基于系統(tǒng)工程的復(fù)雜軍工電子裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)

姚克榮

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所，江蘇南京210039）

0 引言

面對(duì)世界新變革的挑戰(zhàn)，我國(guó)開(kāi)啟跨越式發(fā)展之路，對(duì)高新電子裝備的使用需求及效能發(fā)揮的保障需求日益迫切。在軍品立項(xiàng)開(kāi)發(fā)中，軍方廣泛采用招投標(biāo)制，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)立項(xiàng)十分激烈，高水平、快節(jié)奏、低成本的工程要求已成為企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng)的必備條件［1］。傳統(tǒng)的先完成設(shè)計(jì)定型，產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)固化后，再啟動(dòng)批生產(chǎn)的模式已無(wú)法適應(yīng)軍工電子裝備性能快速迭代、效能持續(xù)升級(jí)的要求，急需對(duì)多品種、小批量、研制與批產(chǎn)并存的生產(chǎn)模式、基于裝備效能發(fā)揮的保障模式進(jìn)行研究。而雷達(dá)作為復(fù)雜軍工電子裝備，涉及專業(yè)領(lǐng)域廣、技術(shù)要求高、質(zhì)量特性多、設(shè)備組成量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研產(chǎn)并行對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、保障管理提出了很大挑戰(zhàn)，既要滿足研制產(chǎn)品邊設(shè)計(jì)、邊生產(chǎn)、邊更改的試制需求，又要滿足批產(chǎn)產(chǎn)品高效率、高質(zhì)量、低成本的效益需求［2］。

系統(tǒng)工程是指組織管理這種系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)以及使用的科學(xué)方法，通過(guò)需求驅(qū)動(dòng)、目標(biāo)牽引、折中權(quán)衡、迭代優(yōu)化、全生命全系統(tǒng)整體考慮實(shí)現(xiàn)最佳決策［3］，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法。本文應(yīng)用系統(tǒng)工程對(duì)雷達(dá)裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)進(jìn)行深入研究，系統(tǒng)分析了雷達(dá)批產(chǎn)項(xiàng)目特點(diǎn)及當(dāng)前管理模式存在的問(wèn)題，總結(jié)某系列雷達(dá)裝備轉(zhuǎn)產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，建立了復(fù)雜軍工電子裝備批產(chǎn)工程化體系，推動(dòng)“高質(zhì)量、低成本”的批產(chǎn)業(yè)務(wù)工程化實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

1 雷達(dá)裝備批產(chǎn)項(xiàng)目特點(diǎn)

雷達(dá)裝備是電子系統(tǒng)整機(jī)類產(chǎn)品，其生產(chǎn)組織是從多種元器件采購(gòu)、關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)加工開(kāi)始，經(jīng)過(guò)自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線組裝、調(diào)試，最后形成一種系統(tǒng)集成產(chǎn)品，具有離散制造的特點(diǎn)［2］。

1.1 產(chǎn)品品種多、批量小

雷達(dá)裝備產(chǎn)品種類和型號(hào)規(guī)格繁雜，按使用領(lǐng)域分，有地面產(chǎn)品、艦載產(chǎn)品、機(jī)載產(chǎn)品、星載產(chǎn)品；按產(chǎn)品大小分，有超大型裝備、大型裝備、小型裝備、極小型裝備。并且產(chǎn)品的批量小，多至數(shù)十臺(tái)套，少至只有單臺(tái)套，具備典型的多品種、小批量生產(chǎn)特點(diǎn)。

1.2 產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜

雷達(dá)產(chǎn)品的組成部分包含大型結(jié)構(gòu)件、機(jī)箱機(jī)柜、組件模塊、印制板、電纜等，涉及的零部件達(dá)上千種且層次龐雜，結(jié)構(gòu)樹長(zhǎng)達(dá)10個(gè)層級(jí)以上，產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

1.3 生產(chǎn)流程、周期長(zhǎng)

雷達(dá)裝備涉及結(jié)構(gòu)制件、電子器件多，導(dǎo)致制造工藝多、生產(chǎn)流程長(zhǎng)，需經(jīng)過(guò)毛坯加工、SMT貼裝、部裝調(diào)試、產(chǎn)品總裝、三防涂裝、整機(jī)試驗(yàn)與聯(lián)調(diào)等環(huán)節(jié)，產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)，制造流程與管理過(guò)程復(fù)雜。

