運載火箭產品開發選用全生命周期管理體系的構建

◎中國運載火箭技術研究院 楊貴斌 李瀟瀟 周欣欣 陳翼江 史鑫

運載火箭產品開發選用全生命周期管理體系的構建

◎中國運載火箭技術研究院 楊貴斌 李瀟瀟 周欣欣 陳翼江 史鑫

通過對運載火箭產品開發選用全生命周期管理活動的系統分析，中國運載火箭技術研究院對型譜管理、新產品開發與更新換代、產品選用和貨架產品組批生產計劃等產品化關鍵環節及其配套保障工作內容進行研究，構建了一套行之有效的管理體系，同時對管理體系的總體思路、內在邏輯、體系內容、流程設計作了具體介紹。

隨著運載火箭產品化工作的逐步推進，相關技術規范、標準以及管理工具也在逐步完善，需要系統性的頂層策劃并建立覆蓋全面的管理體系。為此，中國運載火箭技術研究院圍繞產品型譜規劃、產品開發、貨架建設、組批生產、型號應用及售后服務等產品全生命周期中的各項管理活動及其配套保障工作，對適應“型號與產品并重的科研生產模式”的管理體系進行了研究，同時在運載火箭領域開展試點應用，以期檢驗管理體系的科學性和實用性，識別問題并不斷改進，最終為產品化建設的有序推進、科研生產能力的持續提升探索一條可行的路徑。

一、建設的總體思路

研究院圍繞型譜管理、新產品開發與更新換代管理、產品選用管理和貨架產品組批生產計劃管理過程中的相關職責、流程和要求等產品化核心工作展開研究。

首先，研究型譜編制原則和檢控手段，規范產品型譜在編制、發布、更新、歸檔等過程中的管理要求和流程。針對產品型譜研究報告和型譜簡表的編制內容進行規范，給出模板和詳細說明。

其次，對新產品開發與更新換代各階段的劃分及定義進行探討，提出各階段主要工作內容與流程、技術狀態控制原則、以及新產品立項評審和驗收要求等。進而，研究型號或項目立項及研制過程中產品選用各項工作的責任主體和職責分工；產品選用的工作流程、內容和相關要求；產品選用工作管控措施和檢查手段。同時，對貨架產品組批生產的原則、貨架產品計劃與型號計劃的關系、貨架產品生產計劃編制的職責分工、計劃分類和編審流程，以及計劃調整的應對措施和考核辦法展開研究。

此外，還對各項產品化核心工作相關的計劃經費等配套保障問題進行了全面細致的研究。

二、管理體系的內在邏輯關系

產品全生命周期研制流程如圖1所示。產品型譜、新產品開發、產品選用管理以及貨架產品組批生產等都是產品化工作中的關鍵管理環節，且關系緊密。產品型譜是產品工程的頂層規劃和核心，也是新產品開發和貨架建設的依據，貨架是產品選用的基本條件，而產品選用又是貨架產品實施組批生產的基礎，各要素環環相扣，既獨立運行又相互制約。因此，在對這些管理流程的研究中要特別考慮各項管理活動之間的關系。

其中，產品型譜管理圍繞宇航型號單機級以上產品，系統級、分系統級產品也可參照執行。其職責、流程及執行標準科學、合理，按照兩級管控的方式對型譜編制實施管控，確保所規劃的產品型譜能夠發揮“總結過去、支撐現在、引領未來”的作用。

新產品開發管理按自主研發和型號牽引2種類型分別研究。對自主研發的產品，研究院既鼓勵各單位積極開展研發工作，也在合適范圍內實施一定程度的管理；對型號牽引的產品，考慮其各階段工作與型號研制流程的契合性。2種類型的新產品開發管理均要考慮以下問題：針對新產品有充分、合理的開發依據；開發成果如何滿足型號、市場的需求；開發成敗如何把關等問題。

