面向成本最优的某项目精细化管理实践

曹魏、张剑、田晓旸、韩威、朱长军 /中国运载火箭技术研究院

重复使用运载器技术是世界航天大国关注的重点，代表了航天技术的未来发展方向，美国、欧洲等国家和地区多年来投入巨资开展关键技术攻关，并实现多次飞行验证，太空探索技术公司发展的猎鹰—9 火箭已实现上百次飞行验证，并实现单枚火箭多次重复使用，极大地降低了有效载荷发射成本。发展快速、廉价、可多次重复使用的航天运输运载器，是我国航天事业发展目标之一。

某项目研制的可重复使用运载器，集传统运载火箭技术与常规运载器技术于一身，运载器研制面临技术创新性强、研究内容多、研制难度大、经费紧张等情况。按照传统研制方法，需要大量试验件进行技术攻关，存在生产产品多、费用高、研制周期长等问题。因此必须寻找创新性的技术途径,才能在有限的研制经费条件下，高效率、高质量完成研制工作内容，最终实现研制目标。

一、总体思路

为按时、优质、高效完成项目全周期研制工作，项目团队创新航天研制模式，采用精细化管理方法，优化流程，降低成本。通过全面实行项目制管理流程，从研制到飞行试验开展全周期成本核算、精细化控制，实现技术经济一体化；充分利用三维在线协同等先进设计理念和手段，实现多系统协同设计，加快产品设计进程，保证产品设计质量；设计之初使工艺介入，集中讨论材料选择、工艺方法、工具工装使用和检验检测等，从而确保产品设计与工艺流程、制造过程协调统一，提高面向产品的设计；贯彻简洁化设计思想，从设计源头加强成本控制，创新实践、竞争择优，做到产品可靠、进度可控、成本最优。

二、实施方案

1.成立项目团队，实施项目制管理

明确以项目经理、项目技术经理为核心的组织管理模式，项目经理全面负责，确保项目技术可行、经费和计划协调；技术经理对技术负责，确保方案技术经济一体化；核心管理层之下成立项目管理办公室，在核心管理层的领导下，由计划经理牵头，负责项目经费、计划、调度、质量、安全和保密等工作实施；任命核心专业技术副经理、主任设计师和副主任设计师，负责项目产品的总体方案、系统、单机和零件等设计工作，配合承研承制单位开展项目产品的研制生产。

为保证项目研制工作高质量高效率实行,项目确定了“严、慎、细、实”的团队文化，统一思想，提升凝聚力；制定项目管理的章程，使项目管理与研制目标紧密联系起来, 从而实现高效的项目管理；采用绩效考核制度，鼓励团队成员发挥主观能动性，实现工作效率最大化；编制全周期全要素研制工作策划，确定项目总体方案、产品配套、经费概算、研制工作计划、质量管理要求、地面试验规划、技术风险及应对措施、标准化及知识产权等工作内容，为型号产品全流程研制明确总体工作目标。

2.协同创新，组建跨航空航天领域的集成产品开发团队（IPT）

在项目产品设计阶段，组建由总承包商、分包商、供应商的设计、工艺、制造、试验等专业人员构成的集成产品开发团队，通过总体与分系统产品设计、产品设计与工艺工装设计、产品生产与试验准备并行的方式，快速高效完成方案设计、产品出图和生产试验准备等工作。在概念论证阶段，通过组建总体布局与数字化装配IPT，开展联合攻关解决分系统众多、接口关系复杂、运载器空间紧凑、设备间干涉严重等问题，快速推进方案论证；在样机研制阶段，通过组建结构、热防护系统详细设计与出图IPT，提高设计迭代效率，缩短研制周期，为产品研制奠定基础。

（1）建立“小核心、大协作”的微团队，实现高效决策快速响应

在IPT 内部由核心技术人员组成集成产品决策组，负责产品设计实施过程中技术问题的协调和决策。决策组下设总体、结构、电气、动力等设计小组，由产品决策组组员担任各个小组的负责人，成员包含产品设计生产相关专业的技术人员，进行小组内技术协同和计划进度管控，打破专业和单位“壁垒”，实现从宏观到细节、由外部到内部的跨专业跨单位接口协调。

