航天產(chǎn)品精益研發(fā)流程的構(gòu)建

◎中國運載火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計部 修建生

當(dāng)前，中國運載火箭技術(shù)研究院型號產(chǎn)品呈現(xiàn)出多型號研制并舉、高密度發(fā)射的研制特點，但同時研究院面臨著研發(fā)能力不足，進(jìn)度緊張，技改技措條件建設(shè)落后于型號研發(fā)進(jìn)度，短期內(nèi)研發(fā)能力得不到較大提升等問題。因此，需要一種能提升效率的管理方法來提高型號產(chǎn)品的研發(fā)效率，縮短研制周期，滿足進(jìn)度需求。精益管理是一種提升效率的管理方法，其核心就是以最小資源的投入，包括人力、設(shè)備、資金、材料、時間和空間等，創(chuàng)造出盡可能多的價值，為客戶提供新產(chǎn)品和及時服務(wù)。

筆者在精益管理理論的基礎(chǔ)上，根據(jù)航天產(chǎn)品的研發(fā)特點及研發(fā)現(xiàn)狀，從研制流程的角度提出構(gòu)建航天產(chǎn)品精益研發(fā)流程。流程的構(gòu)建就是將已有的研發(fā)流程進(jìn)行最大限度地整合，消除不增值活動，使信息流和物料流不停地均衡流動，進(jìn)而不斷消除浪費，提升效率。

一、精益研發(fā)流程的概念

精益思想就是在創(chuàng)造價值的目標(biāo)下不斷地消除浪費，其包含價值、完美、需求拉動、流動和價值流5個原則，如圖1所示。

圖1 精益思想5個原則示意圖

價值是精益思想的核心出發(fā)點。價值本是由生產(chǎn)者創(chuàng)造的，但其很難確切地定義價值，所以價值只能由最終客戶來確定，也就是以客戶的觀點來確定企業(yè)從設(shè)計到生產(chǎn)再到交付的全部過程，從而提供給客戶正確的商品和服務(wù)。

價值流是指從原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善罚①x予它價值的全部活動。精益思想將所有業(yè)務(wù)過程中消耗了資源卻不產(chǎn)生增值的活動叫做浪費，識別價值流就是發(fā)現(xiàn)浪費和消滅浪費。

流動就是將保留下來的，且能夠創(chuàng)造價值的步驟流動起來。停滯就是浪費，只有流動起來才能消滅積壓、消除浪費，進(jìn)而提升效率。

需求拉動就是按客戶的需求投入和產(chǎn)出，使他們在需要的時候得到想要的東西。拉動原則更深遠(yuǎn)的意義在于，企業(yè)具備了當(dāng)用戶一旦提出需要，就能立即進(jìn)行設(shè)計并制造出用戶真正需要的產(chǎn)品的能力。

完美。上述4個原則相互作用形成良性循環(huán)，讓價值流動的更快一些就能暴露出價值流中隱藏的浪費，越是使勁拉動，就能更好地消除阻礙流動的障礙。

將精益思想引入產(chǎn)品研發(fā)管理并指導(dǎo)產(chǎn)品研發(fā)。精益的產(chǎn)品研發(fā)流程就是將產(chǎn)品研發(fā)看成是一個信息流和物料流不斷重復(fù)流動的過程，其具有以下特點：所有研發(fā)工作都在一個流程中運行；流程中的活動都是產(chǎn)生價值的活動；研發(fā)信息和物料與人緊密結(jié)合，沒有間斷地均衡流動；持續(xù)改進(jìn)。

在構(gòu)建航天產(chǎn)品精益研發(fā)流程的過程中，不是推翻原有的研發(fā)流程來構(gòu)建全新的流程，而是循序漸進(jìn)地對原有的研發(fā)流程進(jìn)行整合優(yōu)化。首先將所有產(chǎn)品研發(fā)工作和流程整合到一起，形成一個流程；其次是觀察分析流程中不產(chǎn)生價值的活動，采取措施消除這些活動；第三是發(fā)現(xiàn)影響流程不斷均衡流動的環(huán)節(jié)，并改進(jìn)這些環(huán)節(jié)；最后重新開始新一輪的改進(jìn)。

二、研發(fā)流程的分析及其連續(xù)均衡

1.流程的構(gòu)建基礎(chǔ)

中國航天經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)建立了較為完善的航天產(chǎn)品研發(fā)流程，近年來航天產(chǎn)品研發(fā)流程吸收了如項目管理、目標(biāo)管理、質(zhì)量管理等先進(jìn)的管理思想，并在不斷完善。航天產(chǎn)品的研發(fā)具有明顯的系統(tǒng)特征：

整體性——航天產(chǎn)品一般由幾個系統(tǒng)組成，系統(tǒng)由若干單機組成，單機由若干元件組成，系統(tǒng)、單機、元件協(xié)同作用，共同完成相應(yīng)的功能。

