基于流程化设计的大科学工程技术状态管理信息系统浅析

孙肖芬 何伟 王成程 刘楠 魏晓峰

(中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900)

0 引言

技术状态管理，是20世纪50年代在美国军方武器装备研制过程中应运而生的一门工程管理技术[1]。在欧美国家的诸多大型科学项目中，技术状态管理已成功实践，并经过数十年的淬炼，形成了一整套成熟的、完整的管理方法和管理理论。现阶段，欧美国家的技术状态管理已全面普及信息化，管理效率和效果已有大幅度提升[2]。

20世纪80年代中期，我国开始全面引入技术状态管理的概念：“技术状态管理是指在产品全生命周期内，为确立和维持产品的功能特性、物理特性与产品需求、技术状态文件规定保持一致的管理活动”[3]。步入21世纪，国内军工领域开始全面加强和规范技术状态管理，2010年发布的《武器装备质量管理条例》和2017年更新的GJB 9001C—2017《质量管理体系要求》均加强了对技术状态管理的要求。现今，我国专门针对技术状态管理发行的国标和国军标主要有GB/T 19017—1997《质量管理 技术状态管理指南》、GJB 3206A—2010《技术状态管理》以及GJB 5709—2006《装备技术状态管理要求》。技术状态管理现虽已全面引入我国，但管理手段还稍显落后，国内的技术状态管理大部分仍使用纸质化的传统管理手段，在管理效率和管理效果等方面均有明显缺陷。

1 大科学工程实施技术状态管理的重要性

大科学工程，是指集技术、科学和工程为一体的复杂系统[4]。一般情况下，大科学工程的建设涉及并综合众多的高新技术，一般要使用大量的高新设备和大型高精密仪器，实施过程具有技术要求高、建设难度大、接口关系多、建设周期长等显著特点[5]。

大多数大科学工程的建设都不是一蹴而就的，均要经历技术论证阶段、方案设计阶段、工程研制阶段、设计定型阶段、生产定型阶段、交付使用阶段、保障保护阶段这几大漫长的实施过程。为了维护项目的技术完整性、保持项目技术要求的可持续性、提高产品的性能、延长产品的寿命、保障项目的成功率，实施技术状态管理必不可少。在大科学工程的项目管理中，技术状态管理是非常重要的一个部分。目前，在众多军方项目的管理过程中，技术状态管理已经被视为与质量、进度、经费同等重要的一个管理维度[6-7]。

国防大科学工程项目管理发展趋势如图1所示。

图1 国防大科学工程项目管理发展趋势

2 大科学工程技术状态管理发展趋势

2.1 传统技术状态管理

传统技术状态管理的手段为纸质管理，技术状态管理人员需对技术状态文件进行纸质的签署、批准、发放、存档，需耗费大量的人力和物力。传统的技术状态管理管理效率较低，管理目标较为基础。其管理目标主要包括：

(1)对建设过程每一个阶段进行完整的技术状态描述，建立技术状态基线。

(2)确保制造出的产品与技术状态文件描述一致，即“文实相符”。

(3)对技术状态文件(包括设计文件、制造文件和检验文件等)的更改进行有效控制。

(4)对偏离和让步接收进行有效控制。

(5)对技术状态文件进行统一标识，标识须具有唯一性。

(6)对技术状态管理过程进行记录并存档。

2.2 信息化技术状态管理

在大科学工程的实施过程中，一般均会产生种类繁多、数量巨大的设计文件，而大科学工程科研性的特点又决定了在其设计及建设过程中经常会有技术路线反复迭代、设计不断更新、技术细节实时调整等问题。在这种情况下，非常容易出现技术路线不清晰、技术文件版本不确定、更改不及时、协调不充分等现象，技术状态更改、技术协调等工作繁复艰巨[8]。针对这种情况，传统纸质化的技术状态管理已经不能完全满足大科学工程对技术状态管理的要求，技术状态管理信息化的引进便成为解决上述问题的重要手段。

信息化的技术状态管理是利用信息系统进行技术状态管理，其管理手段是在信息系统上对技术状态文件进行电子签署、电子流程发放、电子数据按指定权限进行读取和下载，进行无纸化、数字化的管理。信息化的技术状态管理管理效率较高，其扩展目标是：

