◎中國航天科工集團第二研究院第二十三研究所

雷達產品的復雜性使其在航天型號研制過程中的周期、成本和質量等方面都存在很大的不確定因素,傳統雷達產品在“三化”管理方面存在的主要問題對雷達的研制周期及研制生產效率有著較大的制約。以往雷達產品主要是依托于各型號自成體系,無法作為所級成果加以固化,導致成熟技術和“三化”產品的儲備匱乏,新研制的雷達可繼承的成熟技術和成熟產品少,只能不斷地重復研究類似的技術、重復開發類似的功能模塊,導致研制周期難以控制。而“三化”產品的研制主要依托新研制型號,各型號采用的“三化”產品分別進行物資訂貨,使得一些通用化程度高的插件級產品隨多個型號多次訂貨及生產,大大降低了研制生產效率。此外,在新雷達的研制過程中,各分系統設計師采用“三化”產品主要是一種自發行為,缺乏推動選用“三化”產品的有效考核辦法及激勵機制。
日益激烈的市場競爭對雷達產品研制生產效率提出了更高要求,航天企業只有切實提高項目的風險管控能力,縮短產品研制周期,提高質量,降低成本,才能在競爭中立于不敗之地。在這種需求的牽引下,合理分配有限的資源,提高雷達產品研制生產效率成為二十三所管理工作面臨的新挑戰。
雷達產品“三化”管理是以實現雷達產品通用化、系列化、模塊化為目標的一系列管理活動的總稱。雷達產品“三化”管理貫穿于雷達產品的全生命周期。
研究所雷達產品“三化”管理工作由所長總策劃,工藝與標準化中心組織實施,其他機關職能部門協同配合,研究室及車間等基層部門具體實施。全所“三化”管理組織機構如圖1所示。
所長帶領工藝與標準化中心為不同層次的雷達產品制定了3種“三化”管理工作方案。系統(分系統)級產品側重于共性技術的研究和“三大規范”的編制;組合及插件級產品是“三化”管理的重點,工作內容包括產品研制管理、資源庫管理、產品選用考核評價、產品預投產及產品庫管理等;元器件結合優選目錄及電子設計自動化(EDA)系統建設,嚴格選用控制,完善審判流程。
設計規范、試驗規范、工藝規范是研究所技術標準體系的核心,在規范技術工作方面一直發揮著重要作用。隨著廣大設計師標準化意識的不斷增強,以及共性技術研究工作的深入開展,“三大規范”的編制水平有了大幅提高,一些關鍵技術、關鍵工藝被固化下來,為提高型號產品的設計成熟度奠定了基礎。
一些共性技術在不同型號中往往有不同的實現方式,這就使得依托某一型號形成的規范對于其它型號的指導性不強。隨著“三大規范”編制工作的展開,必須打破型號間的條塊分割,使規范的適用范圍更廣,產品的通用性更強。為了加強型號間的交流,研究所梳理了各型號的共性技術,定制了統一的產品實現方案。成立了雷達共性技術研究小組,建立了月例會制度,為共性技術研究提供了有力的組織保障。研究小組開展了雷達系統共性技術、雷達綜合保障技術、雷達分系統技術的研究活動,形成了一系列研究成果。
研究所為了加強元器件選用控制,壓縮采用元器件品種,提高元器件國產化率,成立了元器件管理組織機構,按照數字電路及分立器件、微波器件、機電產品、電源、電真空器件、接插件及線纜和計算機七大類規劃了所級優選目錄,嚴格控制目錄外元器件的選用審批,將各目錄的動態管理職責落實到不同的專業室,有效控制選用元器件品種的增加。
通過深入細致地研究共性問題的解決途徑,研究所編制了“三大規范”及各類所級標準,越來越多的技術成果被固化下來,使各類雷達產品的設計、試驗工作更為有章可循,切實加強了頂層標準化能力,共性技術研究成果在新研制的雷達中廣泛應用,為提高產品的“三化”設計水平奠定了基礎。

