◎北京宇航系統(tǒng)工程研究所 張珂 劉均華 宋濤 續(xù)堃 張?chǎng)?/p>

型號(hào)與產(chǎn)品融合研制模式思考

◎北京宇航系統(tǒng)工程研究所 張珂 劉均華 宋濤 續(xù)堃 張?chǎng)?/p>

在當(dāng)前和未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院的主業(yè)呈現(xiàn)出型號(hào)數(shù)量越來(lái)越多、產(chǎn)品種類越來(lái)越豐富、任務(wù)規(guī)模越來(lái)越大、新技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜、研制周期越來(lái)越短、型號(hào)質(zhì)量要求越來(lái)越高、保障資源越來(lái)越困難的特點(diǎn)。以產(chǎn)品體系建設(shè)為抓手,研究院通過(guò)梳理現(xiàn)有產(chǎn)品,編制產(chǎn)品型譜,壓縮產(chǎn)品種類,減少低水平重復(fù)開發(fā),快速提高產(chǎn)品成熟度,推進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代,使產(chǎn)品有序發(fā)展,可以有效適應(yīng)研究院現(xiàn)階段任務(wù)特點(diǎn),解決發(fā)展中遇到的難題。

北京宇航系統(tǒng)工程研究所作為研究院總體設(shè)計(jì)單位之一,在產(chǎn)品化工作中起著技術(shù)頂層牽引的作用。2012年以來(lái),研究所在研究院相關(guān)部門的指導(dǎo)下大力推進(jìn)產(chǎn)品體系建設(shè),開展了產(chǎn)品型譜、產(chǎn)品貨架、環(huán)境與驗(yàn)收條件統(tǒng)一、典型產(chǎn)品壓縮、通用產(chǎn)品研制等一系列工作。為了在不影響現(xiàn)有繁重型號(hào)研制任務(wù)的前提下加快推進(jìn)產(chǎn)品建設(shè),產(chǎn)品化工作一直與型號(hào)研制工作并行獨(dú)立開展,導(dǎo)致產(chǎn)品化工作對(duì)型號(hào)研制的促進(jìn)作用并不明顯。為深入推廣產(chǎn)品化工作成果在型號(hào)研制中的應(yīng)用,必須改變現(xiàn)有型號(hào)研制模式,使產(chǎn)品化與型號(hào)研制工作有機(jī)結(jié)合,構(gòu)建產(chǎn)品研制與型號(hào)研制融合的新型研制模式。

一、現(xiàn)有研制模式分析

研究所在系統(tǒng)工程思想方法的指引下,按照總體、分系統(tǒng)及單機(jī)產(chǎn)品的系統(tǒng)架構(gòu)和可行性論證、方案、初樣、試樣與定型的工程階段劃分,通過(guò)面向型號(hào)的人員設(shè)置、技術(shù)流程和管理流程,構(gòu)建了以型號(hào)為主線的研制模式,直接參與了“兩彈一星”、載人航天、探月工程三大里程碑工程,取得了輝煌的成就。

1．人員設(shè)置

研究所的型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍由型號(hào)管理人員（含市場(chǎng)、計(jì)劃、調(diào)度、經(jīng)費(fèi)、質(zhì)量等崗位要素）、設(shè)計(jì)師系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)化人員組成,為不同型號(hào)安排了相應(yīng)的正副主任設(shè)計(jì)師以及設(shè)計(jì)人員。

2．技術(shù)流程

型號(hào)研制流程一般分為可行性論證、方案、初樣、試樣、定型和批生產(chǎn)及售后服務(wù)階段。

總體設(shè)計(jì)人員接收原始的技術(shù)指標(biāo)與使用需求,并對(duì)其進(jìn)行分解,同時(shí)開展小回路設(shè)計(jì)與大回路設(shè)計(jì),提出總體技術(shù)條件,對(duì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出要求。通過(guò)策劃與實(shí)施大型地面試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)指標(biāo)的滿足性,在地面試驗(yàn)完成的基礎(chǔ)上開展飛行試驗(yàn),并在定型過(guò)程中補(bǔ)充試驗(yàn)。

