单机研制单位基于系统思维和IPD理念的产品化管理方法研究与探索

郝宁、王建青、尚俊云、刘智峰、程熙雅 /西安航天精密机电研究所

西安航天精密机电研究所是我国最早从事液浮惯性器件研究、生产的所厂合一的单机研制单位，主要从事液浮/二浮惯组、液浮/三浮稳定平台、挠性惯组、激光惯组、光纤惯组、定位定向系统、舵机、电机及其专用惯性仪表的研究、试验和制造，专业涉及惯性仪表、自动控制、精密机械、电子线路、计算机应用、电磁元件的设计制造，产品广泛应用于航天、航空、航海、兵器、船舶等多个领域。

随着航天企业多型号并举，高密度发射，在科研任务量急剧增加而且大部分产品都是定制的情况下，传统“一机一研”的纵向产品研制管理模式下同类技术与产品的开发不能共享。当任务量增加到超过资源的额定负荷时，如何用科学的管理技术（机制）降低资源的负荷量，保证航天产品在研发过程中高质量、高可靠性、高效率，提高研发的风险把控能力，成为航天企管理的重要课题，为解决这一课题中国航天科技集团有限公司提出了航天产品化建设方案。

在航天科技集团、中国航天标准化研究所、北京航天电子时代有限公司产品化工作的指导下，研究所依据系统工程理论，结合先期引入的集成产品开发（Integrated Product Development，IPD）理念，开始系统推进产品化和IPD 结合的模式转型变革。

一、管理思路和推进路标

1.管理思路

航天产品化应用产品成熟度理论以航天型号研制需求为牵引，以产品规划和梳理为基础，以产品型谱建设、成熟度提升、产品定型、产品生产线建设与认证、产品规范体系建设、产品推广应用为主要途径，以实现产品可重复生产、推动产品更新换代为目标，以建立可重复生产需要的全过程文件体系、规范体系、配套资源以及相关的科研生产管理模式为保证，以宇航领域为重点，系统性地给出了单机以上产品系列化、规格化、重用化的理论和方法。

IPD 强调“以市场需求和核心技术驱动作为产品开发的原动力”“协同开发，实现全流程全要素的管理”“基础共用模块（Common Building Block, CBB）和平台建设，强调共享”，与产品化的系列化、规格化、重用化有共同的理论渊源。

研究所从2011 年起系统推进产品化工作，基于系统思维吸收融合两大管理理论，运用结构化的方式，结合IPD 理念运用流程工具的原则系统策划，注重被管理对象的整体性、层次性、动态性和开放性。

整体性：在研究管理对象—产品化的基本理论及方法、工作要素及各要素间相互关联的基础上，统一策划、统一制定各要素推进节奏，明确各阶段推进工作重点和各要素预期效果。

层次性：根据对整体性的分析，分析产品化各要素的相互关联性和制约性，分析将要执行该要素推进的实际组织机构，按照管理层级，划分出各要素的层次关系并策划重点推进先后顺序，同时对各要素按管理构建纵深方向明确先后顺序。

动态性：预期产品化各要素随着时间及推进深度的变化所可能出现的管理要求。

开放性：分析产品化输入和输出与其他管理系统的关系。引入IPD 的平台概念，产品化工作分解为2 个平台建设：管理平台建设和产品平台建设。管理平台建设借助航天企业原有管理体系，包含规章制度、产品化管理标准、质量体系文件、流程和模板、管理方案和策划等。产品平台建设对外出售产品建型谱，对内配套产品建CBB，通过型谱和CBB 构建产品平台。

2.推进路标

根据上述原则和基础规划，研究所产品化的推进路标按照理念学习、转变思想，标杆推进、初建机制，规划平台、推广应用，重新审视、信息化助力4 个阶段进行。

2011～2012 年为理念学习、转变思想阶段。在这个阶段主要完成了对研制研发部门、质量部门、生产部门及信息化部门骨干人员的系统培训。邀请航天科技集团产品工程专家和外部IPD 管理专家对产品化重点人员进行系统的理论培训。在此基础上，更进一步有针对性地向产品化工作做得好的兄弟单位进行调研学习，解决学习思考中的疑惑。

2013～2014 年为标杆推进、初建机制阶段。在这个阶段兼顾调研学习其他航天企业先进产品管理经验，借助外部IPD 的CBB 建设经验，摸索符合航天特点的CBB 建设道路，采用标杆项目式集中工作，以点带面地推进CBB 建设，同时初步建立CBB 管理平台，编制CBB 基础性文件，并用标杆项目验证其可用性。

2015～2016 年为规划平台、推广应用阶段。在上一阶段有直观概念的基础上，结合产品化型谱要求和IPD 需求输入理念，对型谱和CBB 组成的产品平台正向规划，并开始对CBB 推广应用进行研究和摸索。

2017 至今为重新审视、信息化助力阶段。持续改进，对前期所做工作重新审视系统性，更新平台规划，并利用信息化手段使产品平台的信息传递、CBB的库管理和型号协同设计规范便捷。

二、产品化架构和运行路径

1.产品化架构

研究所为单机配套单位，相比整船、整弹来说，产品层级较基础，为了既满足型号配套需求又能最大程度地适应行业产品的发展要求，引入IPD 产品平台概念，用产品型谱和CBB 共同构建研究所产品平台，解决对外对内不同需求的任务要求。

