面向成本最優的某項目精細化管理實踐

曹魏、張劍、田曉旸、韓威、朱長軍 /中國運載火箭技術研究院

重復使用運載器技術是世界航天大國關注的重點，代表了航天技術的未來發展方向，美國、歐洲等國家和地區多年來投入巨資開展關鍵技術攻關，并實現多次飛行驗證，太空探索技術公司發展的獵鷹—9 火箭已實現上百次飛行驗證，并實現單枚火箭多次重復使用，極大地降低了有效載荷發射成本。發展快速、廉價、可多次重復使用的航天運輸運載器，是我國航天事業發展目標之一。

某項目研制的可重復使用運載器，集傳統運載火箭技術與常規運載器技術于一身，運載器研制面臨技術創新性強、研究內容多、研制難度大、經費緊張等情況。按照傳統研制方法，需要大量試驗件進行技術攻關，存在生產產品多、費用高、研制周期長等問題。因此必須尋找創新性的技術途徑,才能在有限的研制經費條件下，高效率、高質量完成研制工作內容，最終實現研制目標。

一、總體思路

為按時、優質、高效完成項目全周期研制工作，項目團隊創新航天研制模式，采用精細化管理方法，優化流程，降低成本。通過全面實行項目制管理流程，從研制到飛行試驗開展全周期成本核算、精細化控制，實現技術經濟一體化；充分利用三維在線協同等先進設計理念和手段，實現多系統協同設計，加快產品設計進程，保證產品設計質量；設計之初使工藝介入，集中討論材料選擇、工藝方法、工具工裝使用和檢驗檢測等，從而確保產品設計與工藝流程、制造過程協調統一，提高面向產品的設計；貫徹簡潔化設計思想，從設計源頭加強成本控制，創新實踐、競爭擇優，做到產品可靠、進度可控、成本最優。

二、實施方案

1.成立項目團隊，實施項目制管理

明確以項目經理、項目技術經理為核心的組織管理模式，項目經理全面負責，確保項目技術可行、經費和計劃協調；技術經理對技術負責，確保方案技術經濟一體化；核心管理層之下成立項目管理辦公室，在核心管理層的領導下，由計劃經理牽頭，負責項目經費、計劃、調度、質量、安全和保密等工作實施；任命核心專業技術副經理、主任設計師和副主任設計師，負責項目產品的總體方案、系統、單機和零件等設計工作，配合承研承制單位開展項目產品的研制生產。

為保證項目研制工作高質量高效率實行,項目確定了“嚴、慎、細、實”的團隊文化，統一思想，提升凝聚力；制定項目管理的章程，使項目管理與研制目標緊密聯系起來, 從而實現高效的項目管理；采用績效考核制度，鼓勵團隊成員發揮主觀能動性，實現工作效率最大化；編制全周期全要素研制工作策劃，確定項目總體方案、產品配套、經費概算、研制工作計劃、質量管理要求、地面試驗規劃、技術風險及應對措施、標準化及知識產權等工作內容，為型號產品全流程研制明確總體工作目標。

2.協同創新，組建跨航空航天領域的集成產品開發團隊（IPT）

在項目產品設計階段，組建由總承包商、分包商、供應商的設計、工藝、制造、試驗等專業人員構成的集成產品開發團隊，通過總體與分系統產品設計、產品設計與工藝工裝設計、產品生產與試驗準備并行的方式，快速高效完成方案設計、產品出圖和生產試驗準備等工作。在概念論證階段，通過組建總體布局與數字化裝配IPT，開展聯合攻關解決分系統眾多、接口關系復雜、運載器空間緊湊、設備間干涉嚴重等問題，快速推進方案論證；在樣機研制階段，通過組建結構、熱防護系統詳細設計與出圖IPT，提高設計迭代效率，縮短研制周期，為產品研制奠定基礎。

（1）建立“小核心、大協作”的微團隊，實現高效決策快速響應

在IPT 內部由核心技術人員組成集成產品決策組，負責產品設計實施過程中技術問題的協調和決策。決策組下設總體、結構、電氣、動力等設計小組，由產品決策組組員擔任各個小組的負責人，成員包含產品設計生產相關專業的技術人員，進行小組內技術協同和計劃進度管控，打破專業和單位“壁壘”，實現從宏觀到細節、由外部到內部的跨專業跨單位接口協調。

