通過建立管理駕駛艙提升型號數字化科研管控能力

◎中國空間技術研究院 張榮霞等

通過建立管理駕駛艙提升型號數字化科研管控能力

◎中國空間技術研究院 張榮霞等*

系統分析了型號研制管理的決策需求，介紹了管理駕駛艙的建設思路和總體設計方案，重點描述了管理駕駛艙項目建設與應用的實踐情況，并對取得的成果和經驗進行了總結。

隨著國家任務和市場需求的不斷增長，中國空間技術研究院迎來了任務高峰期和發展機遇期，面臨著型號多星并舉、多批混合、技術狀態復雜、技術指標高等諸多困難，對科研生產綜合管控水平提出了新的要求。面對挑戰，研究院創新性地應用信息化手段建立了管理駕駛艙平臺，并在研究院綜合管控系統和型號指揮調度系統中開展實踐應用，以提供跨業務、跨系統的智能管控和綜合決策支撐，支持綜合業務管控層動態了解財經、計劃、物資、質量和資源等業務管理信息，提前開展事件影響分析，識別風險、協調沖突、優化配置，對經濟運行的各種事件進行控制與決策；支持項目辦公室及型號“兩總”全面、充分地了解相關型號產品在設計、生產、測試試驗等方面的技術信息，了解型號進度、質量、成本、物資配套等方面的管理信息，對型號研制過程中的各種事件進行控制與決策。

通過應用管理駕駛艙平臺，全面促進了院所各級業務決策水平、管控能力和工作效率的提升，加快了決策指令的下達與執行反饋的響應速度，提高了型號研制與綜合管控的反應速度，有效保障了科研生產任務的圓滿完成，提升了研究院數字化能力和競爭力。

一、總體設計

管理駕駛艙平臺的建設思路為：圍繞研究院多星多線、研產一體化管理變革的需求，以數字模型和數字決策為突破口，充分發揮信息化技術優勢，按照質量、成本、任務、技術4條線整合信息，從型號調度和綜合管控2個維度提供質量、計劃、成本、技術狀態等關鍵指標的分析與動態監控，以促進業務協同、研制數據資源共享，突破研制管理過程中信息傳遞、利用與協同的瓶頸問題，輔助各級管理人員科學決策，進而提高型號研制管理水平與創新能力。

管理駕駛艙將管控決策需求轉化為關鍵績效指標（KPI）體系，通過數據倉庫、智能分析等集成技術整合研究院及所屬廠所科研計劃、物資、綜合質量、項目等管理信息系統，進而構建專業化的科研生產、物資、質量等主題數據庫和決策分析模型，并及時發布關鍵指標分析數據及異常指標預警。

1．技術架構

管理駕駛艙是一個綜合集成系統，運用門戶、數據倉庫、智能分析、可視化展現、企業數據總線等信息技術定制開發而成，其技術架構如圖1所示。

圖1 管理駕駛艙技術架構

2．系統組成

管理駕駛艙由主題數據倉庫、決策數據模型、型號研制決策分析和綜合管控決策分析4個部分組成，如圖2所示。

綜合管控決策分析是面向業務職能管理部門和決策領導，發布各業務管理動態及經濟運行態勢分析，輔助決策層進行可視化調度，快速科學決策。

型號研制決策分析是面向型號“兩總”以及計劃、物資、質量經理發布型號項目的決策分析信息，使各級管理人員能在最短時間內獲取所需數據，最大限度發揮“信息”驅動決策的優勢。

圖2 管理駕駛艙系統組成

決策數據模型是圍繞型號研制管理的決策需求，梳理形成覆蓋質量、計劃、經費、物資、風險、資源、技術狀態、產品保證八大業務領域的KPI管理體系，并建立支持該體系的決策數據分析模型。

主題數據倉庫是整合集成項目管理系統和產品數據管理系統等12個專項業務，并將分散在不同系統中的型號研制與管理信息進行有效組織、轉換，以支持經驗積累與傳承。

二、實施過程

管理駕駛艙是一個復雜的實踐探索項目，研究院在實施過程中以北斗導航、探月工程的相關型號為試點，通過綜合管理層職能部門、型號項目隊伍和信息化部門的緊密配合，有效協調各種資源，共同研究解決實施過程中遇到的各種問題，以切實提升一線作業組織、專業職能管理和型號總體決策3個層次的指令管理效能與科學決策水平。

1．建立KPI管理體系

KPI管理體系是驅動管理駕駛艙運轉的“神經”，直接決定了可視化決策的精度與廣度。一方面，從科研生產、財經等業務職能管理部門決策層的視角切入，針對跨組織、跨部門、多項目的資源配置與動態調控需求；另一方面，以型號“兩總”關注的重點階段、項目、指標為切入點，針對復雜項目的系統性、高效推進需求，通過對管理決策需求輸入、輸出端的關鍵參數進行設置、取樣、計算、分析，量化形成KPI管理體系。

以北斗導航項目為背景形成的型號決策數據模型如圖3所示。

2．構建主題數據倉庫

為確保管理駕駛艙的動態性、準確性，信息技術部門全面梳理了提供源數據的信息系統及數據標準，相應調整了近10個系統的數據結構及功能，并建立了相關指標數據的采集系統。

圖3 管理駕駛艙型號決策數據模型示意圖

管理駕駛艙從型號項目和業務職能管理的要素出發，梳理形成了關聯分析數據體系，按照不同的業務管理角度，采用星型結構，分別從進度、質量、采購、成本、資源、風險等方面構建主題數據倉庫，并按照型號、任務階段、組織、業務類別等維度構建分析模型，提供綜合分析報表。