1.4 產(chǎn)品質(zhì)量追溯要求高

雷達(dá)裝備是由成千上萬(wàn)、甚至更多的零部件組成，任何一個(gè)或一組零部件出現(xiàn)問(wèn)題都有可能會(huì)影響裝備的正常運(yùn)行，甚至?xí)斐芍卮笫鹿屎途薮蠼?jīng)濟(jì)損失，特別是國(guó)防軍工產(chǎn)品，其可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和耐久性要求極高［4］。因此，裝備要具有很嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量保證體系，質(zhì)量追溯要求高。

2 雷達(dá)裝備批產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題分析

2.1 新研產(chǎn)品自身新技術(shù)熟化程度不夠

迫于戰(zhàn)備急需以及裝備的高性能指標(biāo)要求，新研制的雷達(dá)往往采用了一些尚未完全熟化的新技術(shù)，導(dǎo)致過(guò)程問(wèn)題多，研制、生產(chǎn)周期被迫延長(zhǎng)，管控難度大，存在質(zhì)量管控風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 轉(zhuǎn)批產(chǎn)品技術(shù)人員對(duì)新技術(shù)不熟悉

一般情況下，雷達(dá)的研制與批產(chǎn)分別由研發(fā)部門和批產(chǎn)部門負(fù)責(zé)，接手諸多新技術(shù)集于一身的新產(chǎn)品，批產(chǎn)部門的人員存在技術(shù)認(rèn)知和熟練程度不足的風(fēng)險(xiǎn)，這種情況在批產(chǎn)初期往往尤為突出。從不熟悉到熟悉必須有個(gè)過(guò)程，這對(duì)保證新研制的雷達(dá)順利批產(chǎn)造成了一定的困難［5］。

2.3 轉(zhuǎn)批項(xiàng)目產(chǎn)品自身技術(shù)狀態(tài)不穩(wěn)定

由于國(guó)防對(duì)新型雷達(dá)髙機(jī)動(dòng)、多功能和多天線單元等多方面的高要求，使得雷達(dá)的復(fù)雜程度越來(lái)越高。因?yàn)閼?yīng)用的新技術(shù)多，且存在熟化程度不夠等諸多原因，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)批階段技術(shù)狀態(tài)難以做到完全固化，對(duì)產(chǎn)品可靠性和性能的一致性保證帶來(lái)挑戰(zhàn)。

2.4 保障性設(shè)計(jì)與支撐性資源投入不足

產(chǎn)品在設(shè)計(jì)初期，往往注重性能指標(biāo)的達(dá)成，對(duì)裝備交付階段的測(cè)試性、保障性等設(shè)計(jì)不足，對(duì)于交付用戶后的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)保障，投入的測(cè)試儀器、設(shè)備、系統(tǒng)等支撐性資源不足，對(duì)批產(chǎn)產(chǎn)品服務(wù)保障的精確性、系統(tǒng)性與時(shí)效性造成一定影響。

3 雷達(dá)裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)

為適應(yīng)軍事需求及行業(yè)變化新形勢(shì)，以打造高質(zhì)量快速量產(chǎn)的復(fù)雜電子裝備為目標(biāo)，以“系統(tǒng)化、模塊化、規(guī)范化”的工程化理念為指導(dǎo)，結(jié)合某系列雷達(dá)裝備轉(zhuǎn)產(chǎn)實(shí)例，基于產(chǎn)品全壽命周期，策劃研制、轉(zhuǎn)批、批產(chǎn)、保障全流程運(yùn)作中各項(xiàng)環(huán)節(jié)的增值與優(yōu)化，建立復(fù)雜軍工電子裝備批產(chǎn)工程化體系，從組織建設(shè)、制度建立、流程規(guī)范、狀態(tài)管控、人才培養(yǎng)、信息化支撐等方面歸納總結(jié)批產(chǎn)過(guò)程管理重點(diǎn)及實(shí)施方法，不斷提升產(chǎn)品保證能力，構(gòu)建新型產(chǎn)品保證體系［6］，裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)框架如圖1所示。

