孙会鹏、于越、谷力、房桂祥、张文海 /中国运载火箭技术研究院
随着我国社会主义市场经济体制的不断完善和国家政府采购制度的逐步推进,实行竞争性装备采购已成为促进我军装备发展、推进中国特色军事变革的重大举措,多年来,武器装备采购部门逐步施行装备采购制度改革,建立健全了以竞争为核心的“四个机制”(竞争、激励、评价、监督),不断提高装备质量和采购效益,实现装备建设又好又快发展。经过多年实践,推行竞争性装备采购模式已基本成为装备采购领域的共识,与传统的计划经济指令性订货模式相比,新模式要求工业部门能够创新方法、快速响应,既好又快地完成型号研制工作,使装备承制部门在竞争中获胜,并在后续工作中完成先进武器系统的快速装备。笔者参照航天装备研制经验,对适应市场需求的航天装备演示验证飞行试验快速研制管理方法进行研究,并在项目研制过程中进行了探索和实践,取得了良好的效果,为此总结成果希望可以为后续型号研制工作提供参考。
航天装备研制过程基本可分为可行性论证、方案、初样、试样、定型5 个阶段,其中可行性论证阶段一般从用户(军方)提出初步战术技术论证需求开始,通过对技术、经济和时间上实现的可行性进行综合论证,提出型号研制总体方案,为上级机关批准型号是否进入正式立项研制阶段提供决策依据,因此可行性论证通常在国家正式立项任务下达之前进行。
方案阶段始于上级正式下达立项批复之后,主要任务是对多种技术路径的总体方案进行论证和比较,确定技术实现性强、周期短、成本低的综合性能最优的总体方案,并据此将技术要求分解至分系统,进行必要的方案原理性验证试验,支撑确定最优方案。初样、试样阶段可合称为工程研制阶段,其中初样阶段为总体方案确定后,各分系统依据初样设计任务书的要求开展技术设计,期间需完成工程样机生产、地面试验验证,完善设计方案。试样阶段是以初样研制为基线,提供用于飞行试验的正式产品,通过飞行试验对总体性能进行全面考核验证。
定型阶段是接受用户对型号技术指标、使用维护性能进行全面检验,按照飞行试验结果和地面鉴定试验全面评定武器系统的技术性能。
近几年,该领域的竞争性装备采购越来越白热化,除参加军方组织的单机产品设计方案和实物竞标外,演示验证性质的飞行试验竞标逐步得到推行,笔者主要研究工业部门为适应竞争要求,需前期自筹资金开展自主研制的阶段,目的是在竞争择优中取得优势地位,为获得正式立项奠定基础。
目前,工业部门现有的型号研制程序未具体规定演示验证性质的航天装备研制工作如何快速开展,若严格按照正式军方立项型号研制管理办法有条不紊、面面俱到地开展,则不能很好应对演示验证飞行试验项目存在的周期短暂、经费短缺、人力或设施资源保障不足等实际矛盾。
(1)研制流程较为固定
我国航天装备研制拥有一套成熟的系统思维和系统工程方法,通过一代代中国航天人的继承发扬、改革创新,指引着中国航天从无到有、从小到大并逐步从大到强。中国作为航天大国,遵循“生产一代、研制一代、探索一代”方针,航天装备型号多样,并且已经验证了按照传统研制流程和程序可以打造出精品。但是在新时代、新环境、新需求下,航天装备竞争研制应该在研制流程和方法上有所创新与突破,优化流程衔接、突出重点环节、解决主要矛盾,有效指导复杂条件下的快速研制。
(2)竞争意识和能力不足
由于航天装备的特殊性,航天系统内的单位多数靠指令性接受任务,传统的“等靠要”思想较为顽固。近年来,随着对竞争性装备采购制度的不断适应和调整,某个领域或者一部分人员的市场竞争意识有所提升,但是在适应某一新型航天装备或者新领域竞争研制方面,全员危机意识参差不齐,一般来说,技术人员的危机意识弱于市场部门人员,不能形成最大合力;另外,各参研单位间合作意识不够,单机单位及分系统单位由于技术保护、资源、经费等合作意识弱于总体单位,没有形成最强竞争力。
一般地,在演示验证飞行试验阶段军方不会有特定要求,工业部门可根据项目特点、实际条件制定研制方案,参照航天装备研制程序,尝试以下过程方法。
(1)论证阶段同步开展方案设计
我国航天装备研制已经有半个多世纪的历史,积累了大量的先进技术经验,如今该领域装备研制工作不再是从零开始,而是在前期基础之上,项目总体单位在开展总体方案可行性论证的同时,牵引各分系统、单机单位开展方案论证和初步设计,实现总体—分系统—单机单位的有机协同,有利于总体方案论证工作的快速迭代,也为在总体方案闭合后快速下发下一阶段的任务输入和完成方案的详细设计奠定重要基础,增强各阶段的有效搭接,节约过程时间。
(2)确保总体技术方案不反复
总体技术方案不反复是实现型号快速研制的前提条件,要求研制队伍论证充分、设计准确,并合理借鉴成熟技术,保证方案设计一次成功,虽然要求演示验证飞行试验进度快速,但方案阶段必须工作扎实、模型仿真和原理性试验验证充分,方案不一定最优,但需要最可靠,杜绝流于形式的方案转阶段工作,以为后续产品生产、试验验证、飞行试验打好头战。
(3)初样阶段确定正式产品状态并投产
