航天產品精益研發流程的構建

◎中國運載火箭技術研究院總體設計部 修建生

當前，中國運載火箭技術研究院型號產品呈現出多型號研制并舉、高密度發射的研制特點，但同時研究院面臨著研發能力不足，進度緊張，技改技措條件建設落后于型號研發進度，短期內研發能力得不到較大提升等問題。因此，需要一種能提升效率的管理方法來提高型號產品的研發效率，縮短研制周期，滿足進度需求。精益管理是一種提升效率的管理方法，其核心就是以最小資源的投入，包括人力、設備、資金、材料、時間和空間等，創造出盡可能多的價值，為客戶提供新產品和及時服務。

筆者在精益管理理論的基礎上，根據航天產品的研發特點及研發現狀，從研制流程的角度提出構建航天產品精益研發流程。流程的構建就是將已有的研發流程進行最大限度地整合，消除不增值活動，使信息流和物料流不停地均衡流動，進而不斷消除浪費，提升效率。

一、精益研發流程的概念

精益思想就是在創造價值的目標下不斷地消除浪費，其包含價值、完美、需求拉動、流動和價值流5個原則，如圖1所示。

圖1 精益思想5個原則示意圖

價值是精益思想的核心出發點。價值本是由生產者創造的，但其很難確切地定義價值，所以價值只能由最終客戶來確定，也就是以客戶的觀點來確定企業從設計到生產再到交付的全部過程，從而提供給客戶正確的商品和服務。

價值流是指從原材料轉變為成品，并賦予它價值的全部活動。精益思想將所有業務過程中消耗了資源卻不產生增值的活動叫做浪費，識別價值流就是發現浪費和消滅浪費。

流動就是將保留下來的，且能夠創造價值的步驟流動起來。停滯就是浪費，只有流動起來才能消滅積壓、消除浪費，進而提升效率。

需求拉動就是按客戶的需求投入和產出，使他們在需要的時候得到想要的東西。拉動原則更深遠的意義在于，企業具備了當用戶一旦提出需要，就能立即進行設計并制造出用戶真正需要的產品的能力。

完美。上述4個原則相互作用形成良性循環，讓價值流動的更快一些就能暴露出價值流中隱藏的浪費，越是使勁拉動，就能更好地消除阻礙流動的障礙。

將精益思想引入產品研發管理并指導產品研發。精益的產品研發流程就是將產品研發看成是一個信息流和物料流不斷重復流動的過程，其具有以下特點：所有研發工作都在一個流程中運行；流程中的活動都是產生價值的活動；研發信息和物料與人緊密結合，沒有間斷地均衡流動；持續改進。

在構建航天產品精益研發流程的過程中，不是推翻原有的研發流程來構建全新的流程，而是循序漸進地對原有的研發流程進行整合優化。首先將所有產品研發工作和流程整合到一起，形成一個流程；其次是觀察分析流程中不產生價值的活動，采取措施消除這些活動；第三是發現影響流程不斷均衡流動的環節，并改進這些環節；最后重新開始新一輪的改進。

二、研發流程的分析及其連續均衡

1.流程的構建基礎

中國航天經過幾十年的發展，已經建立了較為完善的航天產品研發流程，近年來航天產品研發流程吸收了如項目管理、目標管理、質量管理等先進的管理思想，并在不斷完善。航天產品的研發具有明顯的系統特征：

整體性——航天產品一般由幾個系統組成，系統由若干單機組成，單機由若干元件組成，系統、單機、元件協同作用，共同完成相應的功能。

層次性——航天產品按照總體、系統、單機、元件的組織模式開展相應的研發工作，因此航天產品研發的層次性體現為總體產品、系統產品、單機產品、元件產品。

關聯性——在航天產品研發流程中存在著明確的輸入輸出關系，這樣的輸入輸出關系體現在總體與分系統之間、分系統與單機之間、單機與元件之間以及分系統與分系統之間的任務要求、協調要求和使用維護要求等，如圖2所示。

環境適應性——航天產品的研發是在進度、質量、經費等約束條件下進行的，所以在研發過程中要完成相應的管理工作，滿足相應的約束要求。

時序性——航天產品研發一般分為方案階段、初樣階段、試樣階段、定性階段，具有明顯的時序性。

目的性——航天產品研發的目的性非常明確，就是研發出滿足上游任務提出方所提出的具有一定功能和性能的產品（或系統）。在研發流程中，不同的研發階段有不同的目的，如方案階段的目的是突破關鍵技術，初樣階段的目的是滿足基本性能要求等。

綜合以上特點，每個層次和每個階段航天產品的研發流程都可以用三維圖來描述，如圖3所示。將每個研發階段中每個工作環節相應的配套流程有機地融合在一起，就構成了航天產品研發流程。

