“减、加、建、控”科研管理方法

张惠平、王辉、尚腾、林平、姚寅伟、路坤锋 /北京航天自动控制研究所

一、项目背景

北京航天自动控制研究所系统方案研究室是北京航天自动控制研究所在研型号和背景预研型号控制系统方案论证、系统研究与验证的总体单位。笔者综合分析内外部环境，梳理科研任务、技术创新等方面的形势，结合研究室当前发展情况，发现目前科研生产任务具有如下特点：

一是国家重大科技工程任务密集开展，高强度密集研制、发射成为常态。

2020 年，研究室全年必须确保所有飞行试验和发射任务圆满成功。以探月工程、载人空间站、“北斗”三号、深空探测等为代表的重大工程政治责任空前重大，影响深远，必须确保万无一失。

二是新型号竞争日趋常态化，方案论证能力提升需求迫切。

新型号性能要求高，技术跨度大，竞争日趋激烈。传统的系统方案无法满足新型号竞争下的能力需求，需要创新方案设计，实现方案闭合；系统方案的优劣直接决定着装备的战技性能、质量、成本，并极大地影响竞争成败。同时，专业基础能力不足、技术储备不足，难以支撑新形势下的方案论证。

三是实现智能控制技术阶段目标的技术创新任务艰巨，“十三五”收官及“十四五”布局责任重、难度大。

2020 年，围绕实现智能控制技术阶段目标，研究室必须实现多项关键技术突破；预先研究技术创新难度大，任务艰巨。同时，2020 年重大背景项目推进责任重大，领域布局责任重大。

四是全面竞争成为常态，科研模式优化升级，推进三高发展需求迫切。

外部竞争态势越发激烈，用户主导下的全面、全程、分级竞争已成常态。面对急剧增长的研制任务及研制进度要求，需结合研究室工作特点，采取有效措施，大力做减法，切实持续深化科研生产模式优化升级。

在这种任务特点下，保型号成功和技术创新压力巨大。在人员紧张、资源有限的条件下，研究室优化升级科研生产模式，提出“减、加、建、控”的科研管理方法，通过统筹资源，以统促减，以减促简，提高效率；将释放的资源投入方案论证、首飞重大型号研制及技术创新上，以减促加，提升核心竞争力；同时建立专业能力、缺省平台与责任体系，严控系统各项风险，确保了各项科研生产任务的圆满完成。

二、工作与实践

研究室在长期的科研生产与管理实践中总结提炼出了“减、加、建、控”科研管理方法，并以此方法指导科研管理工作，取得了良好的效果。

1.方法内涵

“减、加、建、控”科研管理方法以“减、加、建、控”4种管理手段为主要抓手，以提效益、提效率、控风险、保质量为目标导向，其具体内涵如下：

减：以统促减，以减促简，方案统筹，将减字落实在全年工作始终，大力做型号减法、提高效率。

加：增加方案论证、首飞型号研制资源投入，擦亮“精度”金名片，提升核心竞争力；增加技术创新，加速智能技术发展，实现智能控制技术阶段目标。

建：建专业能力，不断丰富新方案新算法，加快缺省模式设计平台建设和应用，建立责任体系，有效促进型号科研生产模式优化升级。

控：控风险、控出室最后一道关。

2.方法具体实践

（1）以统促减，方案统筹，将“减”字落实在全年工作始终

“减法”工作不是一味追求减少工作量，简单粗放地减少工作项目和工作内容，而是要通过科学的分析，在保证质量的前提下，将原先多余的、浪费的、重复的工作减掉，通过“减”来提高效率，通过“减”来释放资源，以减促简。为实现科研模式优化升级、实现系统方案从定制设计向平台化设计的转变，研究室开展了方案统筹、产品统型、过程工作简化等工作。从专业内实现各型号方案横向一致，体现专业担当、专业抓总。向下开展关键单机技术指标的整合和归集，筛选优选产品目录，提供选型指南。减少重复工作，优化工作流程，节省资源实现过程工作简化，将“减”字落实在全年工作始终。

