高新电子装备批生产智能管理的探索与实践研究

翟桂全

(中国电子科技集团公司第十四研究所，江苏 南京 210039)

0 引言

高新电子装备组成复杂、集成度高，部分装备的零部件数量可达数万个，特别是近几年随着新体制、新技术装备的加速研制生产，装备生产面临研制批产交叉、技术要求高、批产能力要求大幅提升等情况，装备批生产集成调试管理急需进行优化升级。通过装备批产流程优化、管理机制升级、智能化手段建设和人才队伍深化培养等方法，探索电子装备智能生产新模式，开展高新电子装备批生产智能管理探索与实践，以应对电子信息装备批产集成新挑战，适应装备短周期批量生产的市场要求，满足用户与行业发展需求。

1 高新电子装备批生产智能管理的背景

1.1 高新电子装备批生产智能管理的需求

高新电子装备技术涵盖电子、机械、材料、软件等众多学科领域，涉及信号处理、微电子、计算机、软件、数字化模拟等高新技术，而且技术更新周期日益缩短，电子信息装备升级日趋频繁，对装备生产提出的要求越来越高。

在全球智能制造快速发展的大趋势下，借鉴“工业4.0、工业互联网、系统工程”等先进制造理念[1-2]，实施智能制造发展战略，从站在未来谋现在的角度，积极响应国家战略，积极应对未来可能的挑战，推动管理模式、管理流程、人员思想等各方面的变革，实现电子装备精益生产，并推动制造模式由传统制造向基于工业大数据的智能制造转变。

1.2 高新电子装备批生产智能管理的思路

电子装备批生产部门围绕年度工作目标，从批生产能力规划、团队建设、技术问题处理等方面组织开展批产策划工作。由计划主管组织协调，项目负责人牵头，对批产产品的总装作业、集成调试、信息流传递、物料流动等方面开展业务及工序流程优化，提升装备批生产的合理性和准确性。

聚焦高新电子装备多品种、小批量特点，应用系统工程方法，基于装备全流程和全生命周期开展批生产智能管理建设，对装备批生产质量控制、生产成本、调试周期、调试能力、资源配置等信息进行全过程、全要素采集与监视测量，并持续改进，实现高新电子装备优质、高效集成、调试、检验及交付。

高新电子装备批生产智能管理实现了生产要素全面管控，提供了多维度的数据分析决策，对调试设备资源、人力资源及配合资源等统筹调配，加速了集成能力优化升级，提高了年度批产能力，全面推进了装备优质高效生产和交付。

2 高新电子装备批生产智能管理的做法

结合企业发展战略，学习先进管理理念，利用数字化、自动化、大数据等先进技术，推进电子装备批生产业务流程优化迭代、信息化管理系统建设、自动化测试手段建设、大数据融合应用等工作，提升批生产集成调试全过程的规范性、时效性、预防性。细化装备批生产调试流程，建立面向价值链的业务流程体系,涵盖市场、计划、成本、质量等业务领域，并通过信息技术使业务流程显性化、标准化、结构化、规范化和自动化，实现“职能驱动”向“流程驱动”转变；搭建以各级、各类质量数据收集、汇总、分析和推送为核心功能的质量管控系统，通过产品质量指标体系实时反映产品、过程及质量水平；建设高速、稳定、精确的批产管理信息化系统，对批产业务过程进行实时监测与跟踪管控；对信息化系统积累的数据开展数据融合、挖掘、分析，形成科学决策，通过数据赋能批生产管理，实现“经验驱动”向“数据驱动”管理跃升，并通过数据迭代，提升流程自我修正能力并持续改进，最终实现批生产智能管理。

2.1 构建装备智能制造流程

电子装备面临着越来越复杂的战场电磁环境、多样化的作战对象、多功能的战术要求等作战需求，因此用户对电子装备系统提出了更高的要求，对电子装备的系统性能、任务效能、可靠性、维修性等方面提出严格要求，甚至不同用户对同一型号产品也存在差异化需求；同时，电子装备本身具有研发与生产周期长、装备尺寸和规格大、机电混装、加工过程可靠性要求高、检测过程复杂等特点。针对这些特点，企业需要进一步提升制造产能和过程控制能力，以满足未来越来越多的装备、越来越短的交付周期要求。

