航天产品精益研发流程的构建

◎中国运载火箭技术研究院总体设计部 修建生

当前，中国运载火箭技术研究院型号产品呈现出多型号研制并举、高密度发射的研制特点，但同时研究院面临着研发能力不足，进度紧张，技改技措条件建设落后于型号研发进度，短期内研发能力得不到较大提升等问题。因此，需要一种能提升效率的管理方法来提高型号产品的研发效率，缩短研制周期，满足进度需求。精益管理是一种提升效率的管理方法，其核心就是以最小资源的投入，包括人力、设备、资金、材料、时间和空间等，创造出尽可能多的价值，为客户提供新产品和及时服务。

笔者在精益管理理论的基础上，根据航天产品的研发特点及研发现状，从研制流程的角度提出构建航天产品精益研发流程。流程的构建就是将已有的研发流程进行最大限度地整合，消除不增值活动，使信息流和物料流不停地均衡流动，进而不断消除浪费，提升效率。

一、精益研发流程的概念

精益思想就是在创造价值的目标下不断地消除浪费，其包含价值、完美、需求拉动、流动和价值流5个原则，如图1所示。

图1 精益思想5个原则示意图

价值是精益思想的核心出发点。价值本是由生产者创造的，但其很难确切地定义价值，所以价值只能由最终客户来确定，也就是以客户的观点来确定企业从设计到生产再到交付的全部过程，从而提供给客户正确的商品和服务。

价值流是指从原材料转变为成品，并赋予它价值的全部活动。精益思想将所有业务过程中消耗了资源却不产生增值的活动叫做浪费，识别价值流就是发现浪费和消灭浪费。

流动就是将保留下来的，且能够创造价值的步骤流动起来。停滞就是浪费，只有流动起来才能消灭积压、消除浪费，进而提升效率。

需求拉动就是按客户的需求投入和产出，使他们在需要的时候得到想要的东西。拉动原则更深远的意义在于，企业具备了当用户一旦提出需要，就能立即进行设计并制造出用户真正需要的产品的能力。

完美。上述4个原则相互作用形成良性循环，让价值流动的更快一些就能暴露出价值流中隐藏的浪费，越是使劲拉动，就能更好地消除阻碍流动的障碍。

将精益思想引入产品研发管理并指导产品研发。精益的产品研发流程就是将产品研发看成是一个信息流和物料流不断重复流动的过程，其具有以下特点：所有研发工作都在一个流程中运行；流程中的活动都是产生价值的活动；研发信息和物料与人紧密结合，没有间断地均衡流动；持续改进。

在构建航天产品精益研发流程的过程中，不是推翻原有的研发流程来构建全新的流程，而是循序渐进地对原有的研发流程进行整合优化。首先将所有产品研发工作和流程整合到一起，形成一个流程；其次是观察分析流程中不产生价值的活动，采取措施消除这些活动；第三是发现影响流程不断均衡流动的环节，并改进这些环节；最后重新开始新一轮的改进。

二、研发流程的分析及其连续均衡

1.流程的构建基础

中国航天经过几十年的发展，已经建立了较为完善的航天产品研发流程，近年来航天产品研发流程吸收了如项目管理、目标管理、质量管理等先进的管理思想，并在不断完善。航天产品的研发具有明显的系统特征：

整体性——航天产品一般由几个系统组成，系统由若干单机组成，单机由若干元件组成，系统、单机、元件协同作用，共同完成相应的功能。

层次性——航天产品按照总体、系统、单机、元件的组织模式开展相应的研发工作，因此航天产品研发的层次性体现为总体产品、系统产品、单机产品、元件产品。

关联性——在航天产品研发流程中存在着明确的输入输出关系，这样的输入输出关系体现在总体与分系统之间、分系统与单机之间、单机与元件之间以及分系统与分系统之间的任务要求、协调要求和使用维护要求等，如图2所示。

环境适应性——航天产品的研发是在进度、质量、经费等约束条件下进行的，所以在研发过程中要完成相应的管理工作，满足相应的约束要求。

时序性——航天产品研发一般分为方案阶段、初样阶段、试样阶段、定性阶段，具有明显的时序性。

目的性——航天产品研发的目的性非常明确，就是研发出满足上游任务提出方所提出的具有一定功能和性能的产品（或系统）。在研发流程中，不同的研发阶段有不同的目的，如方案阶段的目的是突破关键技术，初样阶段的目的是满足基本性能要求等。

综合以上特点，每个层次和每个阶段航天产品的研发流程都可以用三维图来描述，如图3所示。将每个研发阶段中每个工作环节相应的配套流程有机地融合在一起，就构成了航天产品研发流程。