分系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員接收總體提出的環(huán)境、接口和性能指標(biāo)要求,開展分系統(tǒng)設(shè)計(jì),提出單機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書,策劃并實(shí)施分系統(tǒng)級(jí)地面試驗(yàn),用以驗(yàn)證分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。

單機(jī)設(shè)計(jì)人員接收分系統(tǒng)提出的單機(jī)任務(wù)書,開展新產(chǎn)品研制,通過(guò)單機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證來(lái)評(píng)價(jià)產(chǎn)品滿足任務(wù)書的情況。

3．管理流程

經(jīng)費(fèi)管理。研究所作為型號(hào)總體設(shè)計(jì)單位,約90%的經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源于型號(hào)研制撥款。型號(hào)研制撥款必須按照型號(hào)的研制需求?？顚Ｓ?上級(jí)單位定期對(duì)經(jīng)費(fèi)使用情況進(jìn)行審計(jì),要求撥付的經(jīng)費(fèi)只能支持本型號(hào)研制,無(wú)法用于其它型號(hào)或解決單位共性問題。在研制過(guò)程中型號(hào)經(jīng)費(fèi)大部分用于支持新產(chǎn)品研制和大型地面試驗(yàn),在批生產(chǎn)和定型期間大部分用于產(chǎn)品生產(chǎn)。

計(jì)劃管理。計(jì)劃調(diào)度工作主要是策劃、組織型號(hào)全生命周期各項(xiàng)工作的正常開展,確保型號(hào)計(jì)劃按時(shí)完成。具體包括型號(hào)策劃擬定、會(huì)議組織、設(shè)計(jì)文件分發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤、總裝過(guò)程協(xié)調(diào)、大型地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)組織、資源統(tǒng)籌分配、型號(hào)工作總結(jié)等。

質(zhì)量管理。質(zhì)量管理貫穿型號(hào)研制的全過(guò)程,每個(gè)階段都需要編制或修訂質(zhì)量保證大綱,提出具體質(zhì)量要求。在型號(hào)研制的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)組織各類評(píng)審,如產(chǎn)品方案評(píng)審、試驗(yàn)大綱評(píng)審、技術(shù)狀態(tài)變化評(píng)審、驗(yàn)收評(píng)審、歸零評(píng)審、結(jié)果評(píng)審等,同時(shí)還組織各種質(zhì)量保證活動(dòng),如復(fù)核復(fù)算、舉一反三等。

4．適應(yīng)性分析

傳統(tǒng)的型號(hào)研制模式可以最大限度地集中人力、物力和財(cái)力,破解早期基礎(chǔ)工業(yè)薄弱所造成的原材料、元器件缺乏以及電子、機(jī)電和機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工藝水平低的難題,確保每個(gè)型號(hào)產(chǎn)品與系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)和充分驗(yàn)證,還可以通過(guò)型號(hào)研制帶動(dòng)基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展。

但是,隨著航天型號(hào)種類和數(shù)量的不斷增多,原有的型號(hào)研制模式越來(lái)越不適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展的需要。對(duì)于定制化、個(gè)性化、多品種、小批量的單機(jī)產(chǎn)品,由于其需求的微小差異會(huì)帶來(lái)技術(shù)狀態(tài)的重大變化,所以給設(shè)計(jì)人員造成設(shè)計(jì)難度,同時(shí)給生產(chǎn)人員在生產(chǎn)組織上制造了極大的麻煩,制約了型號(hào)研制生產(chǎn)進(jìn)度,造成研制費(fèi)用的重復(fù)投入和產(chǎn)品質(zhì)量的難以保證。

