中国特色卫星工程总体工作模式

庄家礼 张 涛（北京跟踪与通信技术研究所）

卫星工程总体是航天系统管理部门组织领导卫星工程研制建设的主要抓手，是钱学森总体设计部思想在卫星工程研制建设管理中的具体实践。探索卫星工程组织管理规律，探索中国特色卫星工程总体工作模式，必须搞清楚卫星工程总体是什么、干什么、怎么干。本文概述卫星工程总体概念和发展历程，总结卫星工程立项、研制、运行等寿命周期阶段总体设计、协调、试验和评估等工作内容，梳理卫星工程总体工作关系，探讨卫星工程总体转型拓展方向。

1 引言

卫星工程系统立项、研制、运行是构建和运用航天体系的基本途径。世界各国国情和发展模式不同，航天体系的构建和运用方式有显著差异。中国航天事业发展具有与中国特定环境和特定文化相适应的特殊性，形成独具特色的卫星工程总体为主要抓手和“型号配套、自成系统”的航天型号院管理体制的卫星工程研制建设管理模式。卫星工程总体是钱学森总体设计部思想在航天系统工程领域的实践体现，是具有中国特色的卫星工程系统组织管理模式。

伴随中国航天跨越式发展，卫星工程总体从无到有、从小到大，在实践中探索并逐渐形成以卫星工程总体职能管理为龙头，以技术管理为支撑，集总体设计、协调、试验、评估等为一体的全系统、全寿命卫星工程总体工作模式，成为卫星工程系统立项、研制、运行过程中不可或缺的重要力量。

在从航天大国向航天强国转型拓展的新形势下，在总结提炼已有任务型号卫星工程总体实践经验教训的基础上，与时俱进、开拓创新，不断探索卫星工程总体工作特点与规律，不断改进卫星工程总体工作程序和方法，有效推动航天体系建设和航天能力提升。

2 卫星工程总体概念和发展历程

卫星工程总体概念

以系统观看待卫星工程任务型号，它既是由航天器、运载火箭、发射场、测运控和应用等系统构成的卫星工程系统，同时又是更高层级的航天体系的构成要素。卫星工程总体采用系统工程方法和项目管理方式，与卫星工程各系统一起，权衡并综合各有关学科专业，通过系统工程流程多次递归迭代，开发满足全寿命周期体系应用使用要求的航天系统。

总体是若干个体所合成的事物，是整合之体，但总体不等同于整体。卫星工程总体既站在卫星工程系统顶层把握全局性和整体性，又抓住可能影响卫星工程系统性能品质的关键环节和关键特性，还统筹卫星工程系统不同层级要素的不同寿命周期阶段关系，实现协调平衡发展。

卫星工程总体综合分析航天体系要求和体系应用使用要求，组织开展工程总体方案可行性论证，进行工程各系统功能、性能和结构分解；从卫星工程系统全局提出如何分工、如何集成的总体思路，并运用系统工程方法对卫星工程系统进行计划、组织、领导和控制，贯彻落实总体方案要求；在卫星工程各系统深入论证及必要的试验验证基础上，进行集成综合，经多次递归迭代，实现卫星工程系统整体性能优化。与此同时，根据研制技术途径，进行经费、进度、保障条件的分解与集成，经多次迭代，在给定约束条件下，实现技术流程和实施方案的优化；在寿命周期各阶段，在卫星工程总体与卫星工程相关系统以及各相关系统之间实施任务协调和工作计划的动态管理。卫星工程总体既是卫星工程系统立项、研制和运行的直接参与者，又是组织管理者。

卫星工程总体是系统工程方法与中国特定国情文化相适应的产物，是总体工作从低层级系统向高层级系统的自然延伸，是具有中国特色的、以总体为核心的组织管理具体实践。按照钱学森总体设计部思想，卫星工程系统分层级组织管理，各系统层级分别设立总体设计部，负责各自层级技术探索与规划研究、总体方案论证与设计、工程研制技术抓总与组织管理。卫星工程总体是整个卫星工程系统的总体设计部，负责卫星工程系统的总体技术探索与规划研究、卫星工程总体方案论证与设计、卫星工程总体技术抓总与组织管理。

