關于航天型號研制管理模式轉型的探討

◎中國運載火箭技術研究院 劉谷均 候清萍 韓曉坤

關于航天型號研制管理模式轉型的探討

◎中國運載火箭技術研究院 劉谷均 候清萍 韓曉坤

隨著航天型號科研生產內外部條件的不斷變化，航天企業的型號研制管理模式也經歷了多次調整，總體上較好地滿足了型號科研生產的需要，為我國航天事業的發展和確保國家戰略安全作出了突出貢獻。近年來，國家建設航天強國和進一步鞏固戰略安全基石的目標對型號研制管理工作提出了更高要求，能否按時完成國家任務、進一步提升型號研制效率和質量成為航天企業面對的突出問題。航天企業的歷次型號研制管理模式調整總體上沿襲了50多年來計劃經濟條件下形成的管理理念和方法，沒有擺脫為保成功、保任務完成及不計成本、不惜代價的狀況，整體研制效率和經濟效益依然不高。因此，型號研制管理模式轉型迫在眉睫。

黨的十八屆三中全會突出強調市場在資源配置中的決定性作用。在軍工領域，改革國防科研生產管理和武器裝備采購體制機制、引導優勢民營企業進入軍品科研生產和維修領域已提到議事日程，國家有關部委也在聯合推進軍品價格改革，引入全過程價格管控和競爭定價機制。航天型號研制工作已經面臨嚴峻的市場競爭環境，必須適應國家的需要，順應市場規律，主動謀劃型號研制管理模式轉型，進一步提高效率和效益，更好地完成國家任務。

一、型號研制管理存在的問題

歷經50多年的發展，航天企業按照系統工程思想逐步形成了由總體、分系統、關鍵單機設計、試驗、生產單位構成的組織形態和研制能力布局，形成了適合航天型號研制的組織管理和運行機制，但按照功能單位串聯進行型號研制的模式與當前型號研制時間緊、任務重、經濟性要求越來越高的趨勢產生了較大矛盾。

1.完成任務的能力有待提高

21世紀以來乃至今后相當長一段時間，航天型號產品高強密度發射將進入常態化，科研生產任務將日益繁重和艱巨。面對完成國家任務和市場競爭的雙重壓力，航天企業傳統的串行研制模式在提高產品研制效率、縮短研制周期、降低成本、提升質量、加快市場反應、提高用戶滿意度等方面表現出諸多不適。單一的層次化專業組織和功能模塊劃分存在重重壁壘，不利于型號總指揮統一調度管理，信息、資源、利益和人員難以打破部門、單位和地域限制，自主性、積極性、創造性的發揮程度有限，難以實現并行協同研制。

2.數字化研制模式有待推廣

當前，航天企業尚未形成支撐型號產品全生命周期數字化研制的能力，貫穿項目全生命周期的科研生產管理能力相對較弱，在全三維數字化并行協同研制、產品全生命周期數據管理、數字化制造等方面存在較大差距。未形成型號產品研制全過程的數字化設計、工藝、驗證、仿真、制造和試驗能力，無法實現基于產品數據結構的跨地域、跨組織數字化協同?？绲赜騾f同主要靠人工數據打包、下載、復制的方式實現，技術狀態控制仍采用手工方式，無法通過異地異構系統自動互聯來實現協同，不具備全型號產品數據管理能力。三維數字化技術應用僅局限于個別型號或條件比較好的單位，且解決的多是局部問題，與型號研制需求差距較大。

3.型號產品及部件共享性差

航天型號產品具有高度的定制性，其個性化需求決定了研制、配套產品的生產組織大多是單件或小批量生產，“一支隊伍一個型號”、“一個型號一個技術狀態”的研制模式在一段時期內保證了型號任務的成功。面對型號研制生產任務日益繁重的現狀，航天企業生產關系與生產力不相適應的矛盾日益凸顯，傳統研制模式不僅導致研制周期長，而且占用大量的寶貴資源，逐漸成為型號發展和完成任務、保成功的瓶頸，制約了航天事業的可持續發展。縱覽世界航天強國的產品研制發展歷程，以最少的型號產品種類和規格滿足多種發射任務需求，從而不斷提高應對高強密度發射的快速響應能力是大勢所趨。

