面向装备体系工程全过程的信息化建设

2022-08-23毛羽飞刘亚民郝书婷

船舶标准化工程师 2022年4期

毛羽飞，刘亚民，郝书婷

（上海船舶电子设备研究所，上海 201108）

0 引言

体系思想引起了军事领域的深刻变革。近年来美军具有代表性的体系发展项目主要包括未来作战系统、海军未来远征作战体系、弹道导弹防御体系和全球对地观测体系等。由于技术发展、政策导向和多样化任务的不确定性，装备体系发展建设方案具有一定的灵活性、适应性和鲁棒性。

随着装备体系工程研究成果在工程中的应用和发展，面向装备体系工程全过程的信息化建设成为研究的必然趋势。信息化建设在完善现有成果的同时，还应放眼体系工程的发展远景，提前开展研究以适应装备的发展趋势。

近些年来，在航天和兵器等领域针对装备体系工程过程的重点要素开展的信息化创新研究和实践取得了很好的成绩。中国兵器工业第二〇八研究所构建了轻武器数字化协同研制模型，总结了轻武器数字化协同研制模式的运行步骤，通过引入并行工程和成熟度的理念，成功实现各类资源的共享使用，开创了轻武器并行协同研制新模式，是数字化协同设计的实践典范。北京航天长征飞行器研究所基于信息化平台的集成装调型生产现场建设，以信息化手段为抓手，高效衔接和集成各生产业务，打造集生产装配、调试测试、检测交付于一体的精益生产体系，可有效降低生产成本、促进经济增长、推动研究所的可持续性发展。中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所提出了基于企业级知识平台框架的装备信息化平台规划、设计和建设方案，优化装备管理流程，整合资源，推进装备信息化与研究所整体信息化的协同建设。在研究所顶层设计中，该研究所通过将多维度融合驱动装备保障与知识化和智能化相结合，达到试验装备高效、可靠、智能的运行效果，实现装备保障的智慧化变革。本文以现有的信息化系统为基础，提出一套可实现全要素管理、全过程管理、体系管理和知识管理的完整体系。

1 装备体系工程信息化需求分析

国际形势的发展、科研院所普遍承担繁重任务的现状，以及高新技术武器装备研制任务的迫切需求，均要求研究所在科研手段和管理体系上具有更强的科学性和先进性。面向装备体系工程全过程信息化系统的研究和建设成为承制单位的必然选择。

首先，在进行装备体系工程信息化需求分析时，应总结和继承传统信息化需求分析的优点。优秀信息化平台的需求分析能够覆盖项目立项、预研、设计验证、结题交付、成果转让和售后服务等整个生命周期，并能够实时、有效地控制项目进度，方便相关部门间的协同合作，实现资源最优化利用，提高研发、试验和科研的管理水平，缩短开发周期，提升产品的设计质量，降低成本。

其次，要针对装备体系工程的特点，总结过程要求。装备体系工程强调通过建立和实现某种高标准来推动内部分系统间的相互操作。构成体系的各要素之间为松耦合关系，具有较强的独立目标和工作能力，可根据不同任务需求进行快速重组和分解。面向装备体系工程的信息化平台的需求分析应覆盖体系开发与管理的全过程，针对需求实现建模与分析、体系仿真、数据资源管理、供应链管理、产品寿命周期管理等功能，以数字化产品为核心实现模型传递和业务流程优化，具体见表1。

表1 全过程信息化需求分析

最后，根据数据分析，实现面向不同领域专家的设计和开发服务。通过信息化平台实现交互操作，并逐步积累各个环节产生的数据，利用大数据分析手段，形成知识图谱，为顶层决策提供准确支撑。

2 总体方案设计

2.1 目标

面向装备体系工程全过程的信息化建设目标见表 2，在现有信息化系统实现的业务管理、重点过程管理、装备自身管理和信息管理的基础上，实现全要素管理、全过程管理、体系管理和知识管理。

表2 信息化建设目标

2.2 总体方案

面向体系工程全过程的信息化总体方案以追求卓越产品为目标，以人为本，提高信息化平台用户的体验感，构建具有面向体系工程全过程要素的信息化能力体系。

如图1所示，该总体方案重点从以下5方面开展建设规划：

图1 总体方案

1）建立统一高效的管理平台，开发基础平台层，形成可编辑的管理流程，实现开放智慧管理。

2）搭建基于模型的多专业协同设计平台，建立基于一体化物料清单（Bill of Material，BOM）的产品协同研制过程，构建产品数据的唯一源头，形成多专业、多学科并行优化设计模式，从而提升产品设计效率、缩短产品研发周期、强化产品质量管控力。