卫星工程总体发展历程

卫星工程总体是中国特色航天事业发展实践的产物。在中国航天发展起步阶段，卫星工程系统由周恩来总理为首的中央专委领导，具体工作由中国科学院和后来的国防部五院组织实施。当时，卫星工程总体概念尚未形成，卫星工程总体工作和各大系统总体工作融合在一起，尚未区分。

为促进科研、生产和使用单位之间合作，缩短东方红二号通信卫星工程研制建设周期，1976年5月，国务院、中央军委决定成立卫星通信工程领导小组，小组办事机构设在国防科委；领导小组下设技术协调组，负责卫星工程总体技术协调。卫星工程设立行政和技术两条指挥线，这是中国航天首次设立卫星工程组织管理机构。卫星工程总体主要对卫星工程系统进行组织管理和相关系统间的问题进行协调。

1992年9月，中央专委批准中国载人航天工程实施后，成立921工程办公室作为中央专委办事机构，组织管理921工程研制建设。921工程设立两条指挥线，具体组织管理工程研制建设。921工程办公室下设总体室，具体开展工程总体设计、技术抓总和技术协调等工作。这是首次在航天工程系统层级正式成立开展航天工程项目组织管理和工程总体设计、协调的组织管理机构。

借鉴921工程项目组织管理和工程总体工作经验，我国各类航天系统管理部门逐步设立卫星工程总体组织管理机构，承担卫星工程总体设计、协调、试验、评估等卫星工程总体工作。经过10多年实践磨合，当前卫星工程总体已经形成相对明确的工作内容、比较协调的工作关系和较为规范的工作程序方法。在中国航天从大向强转型拓展的新形势下，需要在各领域应用需求牵引下，成体系开展航天体系研制建设，进一步加强和拓展卫星工程总体工作。

3 卫星工程总体工作内容

不同国家的不同航天系统的管理、研制和使用部门，对卫星工程寿命周期阶段的划分有所不同，但卫星工程全寿命周期任务目标和工作内容大体相同。借鉴美欧卫星工程寿命周期阶段划分经验，结合中国航天实际情况，把卫星工程寿命周期划分为立项论证、研制建设和运行使用三个阶段。中国航天工程前期实践中，卫星工程总体工作阶段主要是研制建设阶段。

不同应用领域的卫星工程系统，由于职能管理部门要求、任务范式、可支配资源等不同，卫星工程总体工作内容差别较大。常规的卫星工程总体工作主要包括卫星工程总体文件编制、系统间接口设计验证、工程重大问题研究协调、工程质量和进度跟踪控制等；而系统工程要求更高的卫星工程总体，除了开展上述常规工作外，还组织开展系统总体仿真试验评估、应用推广与产业化、国际合作等工作。从卫星工程全寿命周期管理角度，按照立项、研制、运行三个寿命周期阶段，概述卫星工程总体工作。

立项阶段卫星工程总体工作

卫星工程系统立项阶段，卫星工程总体在航天系统技术发展战略和规划计划等顶层文件指导下，组织开展航天系统顶层设计和航天工程研制建设总体可行性研究论证，综合分析航天体系要求和相关用户使用要求，定义卫星工程系统总体目标和范围，论证提出天地一体化指标体系，设计卫星工程系统体系框架，优选系统总体方案，初步分析航天任务的工程技术、经济、进度可行性，初步评估工程研制风险和系统效能。卫星工程总体跟踪掌握卫星工程各系统进展情况，协调出现的重大问题，确保卫星工程系统立项批复符合航天体系发展要求，确保以尽可能优化的性能经费满足用户使用要求。卫星工程总体经验和确认优选的系统总体方案技术可行，其总体性能、经费、进度和风险经权衡处于合理区间，可满足用户使用要求。卫星工程总体总结立项阶段经验教训，评估其取得的工作成果是否满足成功准则，为航天系统管理部门决策优选承研单位和是否批复立项提供支持。

