运载火箭产品开发选用全生命周期管理体系的构建

◎中国运载火箭技术研究院 杨贵斌 李潇潇 周欣欣 陈翼江 史鑫

运载火箭产品开发选用全生命周期管理体系的构建

◎中国运载火箭技术研究院 杨贵斌 李潇潇 周欣欣 陈翼江 史鑫

通过对运载火箭产品开发选用全生命周期管理活动的系统分析，中国运载火箭技术研究院对型谱管理、新产品开发与更新换代、产品选用和货架产品组批生产计划等产品化关键环节及其配套保障工作内容进行研究，构建了一套行之有效的管理体系，同时对管理体系的总体思路、内在逻辑、体系内容、流程设计作了具体介绍。

随着运载火箭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，需要系统性的顶层策划并建立覆盖全面的管理体系。为此，中国运载火箭技术研究院围绕产品型谱规划、产品开发、货架建设、组批生产、型号应用及售后服务等产品全生命周期中的各项管理活动及其配套保障工作，对适应“型号与产品并重的科研生产模式”的管理体系进行了研究，同时在运载火箭领域开展试点应用，以期检验管理体系的科学性和实用性，识别问题并不断改进，最终为产品化建设的有序推进、科研生产能力的持续提升探索一条可行的路径。

一、建设的总体思路

研究院围绕型谱管理、新产品开发与更新换代管理、产品选用管理和货架产品组批生产计划管理过程中的相关职责、流程和要求等产品化核心工作展开研究。

首先，研究型谱编制原则和检控手段，规范产品型谱在编制、发布、更新、归档等过程中的管理要求和流程。针对产品型谱研究报告和型谱简表的编制内容进行规范，给出模板和详细说明。

其次，对新产品开发与更新换代各阶段的划分及定义进行探讨，提出各阶段主要工作内容与流程、技术状态控制原则、以及新产品立项评审和验收要求等。进而，研究型号或项目立项及研制过程中产品选用各项工作的责任主体和职责分工；产品选用的工作流程、内容和相关要求；产品选用工作管控措施和检查手段。同时，对货架产品组批生产的原则、货架产品计划与型号计划的关系、货架产品生产计划编制的职责分工、计划分类和编审流程，以及计划调整的应对措施和考核办法展开研究。

此外，还对各项产品化核心工作相关的计划经费等配套保障问题进行了全面细致的研究。

二、管理体系的内在逻辑关系

产品全生命周期研制流程如图1所示。产品型谱、新产品开发、产品选用管理以及货架产品组批生产等都是产品化工作中的关键管理环节，且关系紧密。产品型谱是产品工程的顶层规划和核心，也是新产品开发和货架建设的依据，货架是产品选用的基本条件，而产品选用又是货架产品实施组批生产的基础，各要素环环相扣，既独立运行又相互制约。因此，在对这些管理流程的研究中要特别考虑各项管理活动之间的关系。

其中，产品型谱管理围绕宇航型号单机级以上产品，系统级、分系统级产品也可参照执行。其职责、流程及执行标准科学、合理，按照两级管控的方式对型谱编制实施管控，确保所规划的产品型谱能够发挥“总结过去、支撑现在、引领未来”的作用。

新产品开发管理按自主研发和型号牵引2种类型分别研究。对自主研发的产品，研究院既鼓励各单位积极开展研发工作，也在合适范围内实施一定程度的管理；对型号牵引的产品，考虑其各阶段工作与型号研制流程的契合性。2种类型的新产品开发管理均要考虑以下问题：针对新产品有充分、合理的开发依据；开发成果如何满足型号、市场的需求；开发成败如何把关等问题。

产品选用管理的责任主体面向型号产品，把握将产品化纳入型号研制流程的切入点，特别是抓住项目立项和方案阶段的有利时机，开展产品选用工作。另外，针对型号选用通用产品，制定切实有效的管控措施和检查手段。

货架产品组批生产计划管理结合航天型号科研生产特点，遵循统筹策划、合理计划、统一备料、统一生产、统一验收、分别交付和专业化售后服务的原则。工作中以专业为主线，尽可能淡化具体型号的研制特征，包含货架产品研发及生产、验收、交付、售后服务全过程的策划、编制、审批、维护、调整、考核等计划管理工作。

图1 产品全生命周期研制流程示意图

此外，对货架产品退役换代问题展开研究，设定货架产品下架的原则、标准及工作流程。

三、产品开发选用管理体系的形成

为推动产品化工作的健康发展，使各个环节都能做到有章可循、有法可依，研究院通过流程重组形成面向产品开发选用全生命周期的各项管理制度，构建了一套科学合理、全面覆盖、切实可行的产品开发选用管理体系，如图2所示。该体系依据中国航天科技集团公司有关文件，在系统分析的基础上，经量化研究、科学筛选编制而成，总体上涵盖了运载火箭产品开发选用管理工作的各方面内容。

