◎上海宇航系統工程研究所 洪剛 朱亮聰 李建強 金煜
新形勢下“N+1”管理新模式的探索與實踐
◎上海宇航系統工程研究所 洪剛 朱亮聰 李建強 金煜
按照“十三五”發展規劃預測,上海航天技術研究院未來幾年航天型號任務仍呈現迅猛發展的態勢,同時隨著企業化、市場化、國際化轉型,型號任務在深層次轉變的新形勢下主要有3個方面的變化:一是任務性質的變化,從科研試驗任務向應用服務任務轉變,需要更高的質量與可靠性保證能力,以大幅提升宇航任務的成功率和服務用戶的能力;二是研制規模的變化,從型號獨立應用向系統組網應用轉變,需要更高的產能和產出效益,以滿足規模化應用服務和產業可持續發展的要求;三是應用需求的變化,從少數應用領域需求向多領域需求轉變,應用領域的不斷拓展,需要更高的技術水平和創新能力,以全面滿足未來宇航任務的高技術要求。
針對新形勢下的任務特點,研究院的CZ-2D運載火箭型號項目隊伍系統謀劃、精心組織,在現有管理模式和管理思路的基礎上做加法,開拓新思路、探索新方法并逐步深入實施,全面提升管理效率和水平。研究院正在推行的“N+1”管理新模式的具體做法如圖1所示。
1.風險識別+項目管理的新思路
通過對標新形勢下的任務需求與任務目標,型號項目隊伍對存在的風險和矛盾進行了識別分析,得出主要存在以下3個方面的問題:
一是高密度發射形勢下保成功壓力巨大。目前,CZ-2D火箭的年均發射次數已近10發,呈現出高密度發射、高強度設計的態勢,人員配置、已有任務的設計和試驗等工作量已非常飽滿,而現有的質量保證模式以人盯為主,導致任務量越多,保成功壓力越大,急需改變現有質量管理模式。
二是實現型號任務持續增長困難。年均10發左右的發射任務量已讓設計師隊伍滿負荷運轉,沒有多余精力去爭取更多的型號任務,同時,現有的工作模式也很難完成更多的型號任務。面對持續增長的國內和國際發射市場需求,必須改變現有工作模式,革新技術手段,提高工作效率。
三是技術能力需進一步提高。根據后續任務的需求分析,CZ-2D火箭的技術指標與不斷提高的任務要求之間還存在一定的差距,尤其集中體現在火箭運載能力、可靠性、經濟性等方面,這些將制約后續任務的爭取和國外發射市場的開拓。此外,運載火箭地面大型試驗能力不足、發射配套資源有限、各專業設計仿真分析條件和地面試驗設備條件等方面的不足也在一定程度上制約了火箭的研制工作。
針對識別出的風險和矛盾,CZ-2D運載火箭項目隊伍從頂層謀劃,以目標和問題為導向,確定了以強化項目管理為抓手的中心思路,牽引運載火箭各個研制單位開拓新思路,構建更高效的工作模式。
2.質量、效益+更高標準的工作新模式
2016年,研究院領導多次強調,在多次發射任務完成之后要善于總結經驗,持續改進,更好地完成后續任務;在高密度發射形勢下警惕疲勞松懈,精細管理,并以更高標準嚴格要求。型號項目隊伍深入學習院領導指示精神,堅持變中求新、變中求進、變中突破,圍繞質量和效益2個基本點,在以往做法基礎上以更高標準進一步探索一種質量更高、效益更優的工作新模式。
在探索“2+1”工作新模式的過程中,以現有工作模式為基礎,以提升標準為指引,開展了精品工程塑造的摸索,在CZ-2D運載火箭2016年第一發Y36火箭發射場工作中試點推行強制檢驗點聲像記錄模板化、班前會表格化、測試操作標準化、崗位責任精細化的“四化”措施。
3.設計、生產、試驗+發射場的全過程優化


