航天产品多阶段并行研制模式的项目管理策略

万琳萍

(北京空间机电研究所，北京 100094)

0 引言

近年来，我国航天产品技术发展迅速，部分产品技术水平已处于国际领先地位。与此同时，中国航天企业普遍存在任务繁重、多产品并行、阶段交叉和资源冲突严重等科研管理难题。A研究所研制的监测仪分系统装载于我国新型气象卫星，具有高光谱分辨率、宽光谱覆盖、高信噪比等特点，其管理过程具有多阶段产品并举研制、多阶段交叉管理和技术状态变化多引起多方协调等难点，所以不仅需要在产品工程技术水平上有所突破，更对产品项目管理能力提出了挑战。

基于此背景，本文以型号全周期统筹研制思想为核心，优化产品研制程序和管理流程，融合航天系统工程和现代项目管理方法，提出一种适应于存在多阶段并行研制和阶段交叉管理的航天产品的项目管理策略，实现及时、全面、准确地了解产品技术状态和科学制定研制计划，达到对航天产品科研生产全过程、全要素精细化项目管理的目的。

1 项目工程背景

监测仪是国内首次采用调制傅里叶变换干涉技术的载荷，可实现高精度定量温室气体遥感监测，运用于全球温室气体排放探测、温室气体源和汇分析、温室气体与气候变化关系等一系列科学问题研究，代表我国航天光谱探测技术领域未来趋势。除了具备用户指定的常规观测功能外，还要具备太阳闪耀观察功能、星上定标功能等。而在此之前，调制傅里叶变换干涉技术在国内研究技术基础基本为零，国际上也仅有日本和加拿大联合研究成功，且指标低于A研究所研制的产品。

针对监测仪分系统技术指标要求高、技术基础薄弱、研制周期短等特点，A研究所重点从优化产品研制流程和创新产品项目管理方法两大方面，覆盖用户和卫星总体需求，科学评估研制模式风险，缩短研制周期，在适应新技术、高难度、短周期等特点的航天产品研制流程和项目管理方法上进行了探索与实践。

2 型号多阶段产品并行研制流程创新

2.1 遥感相机分系统通用研制流程现状

A研究所基于近年来多颗遥感相机成功发射的经验，围绕质量和可靠性不断总结产品研制流程，现行遥感相机分系统通用研制流程如图1所示。

2.2 航天系统工程指导思想

在监测仪产品开发中，应用航天系统工程方法，以用户需求为牵引，实施产品的立项、设计、生产、测试、试验、验证等过程，站在战略层面，从顶层制定规则，形成组织体系，高效达成最优目标。

图1 遥感相机分系统通用研制流程

监测仪产品开发过程中，研制流程的规划按照分系统、单机、再到部组件“自上而下”系统设计分解，再从部组件、单机研制到分系统“自下而上”系统集成，最终形成一个整体性能优化的分系统产品。

2.3 多阶段产品并行研制流程再造

研制流程明确分系统在各个阶段研制过程中关注“做什么”实现整体性能的最优，确保各阶段分系统的设计考虑到了全部接口(光、机、电、热和工作环境等方面)要求，保证在一个研制周期内能够分阶段对目标实施跟踪和控制。

按照航天产品通用研制流程规定，整星各项测试和试验时星上产品必须为飞行件，但是作为新研载荷，本型号监测仪无预研直接进入型号研制阶段，这就需要在工程样机阶段完成关键技术攻关和工程样机产品。

工程样机需覆盖初样电性件和初样结构/热控件的全部性能和功能设计，并通过相应试验验证设计可行，固化技术状态。

为了满足整星研制计划，分系统研制过程中通过对技术流程的充分论证和优化，形成了一套产品多阶段并行研制的技术方案路线：

(1)为保证产品进度，在工程样机试验尚未完成验证的情况下，采取鉴定产品和飞行件同步同技术状态提前投产研制。

(2)针对结构模块加工的长周期，为满足整星测试进度，待鉴定产品电子电路模块完成研制工作后，结合部分工程样机模块集成电测件分系统，交付卫星总体模拟飞行件技术状态，参加整星正样电性能测试。