图2 产品开发选用管理文件体系架构

从横向看，体系可分为核心和保障管理2个部分。核心管理内容包括产品开发选用管理体系，具体有型谱管理、货架产品计划管理、新产品开发管理、生产线建设管理、产品选用管理等内容；保障管理包括经费管理及其它基础配套管理等内容。

从纵向看，分为研究院和厂所两级管理制度。

有一个方法是：去科技馆，去各种博物馆，想想浩瀚的宇宙，遥远的星空，想想宇宙大爆炸，人类如此渺小，那点小怨小恨根本不值一提。

四、对关键流程的规范

研究院产品开发选用管理体系重点对航天产品型谱、新产品开发、产品选用、货架产品组批生产等产品化关键工作流程进行规范。为确保各类流程的顺利实施，研究院成立了产品开发选用的组织机构，设立研究院产品化推进领导小组及办公室、产品化推进“两总”系统，设置各类工作组，还在厂所设置了相应的产品开发选用管理组织。

1.产品型谱管理

研究院通过制定产品型谱管理办法规范了型谱编制、评审、批准、发布、归档以及更新过程中遵循的原则和程序。考虑到产品型谱是产品化工作的龙头和基础，在产品化模式运行过程中具有至关重要的作用，因此在职责设定时，单机以上型谱全部纳入院级管理，单机级以下型谱由厂所管理，采用单位层面先预审、研究院层面再终审的两级评审方式，从而确保方案的正确性。研究院产品总师、副总师分别对两级评审的技术工作负责，主管院领导负责研究院产品型谱的批准发布。

产品型谱管理工作流程包括需求分析、编制产品型谱研究报告、产品型谱审查、产品型谱发布、产品型谱更新等5个基本步骤，如图3所示。

2.新产品开发管理

图3 产品型谱管理工作流程图

对于自主研发产品，产品开发分为立项论证、原理样机研制、工程样机研制3个阶段。新产品在项目立项、设计、试验、生产、验收等开发全过程中的计划管理、经费管理、质量管理、成熟度认定等活动均由设计单位牵头负责，研究院只负责备案及更新型谱。

对于型号牵引产品，完全按照型号研制流程开展工作，分立项论证、方案研制、初样研制、试样研制4个阶段。型号项目团队负责根据型谱和研究院发展要求提出开发项目，提出研制任务书，与产品研制单位共同承担产品研制任务，新产品开发主管部门组织立项和验收评审，产品总师对评审的技术工作负责，研究院主管产品化领导对新产品开发项目的确定具有决策权。为确保新产品开发工作的实施，要求完成各阶段成熟度认定工作后再开展型号转阶段评审。

新产品开发与更新换代的工作流程包括立项申请、方案论证、原理样机研制、工程样机（工程产品）研制、任务产品（飞行产品）研制5个阶段，每个阶段完成相应的产品成熟度控制要求，其基本工作流程如图4所示。

图4 新产品开发及更新换代工作流程图

3.产品选用管理

研究院通过制定产品选用管理办法规范了在研和在役型号的产品选用要求，基本工作流程如图5和6所示。针对在研型号，产品选用的控制点主要在项目立项论证阶段和方案阶段，并按照总体、分系统2个层次逐级把控。各分系统负责组织本系统的选用方案评审，研究院产品选用主管部门负责组织全型号的产品选用方案评审，型号副总工程师/总工程师分别对评审的技术工作负责，研究院产品总师/副总师参与评审。型号“两总”系统具有产品选用方案的决策权，对型号技术方案全面负责。在初样、试样阶段，主要对选用产品的适应性和接口匹配性等进行考核、验证，并固化技术状态。如选用产品技术状态需要更改的，由型号总工程师和产品总师共同确认。另外，为确保产品选用真正嵌入型号研制程序，将型号研制各阶段的产品选用评审结果作为型号通过转阶段评审的必要条件之一。

图5 新研型号产品选用工作流程图

图6 在役型号产品选用工作流程图

针对在役型号，仅规定了产品选用应执行的基本原则，未设置控制点。对于新研型号，项目立项和方案阶段主要是对产品选用方案进行控制；初样和试样阶段重点对选用产品的技术状态进行有效控制、固化。

4.货架产品组批生产计划管理

研究院通过制定货架产品计划管理办法规范了货架产品生产计划的编制流程、调整流程及考核办法，明确了型号计划与货架产品计划的关系。

生产管理计划分类按层级管理。长期计划是指导性计划，年度计划为指令性计划，按年度下达货架产品生产、验收及配套交付等任务计划。生产计划主管部门负责组织编制货架产品生产一级计划，由研究院产品化推进总指挥审核，院主管领导审批；综合组/产品管理组将一级计划分解至各承研承制单位与各相关部门形成二级计划；各承研承制单位在一级、二级计划基础上进行分解细化形成三级计划。承研承制单位根据产品齐套时间制定组批验收计划，由产品交付单位依据计划按型号产品的交付路线直接交付选用型号。