構建精益的研發流程必須要消除流程中不增值的活動，因此需要深入具體業務流程進行研究，從客戶的角度分析哪些活動是不增值的，并消除這些活動。研發流程中普遍存在的不增值活動主要表現在以下幾個方面：

◆錯誤，如設計錯誤、產品超差等；

◆不必要的移動，如去比較遠的地方開會等；

◆過渡處理，如沒有意義的數據統計、增值很少的創新、過渡的仿真、不停的優化等；

圖2 航天產品的關聯性示意圖

圖3 航天產品研發流程示意圖

◆頻繁的督促、調度、檢查、匯報、會議等；

◆反復的策劃、計劃、進度匯報；

◆局部接口的不斷變化，尤其是結構接口的不斷變化；

◆重復的報告內容。

這些活動占用了研發人員很多的精力和時間，也不能產生新的價值，有的還嚴重地干擾了流程的順利進行，因此需要下決心消除這些不增值的活動。

2.實現流程的連續均衡

航天產品的研發具有明顯的順序性，如在航天產品研制初期首先是開展總體設計，那么分系統、單機、元件等設計環節都在擱置和等候，仿真、試制、試驗部門也在等候；分系統獲得總體設計要求后開展設計時，后續環節和下游單位仍然在等候。另外，航天產品轉段是所有單機產品轉段后系統產品再轉段，所有系統產品轉段后總體產品再轉段，而下一階段的設計要求要先由總體對系統提出，然后是系統對單機提出，這種比較剛硬的轉段策略也將導致其它環節的不必要等候。

要消除航天產品研發過程中的等候，就要調動不同層級、所有部門同時開展工作，筆者就此提出幾點建議。

一是將批量工作轉變為單件工作或小批量工作。在航天產品研發過程中，一個部門將同時開展多個產品的研發工作，這意味著提供給下游單位有效輸入的時間就要加長。因此，將批量工作轉變為單件工作，即在一個部門集中資源開展一個產品的研發工作，縮短產品的研發周期，以盡快提供給下游單位需要的有效輸入，盡早地開展后續工作。目前，中國運載火箭技術研究院在型號產品研制管理中會時常采用這樣的辦法，但筆者認為需要將這種行為規范常態化。

二是盡量多地采用標準產品或通用產品，這樣可簡化或取消產品研發流程中的一些不必要環節，提升效率。例如，對于總體產品或系統產品，其是由部分標準產品或通用產品構成，這些產品選用時僅需要進行環境適應性驗證，不需要重新設計，也不需要下游設計部門開展設計，仿真、生產和試驗等工作可以同時開展，這樣可以避免其它環節不必要的等候。

三是開展靈活的轉段，也就是每個產品達到了轉段標準就轉段，系統轉段可以先于單機轉段，總體轉段也可以先于單機轉段。

四是推進航天產品的產品化。從技術角度看，產品化按照系列規格規范產品狀態、評價產品成熟度、固化生產線。產品化工作的推進將增大通用產品的選用范圍，提升產品選用的質量，間接降低產品研發周期。

此外，在一個研發流程中，如果其中一個研發環節的效率高于其它環節，就會產生過剩，信息或物料將被積壓，且效率越高積壓就越嚴重。積壓將導致人員和設備工作負荷過重，也就產生了人員的加班和設備頻繁故障等問題。例如，系統設計完成后，對單機設計部門同時提出多個產品的設計要求時，由于單機產品設計部門人力緊張，只能同時開展部分產品的設計，導致其它產品造成積壓。消除積壓的辦法就是按照拉動思想，自覺地根據下游單位的生產能力計劃上游單位的產量，均衡全流程單位的生產能力。

要構建連續、均衡的研發流程，就是要消除影響流程連續流動和均衡流動的等候和積壓。

三、研發流程的持續完善和改進

精益研發流程的構建不是一蹴而就的，需要不斷地進行完善和改進。

1.標準化是改進的基礎

由于標準規范具有嚴謹性、強制性、通用性的特點，因此是表述、固化和應用研發流程最好的載體。通過對研發流程標準規范的不斷修訂，可以有效實現研發流程的持續改進。

在實際產品研發實踐中，我們應自覺地用標準來固化設計方法、試驗方法、制造方法，形成設計規范、試驗規范、工藝規范以及相關的管理規范等。但目前我們還沒有對整個研發流程進行標準化的描述，從而影響了對研發流程的持續改進。

2.慎重新的方法和工具

研發流程改進的實質就是在研發流程中對新的研發技術、方法和工具的應用，但由于新技術、方法和工具往往是不成熟、不可靠的，其標準化程度低，研發人員對這些新的技術、方法和工具掌握程度也較低。因此，對這些新的技術、方法和工具的應用要慎重，在應用前應進行充分有效的測試，尤其是要考慮這些技術、方法和工具是否能夠很好地融入研發流程中，并能對研發人員起到切實有效的支持作用。