(1)形成技术状态文件的资源数据库，实现技术状态更改及技术状态文件版本更新的一致性管理，实现对技术状态文件版本的动态控制。

(2)确保项目建设过程中各利益相关者获得的技术状态数据同步，实现单一数据源管理。

(3)在产品全生命周期内，对项目各级技术路线进行实时控制，实现各级技术路线变化轨迹的可视性。

2.3 信息化技术状态管理优势

与传统的技术状态管理信息化相比，技术状态管理有以下显著优势：

(1)对于大科学工程，技术状态文件的数量一般会以万为单位，若想对其进行全面的、深入的管理，需耗费大量的人力和物力。信息化的技术状态管理流程全部无纸化、自动化，减少了技术状态管理人员跑签字、整理文档的大量时间，在节省管理成本、提高管理效率上具有明显的优势。

(2)大科学工程往往涉及国家秘密，为保密项目。信息化的技术状态管理在保密管理方面有着显著的优势：建立涉密的技术状态管理信息化平台，并使用物理隔离的手段将其与不涉密网络环境隔离。涉密技术状态文件从产生到销毁均在涉密网络环境下传输，则可在某种程度上保证涉密技术状态文件不外传，外传可控，这是传统的技术状态管理无法做到的。

(3)技术状态控制是技术状态管理中非常重要的一个管理手段。针对大科学工程而言，技术状态更改一般会较多，在纸质化的管理中如出现技术状态更改，则需要对技术状态文件进行换页或者换版处理。当同一个技术状态文件更改次数多了，则很难记录原文件的一个变化轨迹，利益相关者获得的技术状态文件的版本一致性也容易失控。运用信息化的技术状态管理便可以很好地解决这一问题，在很大程度上保障了技术状态基线变化轨迹的可视性及各方的一致性。

(4)在技术状态纪实方面，信息化下技术状态文件的电子记载、审批和归档，较纸质的技术状态管理，不但能节省较多的人力和物力，还能避免出错。

3 信息化技术状态管理流程规划

3.1 技术状态管理培训

在GJB 3206A—2010《技术状态管理》中，技术状态管理有四大管理手段，分别是技术状态标识、技术状态控制、技术状态纪实以及技术状态审核[1]。但是，要想将大科学工程的技术状态管理做好做到位，必须重视技术状态管理的培训工作。

(1)较其他项目管理领域而言，技术状态管理是一个比较新的管理理念，也是一个比较难理解的管理范畴，每个人对技术状态管理的重视程度也不尽相同。对于大科学工程而言，其项目利益相关者较为繁多和复杂，要对其进行全面的技术状态管理，首先要统一参建人员的管理思想和管理意识。

(2)技术状态管理中的部分技术状态控制需依靠于各参建人员的自觉性，如果基层参建人员对管理规则规范不了解，则可能会出现管理不统一、管理反复等各种问题。

(3)对于大科学工程大部分参建人员而言，技术状态管理信息系统是一个全新的、较为复杂的管理系统，如果不对相关人员进行系统培训，可能会造成系统闲置的后果。

本文建议，技术状态管理培训内容应包括：技术状态管理国军标的具体要求；大科学工程的技术状态管理要求、流程和规范；大科学工程技术状态管理信息化系统的概貌、使用方法及要求；大科学工程中，不同参建人员在技术状态管理方面的权限划分及职责分工等。

3.2 技术状态标识

大科学工程技术状态标识工作主要包括：确定项目PBS、确定项目的技术状态项、根据各技术状态项特点确定其所需的技术状态文件目录清单、对各技术状态项及技术状态文件进行标识(编号)、建立项目技术状态基线(应包括功能基线、分配基线和产品基线)[9]。图2为大科学工程技术状态标识工作建议流程。

在大科学工程技术状态管理信息系统的技术状态标识板块中，应建立技术状态文件树形结构。建议此树形结构参考项目PBS，树形结构的每一个板块对应一个技术状态项，每个技术状态项则链接技术状态项在整个生命周期内所需要产生的技术状态文件目录清单，目录中每个文件条目则链接这个文件从生效到每一次更改、每一次版本更新的一个动态的过程。如此，便可以显示出技术状态基线变化的动态过程。

3.3 技术状态控制

大科学工程的技术状态控制工作建议包括：技术状态更改(设计更改)、偏离和让步接收[10]。大科学工程往往有着建设周期长、新技术应用多的特点，在大科学工程的建设过程中，可能随时会有新技术更新成熟技术应用于工程中，新技术的成熟度远不如成熟技术，因此大科学工程可能会产生大量的技术状态更改、偏离及让步接收。大科学工程信息化的技术状态控制管理(包括技术状态更改、偏离和让步接收)，建议采用职责下放的工作模式，分层分级进行管理。表1为大科学工程技术状态更改建议层级表，图3为大科学工程技术状态更改建议流程，图4为大科学工程偏离建议流程，图5为大科学工程让步接收建议流程。