圖1 “N+1”管理新模式
近幾年,型號項目隊伍通過對運載火箭研制技術流程的分析,牽引各研制單位在設計、生產、試驗等階段開展了系列優化措施。但對標高密度任務形勢下型號面臨的風險和矛盾,以及當前模式下發射場工作基本上要占用一支型號項目隊伍的局面,必須在設計、生產、試驗、發射場4個階段全過程開展流程優化,才能從根本上縮短研制周期。
全過程流程優化主要從管理、方法、工具、技術4個維度出發,開展頂層策劃管理、單機備料生產、設計和試驗平臺建設、發射場流程優化等方面的優化工作。
4.“四化”措施+流程優化的探索
根據研究院領導提出的更高工作標準和持續改進的要求,針對“2+1”工作新模式,型號項目隊伍系統謀劃、精心組織各系統和各單位相關人員廣泛討論,2016年在“十三五”首發任務CZ-2D Y36發射場任務中試點推行“四化”措施,細化和提升工作標準。

1.推行“四化”措施
一是強制檢驗點聲像記錄模板化。
為進一步提高對強制檢驗點控制措施落實情況的復核確認,在CZ-2D Y36火箭發射場階段試點推行各系統發射場強制檢驗點聲像記錄模板化的相關工作。對發射場強制檢驗點中可用聲像資料進行記錄的項目和相應的聲像記錄要求進行了梳理,并形成了要求與照片一一對應的模板化聲像記錄,強化了強制檢驗點的質量。在安裝操作過程狀態確認的基礎上,各系統指揮每天利用工作間歇時間對聲像記錄中操作和狀態的正確性及有效性進行復核,確保了強制檢驗點記錄的完整性和規范性及確認的有效性,提高了關鍵環節和關鍵操作的正確性,做到“做事有依據、過程有記錄、事后可追溯”。
二是班前會表格化。
在各分隊以往以口頭提醒為主的班前會制度基礎上,結合近幾年總結完善的已覆蓋各項測試和檢查的表格化要求進一步細化標準,對發射場期間每天工作項目的關注點和風險點進行了明確,并形成了相應的表格化要求,提前預想了各個項目的風險環節,規范了各工作項目的操作和執行。同時針對一、二級箭體轉運、星箭對接、總檢查等重要工作節點組織聯合班前會,對工作流程、操作要點、技術和安全等事項互相提醒,確保各項測試操作正確。
三是測試操作標準化。

針對高密度發射形勢下試驗隊員交替較為頻繁、崗位精簡合并較多的局面,型號項目隊伍統一策劃了各崗位發射場作業指導書的編寫、學習和落實,并根據每發任務后的發射場總結成果對其進行更新完善,更好地繼承了多發火箭發射場任務中的寶貴經驗,同時也保證了測試操作的正確性和一致性。
同時,對各項測試和操作形成標準化及定量化的依據文件,提高了測試操作的規范性,降低了人為因素帶來的低層次質量問題;在配套清單、狀態切換和確認、單機產品裝箭、箭體對接、星箭聯合操作、防熱檢查、操作規程和數據判讀過程中均實施表格化管理,嚴格按工藝文件和表格化文件實施,強化了全過程的質量管控。
四是崗位職責精細化。
在發射場任務中要求各系統主任設計師、指揮、測試崗位職責明確,協同負責測試和操作以及技術問題處理等工作。在細化分工的基礎上,所有試驗隊員根據各自崗位均填寫了《崗位職責卡》,內容包括崗位主要工作內容和職責、崗位操作主要依據、崗位關鍵點和危險點、防護設備以及質量安全措施等,進一步明確了崗位職責。
此外,針對關鍵崗位編制了相應的試題庫,利用工作間歇時間對參加試驗任務的新隊員開展崗位知識培訓和考核,以進一步提高試驗隊員的專業知識素養,從而保證各項工作順利完成。
2.流程優化措施
一是頂層策劃,逐步提升管理水平。
優化完善了《CZ-2D/CZ-4火箭產品保證大綱》,梳理編制了各發火箭的技術狀態簡表、研制技術流程和計劃、型號基線文件等,提前預示了各發火箭的技術狀態和投產狀態;充分識別、總結短線產品流程優化工作經驗和存在的不足,梳理產品流程優化管理思路,形成適應產品生產實際的流程優化管理模式。
大力推進運載火箭型號產品化、通用化,目前單機級產品已基本實現產品化,大大提高了型號研制生產效率,后續將進一步推進從單機級到系統級、整箭級批生產的產品化工作。
二是過程管控,大幅提高單機生產效率。
型號項目辦公室加強組批產品的投產管理,并與現役其它型號、新一代火箭同時備料,將備料時間從8個月壓縮至6個月。同時,通過探索串行生產改并行生產的工作模式、提高測試和試驗的自動化程度、優化環境試驗設備、合理分配人員和任務、配置生產數字化管理平臺等措施,提高重點單機的生產效率。
三是善事利器,全面推行數字化應用。
針對總體研制流程的特點開展分布式、多學科集成與協同環境的建設,將手工數據處理和傳遞工作自動化,實現自動化的總體方案設計流程,使得總體各專業的計算時間縮短了近50%,大幅提高了工作效率和工作準確性;推進數字化試驗管理平臺(TDM)的應用推廣,利用TDM平臺對試驗任務、試驗數據和試驗設備進行一體化集中管理,提高試驗效率和數據的質量,節省試驗成本,有力地保障型號項目的科研生產;通過對歷史試驗數據和模型的差異性進行整理歸納,不斷完善修正支承艙、包帶等的有限元模型,總結、歸納不同狀態下的結構動力學響應規律,從而提高星箭組合體模態的仿真預示水平,免做部分狀態的星箭模態和振動試驗,節約了研制成本并壓縮了研制周期。