產品選用管理的責任主體面向型號產品，把握將產品化納入型號研制流程的切入點，特別是抓住項目立項和方案階段的有利時機，開展產品選用工作。另外，針對型號選用通用產品，制定切實有效的管控措施和檢查手段。

貨架產品組批生產計劃管理結合航天型號科研生產特點，遵循統籌策劃、合理計劃、統一備料、統一生產、統一驗收、分別交付和專業化售后服務的原則。工作中以專業為主線，盡可能淡化具體型號的研制特征，包含貨架產品研發及生產、驗收、交付、售后服務全過程的策劃、編制、審批、維護、調整、考核等計劃管理工作。

圖1 產品全生命周期研制流程示意圖

此外，對貨架產品退役換代問題展開研究，設定貨架產品下架的原則、標準及工作流程。

三、產品開發選用管理體系的形成

為推動產品化工作的健康發展，使各個環節都能做到有章可循、有法可依，研究院通過流程重組形成面向產品開發選用全生命周期的各項管理制度，構建了一套科學合理、全面覆蓋、切實可行的產品開發選用管理體系，如圖2所示。該體系依據中國航天科技集團公司有關文件，在系統分析的基礎上，經量化研究、科學篩選編制而成，總體上涵蓋了運載火箭產品開發選用管理工作的各方面內容。

圖2 產品開發選用管理文件體系架構

從橫向看，體系可分為核心和保障管理2個部分。核心管理內容包括產品開發選用管理體系，具體有型譜管理、貨架產品計劃管理、新產品開發管理、生產線建設管理、產品選用管理等內容；保障管理包括經費管理及其它基礎配套管理等內容。

從縱向看，分為研究院和廠所兩級管理制度。

有一個方法是：去科技館，去各種博物館，想想浩瀚的宇宙，遙遠的星空，想想宇宙大爆炸，人類如此渺小，那點小怨小恨根本不值一提。

四、對關鍵流程的規范

研究院產品開發選用管理體系重點對航天產品型譜、新產品開發、產品選用、貨架產品組批生產等產品化關鍵工作流程進行規范。為確保各類流程的順利實施，研究院成立了產品開發選用的組織機構，設立研究院產品化推進領導小組及辦公室、產品化推進“兩總”系統，設置各類工作組，還在廠所設置了相應的產品開發選用管理組織。

1.產品型譜管理

研究院通過制定產品型譜管理辦法規范了型譜編制、評審、批準、發布、歸檔以及更新過程中遵循的原則和程序。考慮到產品型譜是產品化工作的龍頭和基礎，在產品化模式運行過程中具有至關重要的作用，因此在職責設定時，單機以上型譜全部納入院級管理，單機級以下型譜由廠所管理，采用單位層面先預審、研究院層面再終審的兩級評審方式，從而確保方案的正確性。研究院產品總師、副總師分別對兩級評審的技術工作負責，主管院領導負責研究院產品型譜的批準發布。

產品型譜管理工作流程包括需求分析、編制產品型譜研究報告、產品型譜審查、產品型譜發布、產品型譜更新等5個基本步驟，如圖3所示。

2.新產品開發管理

圖3 產品型譜管理工作流程圖

對于自主研發產品，產品開發分為立項論證、原理樣機研制、工程樣機研制3個階段。新產品在項目立項、設計、試驗、生產、驗收等開發全過程中的計劃管理、經費管理、質量管理、成熟度認定等活動均由設計單位牽頭負責，研究院只負責備案及更新型譜。

對于型號牽引產品，完全按照型號研制流程開展工作，分立項論證、方案研制、初樣研制、試樣研制4個階段。型號項目團隊負責根據型譜和研究院發展要求提出開發項目，提出研制任務書，與產品研制單位共同承擔產品研制任務，新產品開發主管部門組織立項和驗收評審，產品總師對評審的技術工作負責，研究院主管產品化領導對新產品開發項目的確定具有決策權。為確保新產品開發工作的實施，要求完成各階段成熟度認定工作后再開展型號轉階段評審。