3.4 技术状态纪实

大科学工程的技术状态纪实工作，建议需记录所有本项目技术状态管理活动所产生的文件和依据，并对其进行整理和归纳，还需维护技术状态管理相关文件和数据的可靠性和安全性[8]。

大科学工程自项目建设之初，即需对技术状态管理进行技术状态纪实的工作，需如实记录所有技术状态管理活动的真实实施情况，需准确记录每一个技术状态项的现状及其变化过程，保证其可追溯性。大科学工程技术状态管理工作繁多，技术状态文件数量庞大，其管理纪实工作量相当繁重。信息化的技术状态管理即可实现对技术状态全方位、全流程、全周期的纪实管理，即所有技术状态文件均为电子版审批生效及流转，所有技术状态项从基线建立到每一次更改，均可动态记录。更重要的是，信息化下的技术状态管理更有利于管理过程数据的汇总、提炼和总结。图6为大科学工程技术状态文件存档、记录工作建议流程。

图2 大科学工程技术状态标识工作建议流程

维度类别 更改范围影响程度接口关系质量进度经费安全Ⅰ类(重大)总体级 对其他系统的接口关系有影响 对总体质量有影响 导致计划进度滞后XX天以上 导致预算金额上升XX万元以上 有重大安全隐患Ⅱ类(重要) 系统/模块/组件级 对其他模块/组件/器件有影响，但不影响其他系统的接口关系 对系统/模块/组件质量有影响，但不影响总体质量 导致计划进度滞后XX天以内 预期预算金额上升XX万元至XX万元 有轻微安全隐患Ⅲ类(一般) 元器件级 无影响 无质量影响 未导致计划进度滞后 预期预算金额上升XX万元以下 无安全隐患

注：按照最高原则确定技术状态更改类别，即只要不满足上述任一维度，则更改类别依次上调。

图3 大科学工程技术状态更改建议流程

图4 大科学工程偏离建议流程

图5 大科学工程让步接收建议流程

3.5 技术状态审核

技术状态审核，是为确定技术状态项与技术状态文件(即技术状态基线)的一致性而进行的专门的、正式的检查(可与其他管理活动同时进行)。技术状态审核一般包括功能技术状态审核和物理技术状态审核，它开始于技术状态基线确立之时，终于大科学工程项目验收完成之时。为了确保技术状态审核的及时性和全面性，建议大科学工程技术状态审核分为线上审核和线下审核两种形式。线上技术状态审核即为各一线技术人员对技术状态的自审，由项目管理部门发起自审要求，各一线技术人员按相关要求对各自负责的技术状态项进行技术状态审核；线下技术状态审核，即在实物现场对照技术状态文件对技术状态项进行审核。线下审核为技术状态审核的重点，图7为大科学工程线下技术状态审核建议流程。

图6 大科学工程技术状态文件存档、记录工作建议流程

图7 大科学工程线下技术状态审核建议流程

4 结语

在计算机技术飞速发展的今天，实施信息化的技术状态管理是非常适时且必要的。建立信息化的技术状态管理平台，是时代发展的潮流，也是大科学工程自身的需求。使用信息系统对大科学工程进行技术状态管理，不但可以提高其技术状态管理的效率，还可以改善大科学工程技术状态管理的效果。本文对建立技术状态管理信息系统的必要性进行了阐述，并初步规划了信息化技术状态管理的管理流程，对大科学工程技术状态管理具有一定的指导和借鉴意义。

[1]张志珍.技术状态管理指南[M].北京：中国计量出版社，1998.

[2]苏清友，崔健，侯会文，等.技术状态管理与监督[M].北京：国防工业出版社，2014.

[3]总装备部.技术状态管理：GJB 3206A—2010[S].北京：总装备部军标出版发行部，2010.

[4]李建明，曾华锋.“大科学工程”的语义结构分析[J].科学学研究，2011，11(29)：1607-1612.

[5]邢淑英.中国科学院大科学工程的管理[J].中国科学院院刊，2000(1)：33-36.

[6]田凤欣.浅谈航空产品型号研制生产中的技术状态管理[J].航空标准化与质量，2014(4)：22-25.

[7]王永青.空空导弹研制过程中技术状态管理问题的研究[J].机械自动化，2004(6)：141-142.

[8]孙肖芬，王成程，刘楠，等.神光-Ⅲ主机装置建设项目技术状态管理实践[J].项目管理技术，2016，14(1)：88-94.

[9]柳宁，魏传锋，李兴乾.天宫一号技术状态管理方法及工程实践[J].载人航天，2015，21(1)：58-63.

[10]舒彪，韩晓建，邓家禔.复杂工程系统研发中的技术状态管理[J].航空制造技术，2008(9)：82-88.PMT