二、新研制模式設(shè)想

研究院將產(chǎn)品分為系統(tǒng)級(jí)、分系統(tǒng)級(jí)、子系統(tǒng)級(jí)、單機(jī)級(jí)、組件級(jí)、部件級(jí)和元器件（零件）級(jí)7個(gè)層級(jí)。其中系統(tǒng)級(jí)對(duì)應(yīng)整彈（箭）,分系統(tǒng)級(jí)對(duì)應(yīng)動(dòng)力系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等,子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)下的子系統(tǒng),如測(cè)量系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)綜合子系統(tǒng)。

新型研制模式在現(xiàn)有型號(hào)階段劃分的基礎(chǔ)上增加了型譜制定階段并面向所有型號(hào),用以制定7層貨架中每層產(chǎn)品的型譜,并作為型號(hào)選用的基礎(chǔ)。不僅保留型號(hào)現(xiàn)有研制階段劃分,還強(qiáng)調(diào)型號(hào)對(duì)貨架式產(chǎn)品的優(yōu)先選用,新研產(chǎn)品時(shí)按照產(chǎn)品型譜培育通用產(chǎn)品,同時(shí)在型號(hào)研制中加入產(chǎn)品化會(huì)簽以及相應(yīng)評(píng)審節(jié)點(diǎn),從而起到約束與監(jiān)督作用。

1．人員設(shè)置

產(chǎn)品隊(duì)伍由技術(shù)隊(duì)伍與管理隊(duì)伍組成。根據(jù)總體設(shè)計(jì)部的特點(diǎn),產(chǎn)品技術(shù)隊(duì)伍包括少量總體和分系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、大量單機(jī)及以下設(shè)計(jì)人員?？傮w人員主要負(fù)責(zé)領(lǐng)域型譜規(guī)劃、環(huán)境條件統(tǒng)一、機(jī)械與電氣接口統(tǒng)一以及總體技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)一等工作,并對(duì)型號(hào)隊(duì)伍貫徹總體技術(shù)指標(biāo)情況進(jìn)行監(jiān)督；分系統(tǒng)人員主要負(fù)責(zé)分系統(tǒng)型譜規(guī)劃、平臺(tái)建設(shè)、驗(yàn)收要求統(tǒng)一等工作,并對(duì)型號(hào)隊(duì)伍對(duì)貨架式產(chǎn)品選用、驗(yàn)收要求統(tǒng)一的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督；單機(jī)產(chǎn)品人員主要負(fù)責(zé)單機(jī)型譜規(guī)劃、現(xiàn)有產(chǎn)品優(yōu)化、貨架建設(shè)、新產(chǎn)品開發(fā)等工作,為型號(hào)提供產(chǎn)品。

管理隊(duì)伍包含計(jì)劃、經(jīng)費(fèi)與質(zhì)量保證人員。

2．技術(shù)流程

總體設(shè)計(jì)包括制定領(lǐng)域型譜；根據(jù)領(lǐng)域型譜指導(dǎo)新型號(hào)開發(fā)；可行性論證與方案論證需滿足產(chǎn)品化要求（按照型譜進(jìn)行研制）；向下級(jí)單位提出分系統(tǒng)任務(wù)書及環(huán)境條件,經(jīng)過(guò)產(chǎn)品化會(huì)簽。

領(lǐng)域型譜由產(chǎn)品隊(duì)伍編制；型號(hào)系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)文件由型號(hào)隊(duì)伍編制,產(chǎn)品隊(duì)伍負(fù)責(zé)會(huì)簽。

分系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括制定分系統(tǒng)型譜；將型譜向總體推介；按照分系統(tǒng)任務(wù)書及環(huán)境條件開展分系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)；分系統(tǒng)方案經(jīng)過(guò)產(chǎn)品化會(huì)簽及評(píng)審,滿足產(chǎn)品化要求（按照型譜與任務(wù)書進(jìn)行研制）；根據(jù)下級(jí)單機(jī)單位型譜確定是進(jìn)行產(chǎn)品選用還是產(chǎn)品研制,產(chǎn)品選用直接輸出選型任務(wù)書,產(chǎn)品研制則輸出研制任務(wù)書,且任務(wù)書需經(jīng)過(guò)產(chǎn)品化會(huì)簽。

