航天型号产品科研生产管理模式转型实践

◎中国运载火箭技术研究院 李征等

航天型号产品科研生产管理模式转型实践

◎中国运载火箭技术研究院 李征等*

面对型号任务不断增多、市场环境日趋激烈、经济总量快速增长、科研队伍规模不断扩大的环境变化,中国运载火箭技术研究院对标国际一流宇航公司,对自身组织存在的各种问题进行了全面系统的分析,提出了“二次创业”和市场化转型的战略构想,并对型号科研生产管理模式提出了转型要求。

2014年,研究院提出积极推进基于信息化条件下的研制模式转型,突破设计、仿真、试验验证和生产瓶颈,实现集成产品开发（IPD）,大力推行航天产品工程,实施产品重组、流程重组和人员重组,以及大幅提高研制生产效率的设想,并对现有型号科研生产管理模式进行了升级改造,取得了阶段性成果。

一、现存主要问题

随着我国航天型号产品高强密度发射进入常态化,科研生产任务将日益繁重和艰巨。面对国家任务和市场竞争的双重压力,传统科研生产模式呈现出诸多不足之处,主要体现在以下几个方面。

1．产品共享性差，资源耗费严重

在传统科研生产模式下,研制、配套的型号产品往往为单品种或多品种小批次,呈现独有性、定制性强等特点,同类产品技术状态不统一、通用性差,使各型号之间重复性劳动较多,导致研制成本居高不下。同时,传统科研生产管理模式存在研制链条长和管理流程僵化的问题,其分布式设计和串行工作模式往往造成研制周期长,资源使用效率低下。此外,型号之间相互争夺资源的现象非常严重,导致型号研制进度与物资采购、生产制造、计划调度、人力资源以及绩效考核等方面的配置不协调,这也逐渐成为制约型号按时履约、确保成功的瓶颈问题。

2．统筹协调能力不足

航天产品往往具有技术和资本密集的特点,它的系统性和复杂性决定了其不可能由某个单位独立完成,但现有模式缺乏系统性的“一盘棋”规划,组织机制设置不合理,并缺少有效的解决方案和方法,导致部门、单位之间的资源、技术、信息和人员的融合共享不足,而固有统筹能力不强的特点也加剧了协调工作的难度。

3．技术与经济相脱节

在传统研制模式和管理体制下,虽然按型号项目组建了相应的研制队伍,但没有赋予“两总”系统相应的经济责任和权力,也没有根据技术经济关系按产业层级逐级分解项目任务,而是以行政手段分解至各个参研单位。因此,设计师系统缺少经济性指标约束压力以及限价设计的动力,在求技术、重质量、保成功的同时忽视了成本控制,导致技术与经济相脱节。

4．研制生产能力未得到合理利用

在“设计—工艺审查—修改—出图—工艺—物资—生产”的串行工作模式下,设计单位分阶段设计,主要以人工方式协调,周期长且差错多,往往因技术状态变化更改不及时造成生产反复。同时,生产单位的能力得不到合理利用,导致人员设备闲置与生产突击加班时有发生,给进度和成本控制带来困难。

二、转型的实施过程

1．IPD

一是以IPD方法优化型号研制流程。

研究院选取若干试点型号梳理现有研制流程,设计优化相关业务的流程框架,使需求到交付的业务模型清晰可视；搭建基于数据库、可扩展、可发布、分权限使用、可统一管理和应用的流程管理平台；制定统一的业务流程描述规范、设计方法和模板,通过标准统一、形象化的语言来描述流程,以清晰完整地展现业务全貌,为业务经验传播和内部培训奠定基础；对业务模型进行配置,使之适应特定业务流程管理系统的需要；研究与实践知识管理、质量管理、风险管理、员工培训等业务和流程管理的融合。通过在典型型号中实施一系列举措,实现了各试点型号研制流程的升级改造。

二是以IPD框架整合传统研制模式。

研究院参照IPD模式对传统研制模式进行了整合,并在新研型号中积极试点。首先,利用纵横结合的管理方法融合产品设计和制造过程,以实现研制资源和技术能力的效率最大化。打通产品研制链条中的各个环节,形成产品研制过程中信息资源共享、传递的通道与机制,建立以产品为核心的高效反馈和跟踪机制,以缩短研制周期。此外,基于知识工程发布了研究院统一的设计手册、设计模板和设计资源库,制定了包括三维产品设计、数模状态管控等在内的一系列技术状态管理制度,建立包括责任落实、工具手段和流程方法等在内的贯穿产品全生命周期的质量管控体系,以确保各系统在协同设计时的状态一致性,以及技术状态变化可控。

三是以多专业协同组织支撑协同设计。

根据型号项目特点构建多专业协同组织,开展产品协同设计。组建涵盖航天、航空及相关外协单位,以及设计、工艺、工装设计、试验和物流采购人员的集成产品开发团队（IPT）,探索高效的在线协同设计模式。IPT打破专业和单位“壁垒”,通过严密的系统分解分配、准确的接口设计、周密的模块划分、有序的对接时间安排,确保各专业间高效的沟通、协调和决策。