构建精益的研发流程必须要消除流程中不增值的活动，因此需要深入具体业务流程进行研究，从客户的角度分析哪些活动是不增值的，并消除这些活动。研发流程中普遍存在的不增值活动主要表现在以下几个方面：

◆错误，如设计错误、产品超差等；

◆不必要的移动，如去比较远的地方开会等；

◆过渡处理，如没有意义的数据统计、增值很少的创新、过渡的仿真、不停的优化等；

图2 航天产品的关联性示意图

图3 航天产品研发流程示意图

◆频繁的督促、调度、检查、汇报、会议等；

◆反复的策划、计划、进度汇报；

◆局部接口的不断变化，尤其是结构接口的不断变化；

◆重复的报告内容。

这些活动占用了研发人员很多的精力和时间，也不能产生新的价值，有的还严重地干扰了流程的顺利进行，因此需要下决心消除这些不增值的活动。

2.实现流程的连续均衡

航天产品的研发具有明显的顺序性，如在航天产品研制初期首先是开展总体设计，那么分系统、单机、元件等设计环节都在搁置和等候，仿真、试制、试验部门也在等候；分系统获得总体设计要求后开展设计时，后续环节和下游单位仍然在等候。另外，航天产品转段是所有单机产品转段后系统产品再转段，所有系统产品转段后总体产品再转段，而下一阶段的设计要求要先由总体对系统提出，然后是系统对单机提出，这种比较刚硬的转段策略也将导致其它环节的不必要等候。

要消除航天产品研发过程中的等候，就要调动不同层级、所有部门同时开展工作，笔者就此提出几点建议。

一是将批量工作转变为单件工作或小批量工作。在航天产品研发过程中，一个部门将同时开展多个产品的研发工作，这意味着提供给下游单位有效输入的时间就要加长。因此，将批量工作转变为单件工作，即在一个部门集中资源开展一个产品的研发工作，缩短产品的研发周期，以尽快提供给下游单位需要的有效输入，尽早地开展后续工作。目前，中国运载火箭技术研究院在型号产品研制管理中会时常采用这样的办法，但笔者认为需要将这种行为规范常态化。

二是尽量多地采用标准产品或通用产品，这样可简化或取消产品研发流程中的一些不必要环节，提升效率。例如，对于总体产品或系统产品，其是由部分标准产品或通用产品构成，这些产品选用时仅需要进行环境适应性验证，不需要重新设计，也不需要下游设计部门开展设计，仿真、生产和试验等工作可以同时开展，这样可以避免其它环节不必要的等候。

三是开展灵活的转段，也就是每个产品达到了转段标准就转段，系统转段可以先于单机转段，总体转段也可以先于单机转段。

四是推进航天产品的产品化。从技术角度看，产品化按照系列规格规范产品状态、评价产品成熟度、固化生产线。产品化工作的推进将增大通用产品的选用范围，提升产品选用的质量，间接降低产品研发周期。

此外，在一个研发流程中，如果其中一个研发环节的效率高于其它环节，就会产生过剩，信息或物料将被积压，且效率越高积压就越严重。积压将导致人员和设备工作负荷过重，也就产生了人员的加班和设备频繁故障等问题。例如，系统设计完成后，对单机设计部门同时提出多个产品的设计要求时，由于单机产品设计部门人力紧张，只能同时开展部分产品的设计，导致其它产品造成积压。消除积压的办法就是按照拉动思想，自觉地根据下游单位的生产能力计划上游单位的产量，均衡全流程单位的生产能力。

要构建连续、均衡的研发流程，就是要消除影响流程连续流动和均衡流动的等候和积压。

三、研发流程的持续完善和改进

精益研发流程的构建不是一蹴而就的，需要不断地进行完善和改进。

1.标准化是改进的基础

由于标准规范具有严谨性、强制性、通用性的特点，因此是表述、固化和应用研发流程最好的载体。通过对研发流程标准规范的不断修订，可以有效实现研发流程的持续改进。

在实际产品研发实践中，我们应自觉地用标准来固化设计方法、试验方法、制造方法，形成设计规范、试验规范、工艺规范以及相关的管理规范等。但目前我们还没有对整个研发流程进行标准化的描述，从而影响了对研发流程的持续改进。

2.慎重新的方法和工具

研发流程改进的实质就是在研发流程中对新的研发技术、方法和工具的应用，但由于新技术、方法和工具往往是不成熟、不可靠的，其标准化程度低，研发人员对这些新的技术、方法和工具掌握程度也较低。因此，对这些新的技术、方法和工具的应用要慎重，在应用前应进行充分有效的测试，尤其是要考虑这些技术、方法和工具是否能够很好地融入研发流程中，并能对研发人员起到切实有效的支持作用。