分系統(tǒng)型譜由產(chǎn)品隊(duì)伍編制；型號(hào)分系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)文件由型號(hào)隊(duì)伍編制,產(chǎn)品隊(duì)伍負(fù)責(zé)會(huì)簽。

單機(jī)設(shè)計(jì)包括制定單機(jī)型譜；將型譜向上級(jí)單位推介；型譜中產(chǎn)品分2類,一類是已有產(chǎn)品,另一類是規(guī)劃出的產(chǎn)品。型譜中規(guī)劃出的產(chǎn)品又分2類,一類是有明確型號(hào)背景的產(chǎn)品,另一類是沒有明確型號(hào)背景的產(chǎn)品,前者的規(guī)劃產(chǎn)品依托型號(hào)進(jìn)行產(chǎn)品的研制,后者的規(guī)劃產(chǎn)品通過(guò)單位優(yōu)化型號(hào)成本進(jìn)行產(chǎn)品研制（達(dá)到成熟度2級(jí)）。若接到上級(jí)單位選型任務(wù)書,則直接進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)；若接到上級(jí)單位研制任務(wù)書,則開展產(chǎn)品設(shè)計(jì),并將新研制產(chǎn)品補(bǔ)充到產(chǎn)品型譜。單機(jī)級(jí)所有設(shè)計(jì)文件均由產(chǎn)品隊(duì)伍編制。

產(chǎn)品化會(huì)簽是為了保證貫徹型號(hào)研制對(duì)產(chǎn)品化的要求,切實(shí)實(shí)現(xiàn)型號(hào)研制與產(chǎn)品研制模式融合,在技術(shù)流程中增加產(chǎn)品化會(huì)簽環(huán)節(jié)。由產(chǎn)品技術(shù)隊(duì)伍對(duì)研究所承研的關(guān)鍵單機(jī)、子系統(tǒng)、分系統(tǒng)和型號(hào)總體論證報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、研制任務(wù)書、設(shè)計(jì)圖樣、涉及技術(shù)狀態(tài)變化的更改單進(jìn)行產(chǎn)品化會(huì)簽,對(duì)設(shè)計(jì)/研試文件符合產(chǎn)品化工作要求情況進(jìn)行審查。

3．管理流程

經(jīng)費(fèi)管理。型號(hào)經(jīng)費(fèi)的使用原則是,在完成型號(hào)研制任務(wù)的同時(shí)支撐產(chǎn)品化工作的需求。即在原有型號(hào)經(jīng)費(fèi)供型號(hào)研制使用的基礎(chǔ)上,有明確型號(hào)背景的通用產(chǎn)品依托型號(hào)進(jìn)行產(chǎn)品的研制,同時(shí)還將一部分經(jīng)費(fèi)撥付產(chǎn)品隊(duì)伍,用于一些基礎(chǔ)性產(chǎn)品化工作,如現(xiàn)有產(chǎn)品優(yōu)化、暫無(wú)明確型號(hào)背景的通用產(chǎn)品預(yù)研。

計(jì)劃管理。在原有型號(hào)計(jì)劃調(diào)度人員的基礎(chǔ)上,針對(duì)被多個(gè)型號(hào)選用的產(chǎn)品和無(wú)型號(hào)背景的新產(chǎn)品設(shè)立計(jì)劃調(diào)度崗位,接收型號(hào)的產(chǎn)品齊套計(jì)劃,負(fù)責(zé)產(chǎn)品的研制經(jīng)費(fèi)獲取、集中訂貨、全程跟產(chǎn)和產(chǎn)品出入庫(kù)管理,并按時(shí)交付產(chǎn)品。

