航天型號產品科研生產管理模式轉型實踐

◎中國運載火箭技術研究院 李征等

航天型號產品科研生產管理模式轉型實踐

◎中國運載火箭技術研究院 李征等*

面對型號任務不斷增多、市場環境日趨激烈、經濟總量快速增長、科研隊伍規模不斷擴大的環境變化,中國運載火箭技術研究院對標國際一流宇航公司,對自身組織存在的各種問題進行了全面系統的分析,提出了“二次創業”和市場化轉型的戰略構想,并對型號科研生產管理模式提出了轉型要求。

2014年,研究院提出積極推進基于信息化條件下的研制模式轉型,突破設計、仿真、試驗驗證和生產瓶頸,實現集成產品開發（IPD）,大力推行航天產品工程,實施產品重組、流程重組和人員重組,以及大幅提高研制生產效率的設想,并對現有型號科研生產管理模式進行了升級改造,取得了階段性成果。

一、現存主要問題

隨著我國航天型號產品高強密度發射進入常態化,科研生產任務將日益繁重和艱巨。面對國家任務和市場競爭的雙重壓力,傳統科研生產模式呈現出諸多不足之處,主要體現在以下幾個方面。

1．產品共享性差，資源耗費嚴重

在傳統科研生產模式下,研制、配套的型號產品往往為單品種或多品種小批次,呈現獨有性、定制性強等特點,同類產品技術狀態不統一、通用性差,使各型號之間重復性勞動較多,導致研制成本居高不下。同時,傳統科研生產管理模式存在研制鏈條長和管理流程僵化的問題,其分布式設計和串行工作模式往往造成研制周期長,資源使用效率低下。此外,型號之間相互爭奪資源的現象非常嚴重,導致型號研制進度與物資采購、生產制造、計劃調度、人力資源以及績效考核等方面的配置不協調,這也逐漸成為制約型號按時履約、確保成功的瓶頸問題。

2．統籌協調能力不足

航天產品往往具有技術和資本密集的特點,它的系統性和復雜性決定了其不可能由某個單位獨立完成,但現有模式缺乏系統性的“一盤棋”規劃,組織機制設置不合理,并缺少有效的解決方案和方法,導致部門、單位之間的資源、技術、信息和人員的融合共享不足,而固有統籌能力不強的特點也加劇了協調工作的難度。

3．技術與經濟相脫節

在傳統研制模式和管理體制下,雖然按型號項目組建了相應的研制隊伍,但沒有賦予“兩總”系統相應的經濟責任和權力,也沒有根據技術經濟關系按產業層級逐級分解項目任務,而是以行政手段分解至各個參研單位。因此,設計師系統缺少經濟性指標約束壓力以及限價設計的動力,在求技術、重質量、保成功的同時忽視了成本控制,導致技術與經濟相脫節。

4．研制生產能力未得到合理利用

在“設計—工藝審查—修改—出圖—工藝—物資—生產”的串行工作模式下,設計單位分階段設計,主要以人工方式協調,周期長且差錯多,往往因技術狀態變化更改不及時造成生產反復。同時,生產單位的能力得不到合理利用,導致人員設備閑置與生產突擊加班時有發生,給進度和成本控制帶來困難。

二、轉型的實施過程

1．IPD

一是以IPD方法優化型號研制流程。

研究院選取若干試點型號梳理現有研制流程,設計優化相關業務的流程框架,使需求到交付的業務模型清晰可視；搭建基于數據庫、可擴展、可發布、分權限使用、可統一管理和應用的流程管理平臺；制定統一的業務流程描述規范、設計方法和模板,通過標準統一、形象化的語言來描述流程,以清晰完整地展現業務全貌,為業務經驗傳播和內部培訓奠定基礎；對業務模型進行配置,使之適應特定業務流程管理系統的需要；研究與實踐知識管理、質量管理、風險管理、員工培訓等業務和流程管理的融合。通過在典型型號中實施一系列舉措,實現了各試點型號研制流程的升級改造。

二是以IPD框架整合傳統研制模式。

研究院參照IPD模式對傳統研制模式進行了整合,并在新研型號中積極試點。首先,利用縱橫結合的管理方法融合產品設計和制造過程,以實現研制資源和技術能力的效率最大化。打通產品研制鏈條中的各個環節,形成產品研制過程中信息資源共享、傳遞的通道與機制,建立以產品為核心的高效反饋和跟蹤機制,以縮短研制周期。此外,基于知識工程發布了研究院統一的設計手冊、設計模板和設計資源庫,制定了包括三維產品設計、數模狀態管控等在內的一系列技術狀態管理制度,建立包括責任落實、工具手段和流程方法等在內的貫穿產品全生命周期的質量管控體系,以確保各系統在協同設計時的狀態一致性,以及技術狀態變化可控。

三是以多專業協同組織支撐協同設計。

根據型號項目特點構建多專業協同組織,開展產品協同設計。組建涵蓋航天、航空及相關外協單位,以及設計、工藝、工裝設計、試驗和物流采購人員的集成產品開發團隊（IPT）,探索高效的在線協同設計模式。IPT打破專業和單位“壁壘”,通過嚴密的系統分解分配、準確的接口設計、周密的模塊劃分、有序的對接時間安排,確保各專業間高效的溝通、協調和決策。