研制阶段卫星工程总体工作

卫星工程系统研制阶段，工程总体组织开展工程总体设计，进一步明确工程任务目标和天地一体化指标考核要求，细化工程任务分工和总体技术要求，设计卫星工程系统内外部接口关系和对接试验计划，制定工程总体技术和计划流程，编制工程总体方案、工程技术手册和发射飞行试验大纲等总体性文件。卫星工程总体跟踪掌握工程各系统研制生产和维修改造情况，协调工程相关系统间协作关系和出现的重大问题，确保工程技术状态一致性，确保工程研制建设实现性能、经费、进度和风险总体平衡。卫星工程总体组织开展工程总体试验评估系统研制建设，组织专题仿真试验和系统间对接试验，验证研制结果与总体要求的一致性，保证工程系统间接口正确、协调、匹配，确认研制的航天系统可满足用户使用要求。卫星工程总体总结研制阶段经验教训，评估其取得的工作成果是否满足研制阶段成功准则要求，为航天系统管理部门协调解决重大问题和工程里程碑节点决策提供支持。

运行阶段卫星工程总体工作

在轨运行阶段，卫星工程总体组织编制卫星在轨交付文件；跟踪掌握卫星在轨测试和运行使用情况，组织协调卫星运行使用过程中出现的各种质量问题；组织卫星在轨试验，检验应用试验效果；总结卫星工程全寿命周期经验教训，评估其取得的工作成果是否达到预期目标和任务要求，卫星系统是否达到航天体系要求和用户使用要求，为持续提高卫星工程全寿命周期工作质量，包括卫星工程总体工作质量提供参考借鉴。

4 卫星工程总体工作关系

卫星工程总体是航天系统管理部门组织管理卫星工程全寿命周期工作的抓手。卫星工程总体工作由工程行政和技术两条指挥线协同开展，站在航天体系发展高度对卫星工程提出顶层要求，使卫星工程在航天体系框架下满足相关用户使用要求。卫星工程行政指挥线主要从行政职能管理角度对卫星工程提出项目管理要求，督导规范有序开展各项航天系统工程活动，而卫星工程技术指挥线从技术抓总角度对卫星工程提出总体技术要求，组织开展卫星工程总体设计、协调、试验和评估等多位一体总体工作。

卫星工程总体职能管理

卫星工程总体职能管理是卫星工程指挥系统对卫星工程寿命周期内全要素工作进行计划、组织、领导、控制，实现卫星工程任务目标的活动。战略管理是卫星工程总体职能管理的前提和基础，战略管理要求卫星工程实施与航天体系发展之间高度关联。是否启动卫星工程研制建设是卫星工程总体职能管理最为关键的决策，需要通盘考虑政治、经济、军事、社会文化、工业和科学，以及其他广泛因素的影响。卫星工程研制建设过程中，根据实际情况，适时对卫星工程任务目标做出适当决策和调整，保证卫星工程与航天体系发展目标一致。

卫星工程立项批复后，性能、经费、进度和风险是卫星工程研制建设主要约束，是卫星工程总体职能管理的重点。成功的卫星工程要求性能必须达到要求，进度要有保证，风险必须可控。性能、经费、进度和风险之间的关系有一定规律可循，但具体卫星工程定量参数的确定非常困难，本质上不仅与技术相关，而且与政治、战略和经济等诸多因素有关。

卫星工程总体实施卫星工程职能管理的主要手段是航天系统管理部门印发的各类通知、批复等“红头文件”，这些“红头文件”是卫星工程有关部门开展各项工作的主要依据。卫星工程总体各项职能管理活动都是围绕指导卫星工程研制建设的各个“红头文件”的出台而开展的，这也是与中国管理文化相适应的卫星工程职能管理办法。据不完全统计，一个卫星工程任务型号印发的“红头文件”一般可达到20个。这些“红头文件”适用范围不同，对卫星工程的影响也有较大差别。