一是方案统筹。

当前，研究所多个新研、新论证型号存在外部竞争压力大、研制周期短、总体技术指标要求高的特点。研究室结合新型号论证和研制中的特点，提出基于现有缺省设计平台方案库和算法库，结合型号任务需求，采用成熟技术和方案解决共性问题，进而实现型号间方案横向一致，减少重复性的设计工作，提高方案设计的效率，实现快速方案论证和系统研制。同时，通过制定新型号方案决策评审报告编制规范，以及新型号方案决策评审报告审查要点，确保型号论证方案正确性和各型号间横向一致，实行过程和结果把控，确保使用成熟技术和方案；2020 年，研究室完成了多个型号的系统方案决策评审，有效保证了型号间方案横向一致。

二是产品统型。

当前型号任务中，惯性器件、伺服机构等单机多采用单个型号定制化设计，造成研制周期长、质量问题频出、技术指标差异性大等问题。针对该问题，研究室开展了惯性器件单机的统筹工作，对各单机指标完成了归集，形成了优选产品目录，为选型提供指南；对不同型号、不同类型伺服机构进行横向比较，对伺服机构主要指标进行归集归类，规范主要指标的测试要求，实现各型号伺服机构指标横向一致。在一定情况下，采用上述管理办法，可以有效缩短单机研制周期，降低单机研制进度风险和质量风险。

三是过程工作简化。

研究室出台了仿真试验必要性作业指导书等指导文件，依据PDCA 闭环迭代思想，不断精简优化试验项目，做到减法有依据，减法有实效，切实推进型号减法工作，化解减法工作落实浮于表面、措施执行不彻底的问题。研究室对开展的40 余项仿真试验中的14 项进行了裁减，减少了软硬件环境调试、总体中间输入状态验证、实物状态仿真验证等环节共计约150 人·天的工作量；梳理形成《控制系统诸元生成与测试工作规范》，对研究所诸元生成和测试等管理工作、团队判读机制提出了优化建议，从诸元设计等源头方面，开展实施诸元生成和测试工作的减法。

（2）增加方案论证、首飞型号与技术创新资源投入

2020 年，宇航型号任务繁重、压力巨大，按时保质完成任务的形势严峻，研究室必须确保全年飞行试验和发射任务圆满成功；与此同时，需要增加技术创新储备，加快推进核心技术攻关和重大项目突破，为型号研制和后续发展提供支撑。

一是增加方案论证。

针对型号研制过程中新技术能力不足、方案论证能力不强、对相关技术牵引不够等问题，重点围绕系统方案论证，形成了“方案论证主管室领导”牵头，“主任专业师”负责，涵盖主任设计师、单机专家、智能队伍，以及室级专家委员会进行专业审查的组织机制。发挥“系统方案论证牵引技术研究与布局”作用，确定了数十项需要在2020 年内完成突破的关键技术，以需求牵引来推动技术研究与布局。

二是增加首飞及重大型号资源投入。

针对首飞及重大型号任务，加大研制力量投入，在导航、制导和姿控各个专业增加研制人员投入，同时协调组织好试验资源、工作环境等各方面保障。首飞型号专家为系列内专家1 名，系列外专家1 名；新状态首飞，专家2 名；重大飞行任务在飞型号，专家至少1 名。专家组组长一般由主任专业师担任，在主要专家的基础上，再增加部分年轻员工配合工作，增加首飞及重大型号的人力资源投入。

三是围绕智能控制技术阶段目标，增加技术创新资源投入。

聚焦首飞及重大型号技术难点，增加资源保障，围绕某领域多项关键技术成立室级专业攻关团队，共性技术集智攻关，确保关键技术突破，支撑型号研制。

对标智能控制技术阶段目标，梳理未来5 年需攻关突破的技术、本年度重点突破并验证的技术、型号中布局转化应用的技术，以及外协课题项目，形成相应的技术清单，针对清单中的每项技术逐条制定攻关方案，明确责任领导、专家与设计师，持续推进。通过成立室级专业攻关团队，增加资源保障，实现共性技术集智攻关，确保多个关键技术取得突破，保障了智能控制技术阶段目标圆满实现。同时，在先进技术方面布局重大预先研究项目，首次实现军科委基础加强2个项目成功立项的重大突破，为后续型号立项研制和“十四五”发展提供支撑。