圖1 雷達產品“三化”管理組織機構

研究所完成了所級“三化”資源庫建設,制定了資源庫的管理規定,明確了入庫管理、應用及維護的要求。提出了典型產品“參數化”設計的解決方案,在“三化”資源庫中將典型產品共性的結構、電路等內容表達清楚,在型號研制中將差異部分用參數圖加以補充,再調用“三化”資源庫中共性部分的通用圖,形成一套完整的圖紙,實現典型產品快速設計、不斷優化的研制格局。同時,標準化部門對以往的型號產品進行梳理,將應用效果好但尚不具備納入“三化”資源庫的成熟產品編入通用產品庫。目前兩級資源庫中包含通用圖、三維模型、通用軟件模塊等各類文件,納入“三化”資源庫的插件產品32項,通用產品198項。工藝與標準化中心定期發布兩級資源庫內產品的型號應用信息,進一步提高了成熟產品的通用化。
為了推動通用、“三化”產品的選用,研究所制定了通用、“三化”產品標準速查手冊。手冊收錄了成熟插件產品72類、結構件30類、波導110類,其它組件數百種,以及用于指導型號“三化”設計的5份常用所級標準。為了使成熟插件產品在新研制雷達中得到更好的推廣應用,工藝與標準化中心從通用產品庫中甄選出34種通用化程度較高的插件產品,制定了研究所通用插件產品手冊。從技術特征、物理特性、產品原理等方面對各插件產品進行了圖文并茂的描述,并對應用領域給出了指導性意見。2011年,新研制雷達采用了通用(含“三化”)插件級產品達40類,累計263次。
研究所制定了型號產品設計標準化評審規定,并在各研制型號中貫徹實施,根據型號產品研制的具體情況規定了方案、設計評審中標準化評審的文件要求及評審內容等。在成熟度評價中,將雷達產品按照插件、組合、分系統和雷達系統4個級別進行評估。從工程樣機基本單元的設計、選用、設計繼承性、試驗驗證情況等方面考慮,將各級產品成熟度分為9級。在方案設計和技術設計階段進行成熟度評價,并將型號產品成熟度、成熟插件產品采用率評價結果作為部門及個人年度考核與職稱評定的依據,有效推動了成熟產品在新研制雷達中的應用。
研究所2011年研制的型號中,除了幾個新體制的雷達采用了部分新研制插件外,絕大部分雷達系統普遍采用了成熟插件,成熟插件采用率平均達84.1%。
根據通用產品庫產品應用情況的統計結果,研究所對各專業提出了通用產品納入“三化”資源庫要求并列入實施計劃,有效地推動了成熟產品向“三化”產品的轉化,為進一步提高雷達產品“三化”程度奠定了基礎。
為了充分利用以往型號產品的資源,研究所進行了更為合理的模塊劃分,使得模塊級產品通用化程度大大提高。同時,為了加強“三化”產品研制管理,制定了“三化”產品質量保障大綱。標準化部門每年梳理各專業室“三化”產品研制需求,組織所級立項審查,通過評審的項目納入下一年度各專業“三化”產品研制計劃,先于型號開展研制。插件(模塊)級產品設計評審由專業主任設計師擔任組長,應用型號總體及其他相關研究室人員參加審查,質量等級高的插件產品須通過有院級元器件專家參加的評審,并依據《武器裝備使用進口電子器件管理辦法》進行篩選,以篩出屬于“禁止使用”、“限制使用”、“特批使用”3個控制等級的元器件。通過審查的插件級產品由調度安排下圖、訂貨、生產,完成生產、調試、試驗后由產品保證處組織所級驗收,通過驗收的產品方可應用到型號中。這樣的“三化”產品研制管理流程,既滿足了研究室的專業發展需求,又控制了新研制型號的研制風險。
在合理規劃產品發展方向的基礎上,研究所各專業認真分析型號需求,開發了一系列“三化”產品,不斷豐富“三化”資源。廣泛采用“三化”產品已成為控制雷達研制風險的有力手段。
為了加強通用產品管理,推進雷達產品組合化進程,研究所按照“統一需求,動態管理, 集中投產”的原則,制定了通用產品生產與使用管理辦法,根據年初預計的全年任務量分布情況,選擇適當時機對通用成熟插件級產品進行統一集中預先投產、調試。將經過調試和研究所檢驗的插件納入通用產品庫,并實時公布通用插件庫存情況。采用通用插件的研制型號通過方案論證后,即可從通用產品庫中領取插件進行調試和試驗。此舉提高了生產系統的工作效率,緩解了研制型號的生產壓力,為雷達系統調試贏得了更多的時間。同時,對于“三化”產品,由研究室提出調試申請,工藝與標準化中心組織相關部門討論后轉調試部進行調試。實現了“三化”插件產品研制與生產的分離,將從事“三化”產品開發的骨干設計師從繁重的調試任務中解脫出來,使所內有限的資源更為均衡、合理地分配。
2011年,研究所預先投產了48類402件通用插件級產品,為實現中視頻系統快速組合化奠定了基礎。
研究所2009年完成“三化”工作項目49項,2010年完成“三化”工作項目52項,其中成熟技術、成熟產品已在型號中得到了推廣應用。以主機板的“三化”項目為例,原來各型號中采用的主機板品種多,采購周期長,單價約為5.5萬元,在聯調中要花費大量時間驗證新主板的功能、性能。通過全所主機板統型,實現了主板的統一審價、統一采購,使統型后標準化主機板平均單價不高于2萬元。按照2010年實際使用數量計算,僅主機板標準化一項當年就節約了300多萬元。
2008~2009年,18項成熟的自主研制產品通過了評審并納入“三化”資源庫。通過使用這些成熟產品,2009年累計減少硬件設計工作量30人年,減少軟件設計工作量14人年。2010年進一步加強了通用結構件、三維模型、通用特種工藝等“三化”資源的管理。2011年減少硬件設計工作量約70人年,減少軟件設計工作量約30人年。
隨著通用插件產品數量的增加,在新增航天型號數量逐年遞增的情況下,各型號中新研制插件(不含預研雷達)數量逐年遞減。
研究所以科學發展觀為指導,秉承以人為本的原則,運用統籌兼顧的根本方法,將雷達產品的“三化”管理作為提高勞動生產率的主要手段,努力探索一條管理創新之路。今后將進一步深化產品的“三化”管理改革,不斷豐富通用、可靠的產品種類,通過推廣使用成熟產品實現新研制雷達快速“組合化”,為實現研究所全面、協調、可持續發展作出更大貢獻。