3.1 優(yōu)化組織架構(gòu)形式

圖1 工程化體系建設(shè)框架

建立研批融合的工程化團(tuán)隊(duì)，明確各生產(chǎn)單位組織架構(gòu)與職責(zé)。生產(chǎn)部門作為實(shí)施主體，負(fù)責(zé)制定生產(chǎn)布局及流程優(yōu)化目標(biāo)、實(shí)施計(jì)劃，落實(shí)生產(chǎn)布局調(diào)整與改造，并進(jìn)行過(guò)程監(jiān)督與控制。技術(shù)部門作為技術(shù)支撐，負(fù)責(zé)生產(chǎn)布局優(yōu)化、工藝流程再造、工藝技術(shù)創(chuàng)新的具體實(shí)施方案的策劃、指導(dǎo)、跟蹤、評(píng)估及后續(xù)改進(jìn)研究。產(chǎn)品全過(guò)程質(zhì)量由質(zhì)量監(jiān)督部門負(fù)責(zé)管控，全過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃的制定與推進(jìn)落實(shí)由機(jī)關(guān)部門負(fù)責(zé)，并對(duì)生產(chǎn)實(shí)施層與技術(shù)管理層進(jìn)行監(jiān)督考核。通過(guò)跨組織工程化推進(jìn)機(jī)制和保障措施，推動(dòng)研制轉(zhuǎn)批生產(chǎn)的運(yùn)作與組織管理變革，并增設(shè)批產(chǎn)總師崗位，全方位管控批產(chǎn)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)更迭，發(fā)揮型號(hào)總師牽頭抓總作用，形成研發(fā)、生產(chǎn)以及工藝、管理敏捷協(xié)同的組織模式。

3.2 健全制度建設(shè)體系

制定制度建設(shè)管理規(guī)范，建立過(guò)程控制與監(jiān)督考核工作機(jī)制，完善批產(chǎn)工程化制度體系。各生產(chǎn)單位參照《試制前準(zhǔn)備狀態(tài)檢查管理辦法》、《新產(chǎn)品試制控制程序》、《產(chǎn)品調(diào)試管理辦法》等體系文件開(kāi)展二級(jí)策劃與控制實(shí)施，對(duì)涉及核心科研生產(chǎn)和保障業(yè)務(wù)流程的文件進(jìn)行細(xì)化和完善，制定工作紅線與責(zé)任矩陣，為授權(quán)與協(xié)作提供規(guī)范的制度保障，并通過(guò)制度建設(shè)動(dòng)態(tài)管理和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制持續(xù)糾偏，使制度建設(shè)得到落實(shí)、固化。

3.3 規(guī)范過(guò)程管控流程

一是建立制造成熟度評(píng)估體系。對(duì)標(biāo)成熟度等級(jí)，結(jié)合企業(yè)制造能力現(xiàn)狀，對(duì)各類制造要素進(jìn)行分析，研究適于當(dāng)前研產(chǎn)體系的制造成熟度標(biāo)準(zhǔn)，按照系統(tǒng)、要素、評(píng)價(jià)等級(jí)三個(gè)維度拆分，構(gòu)建能夠反映制造成熟水平差異與影響后果的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，客觀判定產(chǎn)品制造成熟度，有效管控過(guò)程和資源，推動(dòng)轉(zhuǎn)批成效。

二是建立技術(shù)狀態(tài)管控體系。針對(duì)新產(chǎn)品研制批產(chǎn)交叉嚴(yán)重、設(shè)計(jì)頻繁更改優(yōu)化、產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)不固化、軟硬件技術(shù)狀態(tài)無(wú)法得到有效管理與控制問(wèn)題，建立基于軟硬件版本控制的技術(shù)狀態(tài)管控體系，確保產(chǎn)品實(shí)物與相應(yīng)文件在研制生產(chǎn)全過(guò)程中狀態(tài)一致，并具有可追溯性。

三是建立任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判體系。通過(guò)收集、分析軍隊(duì)用戶需求，制定任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及外場(chǎng)保障標(biāo)準(zhǔn)，從交付評(píng)價(jià)、質(zhì)量評(píng)價(jià)、服務(wù)保障三個(gè)維度構(gòu)建內(nèi)部供應(yīng)商評(píng)價(jià)模型，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目自評(píng)，針對(duì)異動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判，通過(guò)常態(tài)化信息反饋及快速響應(yīng)機(jī)制，推動(dòng)問(wèn)題解決責(zé)任落實(shí)及源頭設(shè)計(jì)改進(jìn)提升，全面提升服務(wù)保障水平及用戶滿意度。

3.4 提升信息系統(tǒng)建設(shè)

一是強(qiáng)化前端設(shè)計(jì)驗(yàn)證，構(gòu)建數(shù)字化研發(fā)平臺(tái)。以實(shí)現(xiàn)研制過(guò)程管控系統(tǒng)化、研制需求分解模塊化、研發(fā)過(guò)程論證規(guī)范化為目標(biāo)，基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE），建設(shè)數(shù)字化、精益化研發(fā)平臺(tái)。