（3）建专业能力、缺省平台与责任体系

为应对专业能力不足和专业研究方向缺失的问题，进行专业细分和系统整合，新成立2 个专业班组；牵头形成缺省模式设计平台的顶层规划与实施方案，组织实施“融合研制流程”的型号应用模式，并在实施和应用过程中不断完善；强化责任担当、坚持岗位责任清单、多维多层落实责任，有效促进型号科研生产模式优化升级。

一是开展组织机构调整，新增专业班组，加强专业能力。

针对新技术领域储备不足、方案论证能力不强、对相关技术牵引不够等问题，细化专业分工，新成立2 个专业班组，以提升研究所新领域理论方案论证、关键技术攻关、核心产品研发和型号应用与市场推广能力。新班组成立后，以某场景为切入点，开展了多项关键技术的研究工作，申请了多项军方研究项目，并积极与总体单位进行对接，加强对总体的支撑。

二是持续完善缺省平台、设计与试验能力建设，拓展新形势工作机制。

面对急剧增长的研制任务及研制进度要求，持续深化科研生产模式优化升级，持续建设缺省模式设计平台，截至目前，完成了多个典型平台方案、导航制导姿控算法的审查入库。针对传统姿控系统研制调参工作量过大、设计智能化水平过低等问题，设计完善基于智能算法的姿控参数自动设计工具，将姿控研制效率提升90%以上。

三是建责任体系。

明确分工、统筹兼顾、闭环管理，形成主任专业师、班组长、正副主任设计师（研究师）、项目负责人、主管设计师岗位责任清单，并强化责任落实；为每个型号指定责任专家，从不同层面对各型号、项目任务情况、资源情况进行深入分析和策划，明确重点、辨识风险、提炼共性、统筹攻关，对技术重点难点、人力资源安排、设备资源需求、关键与薄弱环节做到心中有数。

（4）控风险、控出室最后一道关

强化风险管控，形成首飞及重大飞行试验任务风险清单，持续闭环跟踪，确保风险可控；依托专业力量，为每个型号指定责任专家，实施责任专家对型号全生命周期负责制；形成质量控制专业人员库，以复核复算、专业放行作为质量控制抓手，做到即使只有一个设计人员负责的情况下，设计方案和结果也是通过专家和专业确认的，不会出现一个人水平代表一个专业水平的情况出现。

强化风险管控，形成首飞及重大飞行试验任务风险清单，持续闭环跟踪，确保风险可控；依托专业力量，为每个型号指定责任专家，实施责任专家对型号全生命周期负责制；形成质量控制专业人员库，以复核复算、专业放行作为质量控制抓手，做到即使只有一个设计人员负责的情况下，设计方案和结果也是通过专家和专业确认的，不会出现一个人水平代表一个专业水平的情况出现。

一是风险清单管理，持续闭环跟踪。

策划制定《风险管理清单》，全室统筹管理各项目风险，持续跟踪风险项动态。完成了《导航制导专业风险辨识指南》和《姿控专业风险辨识指南》两项风险辨识指南，规定了专业风险辨识的工作方法，指导型号和预研项目导航、制导和姿控专业风险辨识工作。根据风险辨识指南辨识出多项技术风险，通过研制信息按月报送制度，针对首飞型号，执行有事随时报送制度，及时把握各个型号的工作进展；召开室领导班子、班组长周碰头会，随时协调解决出现的各种矛盾和问题。

二是实行型号全生命周期专家负责制，坚持独立复核复算，严格专业放行，确保设计质量。

为充分发挥以主任专业师为代表的责任专家在型号研制中的保障作用，研究室为每个型号指定责任专家，实施责任专家对型号全生命周期负责制，开展相应的复核复算和专家把关，完善《型号专业放行准则》，有问题绝对不放行。