卫星工程总体技术管理

经过10多年卫星工程实践的磨合，逐渐形成总体设计、协调、试验、评估等多位一体的卫星工程总体技术管理模式。卫星工程总体设计关键是用最可靠的技术、最少的代价、最短的时间、最有利的配合、最有效的适应性和最有远见的前瞻性，制定出最可行的卫星工程总体方案，为卫星工程研制建设提供技术指导。卫星工程总体协调主要是通过有关手段和途径，争取多方面人力、物力和财力支持，解决卫星工程内外部接口匹配性和影响工程任务成功的重大问题，保证卫星工程立项、研制和运行顺利开展，保持卫星工程开发与航天体系发展一致性，保证在批复的性能、经费和进度要求范围内实现卫星任务要求。卫星工程总体试验采用仿真分析、场景测试和演示示范等方法，验证卫星工程总体方案与航天体系要求的一致性，检验卫星工程内外部接口正确性、匹配性，确认卫星系统满足相关用户使用要求。卫星工程总体评估采用仿真分析、专家评审、统计比较等方法，依据预先制定的评估准则，评判卫星工程寿命周期阶段任务完成情况，为航天系统管理部门决策提供依据，为持续改进和提高航天系统管理质量提供参照。

卫星工程总体设计、协调、试验、评估等工作环节贯穿于卫星工程立项、研制和运行全过程，各任务环节衔接配合、相互支撑，协同完成卫星工程总体工作。多位一体卫星工程总体工作的任务目标多样、结构层次多级、发展阶段多变，主要采用“小核心、大外围”工作方式，需要航天系统管理部门、卫星工程各利益相关方和有关学科专家的支持，同时要求有匹配的总体设计、仿真、试验、评估和信息管理等工作保障条件。

5 卫星工程总体转型拓展

随着从航天大国向航天强国转型拓展，在中国航天多任务型号并举、批量化研制生产、高密度发射运控和体系化应用的新形势下，要求卫星工程总体继往开来。一方面，总结提炼有效构建航天体系应用能力的成功经验和方法，另一方面，学习借鉴航天系统工程和项目管理知识体系，根据我国从大向强的国情和太空从用天到保证用天的新变化，多管齐下，提高卫星工程总体工作质量，探索形成新的中国特色卫星工程总体工作模式，打造满足中国航天强国发展要求的卫星工程总体。

管理组合任务型号，是卫星工程总体的基本模式

以任务型号为基本单元组织研制生产，既是中国航天在发展起步阶段特殊困难条件下不得已的一种应对措施，又是中国航天最为重要的体制创新。中国航天从无到有，卫星工程各系统在任务型号研制生产的带动下逐步建立起来，并在航天事业从小到大发展过程中得到扩展。中国航天的成就充分证明卫星工程研制建设按任务型号管理的成功和正确。随着从航天大国向航天强国转型拓展，任务型号越来越多，一个卫星工程任务型号一条龙的组织管理模式不能满足发展要求，必须从单一任务型号管理向组合任务型号管理转型发展。

实际上，从单一项目管理到多个相关项目管理（又称为项目群管理），再到综合多个相关和不相关项目的管理（又称为组合项目管理），已经成为项目管理的实践热点，卫星工程相关系统正在探索实践组合任务型号项目管理方式。卫星工程总体必须努力实现组合任务型号卫星工程总体工作模式，才能满足航天体系建设要求。

满足体系应用要求，是卫星工程总体的根本目的

以用户代表需求为牵引的卫星工程研制建设管理模式，建成的卫星系统很难兼顾多用户多领域应用需求。由于国家科技工业基础限制，甚至用户代表需求也不能得到满足。实际上，航天系统管理部门印发的卫星工程系统研制总要求“红头文件”是各方妥协、平衡的结果。卫星工程各利益相关方都以系统研制总要求为工作准则，以卫星任务发射成功为着眼点，没有聚焦到满足体系应用要求上。实践过程中，用户代表综合分析形成的需求笼统而依据不足，基于用户需求转换形成的任务型号技术要求没有可追溯性，系统使用要求空泛而流于形式，批复立项的卫星工程能在多大程度上实现体系应用要求无从考核。