4.型號研制責任與利益關系錯位

在傳統研制模式和管理體制下，航天企業雖然按型號組建研制隊伍，但與集成產品開發團隊（IPT）按產品分解結構逐級分解項目任務不同，研制任務仍以行政手段分解至各參研單位，型號研制任務的責任主體是各參研單位，參研人員的研制成果不僅要對型號負責，同時還要對派出單位負責，派出單位的局部利益往往會影響和制約型號的整體利益。

5.型號研制管理缺失成本要素

型號研制隊伍在型號產品設計開發過程中缺乏成本意識和經濟性指標約束；市場部門對技術方案的經濟可行性、必要性缺少牽引和制約手段；科研經費管理部門缺少對型號項目成本變化情況的詳細了解和過程監控，難以做到對項目計劃、成本、質量等要素的綜合預測、評估和統籌協調；財務部門與型號項目管理缺乏有效對接渠道，對型號全周期成本變化情況缺少細致的監控和分析。隨著軍品價格改革的深入推進，激勵約束機制、技術經濟性統籌、限價設計、裝備經費使用效益優化等被擺在突出位置，而航天企業尚未形成型號項目技術經濟統一的責任主體及運行、考評機制，不計成本、資源無償占用、以型號方案確定市場價格的傳統研制管理模式不僅無法提高經濟效益，也將面臨嚴格的監管壓力。

隨著持續高密度發射任務需求的不斷強化，科研生產管理水平的不斷發展，先進的技術和設計手段不斷得到應用，傳統的型號研制管理模式逐漸使航天企業科研生產陷入被動局面，不能按時完成任務和保成功的壓力越來越大，現有的研制組織和管理方式愈發不能適應形勢發展?；诩僧a品研發（IPD）和產品化的研制管理模式在某航天型號工程中的成功應用，為航天企業扭轉科研生產被動局面提供了新的突破口。

二、管理模式轉型的思路及方法

1.轉型思路

IPD源于一套完整的方法論——產品及周期優化法（PACE），吸納了并行工程、流程再造、項目管理、風險管理等理念和做法，是一種包含產品開發思想、模式、工具的可復制的系統工程。國際領先的航天航空產品研制多采用IPD模式，打破了傳統的設計、制造和使用維護部門之間的界限，自上而下組建多學科、多職能的IPT，統籌安排從確定需求、研制、生產、部署直至使用與維護的全生命周期工作，從而實現產品的設計、制造、使用與維護的全程優化。

世界500強中近80%的公司都直接或間接采用了IPD這一先進的成熟管理模式，其中不乏世界領先的軍工企業。

20世紀90年代，波音777飛機基于IPD開展研制工作，從開始設計到一次性試飛成功僅用3年8個月，設計更改、錯誤或返工報廢減少50%。華為公司1998年引進IPD，經過5年“先僵化、后優化、再固化”的落地實施，產品研發周期下降40%，人均研發收入從100萬元增加至400萬元，平臺和模塊共享率達50%，形成了基于市場的創新體系，于2010年跨入世界500強。某航天型號工程采用IPD并行設計理念，嘗試在承研承制單位開展全三維異地協同設計，大大提高了并行設計效率，使型號設計周期縮短了67%。IPD在國內外優秀企業和某航天型號研制中的成功應用，為探索適用于航天型號產品的研制管理模式提供了新的思路。

2.轉型方法

IPD的核心是“人的集成”和“產品的集成”?！叭说募伞笔峭ㄟ^組建若干來自不同單位、不同專業的型號IPT，打破單位壁壘，基于一定的信息化條件開展并行設計和一體化設計，實現設計快速、方案最優、可制造性強。“產品的集成”是要通過產品化工程推進，系統和單機逐步形成貨架產品，型號在貨架產品選用基礎上開展設計，從而減少型號新研比重，釋放研發資源，縮短研制周期，提高型號質量穩定性與可靠性，降低型號研制成本。同時，產品化的推進也為產業化的組批生產創造了條件。