三是深化质量复查，持续提升质量保证能力。

形成了《系统方案研究室各专业型号质量复查项目要求》，规范了型号质量复查工作并做到横向一致。在质量复查期间，研究室成立全面质量复查和质量提升工作组，形成《系统方案研究室停产整顿型号产品全面质量复查和质量提升工作实施方案》，对重点型号成立了质量复查工作组，组织实施质量复查工作，对技术指标符合性、技术状态更改落实情况、关键单机指标满足情况、质量问题举一反三情况等逐项进行复查确认，以确保飞行试验圆满成功。

持续跟踪国内外控制系统相关的质量案例，并对研究室设计和试验过程中的问题进行总结分析，定期更新《系统方案研究室设计隐患启示录》，2020 年新增14 个案例并向全室发布和培训，以确保不出现重复性、低层次问题。持续加强标准体系建设，2020 年制定并发布小微标准10 项，各项作业指导书和标准规范6 项，并进行全室宣贯学习，强化标准规范的执行力。

四是持续推进“三再”（针对已完成的设计开展再分析、再设计和再验证）复查及质量改进工作。

研究室以“三再”项目为切入点，按照PDCA 循环改进方法，通过“再分析”识别产品设计的薄弱环节，以“再分析”的结果作为“再设计”的输入，对设计、试验等方案进行改进设计，根据“再设计”的改进措施制定“再验证”方案，对改进措施进行验证，最终实现闭环。对研究室近年来的质量问题进行分析和举一反三，形成《制导、姿控专业质量问题分析报告》，积极推进各项质量改进和质量提升工作。

三、实践效果

在“减、加、建、控”科研管理方法指导下，研究室完成2020 年所有工作计划，完成率100%，在全所研究室综合排名第一。取得的具体成果如下。

1.确保国家重点工程任务取得圆满成功

研究室参加的飞行试验任务均取得圆满成功。在优势资源保障下，圆满完成了首飞任务和以探月工程、北斗为代表的国家重大任务。技术和管理问题数为0。关键技术取得突破，支撑了重大工程任务，持续擦亮了“精度”金名片。

2.技术创新成果丰硕，立项项目经费创新高

研究室实现了多项技术突破；围绕重点技术方向，积极开展预研项目申报与指南编写。完成了以军科委两个基础加强项目为代表的不同渠道课题申请多项，获得后续研究经费。组建了“十四五”规划论证编写组，完成了“十四五”规划及中长期战略专项报告的编制，完成了向各上级单位上报“十四五”规划论证指南和项目建议书。

3.质量保证能力持续提升

制定新型号方案决策评审报告审查要点及报告编制规范，发挥专业优势，确保了型号方案论证质量；实行型号全生命周期专家负责制，完成了40 余次独立复核复算，确保了设计方案无反复，完成了各型号方案设计把关评审，制导和姿态控制系统设计评审通过率100%；以《系统方案研究室设计隐患启示录》《系统方案研究室复查要求指南》为抓手，持续规范化开展质量提升工作。

四、后续思路

随着中国运载火箭技术研究院在飞型号的高密度发射、在研型号数量的继续增加，“减、加、建、控”科研管理方法将进一步助力科研生产模式优化升级，后续的应用和推广思路主要包括。

1.强化减法执行，以减促加

强化减法工作成果的巩固和执行，进一步释放人力资源，将人力资源整合后投入更加关键、核心的新技术方向，以更好地支撑“十四五”发展规划。

2.持续建设，规范机制，严控风险

持续推进缺省平台应用，继续完善缺省模式设计平台，持续补充梳理新技术成果入库；完善平台使用方案，充分发挥试点型号应用的示范效应，推进缺省模式设计平台在更多型号的落地，不断提升设计效率与质量；依托风险清单、专业力量、质量控制等手段持续强化风险管控。

“减、加、建、控”科研管理方法源自长期的航天科研生产实践，凝聚了航天科研生产的管理智慧，在后续的“十四五”规划及未来的发展中将进一步指导航天科研生产与管理，支撑航天强国建设。该方法中蕴含的提效益、提效率、控风险、保质量等理念，对其他行业的科研管理也具有较强的借鉴意义。