層次性——航天產(chǎn)品按照總體、系統(tǒng)、單機、元件的組織模式開展相應(yīng)的研發(fā)工作，因此航天產(chǎn)品研發(fā)的層次性體現(xiàn)為總體產(chǎn)品、系統(tǒng)產(chǎn)品、單機產(chǎn)品、元件產(chǎn)品。

關(guān)聯(lián)性——在航天產(chǎn)品研發(fā)流程中存在著明確的輸入輸出關(guān)系，這樣的輸入輸出關(guān)系體現(xiàn)在總體與分系統(tǒng)之間、分系統(tǒng)與單機之間、單機與元件之間以及分系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的任務(wù)要求、協(xié)調(diào)要求和使用維護(hù)要求等，如圖2所示。

環(huán)境適應(yīng)性——航天產(chǎn)品的研發(fā)是在進(jìn)度、質(zhì)量、經(jīng)費等約束條件下進(jìn)行的，所以在研發(fā)過程中要完成相應(yīng)的管理工作，滿足相應(yīng)的約束要求。

時序性——航天產(chǎn)品研發(fā)一般分為方案階段、初樣階段、試樣階段、定性階段，具有明顯的時序性。

目的性——航天產(chǎn)品研發(fā)的目的性非常明確，就是研發(fā)出滿足上游任務(wù)提出方所提出的具有一定功能和性能的產(chǎn)品（或系統(tǒng)）。在研發(fā)流程中，不同的研發(fā)階段有不同的目的，如方案階段的目的是突破關(guān)鍵技術(shù)，初樣階段的目的是滿足基本性能要求等。

綜合以上特點，每個層次和每個階段航天產(chǎn)品的研發(fā)流程都可以用三維圖來描述，如圖3所示。將每個研發(fā)階段中每個工作環(huán)節(jié)相應(yīng)的配套流程有機地融合在一起，就構(gòu)成了航天產(chǎn)品研發(fā)流程。

構(gòu)建精益的研發(fā)流程必須要消除流程中不增值的活動，因此需要深入具體業(yè)務(wù)流程進(jìn)行研究，從客戶的角度分析哪些活動是不增值的，并消除這些活動。研發(fā)流程中普遍存在的不增值活動主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

◆錯誤，如設(shè)計錯誤、產(chǎn)品超差等；

◆不必要的移動，如去比較遠(yuǎn)的地方開會等；

◆過渡處理，如沒有意義的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、增值很少的創(chuàng)新、過渡的仿真、不停的優(yōu)化等；

圖2 航天產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)性示意圖

圖3 航天產(chǎn)品研發(fā)流程示意圖

◆頻繁的督促、調(diào)度、檢查、匯報、會議等；

◆反復(fù)的策劃、計劃、進(jìn)度匯報；

◆局部接口的不斷變化，尤其是結(jié)構(gòu)接口的不斷變化；

◆重復(fù)的報告內(nèi)容。

這些活動占用了研發(fā)人員很多的精力和時間，也不能產(chǎn)生新的價值，有的還嚴(yán)重地干擾了流程的順利進(jìn)行，因此需要下決心消除這些不增值的活動。

2.實現(xiàn)流程的連續(xù)均衡

航天產(chǎn)品的研發(fā)具有明顯的順序性，如在航天產(chǎn)品研制初期首先是開展總體設(shè)計，那么分系統(tǒng)、單機、元件等設(shè)計環(huán)節(jié)都在擱置和等候，仿真、試制、試驗部門也在等候；分系統(tǒng)獲得總體設(shè)計要求后開展設(shè)計時，后續(xù)環(huán)節(jié)和下游單位仍然在等候。另外，航天產(chǎn)品轉(zhuǎn)段是所有單機產(chǎn)品轉(zhuǎn)段后系統(tǒng)產(chǎn)品再轉(zhuǎn)段，所有系統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)段后總體產(chǎn)品再轉(zhuǎn)段，而下一階段的設(shè)計要求要先由總體對系統(tǒng)提出，然后是系統(tǒng)對單機提出，這種比較剛硬的轉(zhuǎn)段策略也將導(dǎo)致其它環(huán)節(jié)的不必要等候。

要消除航天產(chǎn)品研發(fā)過程中的等候，就要調(diào)動不同層級、所有部門同時開展工作，筆者就此提出幾點建議。

一是將批量工作轉(zhuǎn)變?yōu)閱渭ぷ骰蛐∨抗ぷ鳌Ｔ诤教飚a(chǎn)品研發(fā)過程中，一個部門將同時開展多個產(chǎn)品的研發(fā)工作，這意味著提供給下游單位有效輸入的時間就要加長。因此，將批量工作轉(zhuǎn)變?yōu)閱渭ぷ鳎丛谝粋€部門集中資源開展一個產(chǎn)品的研發(fā)工作，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，以盡快提供給下游單位需要的有效輸入，盡早地開展后續(xù)工作。目前，中國運載火箭技術(shù)研究院在型號產(chǎn)品研制管理中會時常采用這樣的辦法，但筆者認(rèn)為需要將這種行為規(guī)范常態(tài)化。