在制造技术方面，随着美国工业互联网、德国工业4.0、中国制造2025等国内外科技发展战略相继实施，电子装备企业面临一个技术快速发展的外部环境，需要紧跟国内外发展趋势，将大数据、物联网、云计算等新技术与科研生产业务实际相结合，创新装备批生产模式，提高电子装备批生产创新能力，促进企业核心竞争力的提升。根据智能制造建设的总体思路，从实现智能制造的理念/方法、先进技术、流程优化、数据/信息/知识四要素出发，对标先进企业制造、供应链、质量管理模式，构建从批产需求策划、方案论证到产品生产总结的智能生产环境，并基于系统工程[3]开展产品批生产集成调试，提高对批生产知识的提炼和应用能力，实现调试、仿真、试验、迭代优化的一体化过程，提升批生产智能化水平，形成电子装备智能制造的典型批生产流程(见图1)。

图1 电子装备典型批生产流程

装备批产集成调试需要搭建测试平台，开展集成调试、环境试验和验收测试，如验收不合格，需按检验要求完成整改，使装备各项指标满足验收要求，并提供测试数据及相应检验报告。装备生产部门基于批产总体定位、职责和中心目标，分析业务特点，根据用户对装备的交付计划和节点要求进行逐层分解、转化，形成整机、机柜、分机、组件的任务需求，并梳理出影响批生产任务完成的主要影响因素；履行批产总体责任，明确装备生产、交付节点，引导生产资源向生产重要环节倾斜，形成总装总调拉动电装、机装、零部件及物资的全流程拉动管理；通过及时拉动批产相关部门按计划完成集成调试和交付，规范业务流程改进、集成调试标准动作优化，保证及时、高质量地满足用户需求。

2.2 实行多项目并行管理机制

作为重要的信息获取和控制设备，电子装备技术飞速发展，批生产部门一般同时承担多领域、多型号、多台套装备的并行生产和交付，因此电子装备批产项目管理是一个复杂的、系统的工作，一般由多个环节组成，工作跨越多个组织，涉及内外场、用户配合，需要识别订单关键路径，按优先级调节资源冲突，跟踪项目执行。

对于一个批产调试项目，要有项目选择、计划制定、过程管理、收尾总结等重大的环节，每个大的环节下又有诸多繁杂的小细节。首先，项目选择考虑项目团队结构、思路、主要条件等；其次，需要项目组长组织团队成员制订合理的项目计划；再次，过程管理由项目组长组织专家进行定期检查和适时监管；最后，组织收尾工作、专家验收和材料整理、存档，形成组织生产过程管理的知识积累。

多项目管理将具有一定的特征，即相互作用而联结在一起的项目进行协同实施；梳理多项目之间存在的某种协同形式，确定集中到一起实施的根本要素，通过人、机、料、法、环优化，进行资源或角色需求的统筹、分配、调配与平衡；将技术创新思路与批产实际问题紧密结合，以问题为导向，充分挖掘技术引领对批产效能的风险把控要素，在装备生产全流程的内场模块、机柜、分系统调试各环节中实现整机阶段的节点监测，完善内场联试测试项目管控，推动联试风险释放，提升内外场联试效率，缩短整机阶段联试、检验、交付周期。

由于高新电子装备结构复杂、调试要素多，装备设计处于持续改进中，装备集成调试过程也随着设计优化、调试手段提升和调试经验积累而不断迭代优化，尤其在转批生产阶段，测试方法、方式变化尤其频繁。通过开展多项目并行式管理实现设备资源统筹调度、人力资源合理分配、任务计划科学安排，提高资源利用率和计划合理性，有效保障批生产集成调试高效完成；基于多项目并行模式开展产品调试流程和关键路径梳理，识别增值、非增值和浪费环节，应用科学方法分析和优化调试流程，及时评估装备批生产进度，统筹调整装备计划，大幅提升装备批生产调试效率以及项目整体运行效率。

2.3 应用智能技术提升批产能力

2.3.1 依托信息化平台，强化装备全寿命数据迭代共享

通过ERP，MOM制造运营管理系统、知识管理系统、资源管理系统、质量管理系统等信息化平台的高度集成使用，贯通装备批生产过程信息，实现跨部门、跨系统、跨业务和跨流程的数据信息集成管理与共享，实现批生产管理高效协同、科学决策。

2.3.2 充分应用数字仿真虚拟技术，降低作业与管理风险

建设与集成调试对应的信息物理系统，对生产服务实施数字化仿真验证，运用数字孪生方法，以需求为输入，构建装备数字化样机、集成调试数字流程，充分利用各类分析、测试、试验等大数据，准确策划生产服务流程，实施多维度、多学科的虚拟仿真与验证，实现了高效策划、精准生产和优质服务。