卫星工程研制建设和运行使用，根本目的是满足体系应用要求。卫星工程立项、研制和运行过程中，卫星工程总体从始至终都应关注体系应用要求是否得到满足，要把实现体系应用要求作为卫星工程总体工作的根本。卫星工程总体要和卫星工程各利益相关方协同工作，努力统筹平衡体系应用不同用户需求和使用要求，论证形成卫星系统运行使用方案，在体系应用要求转换为卫星系统指标体系过程中确保双向可追溯性，并在卫星工程研制建设过程中，合理使用方案，确认体系应用要求的满足程度。卫星工程总体要关注建成的卫星系统体系运用情况。在此基础上，可以进一步研究分析建成的卫星系统对航天体系的贡献率，这也是组合任务型号卫星工程总体工作模式的一项关键任务。

形成体系整体能力，是卫星工程总体的着力点

由于国家科技工业基础和经济承受能力等限制，在过去的航天系统管理体制机制下，批复立项的卫星工程都是技术性能驱动的航天科技工程型号，主要考虑填补航天体系空白和提高卫星系统性能水平。研制建设的卫星工程虽然对航天体系能力形成有所帮助，但片面追求高技术性能，并不重视航天体系整体能力的平衡和优化。科学技术推动为主，应用需求满足为辅，体现在卫星工程组织管理上，主要是狠抓单一任务型号卫星工程产品质量，保证卫星发射任务成功。

在中国航天从大向强发展的新态势下，卫星工程总体从确保单一卫星工程任务成功，转向多个卫星工程型号平衡和优化，确保各卫星工程型号协调匹配，提高质量效能。卫星工程总体不仅确保各个卫星任务发射成功，而且要确保相关任务型号形成体系，满足体系应用要求。构建完善的航天体系，形成体系应用能力，不仅要求不同卫星任务型号形成系统能力，而且要求它们一起形成体系应用能力。卫星工程总体通过航天力量建设发展战略研究、发展规划论证、航天任务领域顶层设计，对每个任务领域和每个卫星任务型号都提出清晰可考核的顶层要求，并根据发展变化情况滚动调整优化，致力于形成整体应用能力，满足国家发展需求和体系应用要求。

提升系统总体能力，是卫星工程总体的基本要求

卫星工程系统是自然科学、社会科学和人工科学的交叉产物，特别是以系统思想为指导的系统工程理论方法和项目管理知识体系，为卫星工程总体工作提供了有力指导。卫星工程具有战略重要性、国际影响性、行业特殊性、应用广泛性、周期长、投资大、风险高等特点，卫星工程总体必须针对任务领域特点，充分利用各种可用资源，真正发挥引领和抓总作用，做好与发展战略和规划计划的衔接，主导系统顶层设计和工程总体可行性分析论证，及时有效组织完成卫星工程总体设计、协调、试验、评估等总体工作。卫星工程总体只有厘清卫星工程外部环境和约束条件，明确卫星工程与上层系统和同层系统之间的接口，其各利益相关方才能有效率地开展各自工作，才有可能实现航天力量体系的整体优化。

卫星工程总体要求具有设计者、组织者、决策者、协调者、实施者集于一体的能力，这样的能力要求任何个人都无法胜任，只有以小核心大外围工作方式形成的跨部门的卫星工程总体工作团队才可能具备。多年的卫星工程实践表明，系统总体能力是卫星工程总体核心能力，而要提高系统总体能力，一是要总结前期卫星工程研制建设经验教训，长期积累，持续增量开展卫星工程总体工作；二是要学习美欧航天系统工程和航天项目管理思想和经验，借鉴适用于中国航天发展的科学理念和管理制度，提升卫星工程总体管理科学化、制度化和精细化水平；三是要从中国优秀传统文化中汲取适用于中国航天发展的修己正人和中庸和谐等思想理念，提升卫星工程总体管理艺术化、人性化和合理化水平；四是要强化卫星工程总体仿真试验评估系统和管理信息系统等保障条件建设，通过仿真建模、试验评估和系统工程信息管理，提高卫星工程总体工作能力；五是要把案例研究作为提高系统总体能力的一种探索性研究工具，通过案例剖析增进对卫星工程各利益相关方行为的理解，帮助卫星工程总体协调各种工作关系，协同完成各项工作。