（2）实行基于IPT 的全三维在线协同设计，提速度、降成本

建立项目级协同设计环节进行全运载器产品设计，确保三维数模的数据唯一性，通过模型质量检查单、三维模型检查会签单、工程数据发放单等，实现对三维数模质量及状态的管控。基于统一的三维模型集成定义实现了数同源、变同知，确保三维设计模式下技术状态变化可控，避免技术状态不一致造成的低层次质量问题，实现数字化设计技术、质量管理工具、全寿命周期技术状态管控紧密结合。

（3）强化闭环管理，采用“红绿灯”实现计划动态反馈

根据项目研制目标，识别里程碑节点并分解详细工作计划，采取“红绿灯计划控制”动态管理的方式，建立科研生产工作综合协调长效机制，定期收集各项研制工作进展情况，及时发现异常问题。通过设计小组内部协调会、决策小组例会、专题会等方式，讨论研制过程中出现的相关问题，统筹协调资源，制定解决方案。

根据项目研制目标，识别里程碑节点并分解详细工作计划，采取“红绿灯计划控制”动态管理的方式，建立科研生产工作综合协调长效机制，定期收集各项研制工作进展情况，及时发现异常问题。通过设计小组内部协调会、决策小组例会、专题会等方式，讨论研制过程中出现的相关问题，统筹协调资源，制定解决方案。

3.强基固本，贯彻简洁化设计思想

（1）采用考虑耦合效应的总体小回路精细化流程，确保总体方案闭环

项目总体设计多源参数间相互制约，面对称运载器气动布局与控制能力紧密关联，耦合效应更加复杂。为提高设计效率、提升总体性能，在运载器方案设计的前期阶段就引入耦合的设计理念，结合耦合效应影响，将耦合机理、失稳判据、耦合控制融入多专业设计，提出了考虑耦合效应的总体设计流程，快速获得了飞行稳定性较优、操纵效能需求较低的运载器总体方案，从而提升运载器总体性能与设计质量。

（2）采用一体化供配电技术方案，降低项目研制成本

供配电系统方案设计阶段，打破了传统的分散供配电和测发控模式与分工，全运载器采用统一供配电技术和一体化测发控模式，减少器上产品配套和器地接口，优化和整合地面测发控设备资源，采用通用自动化、一体化、成熟的测发控软件架构，降低项目成本，提高试验效率。

（3）制定新方法，破解无标准、不可检难题

运载器热防护系统迎风面、背风面及尾端面由近2000 件防隔热产品组成，通过粘接装配在运载器外表面，粘接质量及可靠性直接影响飞行成败。现阶段防隔热产品粘接质量评价，存在无标准、不可检、无损检测不成熟等技术难题。项目团队成立专题小组，制定防隔热产品粘接工艺参数及流程优化试验研究方案并实施，建立工艺参数与粘接强度的对应关系，固化粘接工艺参数，开展部件粘接装配试验及粘接质量评价，验证粘接工艺可行性和可靠性；在此基础上，制定操作工艺规程、质量控制方法与指导手册，固化粘接工艺流程及工艺保障方法，确保防隔热产品粘接装配质量的一致性。

4.源头控制，精简设计要求，精简产品配套

针对模态、静力、实物模装等大型地面试验，在满足试验充分性和测试覆盖性的前提下，通过试验模拟仿真分析，精简设计要求，精细化试验方案设计，实现工况最少化、流程最优化，将原计划6 项力学类地面试验使用的2 架地面试验样机减少为1 架，在满足整体计划的前提下，探索建立一条该类运载器力学类试验新方法，节约大量研制经费。

针对部组件级地面试验，在试验设计之初统筹兼顾多项试验接口和测量需求，通过仿真预示、模拟分析等手段分析试验件损伤情况，根据分析结果优先安排试验把握性强、环境条件较好的试验，靠后安排损伤风险高的试验，确保一件试验件能够参加预设的所有项目，且不影响试验结果。针对某热防护产品需要开展燃气流风洞考核试验、噪声试验、振动试验需求，根据三个试验具体要求，从考核充分性、覆盖性出发，通过仿真分析等手段，最终得出按照噪声、振动、风洞顺序开展试验方案。