2.3.3 强化过程测试技术应用研究，提升交付效率与质量

运用多信号流分析技术，采用分层相关性图进行建模，充分利用系统结构及信号逻辑关系，定量分析系统测试性、模块失效率，提高产品性能和可靠性；建立分系统调试手段、集成测试、产品试验、外场专用辅助设备、多目标模拟系统和性能测试评估中心，建成大型机载型号测试系统；研制面向单元、板级维修测试系统，完善测试项目，实现产品交付能力大幅提升。

2.3.4 加强生产服务数据采集分析，提升大数据应用水平

针对批产型号快速研制、交装及服务要求，应用软件无线电技术，增强测试设备通用性、灵活性，消除设备瓶颈和测试硬件配置时间损耗；应用虚拟仪器技术实现调试系统策划、配置、快速搭建，按产品基线生成相应驱动调试和保障作业的调试作业指导书，优化产品单元、分机和整机测试平台和调试过程，实现单元、分机和整机调试数据融合、集成，支撑装备后续试验、部署和服务环节，实现调试、试验和保障故障数据分析、建模，消除系统差错，加快产品迭代优化，完善产品设计；利用数据融合技术分析试验和保障信息集成，完善设计，提高产品保障性和可用性。

2.4 深化装备批生产团队建设

电子装备批生产部门以提升组织适应能力为目标，设立产品领域批产负责人，牵头形成生产、工艺、管理、调试的敏捷协同模式，赋予项目团队统筹策划整个产品领域任务的权利；在团队内部设立团队长角色，作为团队负责人独立统筹资源和任务，结合质量、安全、设备等不同管理需求，进一步设立专项角色岗位，有效减少了管理层级。通过完善基层授权机制，进一步显性化项目阶段目标，员工通过主动对接项目主管，可自主安排每日工作任务的开展。

结合新产品批生产调试实际情况及要求，形成完备的作业指导文件，如某型号产品，依照装备各层级交付指标要求，形成覆盖整机、分系统、组件的作业指导书[4]，完备、细致、操作性强，有效提升调试人员对作业内容的理解和操作的准确性，快速形成量产能力，保证项目顺利进行。

整机调试部门紧密围绕中心任务和重点工作目标，统一战略规划，整合资源，形成敏捷型团队，由一线需求拉动提效，围绕资源、技术等关键要素，全面对接业务相关的横向和纵向人员，从资源、目标和利益分配等方面协调，基于任务要求进行激励、协调与引导，给予全面支撑，实现资源共享配置、信息透明穿透、团队敏捷运行，确保战略优先级别高的项目优先获得技能等级高的资源，从而保证关键项目的按时交付。

3 高新电子装备批生产智能管理的成效

3.1 装备调试效率提高

企业通过装备批产集成智能管理来提高装备制造管理水平，提升批生产效能。以信息化平台为支撑，以业务流程为驱动，利用系统工程方法建立全流程智能制造模式，提升总装总调环节对整个制造流程的管控。高新电子装备批产集成管理自实施以来，取得了良好的建设效果，有效提升了制造管理智能水平，加速了集成能力升级。经过在企业批生产部门内运行实践，装备生产计划完成率和产品交验合格率保持在99%以上。

3.2 产品技术快速发展

企业实现集成优化，化解生产资源冲突的矛盾，提高集成调试交付能力效率，并有效地将用户使用的问题建议反馈到设计端，对新产品的研发起到良好的借鉴作用，加快产品技术迭代；同时，坚持科技创新驱动，不断积累新动能、响应智能制造产业化的发展规划，融合产品工程化改进，切实促进集成和服务模式升级。持续提升精益管理水平，以点带面，以智能制造的理念和技术模式全面促进生产和管理模式升级，提升装备技术水平。

4 结语

企业通过学习借鉴智能制造理念，应用智能制造标准体系及技术方法，构建智能制造流程，实行多项目并行管理机制，建设和应用装备集成调试信息化系统与自动化测试平台，形成了由装备生命周期、系统层级和智能功能组成的电子装备批生产智能管理模式。全面做好任务顶层策划，以重点突破带动整体推进，加速集成能力优化升级；通过信息化管理系统的融合应用，实现对各项批生产任务作业和管理的流程化闭环；通过对装备集成调试各环节监测、测试项目管控，推动联试风险释放，提升联试效率。装备生产全流程智能管理的运行，有效促进了装备质量提升与交付数量持续增长。