通过建立管理驾驶舱提升型号数字化科研管控能力

◎中国空间技术研究院 张荣霞等

通过建立管理驾驶舱提升型号数字化科研管控能力

◎中国空间技术研究院 张荣霞等*

系统分析了型号研制管理的决策需求，介绍了管理驾驶舱的建设思路和总体设计方案，重点描述了管理驾驶舱项目建设与应用的实践情况，并对取得的成果和经验进行了总结。

随着国家任务和市场需求的不断增长，中国空间技术研究院迎来了任务高峰期和发展机遇期，面临着型号多星并举、多批混合、技术状态复杂、技术指标高等诸多困难，对科研生产综合管控水平提出了新的要求。面对挑战，研究院创新性地应用信息化手段建立了管理驾驶舱平台，并在研究院综合管控系统和型号指挥调度系统中开展实践应用，以提供跨业务、跨系统的智能管控和综合决策支撑，支持综合业务管控层动态了解财经、计划、物资、质量和资源等业务管理信息，提前开展事件影响分析，识别风险、协调冲突、优化配置，对经济运行的各种事件进行控制与决策；支持项目办公室及型号“两总”全面、充分地了解相关型号产品在设计、生产、测试试验等方面的技术信息，了解型号进度、质量、成本、物资配套等方面的管理信息，对型号研制过程中的各种事件进行控制与决策。

通过应用管理驾驶舱平台，全面促进了院所各级业务决策水平、管控能力和工作效率的提升，加快了决策指令的下达与执行反馈的响应速度，提高了型号研制与综合管控的反应速度，有效保障了科研生产任务的圆满完成，提升了研究院数字化能力和竞争力。

一、总体设计

管理驾驶舱平台的建设思路为：围绕研究院多星多线、研产一体化管理变革的需求，以数字模型和数字决策为突破口，充分发挥信息化技术优势，按照质量、成本、任务、技术4条线整合信息，从型号调度和综合管控2个维度提供质量、计划、成本、技术状态等关键指标的分析与动态监控，以促进业务协同、研制数据资源共享，突破研制管理过程中信息传递、利用与协同的瓶颈问题，辅助各级管理人员科学决策，进而提高型号研制管理水平与创新能力。

管理驾驶舱将管控决策需求转化为关键绩效指标（KPI）体系，通过数据仓库、智能分析等集成技术整合研究院及所属厂所科研计划、物资、综合质量、项目等管理信息系统，进而构建专业化的科研生产、物资、质量等主题数据库和决策分析模型，并及时发布关键指标分析数据及异常指标预警。

1．技术架构

管理驾驶舱是一个综合集成系统，运用门户、数据仓库、智能分析、可视化展现、企业数据总线等信息技术定制开发而成，其技术架构如图1所示。

图1 管理驾驶舱技术架构

2．系统组成

管理驾驶舱由主题数据仓库、决策数据模型、型号研制决策分析和综合管控决策分析4个部分组成，如图2所示。

综合管控决策分析是面向业务职能管理部门和决策领导，发布各业务管理动态及经济运行态势分析，辅助决策层进行可视化调度，快速科学决策。

型号研制决策分析是面向型号“两总”以及计划、物资、质量经理发布型号项目的决策分析信息，使各级管理人员能在最短时间内获取所需数据，最大限度发挥“信息”驱动决策的优势。

图2 管理驾驶舱系统组成

决策数据模型是围绕型号研制管理的决策需求，梳理形成覆盖质量、计划、经费、物资、风险、资源、技术状态、产品保证八大业务领域的KPI管理体系，并建立支持该体系的决策数据分析模型。

主题数据仓库是整合集成项目管理系统和产品数据管理系统等12个专项业务，并将分散在不同系统中的型号研制与管理信息进行有效组织、转换，以支持经验积累与传承。

二、实施过程

管理驾驶舱是一个复杂的实践探索项目，研究院在实施过程中以北斗导航、探月工程的相关型号为试点，通过综合管理层职能部门、型号项目队伍和信息化部门的紧密配合，有效协调各种资源，共同研究解决实施过程中遇到的各种问题，以切实提升一线作业组织、专业职能管理和型号总体决策3个层次的指令管理效能与科学决策水平。

1．建立KPI管理体系

KPI管理体系是驱动管理驾驶舱运转的“神经”，直接决定了可视化决策的精度与广度。一方面，从科研生产、财经等业务职能管理部门决策层的视角切入，针对跨组织、跨部门、多项目的资源配置与动态调控需求；另一方面，以型号“两总”关注的重点阶段、项目、指标为切入点，针对复杂项目的系统性、高效推进需求，通过对管理决策需求输入、输出端的关键参数进行设置、取样、计算、分析，量化形成KPI管理体系。

以北斗导航项目为背景形成的型号决策数据模型如图3所示。

2．构建主题数据仓库

为确保管理驾驶舱的动态性、准确性，信息技术部门全面梳理了提供源数据的信息系统及数据标准，相应调整了近10个系统的数据结构及功能，并建立了相关指标数据的采集系统。

图3 管理驾驶舱型号决策数据模型示意图

管理驾驶舱从型号项目和业务职能管理的要素出发，梳理形成了关联分析数据体系，按照不同的业务管理角度，采用星型结构，分别从进度、质量、采购、成本、资源、风险等方面构建主题数据仓库，并按照型号、任务阶段、组织、业务类别等维度构建分析模型，提供综合分析报表。