2．产品工程

一是以产品重组创新产品体系。

针对通用和非通用产品、外协外购配套产品的不同特点开展产品重组。对于通用产品明确了系统—分系统—子系统—单机—组件—部件—零件的7级产品体系架构。将现役运载型号基本型（系统级）、测量系统平台（分系统级）、阀门、传感器、变换器、火工品（单机级）等产品从传统型号研制中剥离出来,探索开展货架式产品管理,同时探索基于型谱的新产品研发模式,建立依托型谱和货架的新产品管理模式。将非通用型号配套产品纳入型号管理,重点加强通用化、系列化、组合化工作。进一步规范外协外购配套产品规划、标准、技术协议的制定,并强化了对供应商的认证,以有效提升总体对配套产品的牵引与管控能力。

二是以流程重组推动机制变革。

围绕产品重组建立了型号与产品并重的科研生产流程,主要包括通用产品研制流程、通用元器件/原材料选用流程、产品选用控制流程,以及支撑相关流程的计划、经费、质量、标准化等规章制度；以试点产品检验流程,以流程重组推动型号研制生产管理机制的变革。结合IPD优化型号研制流程,明确提出型号基本型管理与型号项目管理的差异及关联,并分别制定流程,实现基于基本型批生产。大力推动产品选用控制,制定新型号产品化大纲要求,明确规定新型号方案通用化、选用货架式产品、培育通用产品,并在多型号上进行试点。

三是以人员重组保障队伍建设。

按照产品的技术内涵和重组需要,建立与型号研制并行的产品研发队伍。院级产品研发队伍由总指挥、总设计师和13 位副总设计师组成,院属单位副主任设计师以上产品队伍人数达600余人。明确产品研发队伍职责权限、业务关系和考核评价重点,分层级进行产品研发队伍岗位设置和人员配置,组建产品技术队伍和管理队伍。按照研究师队伍、产品（专业）队伍、型号项目队伍、测试与保障队伍、工艺队伍的架构开展科技队伍转型,明确各队伍的职业发展通道及任职资格。

三、转型取得的效果

1．型号研制效率显著提升

在某项目产品研制中,研究院提前策划组建跨部门、跨系统的协同研制团队,并拟定详细的工作计划和人员工作手册,通过总体与分系统、设计与工艺协同开发的模式,实现工作进度和人力资源使用状态的动态调整,团队成员分段式入驻。工艺人员从产品设计初期入驻团队,在产品方案论证和详细设计过程中开展基于三维数模的工艺可行性分析、工艺仿真和工装模具设计,通过模型的三维标注实现了异地协同设计制造,使研制效率得到大幅提升,显著缩短了产品设计和制造周期。

2．初步实现型号低成本研制

研究院融合IPD与航天产品工程思想,以公共构建模块为理念开展型号研制,以产品支撑型号、型号带动产品的工作思路已经形成,初步实现了型号低成本研制。例如,在型号研制过程中,分离结构及火工品系统立足于尽量采用成熟产品的研制思路,某型号全弹29种分离结构及火工品,有22种完全选用成熟产品；再如,研究院大部分两器直接选用《两器产品备选目录（初稿）》中规格化产品,使新研两器产品种类控制在20%以内。

3．加快生产进度，实现生产成本压缩

研究院建立了“利益共享、风险共担”的竞争性采购和产品配套模式,全面实行双定点或多定点竞争性采购机制,取消“研制经费+产品经费”的模式管理,适时推进研制合同“按比例分成”；探索了成熟产品研制阶段无偿提供,应用阶段批量采购的模式。院属试点单位通过对CZ-3A等4个运载型号共计21台外协单机产品实施组批验收,有效缩短了产品齐套周期,提高了工作效率,压缩了人力和产品成本。

四、对后续工作的思考

一是加快产品工程建设,实现通用单机部组件去型号化,以及型号产品去任务化。全面建成型号与产品并重的科研生产管理模式,实现由任务驱动向产品驱动的转变；全面建成产品队伍,形成总体、分系统产品（专业）队伍与型号项目队伍的科学分工；系统规划产品研发队伍的发展、晋升通道和分级、分类规则；建立规范、高效、匹配的全要素制度体系；完成所有产品型谱研究,建成完备的货架体系,形成货架式产品良性循环机制,释放研发资源,提高型号质量,降低研制成本,最终实现型号研制模式的全面转型。

二是大力推进以并行协同设计和货架式产品选用为核心的IPD模式在型号研制中的应用。打破单位利益壁垒,组建动态集中的总体—分系统—子系统若干不同层级的IPT设计小组及管理小组,并建立IPT工作机制,实现不同技术专业协同、设计/工艺/物资协同、设计/市场/管理协同,确保总体方案集成最优。

三是推进面向模式转型的信息化和人才队伍建设,将模式转型与信息化建设和人才队伍建设相结合。继续推进相关IPD及产品工程信息系统平台的建设,加强数字化设计与仿真手段应用,提升数字化制造能力,为实现数字化、并行协同研制提供基础平台和硬件支撑。建立型号管理的人才网络,提升型号管理团队的稳定性,培养既懂业务又懂管理的复合型人才,为全面贯彻IPD提供人才保障。

新时期航天事业面临着各种新的机遇和挑战,型号科研生产管理模式转型是关系中国运载火箭技术研究院未来发展的重大课题。通过深入研究以IPD和航天产品工程为代表的先进管理模式,能帮助我们开拓视野,广泛借鉴,不断提高型号科研生产管理的水平和能力。实践证明, IPD和航天产品工程是提升型号科研生产能力的有效方法,值得在各型号中推广。未来,研究院将继续系统借鉴相关理念、方法,以全面推进型号科研生产管理模式转型。▲

*其他作者：于乃生、张佩锋、王晖、范建芳、刘菊青、王爱武