(3)考虑到分系统关键技术攻关对关键件产品的特殊需求，兼顾整星测试项目对产品的要求，待鉴定产品结构模块完备后，结合部分模拟工装集成热/力分系统试验件，交付卫星总体模拟飞行件技术状态，参加整星飞行件热实验和力学试验，释放关键件鉴定产品。

(4)待关键技术攻关完成，分系统单机飞行件齐套、试验测试完成后，直接交付卫星总体发射。

(5)释放出核心研制成员和条件保障，继续鉴定产品分系统的集成研制，同步于搭载在卫星平台上的飞行件，预备在轨问题复现、定位和解决。

2.3.1 充分论证载荷层面研制流程再造的可行性

飞行件以监测仪工程样机研制总结评审技术状态为基线。通过分析飞行件根据工程样机研制情况进行的所有更改项目进行全面统计和分析更改原因，并对工程样机、鉴定和飞行件投产状态和研制情况进行全覆盖对照，对参加整星各阶段测试和试验的产品配套进行了梳理。同时对参试产品与飞行件的差异、对整星试验的影响，对分系统的影响和风险进行了分析，提出应对措施确保整星测试能够检验各软硬件接口设计的合理性，整星各项试验有效，飞行件未参加整星电测及各项试验而直接进行整星预装可行性。

2.3.2 充分识别整星层面研制流程再造的风险及解决措施

在充分论证监测仪多阶段产品并行研制流程可行的基础上，A研究所就力保卫星总体发射计划的新研制方案与用户、卫星总体进行了充分的交流和沟通。

卫星总体从电测试和各项试验项目着手，明确各测试和试验的目的和意义，全面梳理参试产品的技术状态，从仪器自身和星上其他分系统/单机两方面进行评估，精细化分析考核可行性和有效性。同时，提前预警局限性和风险，并制定相应的应对措施，确保整星各项试验的有效性不受影响，风险可控。

2.4 多阶段并行研制流程实践

为了配合整星发射计划，在确保型号研制质量的前提下，A研究所形成了监测仪多阶段产品并行研制流程如图2所示，在此研制模式基础上科学编制分系统全周期技术流程，按照飞行产品的产品规范和工艺要求，加强了技术和质量受控，保证最终产品满足应用的文件和规范要求。

结合A研究所科研生产现状及产品保证管理创新模式，以型号全周期统筹研制思想为核心，将分系统各阶段产品一体化集成设计，打造多阶段并行研制模式，通过严控产品技术状态和生产过程控制，坚持模块设计验证以及系统测试的覆盖性、有效性和充分性的原则，开展全要素的项目管理，最终实现人、机、料、法和环等核心资源在研制各阶段中穿插分配，完整并按时完成了型号研制任务。

3 多阶段交叉项目管理实践

根据上文提出的多阶段产品并行研制思路，在实践中必将面临多阶段交叉项目管理问题，需要结合现代项目管理方法，提出交叉管理构想并付诸实践进行检验，本节简要描述本项目在多阶段交叉项目管理中的实践情况。

3.1 现代项目管理方法

航天系统工程指导思想将通过解决简单问题的汇集来解决原来的复杂问题，为项目管理的应用找到切入点。航天型号研制不仅要注重质量和性能，还需要通过项目管理方法不断权衡型号研制各阶段的成本、时间和风险，关注“怎么做”能从整体上提高管理效率。

项目管理贯穿于型号全周期研制过程中，分为启动、规划、执行、监控和收尾五大过程组，同时每个子阶段也是一个完整的项目管理过程，如图3所示。

3.2 多阶段交叉项目管理基本构想

多阶段产品并行研制需要解决人力、设备和资源严重冲突等科研管理难题。型号全周期过程管理坚持“保成功、保增长”的整体思路，注入创造性思维，优化组合科学匹配，将航天系统工程和项目管理一体化融合，以保证各个阶段的项目管理工作能够有机的协调和配合，实现不仅对制定的项目管理计划的工作高效执行、监控和跟踪，同时密切关注所有的变更并集中协调与资源管理，提高全过程管理的全面性、综合性和全局性。