2．產品工程

一是以產品重組創新產品體系。

針對通用和非通用產品、外協外購配套產品的不同特點開展產品重組。對于通用產品明確了系統—分系統—子系統—單機—組件—部件—零件的7級產品體系架構。將現役運載型號基本型（系統級）、測量系統平臺（分系統級）、閥門、傳感器、變換器、火工品（單機級）等產品從傳統型號研制中剝離出來,探索開展貨架式產品管理,同時探索基于型譜的新產品研發模式,建立依托型譜和貨架的新產品管理模式。將非通用型號配套產品納入型號管理,重點加強通用化、系列化、組合化工作。進一步規范外協外購配套產品規劃、標準、技術協議的制定,并強化了對供應商的認證,以有效提升總體對配套產品的牽引與管控能力。

二是以流程重組推動機制變革。

圍繞產品重組建立了型號與產品并重的科研生產流程,主要包括通用產品研制流程、通用元器件/原材料選用流程、產品選用控制流程,以及支撐相關流程的計劃、經費、質量、標準化等規章制度；以試點產品檢驗流程,以流程重組推動型號研制生產管理機制的變革。結合IPD優化型號研制流程,明確提出型號基本型管理與型號項目管理的差異及關聯,并分別制定流程,實現基于基本型批生產。大力推動產品選用控制,制定新型號產品化大綱要求,明確規定新型號方案通用化、選用貨架式產品、培育通用產品,并在多型號上進行試點。

三是以人員重組保障隊伍建設。

按照產品的技術內涵和重組需要,建立與型號研制并行的產品研發隊伍。院級產品研發隊伍由總指揮、總設計師和13 位副總設計師組成,院屬單位副主任設計師以上產品隊伍人數達600余人。明確產品研發隊伍職責權限、業務關系和考核評價重點,分層級進行產品研發隊伍崗位設置和人員配置,組建產品技術隊伍和管理隊伍。按照研究師隊伍、產品（專業）隊伍、型號項目隊伍、測試與保障隊伍、工藝隊伍的架構開展科技隊伍轉型,明確各隊伍的職業發展通道及任職資格。

三、轉型取得的效果

1．型號研制效率顯著提升

在某項目產品研制中,研究院提前策劃組建跨部門、跨系統的協同研制團隊,并擬定詳細的工作計劃和人員工作手冊,通過總體與分系統、設計與工藝協同開發的模式,實現工作進度和人力資源使用狀態的動態調整,團隊成員分段式入駐。工藝人員從產品設計初期入駐團隊,在產品方案論證和詳細設計過程中開展基于三維數模的工藝可行性分析、工藝仿真和工裝模具設計,通過模型的三維標注實現了異地協同設計制造,使研制效率得到大幅提升,顯著縮短了產品設計和制造周期。

2．初步實現型號低成本研制

研究院融合IPD與航天產品工程思想,以公共構建模塊為理念開展型號研制,以產品支撐型號、型號帶動產品的工作思路已經形成,初步實現了型號低成本研制。例如,在型號研制過程中,分離結構及火工品系統立足于盡量采用成熟產品的研制思路,某型號全彈29種分離結構及火工品,有22種完全選用成熟產品；再如,研究院大部分兩器直接選用《兩器產品備選目錄（初稿）》中規格化產品,使新研兩器產品種類控制在20%以內。

3．加快生產進度，實現生產成本壓縮

研究院建立了“利益共享、風險共擔”的競爭性采購和產品配套模式,全面實行雙定點或多定點競爭性采購機制,取消“研制經費+產品經費”的模式管理,適時推進研制合同“按比例分成”；探索了成熟產品研制階段無償提供,應用階段批量采購的模式。院屬試點單位通過對CZ-3A等4個運載型號共計21臺外協單機產品實施組批驗收,有效縮短了產品齊套周期,提高了工作效率,壓縮了人力和產品成本。

四、對后續工作的思考

一是加快產品工程建設,實現通用單機部組件去型號化,以及型號產品去任務化。全面建成型號與產品并重的科研生產管理模式,實現由任務驅動向產品驅動的轉變；全面建成產品隊伍,形成總體、分系統產品（專業）隊伍與型號項目隊伍的科學分工；系統規劃產品研發隊伍的發展、晉升通道和分級、分類規則；建立規范、高效、匹配的全要素制度體系；完成所有產品型譜研究,建成完備的貨架體系,形成貨架式產品良性循環機制,釋放研發資源,提高型號質量,降低研制成本,最終實現型號研制模式的全面轉型。

二是大力推進以并行協同設計和貨架式產品選用為核心的IPD模式在型號研制中的應用。打破單位利益壁壘,組建動態集中的總體—分系統—子系統若干不同層級的IPT設計小組及管理小組,并建立IPT工作機制,實現不同技術專業協同、設計/工藝/物資協同、設計/市場/管理協同,確保總體方案集成最優。

三是推進面向模式轉型的信息化和人才隊伍建設,將模式轉型與信息化建設和人才隊伍建設相結合。繼續推進相關IPD及產品工程信息系統平臺的建設,加強數字化設計與仿真手段應用,提升數字化制造能力,為實現數字化、并行協同研制提供基礎平臺和硬件支撐。建立型號管理的人才網絡,提升型號管理團隊的穩定性,培養既懂業務又懂管理的復合型人才,為全面貫徹IPD提供人才保障。

新時期航天事業面臨著各種新的機遇和挑戰,型號科研生產管理模式轉型是關系中國運載火箭技術研究院未來發展的重大課題。通過深入研究以IPD和航天產品工程為代表的先進管理模式,能幫助我們開拓視野,廣泛借鑒,不斷提高型號科研生產管理的水平和能力。實踐證明, IPD和航天產品工程是提升型號科研生產能力的有效方法,值得在各型號中推廣。未來,研究院將繼續系統借鑒相關理念、方法,以全面推進型號科研生產管理模式轉型?！?/p>

*其他作者：于乃生、張佩鋒、王暉、范建芳、劉菊青、王愛武