5.选用成熟货架产品，替代定制化生产

项目的研制经费和周期紧张，而新产品研制周期长、成本高，使用过多的新产品无法满足项目进度和经费要求。选用成熟货架产品是缩短研制周期、降低项目成本的有效途径之一。项目团队按专业全面分析产品研制需求，充分调研市场上成熟产品，通过对产品功能和性能分析，最终形成货架采购产品清单。

本项目研制的运载器，多数系统功能和性能与传统火箭产品一致，在设计之初就确定了借用其他型号专用产品的思路。根据产品功能和性能需求分析，明确了可借用的专用产品状态。通过与生产单位协商，制定了借用产品与其他型号产品组批生产的方案，节省了产品新研带来的周期和经费问题，也减少了单独组批生产带来的成本。

6.竞争择优，招标采购降低成本

为保证飞行试验过程中发动机的正常工作，项目团队需开展地面加注、供配气系统的研制并完成相关试验验证，参照其他型号工程经验，需要三套地面加注供气设备，以满足项目全周期使用需求。

项目团队采用可靠性高、安全性高、维修性好、经济性好的设计原则，贯彻通用化、系列化、组合化的“三化”设计思想，针对一套地面加注供气设备在不同地点多次使用的需求，创新性地提出了基于模块化、标准化的设计思路，通过招标方式从多家单位中优选满足设计要求、成本最低的厂家，研制一种移动式撬装装置，具备整撬转移、就地固定、外线连接、集中使用的功能，实现一套地面设备兼顾不同地面多次使用的需求。

7.精益管理，提质增效

（1）分级管理，提高项目团队主动能动性

项目团队实施“两总”负责制，为缩短管理环节，提高管理效率，按专业设置负责人，实施绩效激励制度，全权负责相关业务技术、计划和进度管理，对上，各负责人在关键问题和重大节点向项目领导作专题汇报；对下，各负责人牵头组织技术协调、问题决策和进度掌控。

（2）加强过程管控，设计深入一线跟产跟试

由于产品配套和试验单位多、分布广，项目团队提出“眼见为实提能力、现场跟产督进度”的工作要求。各专业产品设计员不限形式定期了解产品研制生产情况，定期赴生产现场，学习了解产品生产和试验过程，协调解决问题，向上报送进展情况及存在的问题。

（3）精细化靶场流程，加强过程管控

运载器系统组成复杂，任务剖面创新性强，通过精细化流程设计与时序动作的分析确认，确保事件链完整、动作链精准、时序动作执行到位。

以提升靶场发射任务质量管控水平，确保圆满完成任务为目标，通过事件链和动作链分析，从过程、岗位和资源3 个维度，完成靶场工作精细化流程设计，各专业、各单位按分工负责，将靶场工作从计划、质量、调度等方面细化，形成了靶场详细工作计划、队员入场工作计划、各岗位作业指导书等文件，用于指导发射场具体工作。

大量发射实践证明，基于C-PAD 的靶场流程精细化管理可以加强靶场现场工作信息化管理和过程管控，是靶场现场精细化管理工作的有效手段。试验队采用基于C-PAD 的靶场管理模式，使用C-PAD 作为介质指导操作、记录数据和签字确认，定时上传数据，生成报表供相关人员分析和审阅。通过C-PAD靶场管理模式，进一步规范试验队靶场现场管理，从而实现现场文件电子化，过程数据及时录入和快速查询，极大地提高了工作效率。

三、实施效果

按照上述方法，项目团队实现了面向成本最优的精细化管理，使用有限的研制经费按项目工作计划攻克了七大类关键技术，完成了两架样机的研制，通过了以静力试验为代表的大型地面试验和系统级试验，实现了靶场器上产品零故障，取得了使用同一架样机完成两次飞行试验任务的圆满成功，为航天运输系统由一次性跨越到重复使用奠定坚实的技术基础。

经过面向成本最优周期最短的精细化管理体系探索与实践，项目团队建立并实施以技术经济一体化为导向的精益管理流程，探索实践一种集成化产品开发管理办法和制度，显著缩短了产品研制周期，降低了研制成本，保证了产品质量，取得了显著成果，该成果可推广应用到周期紧、经费有限的同类项目研制。