初样及试样阶段主要进行地面试验及飞行试验,传统意义的航天装备研制可以在初样阶段进行地面试验充分验证后,开展试样研制和飞行试验。为适应快速研制需求,要求设计工作不反复,初样阶段完成工程样机的地面试验验证,确保正式飞行试验产品投产和齐套交付,完成初样阶段研制总结后进行飞行试验正式产品考核,减少中间的转段过程和产品的重新投产可以有效缩短研制周期。
为使以上研制流程融合可行,笔者对各阶段产品备料投产和验收交付情况进行研究。
(1)以产品需求为主线,全周期策划
开展型号全寿命周期及年度策划工作,可以更好地明晰任务、明确需求、落实责任、全面部署,在整个型号研制阶段,产品生产周期的占比很大,因此在总体方案论证后期,按照型号阶段划分、地面试验安排、试验设施保障能力,综合考虑研制周期和经济成本,应尽早启动产品需求分解工作,进一步细化各个时间段的产品需求,作为后续产品投产和验收齐套的依据。
(2)分步分批备料、短线先行
按照“技术风险释放一步,投产备料跟进一步”的原则,分步分批开展项目投产备料工作。方案论证阶段着重安排与总体方案关联度不强、备料周期长的产品先行备料;总体方案确定后,启动第二批投产备料工作;方案设计结束后,启动第三批投产备料工作。三批备料完成后,基本可完成全周期原材料和元器件备料工作。
(3)采用成熟技术和产品、合理继承与创新
考虑到型号研制质量、经费、进度,尽可能采用成熟技术和产品是航天装备研制的一条准则,在满足战术技术指标的前提下,尽量选取标准化、产品化的单机设备,一方面成熟的技术和产品会大大提高质量和可靠性,降低技术难度和风险;另一方面将减少研制经费、缩短研制周期。
(4)适时安排投产、滚动生产
方案设计完成后,应迅速安排产品投产,第一轮安排原理样机和模装试验产品,并根据风险释放程度,滚动进行正式地面试验产品和飞行试验产品投产。在方案不反复的前提下,滚动生产能够有效减少产品和试验的等待时间,达到技术风险释放过程中产品和试验可及时补充的最优研制流程。
(1)全要素队伍配置
工业部门对竞争性项目研制具有主动选择权,遵循“有所为,有所不为”原则,综合考量战略规划、市场前景、技术优势等因素,可以选择参与,也可以选择放弃。经决策确定开展的项目,应参照正式任务队伍要求,快速完成全要素人员和岗位配备。当前工业部门在此类没有用户或上级正式输入的项目上人力资源短缺严重,与需要高效、高质量完成的竞争型研制要求相悖。因此,若要在激烈竞争中占取先机,首先应保证相对完善的人员队伍。
(2)多渠道筹集经费
一般地,航天装备立项研制后,国家或者用户按照合同关系向工业部门拨付研制费,但对于竞争性研制,大多数情况是没有正式立项和来款的,通常演示验证飞行试验阶段需要工业部门自筹经费开展。因此,为了避免经费成为制约因素,参研参试单位首先就要摒弃传统“等靠要”思想,牢固树立全员市场意识,从项目总体单位到分系统、单机、原材料元器件配套单位,均要树立竞争意识,按照“利益共享、风险共担”的原则,由总体牵引、全员参与,经费由各单位共同承担,多渠道保障经费,确保不出现因为经费不足制约型号研制进度的现象。
(3)高效率推进试验
与产品生产过程类似,试验也是影响研制周期的较大因素。近年来,随着航天任务的激增,试验设施资源紧张态势加剧,尤其是复杂程度较高的试验资源,均需排队等待,增加了很多无效时间和成本支出。因此,为了缩短地面试验周期,首先,试验方案论证需充分依托虚拟仿真技术,通过有效的数学建模和仿真计算,修正试验方案、简化试验流程、减少试验项目,从设计源头上缩短试验周期和减少成本,将探索性试验调整为验证性试验,确保试验一次成功;其次,需做好前期大型地面试验统筹策划工作,优化产品借用规则及试验顺序安排,与试验承制单位确定好试验时间范围,提高试验设施的按时保障能力;同时,建立逐项试验负责人制度,全面负责试验周期内的文件、产品、条件等,以及与试验承制单位的动态沟通、协调和推进;过程中同时做好流程规划的动态调整,减少产品、人员、设备设施的等待时间;结束后应迅速组织人员段研制效果,可为推进后续工作奠定重要基础。研制过程示意图如图1 所示。收集试验数据、完成试验结果分析。通过以上措施,可以大幅提高试验推进速度。
图1 演示验证飞行试验阶段流程管理示意图
针对周期有特殊要求的航天装备演示验证飞行试验性质的项目,在阶段安排方面,相邻阶段之间工作融合、高效衔接;在产品保证方面,提前安排分步分批备料和滚动投产;在资源保障方面,各承研承制单位同心协力、共同出力,实践证明可以有效缩短全过程研制周期,过程中相应配合开展质量管理、风险管控等措施,取得了良好的演示验证阶
在传统航天装备研制流程基础上,为积极适应竞争条件下的演示验证飞行试验快速研制需求,对流程进行优化和再造,以及开展有效的航天装备质量和风险管理,可以在保证研制质量的基础上,为演示验证阶段研制节约宝贵的研制时间。后续,笔者将在项目研制过程管理中,继续结合该领域航天装备研制周期短、指标要求高、经费缺口大等特点,进一步探索进度管理与质量和成本控制等方面问题,固化形成行之有效的方式方法,寻找最优方案,服务于市场经济体制下该领域航天装备的快速研制。▲