通過研究IPD和產品化工作與當前型號研制管理模式的結合，探索出一系列基于IPD和產品化的型號研制管理模式，解決目前航天企業面臨的型號數量和任務規模日益增加、產品種類愈發豐富、新技術愈發復雜、研制周期日益縮短、型號質量要求越來越嚴格、保障資源日益緊張等問題。以強化型號項目的經濟責任、建立廣泛的內部市場關系和經濟紐帶為主要特征，逐步實現技術經濟一體化，基于項目績效進行個人績效考核，激發內部經營活力，最大限度地釋放生產力，全面提升軍品科研生產效率和經營效益。

三、管理模式轉型的主要內容

隨著航天企業業務領域和型號型譜的不斷拓展，其研制和產品資源都無法滿足研制與批生產并重、多型號并舉的發展形勢，基于IPD和產品化的研制管理模式轉型已是大勢所趨。

1.加大型號研制數字化、信息化應用進程

信息化作為推動生產力發展的重要手段，促進了航天型號研制管理水平的不斷提高。在部分新型號研制中，航天企業通過積極推行三維數字化研制，從根本上改變了傳統的型號產品設計、工藝、制造流程和協作模式，提高了型號并行協同研制能力，實現了總體、分系統、單機之間實時交互設計，帶動了型號產品功能仿真、性能仿真、工藝仿真、數字化裝配等工作的全面開展，推動了型號研制流程由串行向并行轉變，提高了快速響應能力。但目前航天企業的數字化及信息化應用進程與推進基于IPD和產品化的研制管理模式轉型要求還存在較大差距，應積極推廣采用并行工程方法，以面向產品研制過程的數字化能力建設為重點，以產品數據管理為核心，建立基本覆蓋產品設計、仿真、制造、試驗、綜合保障等環節的數字化協同研制相關平臺。打通數字化研制線，逐步建立覆蓋產品全生命周期的數字化研制體系，提高產品快速研制能力，提升產品研制質量，縮短產品研制周期。

波音787飛機的研制過程建立了廣域實時協同環境，在裝配環境下進行上下關聯設計，將三維產品和工藝信息向制造現場的工人傳遞，實現了數字化生產，裝配時間縮短57%，開發成本減少50%。中航工業第一飛機設計研究院探索了多廠所聯合協同設計制造模式的示范平臺建設，實現了飛機整機和部件、零件的全三維設計，建立了全機數字樣機。在此基礎上，新支線飛機還采用了虛擬產品管理系統，設計周期縮短60%，設計返工減少40%，制造過程中工程更改單減少80%，飛機研制周期大幅縮短。

2.有序推進IPD研制模式

為提高軍品任務研制效率，提高航天企業市場反應速度和競爭力，降低產品成本，應基于IPD建立跨部門協同、規范的型號研制流程，實現型號產品的并行開發和項目全要素協同管理。充分利用IPT的集體智慧，全面保證系統、子系統和單機模塊方案的一致性與匹配性，推廣協同設計，減少設計、工藝、制造人員的溝通協調時間，從本質上縮短研制周期，確保產品質量。

在IPD模式下，型號項目與廠所依然是矩陣式關系，型號項目為橫向的產出線，廠所為縱向的資源線，形成“‘兩總’抓型號、廠所長抓技術和產品”產出線與資源線相互協同的格局。對于某一型號研制任務，型號項目可以直接從資源線廠所開發的成熟系列化產品中選用分系統或單機產品；或將研制任務分解到資源線廠所，由資源線廠所分包承擔；或者從各資源線廠所抽調相關人員組建若干IPT，將型號研制任務分解到各IPT完成。

3.積極開展產品化建設

面對持續高強密度發射任務，要打破對號入座和專一對口，不再進行一對一的發射服務，而實現同一型號可調整、可借用、可互換的關鍵就是型號產品化建設，變“型號拉動產品”為“產品推動型號”?；诋a品化推廣使用可復用的貨架產品，逐步形成“系統產品成組、單機產品成批”的生產制造和產品集成能力，全面提高產品質量和研制速度并降低研制成本。在產品梳理和規劃的基礎上，將關鍵通用產品從型號中剝離出來，納入貨架管理，變定制式產品研發為面向型譜的產品研發模式，促進系統級產品研制過程中對于成熟產品和技術的選用力度，推動系統級產品成熟度提升及定型，牽引單機產品成熟度提升及定型，形成型號與產品共同發展的良性循環，為航天企業延伸經營鏈條、拓展經營空間提供基礎。將非通用配套產品納入型號項目管理，重點加強“三化”工作，提升系統級、單機級產品成熟度，強化貨架產品選用，建立規范的內部市場，鼓勵并推進產品走向外部市場。