3）集成智能开放的集成制造平台，实现生产过程的精细化管理，进而大幅提升生产管理水平，实现降本增效的目标。

4）推进产品寿命周期管理，实现有计划、有针对性的全寿命周期数据和信息的跟踪和管理。

5）建立数据库和分析系统，实现数据积累和精准分析，通过大数据分析手段，形成知识图谱，为顶层设计和决策提供准确有效的支撑。

3 建设要点

3.1 建立统一高效管理平台

以建立统一高效的管理平台为目标，重点完成基础平台层的搭建，形成流程自主、柔性且可编辑的基础平台，实现管理流程化、流程标准化、标准数字化、数字表单化。整合现有多个办公信息系统，实现协同管理，提高工作效率，增强业务操作便利性和灵活性，助推单位科研和管理综合业务能力的提升。

科研院所的管理理念落实到管理制度及管理流程后，最终将体现在管理的信息化建设上。信息化建设要格外注意创新工作方式，追求开放和高效的管理。信息化系统不能固定不变，要能够随理念和制度的变化相应做出适应性改变。

在管理平台信息化建设的过程中，若效率和质量发生冲突，需要优先考虑质量，把质量作为管理工作关注的重点。

3.2 搭建数字协同设计平台

科研院所研发任务难度大、技术含量高、研制周期短，传统基于文档的设计模式已很难满足需求，迫切需要更新研制模式以缩短研制周期、减少研制成本。

通过数字化协同设计，实现总体与分系统之间的有效沟通，可大幅提高设计效率、产品的工艺性、可装配性及竞争力，如基于模型的系统工程方法具有知识表达无二性、可重用、系统设计一体化等优点。

在协同设计平台建设中，需针对专业特点，详细开展需求分析、交互操作分析和流程分析，进行本行业、本单位的本地化适应性改进，照搬其他单位的先进成果不一定适应本单位研制任务的特点。

3.3 集成智能装备制造平台

可分期建设和集成智能装备制造平台，利用科研院所体系完善、管理规范、研发能力强的优势，推进研产一体化，实现降本增效。

初期，针对规模小、效率高、信息化程度高、有一定批量生产能力的项目，建成、集成装调生产线。

中期，持续改善、推广建设，以适应日益增长的型号批生产能力，逐渐完成生产线、流程、分工等信息化条件建设。在硬件条件方面，建成代表性的集成调试、总装、试验、检验的装备制造部门；在软件条件方面，制定管理办法、任务流程、工艺规范和成本统计等，实现生产全过程的信息化管理。

后期，建立生产体系与科研体系的关联，利用信息化系统对各生产要素进行信息化管理，不断完善，持续升级，助推科研院所向智慧化方向发展。

3.4 推进产品寿命周期管理

产品寿命周期数据的积累和管理非常重要，从产品规划到产品报废的整个寿命周期中，各种复杂的数字化信息数据越丰富，信息管理系统的运转就越有效，对生产、决策和运营的支撑准确程度就越高。

从产品寿命周期履历和维修保障等的管理入手，实时采集生产过程质量数据，关注事中控制和事后分析，持续改善产品质量。丰富大数据的内涵，推动建立装备智慧保障体系，进而更好地支撑装备的研制。

3.5 建立数据库和分析系统

建立数据库，提前规划数据分析框架，通过全面、准确、及时地获取数据，实现精准数据挖掘，从而为管理决策提供辅助。利用大数据分析手段整合零散信息，并通过内部量化评估模型进行实时分析和动态监控。

在实际建设中，要特别注意传统档案管理系统和办公自动化（Office Automation，OA）系统使用的载体不同，做到数据存档无缝链接。在系统开发中，将OA系统和档案系统相连接，实现两系统物理上或网络上的无缝链接。逐步健全档案管理系统后，统一管理档案中的数据，以便后续分析。提升信息化数据的挖掘和提取能力，提升智慧辅助决策功能，为后续的发展提供基础支撑。

4 信息化建设发展原则

4.1 坚持统筹兼顾

信息化建设应坚持统筹兼顾的原则。信息化建设项目推进过程中涉及较多的部门，强化信息化建设顶层设计往往需要各相关部门间的高度支持与配合。成功的信息化建设大多经历多期建设和升级优化，往往需要在建设和使用过程中经过多次规模较大的修改。这就需要在建设规划之初，坚持统筹兼顾，分步实施，构建方法科学、机制灵活、技术先进、政策精准的工作体系，持续提升质量效益。

4.2 坚持自主可控

信息化建设应坚持自主可控的原则。确保数字化技术应用的核心技术、关键工具、关键装备和关键基础设施自主可控。国产互联网技术（Internet Technology，IT）基础设施（芯片、服务器、存储、交换机、路由器）和国产基础软件（数据库、操作系统、中间件）已经可为建设兼容环境的信息化平台提供良好的软硬件支撑，具备自主可控的条件。坚持安全和发展双轮驱动，面对网络与信息安全新形势、新技术和新场景，要严守安全红线。