◎中国航天标准化与产品保证研究院 杨世东 朱放 施帆 杜刚
当前,我国航天型号正面临由试验向应用,由科研向产业化发展,由单星向组网,由系统向体系的转型,多型号、多任务并举和组批生产、高密度发射是我国迈向航天强国的必然趋势。以往单星、单箭“作坊”式研制已不能适应航天科技工业的快速发展,走规模化、产业化发展的道路已成为必然。
转型是科研生产方式的根本转变,转型的实现需要针对管理制度体系进行调整和改进。航天产品科研生产模式转型需要开展产品工程管理制度体系研究与建设,促进航天产品工程理论的拓展与深化,为科研生产模式转型提供实用方法和工具。目前,随着航天领域产品化工作的逐步推进,相关技术规范、标准以及管理工具也在逐步完善,但距离系统性的顶层策划和建立覆盖工程全过程、组织体系及管理机制等全方位的配套方法与工具还有很大距离。
航天产品工程配套管理制度体系研究将拓展与深化航天产品工程理论的实践领域,为产品化推进与科研生产模式转型有效结合提供实用方法和工具,为航天企业的产品化工作提供借鉴指导。
经过50多年的发展和几代航天人的努力,我国航天科技工业已经形成了以型号研制为主线的科研生产模式。依托型号组建研制队伍、组织研制生产、配置资源,以型号任务为牵引的“垂直型”科研生产模式,建立了完善的组织机构、管理流程、规章制度。
产品工程建设是为满足高密度发射需要和航天领域产业化发展趋势,改革传统围绕型号配置资源的“垂直型”模式,建立以通用产品选用为核心的“细腰型”生产组织架构(如图1所示)。
经过50多年科研生产实践的积累,航天产品具备了产品配套体系完整,系统级和分系统级产品以平台思路开展研制工作的特点,具有深入推进产品工程的基础。同时已具有了丰富的批生产、定型工作经验和一定的成熟度提升、生产线建设经验,标准化工作体系完备,技术文件编写、审签、流转等管理规范。
为满足高密度发射和产业化发展的需要,在继承传统型号为主研发模式经验的基础上,中国航天科技集团公司开展了产品工程的相关研究与实践,主要体现在科研生产管理模式、产品基础建设和技术力量配置模式等几方面。
图1 “细腰型”生产组织架构
构建适应航天产品工程需求的航天型号科研生产新模式,首先应围绕工程过程调整开展,同时相应的组织体系、管理机制也应随之转型。
新模式中的型号系统工程过程是以选用货架产品为主,进行系统集成研制过程;产品工程过程是以产品成熟度提升为核心的通用产品研制过程;型号系统与产品的界面是指货架式的通用产品体系,是多个产品成熟度提升过程的成果,供多个新研型号选用。同时,还要涉及研制单位对多型号和多产品的体系规划、实施、监控、总结、更新升级的循环过程。
航天产品工程配套管理制度体系建设应遵循以下原则:
一是以科研生产模式转型为顶层目标,以构建型号与产品并重的科研生产体系为方向,构建适应航天产品工程的管理制度体系,促进从产品向产品化迈进,实现产业链布局发展,为航天科技工业实现规模化、产业化、市场化、国际化奠定基础。
二是立足现有航天产品化工程基础,以航天产品工程总体设计为纲领,关注型号、通用产品和基础产品,最终构建能够支撑流程有效运作的产品管理、研制流程、人员队伍结构和相匹配支撑保障制度,为产品工程建设与运行提供方法与工具。
以航天产品工程为牵引,构建新型航天科研生产模式,需要围绕产品管理、研制流程和队伍建设三条主线开展管理制度体系构建。与这三条主线配套的管理制度体系总体框架如图2所示。
图2中所示的型号研制流程、型号队伍的产品化职责对应支撑新模式下的型号系统工程过程;通用产品的研制流程及研制队伍对应支撑新模式下的产品成熟度提升过程;货架产品选用流程、基础产品选用流程对应于新模式下的产品选用过程,同时型号队伍的产品化职责、基础产品选用控制职责中也涵盖产品选用过程的支撑内容;系统级平台产品体系、通用产品体系、基础产品体系适用于新模式下的多型号和多产品的体系规划、实施、监控、总结、更新升级的循环过程。同时,为了向新型科研生产模式提供支撑保障,还需要建设计划、经费、质量管理、标准化、档案管理、物资管理、生产保障和信息化等相关配套制度。
图2 配套管理制度体系总体框架
目前,航天产品的通用化、系列化和组合化水平较低,需要充分利用成熟产品与技术降低研制风险、提高质量和工作效率。“通用化、系列化、组合化”的思路虽然在国防科技工业领域提出很多年,但由于缺乏系统、全面的整体推进组织机制,以及具体、可操作的实施方案和手段方法,从而造成航天科技工业的“三化”工作更多局限于系统和产品设计思路的改进研究。当前的航天科研生产存在着成熟的产品和技术不能得到及时固化、定型和相互借鉴使用,相近产品重复研制,产品化程度低等现状,并由此带来了型号研制技术风险大、研制周期长、研制成本高,提升型号质量和缩短研制周期之间的矛盾等一系列问题。而多数航天型号在分系统、尤其是在单机层面是有很多可以通用的产品。