（2）實行基于IPT 的全三維在線協同設計，提速度、降成本

建立項目級協同設計環節進行全運載器產品設計，確保三維數模的數據唯一性，通過模型質量檢查單、三維模型檢查會簽單、工程數據發放單等，實現對三維數模質量及狀態的管控?；诮y一的三維模型集成定義實現了數同源、變同知，確保三維設計模式下技術狀態變化可控，避免技術狀態不一致造成的低層次質量問題，實現數字化設計技術、質量管理工具、全壽命周期技術狀態管控緊密結合。

（3）強化閉環管理，采用“紅綠燈”實現計劃動態反饋

根據項目研制目標，識別里程碑節點并分解詳細工作計劃，采取“紅綠燈計劃控制”動態管理的方式，建立科研生產工作綜合協調長效機制，定期收集各項研制工作進展情況，及時發現異常問題。通過設計小組內部協調會、決策小組例會、專題會等方式，討論研制過程中出現的相關問題，統籌協調資源，制定解決方案。

根據項目研制目標，識別里程碑節點并分解詳細工作計劃，采取“紅綠燈計劃控制”動態管理的方式，建立科研生產工作綜合協調長效機制，定期收集各項研制工作進展情況，及時發現異常問題。通過設計小組內部協調會、決策小組例會、專題會等方式，討論研制過程中出現的相關問題，統籌協調資源，制定解決方案。

3.強基固本，貫徹簡潔化設計思想

（1）采用考慮耦合效應的總體小回路精細化流程，確保總體方案閉環

項目總體設計多源參數間相互制約，面對稱運載器氣動布局與控制能力緊密關聯，耦合效應更加復雜。為提高設計效率、提升總體性能，在運載器方案設計的前期階段就引入耦合的設計理念，結合耦合效應影響，將耦合機理、失穩判據、耦合控制融入多專業設計，提出了考慮耦合效應的總體設計流程，快速獲得了飛行穩定性較優、操縱效能需求較低的運載器總體方案，從而提升運載器總體性能與設計質量。

（2）采用一體化供配電技術方案，降低項目研制成本

供配電系統方案設計階段，打破了傳統的分散供配電和測發控模式與分工，全運載器采用統一供配電技術和一體化測發控模式，減少器上產品配套和器地接口，優化和整合地面測發控設備資源，采用通用自動化、一體化、成熟的測發控軟件架構，降低項目成本，提高試驗效率。

（3）制定新方法，破解無標準、不可檢難題

運載器熱防護系統迎風面、背風面及尾端面由近2000 件防隔熱產品組成，通過粘接裝配在運載器外表面，粘接質量及可靠性直接影響飛行成敗?，F階段防隔熱產品粘接質量評價，存在無標準、不可檢、無損檢測不成熟等技術難題。項目團隊成立專題小組，制定防隔熱產品粘接工藝參數及流程優化試驗研究方案并實施，建立工藝參數與粘接強度的對應關系，固化粘接工藝參數，開展部件粘接裝配試驗及粘接質量評價，驗證粘接工藝可行性和可靠性；在此基礎上，制定操作工藝規程、質量控制方法與指導手冊，固化粘接工藝流程及工藝保障方法，確保防隔熱產品粘接裝配質量的一致性。

4.源頭控制，精簡設計要求，精簡產品配套

針對模態、靜力、實物模裝等大型地面試驗，在滿足試驗充分性和測試覆蓋性的前提下，通過試驗模擬仿真分析，精簡設計要求，精細化試驗方案設計，實現工況最少化、流程最優化，將原計劃6 項力學類地面試驗使用的2 架地面試驗樣機減少為1 架，在滿足整體計劃的前提下，探索建立一條該類運載器力學類試驗新方法，節約大量研制經費。

針對部組件級地面試驗，在試驗設計之初統籌兼顧多項試驗接口和測量需求，通過仿真預示、模擬分析等手段分析試驗件損傷情況，根據分析結果優先安排試驗把握性強、環境條件較好的試驗，靠后安排損傷風險高的試驗，確保一件試驗件能夠參加預設的所有項目，且不影響試驗結果。針對某熱防護產品需要開展燃氣流風洞考核試驗、噪聲試驗、振動試驗需求，根據三個試驗具體要求，從考核充分性、覆蓋性出發，通過仿真分析等手段，最終得出按照噪聲、振動、風洞順序開展試驗方案。