3.3 多阶段交叉项目管理实践

以监测仪为实例，运用航天系统工程思想，以项目管理全过程为线索，涵盖了监测仪产品可行性论证、启动、方案、初样、正样和在轨应用等6个产品研制阶段，分别从项目启动、规划、执行、监督和收尾等过程全面探索多阶段交叉管理的重点和新方法。

3.3.1 深入挖潜总体技术方案

对分系统各阶段产品配套和技术状态充分了解，是开展多阶段产品并行研制的前提条件。研制初期，由主任设计师牵头，开展技术调研和人才储备，通过内外兼修开展总体技术方案挖潜工作。“内修”是指项目团队积极围绕用户使用要求和卫星平台结构要求，联合清华大学等高校及其他同行院士和专家形成专项技术攻关小组，对总体方案进行集智攻关，共同攻克干涉仪组件等核心关键技术瓶颈。同时主动与用户和卫星总体交流协调指标，最终在产品应用需求和工程可实现性之间找到最佳平衡。“外修”一方面是指项目团队通过会议集同，探讨研究国外同类仪器(美国OCO卫星和日本GOSAT卫星)公开技术资料；另一方面，通过所内智力引进渠道，邀请和出访国外公司(如加拿大ABB，荷兰TNO等)进行技术交流。充分认识产品特性和挖掘技术能力，从而最大程度减少新流程的改造，降低型号多阶段交叉研制的技术风险。

图3 航天项目生命周期的项目管理全过程

3.3.2 关键技术识别及专题规划

监测仪关键技术攻关贯穿于多阶段型号研制过程中，狠抓系统总体方案设计和详细设计等设计源头，识别设计方案中的关键技术，合理分配技术指标，分散技术难点是管理的基石。针对技术攻关中可能出现的问题，提前制定备选方案并制定相应的解决措施，遇到突发问题快速启动技术攻关小组成员开会讨论和分析。针对产品的核心关键技术和特殊工艺，制定专题计划专项管理。

3.3.3 全方位工作策划

多阶段交叉管理，要强化型号全周期一体化的统筹思想，工作策划的全面覆盖性是全方位项目管理的保障。产品启动阶段不可能全面认识产品的技术和进度风险，特别是监测仪这种复杂产品，在产品科研生产规划过程中，要细致开展各种工作策划，编制相应的策划报告。策划报告的具体要求为产品投产矩阵无遗漏，外协投产可行性，核心元器件采购渠道畅通，试验场地设备可用性，研制人员配置等。同时需要特别要关注提前启动长周期光学材料、元器件采购和国外部组件研制的策划工作。

3.3.4 风险精细化管理

多阶段并行研制必然带来多阶段交叉管理的风险。产品风险精细化管理按照“全周期风险初识-每年初风险细控-每年末风险总评”三步走的阶段划分层次递进实施。首先，要对全周期工作策划项目进行风险识别，对识别出的风险项目进行评估，并制定相应的控制措施和实施计划，这阶段要强调“精”策划；其次，年度研制过程中进行风险的过程控制管理工作，并根据进展情况动态调整管理方案及具体风险控制工作，这阶段要坚持“细”监管；最后，年终对风险控制措施和计划执行情况和效应进行总评，回归“精”总结。

3.3.5 科学编制和更新计划流程

编写多阶段交叉并行研制项目的计划流程需要掌握人、物、外力等约束条件，结合技术研制流程和资源，留出适当余量制定出切合实际的计划。计划流程编制要保证设计人员参与，其参与和认可程度将直接影响计划执行效果。

多阶段交叉研制中，技术状态变更较为常态，如何实时更新传递计划和技术状态变更信息是关键，此时需要借助单位信息化管理部门资源，建立信息交互平台实现变更及时共享。

3.3.6 加强关键路径管理

监测仪这种大型项目的计划网络，特别是多阶段并行研制特点，必然会出现关键路径(既是主线，又是短线的节点)与次要路径在研制过程中交替成为短线的形势，此时需要站在型号各阶段一体化研制的高度，全面识别和管理短线。

一方面，根据初步的计划流程网络图的估算工期，找出各阶段产品研制的关键路径，计算项目总时和项目进度要求的差距，识别影响研制进度的主线和短线工作；另一方面，对于风险评估产生的短线项目需要重点管理，提炼出来进行专题计划。