在研究院货架产品计划过程中，因市场变化、型号需求变化、质量问题、不可抗力及其它情况影响需调整的项目，应按照计划编制审批的权限进行计划调整的申请和审批。另外，针对售后服务计划的编制和审批流程同货架产品生产年度计划的管理，当计划调整涉及产品设计、生产单位与型号/用户间的重大问题时，需要报产品化推进总指挥审核、院主管领导审批。对市场部门、承研承制单位的需求分析的准确性、前瞻性，货架产品生产计划的科学性、合理性，各型号提交需求的及时性与准确性，以及承研承制单位产品质量的可靠性进行评价并定期发布。

五、管理体系的应用效果

结合“二次创业、市场化转型”需求，研究院产品开发选用管理体系的应用产生了实效。通过制度建设，对产品型谱、新产品开发、产品选用、货架产品生产的职责、流程、要求进行了全面梳理和规范，建立并完善了型谱编制、新产品开发机制，强化了研究院产品选用的管控手段，明确了货架产品组批生产计划管理要求，为研究院革新体制机制、突破发展瓶颈、实现型号与产品并重的科研生产管理模式转型规范了步骤，夯实了制度基础。

1.夯实基础，规范流程

产品型谱管理办法明确了产品型谱编制的流程与主要内容，规范单位编制产品型谱工作，形成通用化、标准化的型谱编制模板，有效地提高了各单位产品型谱编制的效率，加快了各单位/部门的审批速度，进一步规范了产品型谱的编制，促进了产品型谱标准化建设。

2014年底，研究院所属各单位按照产品型谱管理办法、新产品开发管理办法等一系列管理规范，完成了结构、电气、发射支持、突防等四大系统单机产品的型谱编制，并由研究院组织召开了2次单机产品型谱评审会，审议了22类单机产品型谱，完成了2014年单机产品型谱编制工作。

2.新产品开发有突破

产品开发选用管理体系中充分考虑当前科研生产模式和现状，为有效推动通用产品开发，提出了2种新产品开发方式：一是自主研发式新产品开发，充分发挥、调动各单位研制新产品的自主性和积极性；二是型号牵引式新产品开发，将通用产品的新产品开发和型号研制密切结合，充分借助新研型号所提供的通用产品开发技术与经济平台，降低了新产品开发风险。

在明确产品各研制阶段的主要工作内容基础上，规定新产品的开发必须通过产品型谱统一、完整的规划与策划程序，增强了产品创新的系统性。进一步规范了新产品研制流程，明确了新产品开发各阶段的划分及定义、技术状态控制原则、新产品立项评审和验收要求，避免或减少了无序的开发和低水平重复工作造成的研制资源浪费，有效提升了院级层面的管控和指导力度，使新产品开发全阶段目标清晰、有据可循，有力推动了产品专业化研发和产品更新换代等工作。

2014年，研究院所属各有关单位开展了分系统平台和卫星适配器等18个新产品开发，在验证管理办法科学性、有效性、适用性的同时，也为丰富产品货架、推广型号应用奠定了基础。

3.产品选用成效显著

产品开发选用管理体系规范了型号研制各个阶段产品选用的流程与主要内容，引导型号开展产品选用工作，将产品选用与型号研制各个阶段的有效结合辅以监督与激励措施，提升了型号研制水平。通过型谱产品的选用，减少了新研同类产品的成本，也培育了型谱产品成熟度等级，节约了型号研制经费。制定并实施货架产品计划，避免多型号、多批次对产品生产的影响，使各型号同状态产品之间具备互换能力；解决了由于发射任务的调整导致产品超贮存期使用问题以及生产计划调整致使组件超贮存期的问题；抽检、静力试验、典型试验等数量减少，缩短了生产周期，提升了多型号任务的交付能力。

“十二五”期间，研究院重点对CZ-2C、CZ-3A系列运载火箭中的箭体结构、动力系统、控制系统等关键分系统及重要单机实施了可靠性增长及产品化推进。改进了近200项薄弱环节，单机产品可靠度平均提高约1.3%，单机产品交付周期缩短40%，发射场开箱合格率达100%，运载火箭发射可靠度由0.92提高到约0.95，型谱产品选用率约64%，各型号发射能力显著提升，部分型号发射能力增长100%。2013～2015年，发射场测试和发射阶段发生质量问题数量较2010～2012年下降70%，运载火箭实现发射场零故障。此外，上面级在研制过程中还先行启动型号应用试点，YZ-1上面级选用产品近40台/套，占全箭产品比例为36.3%；YZ-2上面级选用产品约120台/套，占全箭产品比例为84.5%。

中国运载火箭技术研究院从自身科研生产管理现状出发，以构建型号与产品并重的新型科研生产模式为目标，提出了航天产品型谱、新产品开发、产品选用和货架产品生产计划等相关配套制度流程。通过充分、深入的基础调研，全面、透彻的讨论与分析，形成了一套科学、合理、适用的产品化建设管理体系，为型号与产品并重的科研生产活动提供了重要的管理支撑。