针对以上问题,产品管理配套制度应包括:型谱编制、管理与应用制度,型谱,系统级平台基线管理制度,产品规范编制指南及技术状态固化(定型)管理制度,货架产品管理制度(含产品上货架和货架更新维护要求等),型谱(货架)产品选用规定以及货架产品技术状态控制要求等方面。
目前,航天科研生产流程与产业化、市场化要求差距较大,需要根据产品的专业发展规划规范创新和生产,同时加强型号对产品的选用控制,降低成本,减少高风险且不必要的创新活动。
当前由型号“两总”负责、以完成研制任务为首要目标的航天型号研制模式,其技术创新和新技术开发主要依靠型号管理和工程技术人员自身的主观决策,在保证型号研制任务成功的核心目标面前,单个型号队伍难以形成系统性的技术创新活动和规范的新产品培育升级工作,难以兼顾航天产品技术整体的发展规划,也难以统筹、协调各型号技术资源,按照总体规划开展新技术探索活动。
通过深入研究可以发现,造成我国航天产品研制领域与国外存在差距的主要原因是传统的以型号为主的科研生产模式已很难适应高密度发射和航天产业化发展的趋势。在型号为主的科研生产模式下,各型号独立开展研制工作。所有资源都围绕型号配置,产品隶属于型号,产品研制只关注本型号的技术要求,导致产品状态多、通用性差、资源利用率低等问题。必须放松产品与型号的紧密隶属关系,赋予其一定的发展空间,通过提升产品的通用性来更好地支撑型号,将产品从型号中剥离并建立相应流程。
因此,研制流程配套制度应包括:新型号研制流程,型号或系统级产品批生产流程,通用产品研制流程和产品选用流程,基础产品选用流程以及产品交付、验收检验流程等方面。
目前,航天型号与产品研制资源配置的合理性、有效性较差,需要根据型号需求与产品发展统筹安排资源,确保资源得到及时合理分配。航天型号科研生产中,行政组织机构和型号队伍之间的矩阵式关系是确保型号项目研制生产得到人、财、物等资源的基本渠道。随着型号任务的增加以及对资源需求的激增,同时由于组织对于多项目管理方面的综合调配能力不强,统筹管理和策划安排工作不到位,造成各个型号队伍忙于争抢资源,科研生产管理运行成本高,资源共享欠缺,职责界面不清,协调工作量大等现象。
针对以上问题,队伍管理配套制度应包括:产品队伍建设方案,研制队伍工作要求,质量管理队伍职责,队伍职业发展规划及其绩效评定与奖励办法,型号队伍的产品选用职责和通用产品成熟度提升职责,元器件、原材料选用队伍设置方案及其选用人员职责等方面。
如何在资源有限的条件下,面向不断增加的型号任务,适应组织多项目管理的发展趋势和需求,通过管理、技术手段和方法,统筹谋划,合理安排各型号的计划、经费、物资、生产保障、信息等资源是今后航天产品研制生产必须要面对的问题。
针对以上问题,支撑保障配套制度应涵盖计划、经费、质量管理、标准化、档案管理、物资管理、生产保障和信息化几个方面。
其中计划涉及产品选用工作要求和通用产品开发、生产计划管理;经费包含型号研制经费的分配制度,通用产品开发经费制度和成熟产品选用经费分配办法;质量管理涉及产品成熟度评价标准,型号成熟度控制要求,通用产品的质量保证办法、成熟度控制要求、批生产和测试验证要求;标准化方面涉及通用产品体系的标准体系框架、标准化管理规定和产品规范;档案管理包含通用产品的现行文件管理制度、研制和生产及选用过程文档管理制度以及元器件、原材料信息管理制度;物资管理包含原材料和元器件的选用要求,物资合格供方申请、认证及监管要求,超供方管理要求,原材料和元器件选用目录及相关管理要求以及标准件、紧固件选用目录及相关管理要求;生产保障涉及生产线的建造规范、管理制度和认证制度;信息化涵盖通用产品型谱信息平台,产品成熟度评价辅助工具,物资管理信息化平台以及生产线管理与运行辅助软件。
为保证航天产品工程配套制度的顺利推广,必须开展相关顶层设计、规章制度和标准规范的制定工作,由“点”及“线”,再到“面”的开展试点应用工作,在重点领域开展试点工作,从而检验相关制度建设的标准的科学性和实用性,识别问题并进行改进,为全面推广新的科研生产模式提供试验田。
一是以产品化工程总体设计为纲领,以产品管理、研制流程、队伍建设和支撑保障体系建设为抓手,开展并逐步完善产品全生命周期、全要素管理,将产品化工作视为构建型号与产品并重的科研生产新模式的基础,对产品体系优化、队伍组织建设、质量、计划、物资、经费等科研生产管理要素进行全面规划。
二是立足现有航天产品化工作基础,关注产品研制流程、型号选用流程、物资控制流程,构建能够支撑流程有效运作的产品体系、规章制度体系、标准体系和信息化手段,为产品工程建设与运行提供方法与工具。
三是以工程实际应用效果为最终检验标准,在产品研制流程、型号选用流程、物资控制流程中试点应用相关研究成果,修改完善相关制度、规范、标准,保证研究成果的科学性和实用性,为成果推广提供有力保证。
航天产品工程配套管理制度建设是为满足高密度发射需要和航天产业化发展趋势,以构建型号与产品并重的航天科研生产新模式为目标,对产品工程理论的进一步深化和拓展是航天科研生产模式转型工作的重要组成部分。