3.3.7 计划执行中工序无缝衔接

监测仪研制进度进展，阶段交叉严重，要严控计划执行效率。管理指挥系统要坚持“事前主动沟通、事中现场跟产、事后快速交接”工作方式，通过调度系统考虑全面的计划、主动沟通和快速的工序衔接，增加产品指挥调度系统的执行力和协调效率。通过具体工作衔接紧凑安排，树立产品指挥调度系统的信誉，创立产品雷厉风行的品牌，谋求产品可持续发展。切记不可浪费抢占设备或加班加点的劳动成果，一旦出现必将极大打击技术人员或生产人员的积极性，影响日后与其他产品和各部门之间的协调工作。

3.3.8 细化工作记录变更

研制过程中降低变更影响的最好办法就是把工作做细，各种过程记录都要留底可查。在执行计划过程中，产品队伍成员高度重视每项变更，密切关注与项目相关的各种因素，及时发现和反馈变化，认真分析变化的影响和性质，对变化做详细的记录和阐述，并且保留书面记录并专项管控。项目计划的变更需要得到相关负责人的同意，产品调度需要及时更新受影响的项目管理计划或项目文件，跟踪变更的实施情况，同时将变更后的实施情况有效传达至项目团队全体成员。

3.3.9 重视全面质量管理

为了配合整星进度，监测仪再造了型号研制流程，使得产品保证管理更加关键从项目启动阶段就开展全民参与的全面质量管理策划，全面慎重考虑产品安全性和可靠性设计，是把握提高产品固有可靠性的最佳时机。

针对产品的特殊性，产品针对产品可靠性设计进行了多轮所级、院级评审。面对多阶段产品并行的研制模式，飞行件完成研制后，委托中国航天标准化院组织国内外专家开展分系统可靠性独立评估，针对影响载荷任务成功的关键部件，从可靠性指标要求的符合性、设计分析的正确性、试验研制的充分性、工艺与制造的稳定性等方面对分系统总体设计和活动部件两个专题进行可靠性专项评估，并组织国内权威专家审查型号研制全套数据包文件，确保飞行件设计可靠性工作落实到位，量化和降低产品在特殊研制模式下的技术风险。

3.3.10 制定产品特色沟通制度和团队文化

全所高度重视型号研制工作，项目团队坚持内部周例会制。计划管理人员每周召集设计、计划、生产等部门碰头，交互、收集各节点相关的信息，便于短线的跟踪和预警，提前采取规避措施。

坚持项面向用户的月/周简报和组织研制情况专题汇报会。针对监测仪技术状态变更多，研制进度延期，需要特别注意与用户、项目办和卫星总体的沟通，争取得到相关单位和领导的理解和支持。

坚持以目标为导向，面向产品，以人为本，有效开展相关工作，保持队伍的健康成长。采取的是宽松的工作环境，产品指挥带领调度处理对外对内的各种复杂环境和工作冲突；产品主任设计师把握技术大方向，既给予年轻设计师很大的创新空间，又提供强大的技术支持。

4 结语

本文对A研究所研制的监测仪分系统全周期研制流程优化和项目管理创新进行了总结。型号通过采取多阶段产品并行研制思想对研制流程进行再造，快速响应了用户和总体要求的进度需求，通过产品研制流程的严格可行性分析与质量控制，提出一种适应于存在多阶段并行研制和交叉管理的航天产品的项目管理策略，确保各阶段产品研制目标实现，按整星发射计划交付了飞行件。项目管理策略在该项目的成功实施，为A研究所产品项目管理积攒了丰富的实战经验，提升了对技术新、难度大和研制进度紧张产品的科研生产管理能力，可为以后类似型号产品提供参考。

[1]项目管理协会.项目管理知识体系指南(PMBOK指南)[M].许江林，等译.5版.北京：电子工业出版社，2013.

[2]张家春.项目计划与控制[M].上海：交通大学出版社，2010.

[3]袁家军.神舟飞船系统工程管理[M].北京：机械工业出版社，2006.

[4]袁家军.航天产品工程[M].北京：中国宇航出版社，2011.PMT