四是持續改進,不斷推進發射場流程優化。
型號項目隊伍一直致力于發射場流程優化的持續改進,前2年通過電氣系統單機裝箭運輸、增壓輸送系統火工品總裝廠房安裝、重組優化各分系統測試等項目的實施,發射場工作流程得到較大程度的優化。
2016年,在提升發射場工作標準的基礎上,流程和崗位優化也是型號工作的一大重點,開展了一系列流程優化項目的探索和實踐,主要包括開展取消飛行軟件在發射場驗收的研究、速率陀螺和二級伺服機構裝箭運輸研究、采用數據包管理系統以實現無紙化應用等。

1.提升了型號管理水平和標準
通過對產品研制、系統設計等環節深入分析,開展了系列管理模式的探索與實踐,提升了以項目管理為抓手的型號管理水平,優化了設計、生產、試驗、發射場等全過程的研制模式。在“N+1”管理新模式的實施過程中,強化了生產試驗過程管理和過程量化控制,推進研制工作標準化、模塊化、系列化,并有效解決了型號短線及瓶頸問題。
2.縮短了研制和發射周期
經過管理新措施的實施,運載火箭研制周期從衛星技術要求明確到出廠評審的時間由原來的18個月縮短到15個月,運載火箭在發射場的有效工作時間縮短為19~21天,壓縮了32%~36%;進場人員配置精簡至80人以內,縮減了42.8%。
3.緩解了研制和發射人員矛盾
在當前高密度發射任務的情況下,通過新管理模式的實踐釋放了設計師資源,使型號項目隊伍在任務立項、技術改進、新技術研發等方面有足夠的資源投入,緩解了人員配置在“保成功”和“促發展”上的矛盾。
4.強化了型號人員的專業技術能力
通過查找產品內在的特性和規律,并開展相關專題分析和試驗,將型號研制規律與經驗顯性化,使設計師對產品、技術的認識更深刻,也較大程度地強化了型號項目人員的專業技術能力。
CZ-2D運載火箭項目隊伍在各方面深層次轉變的新形勢下,通過“N+1”管理新模式優化了生產、試驗、發射場等全過程的研制模式,但對標國際主流運載火箭的研制模式還存在較大的差距。后續需進一步深化和完善新的管理模式,以強制檢驗點聲像記錄模板化為例,當前的做法尚未完全滿足模板化記錄的要求,記錄項目的充分性、記錄要求的細化程度等均有待逐步推進;進一步推進產品化和去任務化,在目前單機級產品已基本實現產品化的基礎上進一步推進從單機級到系統級、整箭級批生產的產品化工作。同時,在梳理各系統通用性、互換性的基礎上,在單機、系統、子級3個層面對型號去任務化進行分析論證,并對風險進行分析,以期實現CZ-4B/4C、CZ-2D火箭一子級產品的通用化及火箭硬件產品在型號內部分別去任務化,解決計劃調整帶來的進度影響。