基于KPI管理體系指標展現的主題數據倉庫模型如圖4所示。

3．開展綜合管控決策分析

率先在研究院綜合管理層各部門開始實施綜合管控決策分析，向院領導和各業務職能部門提供所需的各種KPI監控，包括科研任務進展概況、物資配套概況、質量、科研人員概況、科研經費等，為決策者監控科研生產過程及存在的問題提供數據依據。

在科研生產方面，面向院領導和科研生產管理部門提供上級單位的考核計劃、研究院考核節點完成情況以及引進部件進展情況，按型號、部門等多維度統計科研計劃完成情況。

在型號質量方面，支持院領導和綜合管理層職能部門全面了解型號研制質量問題、在軌質量問題、舉一反三情況，可跟蹤質量問題歸零和舉一反三的進展情況，實現質量問題實時監控、閉環管理，以滿足精細化質量管理要求。

在物資配套方面，支持院領導和綜合管理層職能部門及時了解型號物資配套進展情況，提供物資質量狀態統計、物資庫存變化趨勢、庫存價格趨勢分析、庫存結構統計等功能。

4．開展型號研制決策分析

型號研制決策分析為項目辦公室及型號“兩總”提供了型號研制進度、質量問題、物資配套進展、資源占用情況等綜合查詢，動態監控計劃完成率、質量問題處理率、物資齊套率、資源占用沖突等核心指標，發布型號風險預警信息，輔助型號管理決策及過程管控。

圖4 管理駕駛艙主題數據倉庫示意圖

在型號計劃方面，建立了支持型號指揮和計劃經理及時了解研究院考核計劃、總體月計劃、單星工作計劃、總裝測試試驗工作計劃、項目辦公室綜合待辦事項進展等一系列統計報表的功能。

在型號質量方面，建立了支持型號總設計師、質量經理實時了解整星、單機發生質量問題、在軌異常現象的統計報表功能，還可跟蹤質量問題歸零和舉一反三的進展情況。

在型號風險方面，建立了支持型號項目隊伍技術管理、分析、評估風險事項，實現風險監控及整改措施執行的閉環管理功能。

在型號物資方面，建立了支持型號物資經理和產品主任設計師及時了解元器件、原材料物資齊套情況，以及元器件質量篩選情況的統計報表功能。

在型號經費方面，建立了支持型號總指揮、計劃經理掌握上級型號撥款情況，本型號協外/外協合同簽訂情況，以及型號重點費用使用情況的統計報表功能。

在型號資源方面，建立了支持型號總指揮、計劃經理及時掌握型號總裝、電測實際進展情況，以及本型號關鍵資源（人力、場地、設備）的瓶頸和沖突情況的功能。

在型號技術狀態方面，建立了以產品結構為核心的數據組織模式，實現了型號全生命周期產品數據（技術文件、二維工程圖、三維模型、電子學設計數據）的一體化管理，支撐技術狀態控制、產品數據包生成等應用功能。

三、取得的成效

管理駕駛艙的建成和運用有效支撐了研究院科研生產管控模式的轉變，提高了研制管理信息的處理效率和質量，為研究院決策層、業務職能部門、型號項目辦公室、型號“兩總”科學決策提供了有力支撐，主要體現在以下幾個方面：

一是研究院在充分調研其它裝備制造企業先進管理模式與方半的基礎上，結合自身實際需求建立了管理駕駛艙平臺，構建了與科研生產相關的管理與決策模型，并通過信息技術與研制管理的有效結合帶動和促進了科研生產管理模式的變革與創新。

二是解決了型號研制管理中制約數字化決策的“信息”管理問題，促進了型號研制管理由傳統管理方式向現代網絡化管理方式的轉變。通過整合加工發布決策信息，提升了各級管理人員的效率與決策速度。

三是管理駕駛艙實現了信息數據的自動傳遞，周期由2周縮短為1天；數據的自動處理使信息加工分析的環節減少20%；數據的透明共享有效規避了多渠道管理共性數據不準確、變更調整不及時、技術狀態同步不一致等問題，促進各類系統數據的流程化、標準化，提升了一體化管控和精細化管理水平，有效提升了研制管理效率。

四是通過整合12個關鍵業務系統的型號歷史數據，建立了以數據倉庫為核心的信息共享機制，支持分專業、單位、產品、業務領域等的授權查詢、數據挖掘，為發現、查找型號研制規律和優化流程管理奠定了基礎。

五是構建了支持型號研制管理的指標體系和數學模型，形成了一批支持協同、決策的通用工具和技術標準。在研究院型號矩陣式管理模式下，管理駕駛艙平臺由“北斗”導航衛星型號成功推廣到探月三期項目的研制管理中，同時也對向其它單位或型號推廣應用起到了良好的示范和帶動作用。

四、后續工作

在持續深化應用管理駕駛艙的過程中，研究院意識到要充分發揮管理駕駛艙的“信息”能量作用，所以在后續系統建設過程中還需要注重以下2個方面：

一是全面分析企業業務數據，建立統一、規范、標準、共享的數據模型；加強各業務系統的數據規范性和聯動性設計與應用，避免各業務系統的數據獨立、標準差異，無半支撐跨業務范疇的深層次數據分析。

二是加大對歷史數據的清理與整合，豐富數據挖掘的技術手段，充分利用積累的大量歷史數據，挖掘型號研制管理過程背后隱含的某些規律，以進一步提升決策分析能力。

未來，中國空間技術研究院還將進一步結合型號研制管理需求完善管理駕駛艙平臺，增加型號指揮調度、生產資源計劃智能控制等管理要素內容，補充數據挖掘等技術手段，深化系統應用，優化型號研制管控模式，固化數字化智能管控與決策的新模式、新機制。?

*其他作者：董樂生、王建新、姜紅星、王璐、趙伶豐、古一粟