5.選用成熟貨架產品，替代定制化生產

項目的研制經費和周期緊張，而新產品研制周期長、成本高，使用過多的新產品無法滿足項目進度和經費要求。選用成熟貨架產品是縮短研制周期、降低項目成本的有效途徑之一。項目團隊按專業全面分析產品研制需求，充分調研市場上成熟產品，通過對產品功能和性能分析，最終形成貨架采購產品清單。

本項目研制的運載器，多數系統功能和性能與傳統火箭產品一致，在設計之初就確定了借用其他型號專用產品的思路。根據產品功能和性能需求分析，明確了可借用的專用產品狀態。通過與生產單位協商，制定了借用產品與其他型號產品組批生產的方案，節省了產品新研帶來的周期和經費問題，也減少了單獨組批生產帶來的成本。

6.競爭擇優，招標采購降低成本

為保證飛行試驗過程中發動機的正常工作，項目團隊需開展地面加注、供配氣系統的研制并完成相關試驗驗證，參照其他型號工程經驗，需要三套地面加注供氣設備，以滿足項目全周期使用需求。

項目團隊采用可靠性高、安全性高、維修性好、經濟性好的設計原則，貫徹通用化、系列化、組合化的“三化”設計思想，針對一套地面加注供氣設備在不同地點多次使用的需求，創新性地提出了基于模塊化、標準化的設計思路，通過招標方式從多家單位中優選滿足設計要求、成本最低的廠家，研制一種移動式撬裝裝置，具備整撬轉移、就地固定、外線連接、集中使用的功能，實現一套地面設備兼顧不同地面多次使用的需求。

7.精益管理，提質增效

（1）分級管理，提高項目團隊主動能動性

項目團隊實施“兩總”負責制，為縮短管理環節，提高管理效率，按專業設置負責人，實施績效激勵制度，全權負責相關業務技術、計劃和進度管理，對上，各負責人在關鍵問題和重大節點向項目領導作專題匯報；對下，各負責人牽頭組織技術協調、問題決策和進度掌控。

（2）加強過程管控，設計深入一線跟產跟試

由于產品配套和試驗單位多、分布廣，項目團隊提出“眼見為實提能力、現場跟產督進度”的工作要求。各專業產品設計員不限形式定期了解產品研制生產情況，定期赴生產現場，學習了解產品生產和試驗過程，協調解決問題，向上報送進展情況及存在的問題。

（3）精細化靶場流程，加強過程管控

運載器系統組成復雜，任務剖面創新性強，通過精細化流程設計與時序動作的分析確認，確保事件鏈完整、動作鏈精準、時序動作執行到位。

以提升靶場發射任務質量管控水平，確保圓滿完成任務為目標，通過事件鏈和動作鏈分析，從過程、崗位和資源3 個維度，完成靶場工作精細化流程設計，各專業、各單位按分工負責，將靶場工作從計劃、質量、調度等方面細化，形成了靶場詳細工作計劃、隊員入場工作計劃、各崗位作業指導書等文件，用于指導發射場具體工作。

大量發射實踐證明，基于C-PAD 的靶場流程精細化管理可以加強靶場現場工作信息化管理和過程管控，是靶場現場精細化管理工作的有效手段。試驗隊采用基于C-PAD 的靶場管理模式，使用C-PAD 作為介質指導操作、記錄數據和簽字確認，定時上傳數據，生成報表供相關人員分析和審閱。通過C-PAD靶場管理模式，進一步規范試驗隊靶場現場管理，從而實現現場文件電子化，過程數據及時錄入和快速查詢，極大地提高了工作效率。

三、實施效果

按照上述方法，項目團隊實現了面向成本最優的精細化管理，使用有限的研制經費按項目工作計劃攻克了七大類關鍵技術，完成了兩架樣機的研制，通過了以靜力試驗為代表的大型地面試驗和系統級試驗，實現了靶場器上產品零故障，取得了使用同一架樣機完成兩次飛行試驗任務的圓滿成功，為航天運輸系統由一次性跨越到重復使用奠定堅實的技術基礎。

經過面向成本最優周期最短的精細化管理體系探索與實踐，項目團隊建立并實施以技術經濟一體化為導向的精益管理流程，探索實踐一種集成化產品開發管理辦法和制度，顯著縮短了產品研制周期，降低了研制成本，保證了產品質量，取得了顯著成果，該成果可推廣應用到周期緊、經費有限的同類項目研制。