二是深化批產(chǎn)任務(wù)管控，研發(fā)智能化測(cè)試平臺(tái)。圍繞批生產(chǎn)過(guò)程的“規(guī)范、高效、低成本”目標(biāo)，設(shè)計(jì)運(yùn)用MOM制造運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、ERP企業(yè)資源管理平臺(tái)，實(shí)施柔性化組織生產(chǎn)、可視化運(yùn)行管控。針對(duì)新型有源相控陣?yán)走_(dá)頻寬大、測(cè)試項(xiàng)目多、測(cè)試難度大、測(cè)試工作量大的問(wèn)題，研發(fā)投入使用自動(dòng)化測(cè)試、驗(yàn)收系統(tǒng)，覆蓋單元、整機(jī)的測(cè)試及驗(yàn)收要求，實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)任務(wù)運(yùn)行高效化。

三是聚焦裝備效能發(fā)揮，完善信息化保障平臺(tái)。聚焦裝備“能打仗、打勝仗”目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)保障任務(wù)高效化、規(guī)范化，實(shí)施MRO售后服務(wù)管理系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)鏈接用戶需求、保障任務(wù)實(shí)施和產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶需求、裝備保障需求的精準(zhǔn)解析。開(kāi)發(fā)便攜式現(xiàn)場(chǎng)級(jí)保障系統(tǒng)，為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)服務(wù)保障提供有效的軟硬件條件，提升保障作業(yè)的精確性與時(shí)效性。

3.5 完善人才培養(yǎng)方案

一是建立批產(chǎn)敏捷團(tuán)隊(duì)，激發(fā)組織合力。結(jié)合項(xiàng)目需求，以迭代、精簡(jiǎn)、交互、響應(yīng)為原則選配敏捷型團(tuán)隊(duì)成員［7］，團(tuán)隊(duì)管理從傳統(tǒng)的崗位管理向角色管理延伸，賦予團(tuán)隊(duì)統(tǒng)籌策劃整個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域任務(wù)的權(quán)利，賦予端到端各環(huán)節(jié)角色清晰的目標(biāo)、使命及適當(dāng)授權(quán)，并建立必要的連接、協(xié)同和信息共享，以任務(wù)牽引全面賦能一線，實(shí)現(xiàn)資源信息透明穿透、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)敏捷運(yùn)行、人員能力穩(wěn)步提升。

二是建設(shè)知識(shí)共享平臺(tái)，加速成果復(fù)制。定期舉辦“我的講堂”活動(dòng)，由學(xué)科帶頭人、領(lǐng)域?qū)＜裔槍?duì)優(yōu)秀案例和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行授課，提升員工業(yè)務(wù)技能；緊密聯(lián)合高崗人員和高端人才，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、前沿技術(shù)和專業(yè)知識(shí)，提煉工程化成果，推廣至各產(chǎn)品領(lǐng)域及各專業(yè)領(lǐng)域；注重作業(yè)指導(dǎo)書、排故案例分析等經(jīng)驗(yàn)性文檔的積累，形成培訓(xùn)教材，為員工提供知識(shí)支撐，迅速提升團(tuán)隊(duì)工程化能力。

三是強(qiáng)化創(chuàng)新思維驅(qū)動(dòng)，規(guī)劃最優(yōu)路徑。針對(duì)性地制定創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)員工創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，激發(fā)員工創(chuàng)新活力；以提升產(chǎn)品質(zhì)量和測(cè)試效率為目標(biāo)，識(shí)別優(yōu)化需求，開(kāi)展創(chuàng)新性手段建設(shè)、關(guān)鍵工序優(yōu)化和方法研究，應(yīng)用創(chuàng)新思維形成靈活新穎的方案，規(guī)劃解決問(wèn)題的最優(yōu)路徑。

4 結(jié)語(yǔ)

批產(chǎn)項(xiàng)目工程化過(guò)程不可或缺，是大勢(shì)所趨，本文以雷達(dá)裝備的批產(chǎn)為對(duì)象，針對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)模式無(wú)法滿足裝備高質(zhì)量快速量產(chǎn)的缺點(diǎn)，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法論，提出了復(fù)雜電子裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)，通過(guò)實(shí)體運(yùn)作實(shí)施，裝備任務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)化、設(shè)計(jì)研發(fā)模塊化、批產(chǎn)保障規(guī)范化得到了極大幅度的提升，提高了軍工企業(yè)的研制轉(zhuǎn)批產(chǎn)效率，開(kāi)創(chuàng)了雷達(dá)批生產(chǎn)紀(jì)錄，提升了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、用戶滿意度與經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了規(guī)范、高效、低成本地為部隊(duì)提供高質(zhì)量裝備。