基于KPI管理体系指标展现的主题数据仓库模型如图4所示。

3．开展综合管控决策分析

率先在研究院综合管理层各部门开始实施综合管控决策分析，向院领导和各业务职能部门提供所需的各种KPI监控，包括科研任务进展概况、物资配套概况、质量、科研人员概况、科研经费等，为决策者监控科研生产过程及存在的问题提供数据依据。

在科研生产方面，面向院领导和科研生产管理部门提供上级单位的考核计划、研究院考核节点完成情况以及引进部件进展情况，按型号、部门等多维度统计科研计划完成情况。

在型号质量方面，支持院领导和综合管理层职能部门全面了解型号研制质量问题、在轨质量问题、举一反三情况，可跟踪质量问题归零和举一反三的进展情况，实现质量问题实时监控、闭环管理，以满足精细化质量管理要求。

在物资配套方面，支持院领导和综合管理层职能部门及时了解型号物资配套进展情况，提供物资质量状态统计、物资库存变化趋势、库存价格趋势分析、库存结构统计等功能。

4．开展型号研制决策分析

型号研制决策分析为项目办公室及型号“两总”提供了型号研制进度、质量问题、物资配套进展、资源占用情况等综合查询，动态监控计划完成率、质量问题处理率、物资齐套率、资源占用冲突等核心指标，发布型号风险预警信息，辅助型号管理决策及过程管控。

图4 管理驾驶舱主题数据仓库示意图

在型号计划方面，建立了支持型号指挥和计划经理及时了解研究院考核计划、总体月计划、单星工作计划、总装测试试验工作计划、项目办公室综合待办事项进展等一系列统计报表的功能。

在型号质量方面，建立了支持型号总设计师、质量经理实时了解整星、单机发生质量问题、在轨异常现象的统计报表功能，还可跟踪质量问题归零和举一反三的进展情况。

在型号风险方面，建立了支持型号项目队伍技术管理、分析、评估风险事项，实现风险监控及整改措施执行的闭环管理功能。

在型号物资方面，建立了支持型号物资经理和产品主任设计师及时了解元器件、原材料物资齐套情况，以及元器件质量筛选情况的统计报表功能。

在型号经费方面，建立了支持型号总指挥、计划经理掌握上级型号拨款情况，本型号协外/外协合同签订情况，以及型号重点费用使用情况的统计报表功能。

在型号资源方面，建立了支持型号总指挥、计划经理及时掌握型号总装、电测实际进展情况，以及本型号关键资源（人力、场地、设备）的瓶颈和冲突情况的功能。

在型号技术状态方面，建立了以产品结构为核心的数据组织模式，实现了型号全生命周期产品数据（技术文件、二维工程图、三维模型、电子学设计数据）的一体化管理，支撑技术状态控制、产品数据包生成等应用功能。

三、取得的成效

管理驾驶舱的建成和运用有效支撑了研究院科研生产管控模式的转变，提高了研制管理信息的处理效率和质量，为研究院决策层、业务职能部门、型号项目办公室、型号“两总”科学决策提供了有力支撑，主要体现在以下几个方面：

一是研究院在充分调研其它装备制造企业先进管理模式与方半的基础上，结合自身实际需求建立了管理驾驶舱平台，构建了与科研生产相关的管理与决策模型，并通过信息技术与研制管理的有效结合带动和促进了科研生产管理模式的变革与创新。

二是解决了型号研制管理中制约数字化决策的“信息”管理问题，促进了型号研制管理由传统管理方式向现代网络化管理方式的转变。通过整合加工发布决策信息，提升了各级管理人员的效率与决策速度。

三是管理驾驶舱实现了信息数据的自动传递，周期由2周缩短为1天；数据的自动处理使信息加工分析的环节减少20%；数据的透明共享有效规避了多渠道管理共性数据不准确、变更调整不及时、技术状态同步不一致等问题，促进各类系统数据的流程化、标准化，提升了一体化管控和精细化管理水平，有效提升了研制管理效率。

四是通过整合12个关键业务系统的型号历史数据，建立了以数据仓库为核心的信息共享机制，支持分专业、单位、产品、业务领域等的授权查询、数据挖掘，为发现、查找型号研制规律和优化流程管理奠定了基础。

五是构建了支持型号研制管理的指标体系和数学模型，形成了一批支持协同、决策的通用工具和技术标准。在研究院型号矩阵式管理模式下，管理驾驶舱平台由“北斗”导航卫星型号成功推广到探月三期项目的研制管理中，同时也对向其它单位或型号推广应用起到了良好的示范和带动作用。

四、后续工作

在持续深化应用管理驾驶舱的过程中，研究院意识到要充分发挥管理驾驶舱的“信息”能量作用，所以在后续系统建设过程中还需要注重以下2个方面：

一是全面分析企业业务数据，建立统一、规范、标准、共享的数据模型；加强各业务系统的数据规范性和联动性设计与应用，避免各业务系统的数据独立、标准差异，无半支撑跨业务范畴的深层次数据分析。

二是加大对历史数据的清理与整合，丰富数据挖掘的技术手段，充分利用积累的大量历史数据，挖掘型号研制管理过程背后隐含的某些规律，以进一步提升决策分析能力。

未来，中国空间技术研究院还将进一步结合型号研制管理需求完善管理驾驶舱平台，增加型号指挥调度、生产资源计划智能控制等管理要素内容，补充数据挖掘等技术手段，深化系统应用，优化型号研制管控模式，固化数字化智能管控与决策的新模式、新机制。◀

*其他作者：董乐生、王建新、姜红星、王璐、赵伶丰、古一粟