于運載火箭研制生產中,100 發火箭已經開始組批備料、共線生產、組批驗收,其中第一發、第二發將于2013年完成發射任務,為后續任務準備的火箭將陸續完成產品齊套工作,工程效益將逐步顯現。應用的預期效果包括以下幾個方面。
通過百發工程任務的明確及全要素策劃實現了上下聯動,使各單位有目標、有路徑、有方法,目前已經開展組批備料,生產已經全線鋪開,并通過流程優化、隊伍補充、動態調整、均衡生產,對解決資源、能力及條件保障等問題進行了有效策劃。
通過百發工程協同策劃,帶動了中國航天科技集團公司內專業研究院的同步發展,提升了經濟效益,帶動了專業研究院資源協調、條件保障乃至綜合能力的提升,同時優化了總體研究院與專業研究院的協作配套流程,提升了協作效率。
通過策劃,確定3 型火箭技術狀態基線,統一了火箭構型,固化了總體、分系統技術狀態,有效推進了產品化進程。其中CZ-3A 系列11 種構型通過技術狀態梳理、整合,確定后續投產的火箭為5 種主力構型。

通過梳理現有生產能力與完成任務的差距和生產瓶頸,提前開展了研制保障條件申報及建設工作,部分項目已經開始形成初步能力,通過百發工程拉動能力建設,提升生產能力和條件保障能力。
為緩解箭體結構的生產壓力,中國運載火箭技術研究院已把新組批投產的30 發CZ-2C 火箭一、二級箭體以及活門與總裝直屬件外協到四川航天技術研究院生產。通過開展戰略性外協,充分運用市場化手段形成有效的能力補充,進而形成合理的能力布局。
通過組批備料、統一訂貨、共線生產、組批驗收,大幅降低了生產成本,同時逐步完善在役火箭的價格體系,實現管理費用、專項費用、試驗費用等的有效控制,使總成本控制在目標價格之內,大幅提升了經濟效益。
通過對百發工程全生命周期、全要素的實施策劃,將全面提升各研究院航天型號研制、試驗、生產及發射服務能力與管理水平,實現運載火箭從“重研制、小批量”向“市場化、規模化、產業化”的轉變。
運載火箭百發工程協同策劃,充分體現了總體研究院與專業研究院之間拉動及協調的良性機制。策劃的過程是不斷循環、協調、統一的過程,策劃的成果對各研究院后續運載火箭型號工作有積極的指導意義,將對各研究院產品技術狀態管理、生產計劃安排、能力布局等產生重大影響。各專業研究院圍繞工程目標開展了卓有成效的策劃,策劃內容還包括物資備料、人力資源、成本管理、工藝保障、知識管理、思想保障、后勤保障等諸多方面,使百發工程的策劃真正落到實處。
運載火箭百發工程創先開展的跨型號、全要素協同策劃,是面對國際國內宇航發射市場和企業未來發展需求下的管理創新,是市場化轉型、二次創業的重要探索和研究,形成的良性協同策劃模式計劃將在CZ-5、CZ-7 等新一代運載火箭型號研制中推廣應用。
運載火箭百發工程是中國航天實現跨越式發展的重大機遇,也是運載火箭產品創新管理模式的一次重大挑戰。有效推動百發工程的組織實施,有利于進一步提高航天科技集團的資源保障能力,有利于進一步提升型號綜合管理能力,有利于應對持續高密度發射,統籌未來各項任務需求,實現管理更佳、效率更優、效益更大,保持航天科技集團在未來競爭中的優勢地位。通過系統策劃,勇于創新,實現運載火箭百發工程的目標,必將加快推進我國成為世界航天強國戰略目標的實現。?