質(zhì)量管理。在原有型號(hào)質(zhì)量管理人員的基礎(chǔ)上,針對(duì)被多個(gè)型號(hào)選用的產(chǎn)品和無(wú)型號(hào)背景的新產(chǎn)品設(shè)立質(zhì)量管理崗位,負(fù)責(zé)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程和交付過(guò)程中各階段的質(zhì)量管理,如組織方案評(píng)審、詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審、工藝評(píng)審、物資選用評(píng)審、試驗(yàn)方案評(píng)審、成熟度定級(jí)評(píng)審、組批驗(yàn)收及問題歸零等工作。同時(shí),型號(hào)質(zhì)量管理人員還需對(duì)現(xiàn)有型號(hào)的技術(shù)評(píng)審節(jié)點(diǎn)增加產(chǎn)品化審查要求。

在增加產(chǎn)品化會(huì)簽與產(chǎn)品化審查要求后,產(chǎn)品的研制流程如圖1所示。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案不僅需要滿足型號(hào)需求,更需要按照產(chǎn)品型譜中已規(guī)劃的發(fā)展路徑制定。產(chǎn)品方案需要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品技術(shù)隊(duì)伍會(huì)簽,方案評(píng)審與轉(zhuǎn)階段評(píng)審需要邀請(qǐng)產(chǎn)品化專家參與,通過(guò)這種方式使產(chǎn)品化要求貫穿型號(hào)研制始末,以約束設(shè)計(jì)人員落實(shí)型號(hào)選用和培育通用產(chǎn)品的規(guī)定。

4．適應(yīng)性分析

型號(hào)與產(chǎn)品融合研制模式是型號(hào)研制縱向管理與產(chǎn)品研制橫向管理的優(yōu)勢(shì)結(jié)合,可以增強(qiáng)型號(hào)對(duì)貨架式產(chǎn)品的選用以及對(duì)通用產(chǎn)品研制的支撐,必將極大促進(jìn)型號(hào)研制進(jìn)度、利潤(rùn)以及質(zhì)量。

通過(guò)產(chǎn)品化會(huì)簽與評(píng)審約束型號(hào)選用已有產(chǎn)品或培育通用產(chǎn)品。選用已有產(chǎn)品將減少型號(hào)單機(jī)研制數(shù)量,加快研制進(jìn)度,保證產(chǎn)品質(zhì)量；培育通用產(chǎn)品將減少未來(lái)型號(hào)產(chǎn)品的研制數(shù)量,加快新型號(hào)研制進(jìn)度。

選用貨架式產(chǎn)品將節(jié)約設(shè)計(jì)人員、工藝人員、生產(chǎn)人員以及管理人員的時(shí)間,避免低水平開發(fā)占用大量研制經(jīng)費(fèi),進(jìn)而聚焦核心技術(shù),研制性能更優(yōu)、質(zhì)量更高、成本更低的新產(chǎn)品。同時(shí),型號(hào)培育通用產(chǎn)品可以解決通用產(chǎn)品目前缺乏研制經(jīng)費(fèi)的現(xiàn)狀。大量使用貨架式產(chǎn)品將使產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)迅速暴露,便于快速提升產(chǎn)品成熟度,形成高可靠產(chǎn)品。

在型號(hào)研制模式中融入產(chǎn)品研制模式,對(duì)型號(hào)縱向管理增加了產(chǎn)品化要求,新研產(chǎn)品所需的流程增長(zhǎng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案被產(chǎn)品化會(huì)簽退回、不滿足產(chǎn)品化要求評(píng)審而中止的情況,導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期將延長(zhǎng)。但從產(chǎn)品研制的全生命周期來(lái)看,如果最終結(jié)果是選用貨架式產(chǎn)品,則產(chǎn)品研制周期縮短；如果還需要新研產(chǎn)品,通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的“三化”設(shè)計(jì),將為其它型號(hào)選用產(chǎn)品奠定基礎(chǔ),從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看還是提升了研制速度和效率。▲