以是否直接面对市场为判定原则分别进行型谱和CBB 建设。单机、单表类产品进行型谱建设，其余产品进行研究所内部CBB建设。

型谱作为产品系列化的输出特征，对外牵引客户，对内推动共用基础模块的构建。

依据产品结构树，CBB 按照产品组成层次进行功能分析和分解，梳理出一系列可共用度高的模块，具有标准化、通用化的特征，与产品型谱特征相似，并引入成熟度概念，与航天产品化接轨。

型谱与CBB 共同构成研究所平台产品库。在型号项目研制中对标型谱，选用CBB 进行组合化设计，最终达到产品平台支撑型号项目准确、快速、低成本、高质量开发的目标。

按照“系统型谱化、产品结构模块化、仪表组件通用化、接口关系系列化”的原则，产品平台的总体规划以市场需求为标尺，以是否对外出售为分界线，确定了“产品卖到哪一层级，哪一层级建型谱，以下层级建CBB”的产品平台构建原则（见图1），形成了对外配套建型谱，对内供应建CBB 货架，以型谱和CBB 为主的产品平台建设。对外整合应用需求，形成通用产品，压缩品种，建立型谱，实现外部货架式选择；对内进行项目清理、识别，按照系统、仪表、线路、组件、零件等进行产品结构整合，形成共用模块，建立内部CBB 货架式重用机制。型谱建设主要输出物为型谱研究报告、型谱产品规范和型谱简表；CBB 建设主要输出物为CBB 技术文档、CBB 成套图纸和CBB简表。

图1 产品平台组成示意图

型谱建设的重点是直接面对市场产品的整合和未来产品的规划；CBB 建设的重点是产品组成模块化、通用化，提高重用水平。

2.运行路径

确定研究所产品平台架构后，应确定怎样系统地建立和应用该产品平台。

在系统分析原型号纵向研制模式和产品化横向研制模式特点、异同和关系的基础上，设计了研究所产品化及其应用的系统运行架构。整个架构由产品平台、产品管理平台和型号项目应用3 部分组成，如图2所示。

图2 研究所产品化及其应用的运行系统架构图

产品平台的建设在需求梳理的基础上进行产品平台规划，并按照型谱规划和CBB 货架规划，在对识别的CBB 进行开发、上架、入库、被型号项目调用并完成CBB 自身的成熟度提升或更新换代，是产品化工作的建设核心。

产品管理平台的作用是对产品平台从建立到使用各环节各动作的引导、规范和管理，是产品化工作的基石。

型号项目应用是产品化的目的，也是产品化融入航天科研生产体系的关键接口

产品平台的构建与应用按照结构化管理模块进行，具体如表1所示，几大管理模块或同步或异步开展。

表1 管理模块

产品管理平台是产品平台建设和应用的基石，与产品平台同建设，分为产品化特有管理体系和型号项目与产品化管理接口。从系统的观点出发，产品平台作为航天产品管理的新对象，生之于航天，用之于航天，无论是产品化特有管理体系的建设还是管理接口的设计必须有机融入航天质量管理的一系列要求，多方联动保证产品平台有效处于受航天质量管理体系的监管和制约，输出形式包含管理方案、管理制度、管理标准、流程及配套文档模版。

三、建设成果

1.产品平台及应用

经过多年建设，研究所已建成集团级、院级和所级三级型谱，覆盖宇航、武器全领域，宇航产品单机单表产品型谱化率达100%，其他领域出售级产品型谱化率达73%，型谱覆盖全面。

CBB 划分为硬件CBB 和软件CBB，分别上架，硬件CBB按6 层货架，分总体、电路、电路与器件、电气元件、结构、光学专业；软件CBB 按4 层货架，分系统、子系统、部件和单元架构，立体构建。经过几年的CBB 建设，目前CBB 产品上架200 余种（组）。已上架的CBB收敛程度至原来CBB 的40%左右。累计71 个零、组件级CBB被140 个型号产品调用。

2.产品管理平台

通过不断充实产品管理平台，研究所以产品平台规划和CBB 开发为业务核心，设计了产品平台规划流程和CBB 开发上架流程，并围绕这两个流程搭建起基本管理文件体系，形成一系列具有产品化特色的特有管理文件和管理接口文件，推广实施，并结合应用实际不断动态迭代更新。同时在对产品化人力资源和信息化融合方面开展了一定探索，构建了产品化人员任职资格文件和产品化产品的编码方案。

航天产品化是在航天系统工程方法论基础上，对管理和技术交叉融合、深化研究的综合成果。研究所通过多年探索，初步构建了涉及需求、规划、研发、产品管理、产品保证（质量管理）、工艺管理、人力资源、绩效考核、标准等多方面的管理机制，并取得了一定的成效。后续对于如何促进产品化成果良好的应用，还要研究产品化体系与型号产出体系、产品化管理体系与质量管理体系等接轨交互等管理接口问题，工作庞杂繁复。尤其对于单机研制一体单位，还需结合自身需求，用系统工程的方法和思维，借助行业外部先进适用的管理理念、方法和工具，统筹开展，持续改进。