新產品開發與更新換代的工作流程包括立項申請、方案論證、原理樣機研制、工程樣機（工程產品）研制、任務產品（飛行產品）研制5個階段，每個階段完成相應的產品成熟度控制要求，其基本工作流程如圖4所示。

圖4 新產品開發及更新換代工作流程圖

3.產品選用管理

研究院通過制定產品選用管理辦法規范了在研和在役型號的產品選用要求，基本工作流程如圖5和6所示。針對在研型號，產品選用的控制點主要在項目立項論證階段和方案階段，并按照總體、分系統2個層次逐級把控。各分系統負責組織本系統的選用方案評審，研究院產品選用主管部門負責組織全型號的產品選用方案評審，型號副總工程師/總工程師分別對評審的技術工作負責，研究院產品總師/副總師參與評審。型號“兩總”系統具有產品選用方案的決策權，對型號技術方案全面負責。在初樣、試樣階段，主要對選用產品的適應性和接口匹配性等進行考核、驗證，并固化技術狀態。如選用產品技術狀態需要更改的，由型號總工程師和產品總師共同確認。另外，為確保產品選用真正嵌入型號研制程序，將型號研制各階段的產品選用評審結果作為型號通過轉階段評審的必要條件之一。

圖5 新研型號產品選用工作流程圖

圖6 在役型號產品選用工作流程圖

針對在役型號，僅規定了產品選用應執行的基本原則，未設置控制點。對于新研型號，項目立項和方案階段主要是對產品選用方案進行控制；初樣和試樣階段重點對選用產品的技術狀態進行有效控制、固化。

4.貨架產品組批生產計劃管理

研究院通過制定貨架產品計劃管理辦法規范了貨架產品生產計劃的編制流程、調整流程及考核辦法，明確了型號計劃與貨架產品計劃的關系。

生產管理計劃分類按層級管理。長期計劃是指導性計劃，年度計劃為指令性計劃，按年度下達貨架產品生產、驗收及配套交付等任務計劃。生產計劃主管部門負責組織編制貨架產品生產一級計劃，由研究院產品化推進總指揮審核，院主管領導審批；綜合組/產品管理組將一級計劃分解至各承研承制單位與各相關部門形成二級計劃；各承研承制單位在一級、二級計劃基礎上進行分解細化形成三級計劃。承研承制單位根據產品齊套時間制定組批驗收計劃，由產品交付單位依據計劃按型號產品的交付路線直接交付選用型號。

在研究院貨架產品計劃過程中，因市場變化、型號需求變化、質量問題、不可抗力及其它情況影響需調整的項目，應按照計劃編制審批的權限進行計劃調整的申請和審批。另外，針對售后服務計劃的編制和審批流程同貨架產品生產年度計劃的管理，當計劃調整涉及產品設計、生產單位與型號/用戶間的重大問題時，需要報產品化推進總指揮審核、院主管領導審批。對市場部門、承研承制單位的需求分析的準確性、前瞻性，貨架產品生產計劃的科學性、合理性，各型號提交需求的及時性與準確性，以及承研承制單位產品質量的可靠性進行評價并定期發布。

五、管理體系的應用效果

結合“二次創業、市場化轉型”需求，研究院產品開發選用管理體系的應用產生了實效。通過制度建設，對產品型譜、新產品開發、產品選用、貨架產品生產的職責、流程、要求進行了全面梳理和規范，建立并完善了型譜編制、新產品開發機制，強化了研究院產品選用的管控手段，明確了貨架產品組批生產計劃管理要求，為研究院革新體制機制、突破發展瓶頸、實現型號與產品并重的科研生產管理模式轉型規范了步驟，夯實了制度基礎。