以系統、分系統、子系統、單機、組件、部件、零件等7級產品為產品化工作對象，構建統一的產品貨架體系?！啊畠煽偂バ吞?、廠所抓產品”，廠所是產品化工作的責任主體。型號項目重點負責系統級產品平臺管理，廠所負責承研產品及貨架管理。確保型號項目和廠所產品管理工作職責的系統性、協調性、獨立性，實現聚焦資源、快速發展。

4.整合關鍵研制資源

通過組建IPT并賦予其型號研制主體責任，可在一定程度上解決單位局部利益壁壘問題。除此之外，對于一些重要產品部件和關鍵專業，可以將相關資源整合至一個組織機構之內，建立利益共同體，促進利益協同，實現一體化設計與制造。

一是整合結構件設計與制造資源。當前，由于結構件設計與制造分屬于總體設計單位和生產單位，設計的可制造性不強，設計更改頻繁，處于下游的生產單位往往疲于應付，設計與制造協調關系復雜，使得整體工作效率低下，嚴重影響任務完成。將結構件設計與制造資源整合，實現設計與制造在一個利益主體下閉環，可以有效提升設計制造一體化，縮短設計與制造協調鏈條，提高協同效率，有利于任務完成。

二是重組電氣系統設計專業。隨著型號技術的發展，型號產品的多個分系統都發展形成了各自的電氣系統。這些電氣系統如果任由其獨立發展，就會導致最終設計的產品十分復雜，操作使用不便，成本也會加大。由于各分系統單位自身的利益訴求，目前一體化設計很難做到。通過整合相關分系統的電氣專業，不僅有利于電氣系統的一體化設計，也有利于電氣系統的專業發展。

四、推動管理模式轉型的保障措施

高強密度研制與發射任務給航天企業型號研制和產品交付工作帶來了巨大的挑戰，在“保成功”和“保發展”的雙重壓力下，航天企業應在經營體制和配套運行機制兩方面創新思路并采取有效措施，為型號研制管理模式轉型建立全方位保障體系。

1.完善經營體制

目前，航天企業的兩級經營架構中，研究院為軍品所有型號的經營責任主體，廠所為分系統和單機產品的經營主體。為推動型號研制管理模式轉型，應構建三級經營責任主體，進一步分解院級的經營責任，由各型號項目負責各自的項目經營，研究院負責領域經營。經營責任分解后，整體經營效率將會進一步提升，型號經營活力也會大大增強。

2.優化運行機制

首先，要賦予型號經濟要素。型號項目在方案設計、確定以及配套單位選擇等方面應充分考慮經濟性。型號項目一旦納入經濟要素，便會更加關注時間和成本，對IPD和產品化推進將會產生積極地促進作用。

其次，實行市場配置資源。引入市場機制，充分發揮市場在資源配置中的決定性作用，打破內部利益壁壘，在更大范圍內選擇優質供應商承擔型號任務，建立市場化的符合航天系統工程規律的技術和產品供應鏈體系，打造全供應鏈的市場競爭力，全面提升完成任務的綜合實力。

第三，要完善內部經濟聯系。減少對研究院所屬單位的行政干預，充分發揮經濟手段的效力和作用，逐步建立和完善型號項目與廠所之間、廠所與廠所之間的內部市場關系，理清價值創造過程，實施服務有償提供、資源有償使用、技術有償轉讓，體現生產要素價值，確保建立在經濟利益上的聯系真約束、真管用、更有效。

50多年來，中國航天在摸索和實踐中不斷前進，在成功研制各類型號產品的同時也總結出了型號研制工作的“科研三步棋”思想，形成了“探索一代、預研一代、研制一代、生產一代”的航天技術研發路線，帶動了我國相關高新技術領域的發展，對完成國防任務和促進國防科技工業發展起到了不可替代的作用。筆者提出型號研制管理模式轉型思路是為了在高密度發射、高強度研制的艱難環境下創新科研生產組織管理模式，提高研制效率，希望能夠對型號研制實踐有一些啟發作用。