二是盡量多地采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品或通用產(chǎn)品，這樣可簡化或取消產(chǎn)品研發(fā)流程中的一些不必要環(huán)節(jié)，提升效率。例如，對于總體產(chǎn)品或系統(tǒng)產(chǎn)品，其是由部分標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品或通用產(chǎn)品構(gòu)成，這些產(chǎn)品選用時僅需要進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性驗證，不需要重新設(shè)計，也不需要下游設(shè)計部門開展設(shè)計，仿真、生產(chǎn)和試驗等工作可以同時開展，這樣可以避免其它環(huán)節(jié)不必要的等候。

三是開展靈活的轉(zhuǎn)段，也就是每個產(chǎn)品達(dá)到了轉(zhuǎn)段標(biāo)準(zhǔn)就轉(zhuǎn)段，系統(tǒng)轉(zhuǎn)段可以先于單機轉(zhuǎn)段，總體轉(zhuǎn)段也可以先于單機轉(zhuǎn)段。

四是推進(jìn)航天產(chǎn)品的產(chǎn)品化。從技術(shù)角度看，產(chǎn)品化按照系列規(guī)格規(guī)范產(chǎn)品狀態(tài)、評價產(chǎn)品成熟度、固化生產(chǎn)線。產(chǎn)品化工作的推進(jìn)將增大通用產(chǎn)品的選用范圍，提升產(chǎn)品選用的質(zhì)量，間接降低產(chǎn)品研發(fā)周期。

此外，在一個研發(fā)流程中，如果其中一個研發(fā)環(huán)節(jié)的效率高于其它環(huán)節(jié)，就會產(chǎn)生過剩，信息或物料將被積壓，且效率越高積壓就越嚴(yán)重。積壓將導(dǎo)致人員和設(shè)備工作負(fù)荷過重，也就產(chǎn)生了人員的加班和設(shè)備頻繁故障等問題。例如，系統(tǒng)設(shè)計完成后，對單機設(shè)計部門同時提出多個產(chǎn)品的設(shè)計要求時，由于單機產(chǎn)品設(shè)計部門人力緊張，只能同時開展部分產(chǎn)品的設(shè)計，導(dǎo)致其它產(chǎn)品造成積壓。消除積壓的辦法就是按照拉動思想，自覺地根據(jù)下游單位的生產(chǎn)能力計劃上游單位的產(chǎn)量，均衡全流程單位的生產(chǎn)能力。

要構(gòu)建連續(xù)、均衡的研發(fā)流程，就是要消除影響流程連續(xù)流動和均衡流動的等候和積壓。

三、研發(fā)流程的持續(xù)完善和改進(jìn)

精益研發(fā)流程的構(gòu)建不是一蹴而就的，需要不斷地進(jìn)行完善和改進(jìn)。

1.標(biāo)準(zhǔn)化是改進(jìn)的基礎(chǔ)

由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范具有嚴(yán)謹(jǐn)性、強制性、通用性的特點，因此是表述、固化和應(yīng)用研發(fā)流程最好的載體。通過對研發(fā)流程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不斷修訂，可以有效實現(xiàn)研發(fā)流程的持續(xù)改進(jìn)。

在實際產(chǎn)品研發(fā)實踐中，我們應(yīng)自覺地用標(biāo)準(zhǔn)來固化設(shè)計方法、試驗方法、制造方法，形成設(shè)計規(guī)范、試驗規(guī)范、工藝規(guī)范以及相關(guān)的管理規(guī)范等。但目前我們還沒有對整個研發(fā)流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的描述，從而影響了對研發(fā)流程的持續(xù)改進(jìn)。

2.慎重新的方法和工具

研發(fā)流程改進(jìn)的實質(zhì)就是在研發(fā)流程中對新的研發(fā)技術(shù)、方法和工具的應(yīng)用，但由于新技術(shù)、方法和工具往往是不成熟、不可靠的，其標(biāo)準(zhǔn)化程度低，研發(fā)人員對這些新的技術(shù)、方法和工具掌握程度也較低。因此，對這些新的技術(shù)、方法和工具的應(yīng)用要慎重，在應(yīng)用前應(yīng)進(jìn)行充分有效的測試，尤其是要考慮這些技術(shù)、方法和工具是否能夠很好地融入研發(fā)流程中，并能對研發(fā)人員起到切實有效的支持作用。