1.夯實基礎，規范流程

產品型譜管理辦法明確了產品型譜編制的流程與主要內容，規范單位編制產品型譜工作，形成通用化、標準化的型譜編制模板，有效地提高了各單位產品型譜編制的效率，加快了各單位/部門的審批速度，進一步規范了產品型譜的編制，促進了產品型譜標準化建設。

2014年底，研究院所屬各單位按照產品型譜管理辦法、新產品開發管理辦法等一系列管理規范，完成了結構、電氣、發射支持、突防等四大系統單機產品的型譜編制，并由研究院組織召開了2次單機產品型譜評審會，審議了22類單機產品型譜，完成了2014年單機產品型譜編制工作。

2.新產品開發有突破

產品開發選用管理體系中充分考慮當前科研生產模式和現狀，為有效推動通用產品開發，提出了2種新產品開發方式：一是自主研發式新產品開發，充分發揮、調動各單位研制新產品的自主性和積極性；二是型號牽引式新產品開發，將通用產品的新產品開發和型號研制密切結合，充分借助新研型號所提供的通用產品開發技術與經濟平臺，降低了新產品開發風險。

在明確產品各研制階段的主要工作內容基礎上，規定新產品的開發必須通過產品型譜統一、完整的規劃與策劃程序，增強了產品創新的系統性。進一步規范了新產品研制流程，明確了新產品開發各階段的劃分及定義、技術狀態控制原則、新產品立項評審和驗收要求，避免或減少了無序的開發和低水平重復工作造成的研制資源浪費，有效提升了院級層面的管控和指導力度，使新產品開發全階段目標清晰、有據可循，有力推動了產品專業化研發和產品更新換代等工作。

2014年，研究院所屬各有關單位開展了分系統平臺和衛星適配器等18個新產品開發，在驗證管理辦法科學性、有效性、適用性的同時，也為豐富產品貨架、推廣型號應用奠定了基礎。

3.產品選用成效顯著

產品開發選用管理體系規范了型號研制各個階段產品選用的流程與主要內容，引導型號開展產品選用工作，將產品選用與型號研制各個階段的有效結合輔以監督與激勵措施，提升了型號研制水平。通過型譜產品的選用，減少了新研同類產品的成本，也培育了型譜產品成熟度等級，節約了型號研制經費。制定并實施貨架產品計劃，避免多型號、多批次對產品生產的影響，使各型號同狀態產品之間具備互換能力；解決了由于發射任務的調整導致產品超貯存期使用問題以及生產計劃調整致使組件超貯存期的問題；抽檢、靜力試驗、典型試驗等數量減少，縮短了生產周期，提升了多型號任務的交付能力。

“十二五”期間，研究院重點對CZ-2C、CZ-3A系列運載火箭中的箭體結構、動力系統、控制系統等關鍵分系統及重要單機實施了可靠性增長及產品化推進。改進了近200項薄弱環節，單機產品可靠度平均提高約1.3%，單機產品交付周期縮短40%，發射場開箱合格率達100%，運載火箭發射可靠度由0.92提高到約0.95，型譜產品選用率約64%，各型號發射能力顯著提升，部分型號發射能力增長100%。2013～2015年，發射場測試和發射階段發生質量問題數量較2010～2012年下降70%，運載火箭實現發射場零故障。此外，上面級在研制過程中還先行啟動型號應用試點，YZ-1上面級選用產品近40臺/套，占全箭產品比例為36.3%；YZ-2上面級選用產品約120臺/套，占全箭產品比例為84.5%。

中國運載火箭技術研究院從自身科研生產管理現狀出發，以構建型號與產品并重的新型科研生產模式為目標，提出了航天產品型譜、新產品開發、產品選用和貨架產品生產計劃等相關配套制度流程。通過充分、深入的基礎調研，全面、透徹的討論與分析，形成了一套科學、合理、適用的產品化建設管理體系，為型號與產品并重的科研生產活動提供了重要的管理支撐。