◎北京宇航系統工程研究所 劉琳 程博中國運載火箭技術研究院 岑拯
CZ-3A系列型號去任務化模式下的計劃管理研究
◎北京宇航系統工程研究所 劉琳 程博中國運載火箭技術研究院 岑拯
所謂去任務化模式是相對于定制化模式提出的,指在運載火箭的研制生產環節取消任務屬性,獨立性較強地組織研制生產,任務屬性較晚介入主研制流程,從而使任務計劃更少地影響產品的研制流程。按照CZ-3A系列型號現有組織管理模式,每一發火箭與任務發次代號是強關聯的,型號任務計劃按發次下達,對某一發火箭指定代號和發射任務。去任務化后,火箭系統級、單機級產品均按批進行生產,在進入總裝階段后再明確火箭代號,火箭總裝完成后進入出廠測試前明確火箭執行的發射任務。
這種新的批生產管理方式在型號產品層級和數量上進一步提高了產品化、通用化水平,實現了系統級、整箭級組批生產。由于運載火箭發射任務與衛星用戶的要求息息相關,每項衛星任務對于火箭的需求均有一定的差異性,使得運載火箭批生產與武器型號批生產有所不同,這一特點決定了不能給火箭完全去除任務屬性,而需要在某一特定的階段將任務屬性與火箭進行結合。
去任務化與定制化模式下計劃管理存在顯著的差異,見表1。
傳統定制化模式下的型號研制計劃,以明確任務發次為起點,以完成發射為終點,呈單線串行管理形態。多任務、多項目并行則呈多線并行形態,但由于共享資源的沖突,多線之間可能存在相互制約。因此,計劃調整的余地小而計劃維護的難度大。
去任務化模式的型號研制計劃可以統籌多任務、多項目并行,呈現出由面(元器件批采購、單機批生產)到線(系統級試驗、火箭總裝)再到點(火箭發射)的管理形態,資源沖突的矛盾在計劃前期已得到充分消化,計劃調整的余地大,因而更便于管理。

表1 去任務化與定制化模式下計劃管理比較
型號計劃工作以型號全生命周期計劃策劃和3年滾動計劃策劃為起始,借助信息化平臺和統一的WBS架構將策劃納入管理,并根據型號科研生產的進展,按照“近細遠粗”的原則逐漸細化分解形成年度型號工作計劃。宇航型號年度工作計劃以每發火箭發射任務為源頭,以該發火箭的發次代號為屬性,按照產品結構樹的分解結構明確責任單位,按照研制階段要求明確計劃節點。在科研生產實施過程中,各責任單位對照計劃節點執行或提出變更和調整,計劃管理部門在信息化平臺中也按任務屬性對型號研制計劃進行全周期策劃的更新與維護。
去任務化模式下,需要對科研生產計劃管理對象進行調整,將原本針對發次任務的計劃管理轉化為針對產品代號編號、產品圖號、產品狀態和生產時間節點要求的計劃管理方式。
1.技術狀態的統一
技術狀態的統一是型號去任務化的必要條件。各系統、各單位對CZ-3A系列型號全箭產品進行梳理后發現,90%的產品在火箭出廠測試之前完全與任務發次無關,具備取消任務發次代號的條件;8%的產品在一定條件下可取消任務發次代號;2%的產品與任務發次需要關聯,暫不能取消任務發次代號。對技術文件(工作項目)進行梳理后發現,在火箭出廠測試之前82%的技術文件(工作項目)完全與任務發次無關,具備取消任務發次代號的條件;12%的技術文件(工作項目)在一定條件下可取消任務發次代號;6%的技術文件(工作項目)與任務發次需要關聯,不能取消任務發次代號。
通過以上統計分析可以看出,80%以上的產品和技術文件(工作項目)完全與任務發次無關,具備取消任務發次代號的條件;10%左右的產品和技術文件(工作項目)在一定條件下可取消任務發次代號;與任務發次需要關聯、不能取消任務發次代號的產品和技術文件(工作項目)不到10%。CZ-3A系列型號共有CZ-3A、CZ-3B G1、CZ-3B G2、CZ-3B G3、CZ-3B YZ-1(上面級)、CZ-3C G2、CZ-3C G3、CZ-3C YZ-1(上面級)8個構型,總體按每一種構型以曬蘭文件XX火箭技術狀態表的形式明確火箭的技術狀態,取代了原來XX遙XX火箭(發射XX衛星)技術狀態表按任務發次明確狀態的做法,最大程度地實現技術狀態的統一和簡化。
2.計劃的下達
為滿足高密度階段發射任務的需求,CZ-3A系列型號通過資源整合、流程優化等方面的改進,實現了從單件、小批量定制生產到組批生產組織管理模式的跨越式轉變。原材料和元器件按批采購,部分單機和零、部(組)件實現了組批生產與驗收、按發次交付。大部段產品生產、系統綜合試驗、火箭總裝和出廠測試按任務發次進行管理,這也為型號去任務化打下了堅實的基礎。研制計劃的下達也從以發次代號屬性為關注重點轉變為以火箭的構型和產品的狀態屬性為關注重點。
單機生產單位可以在元器件組批投產的基礎上,參照年度任務當量合理排產,并提前組織單機的生產和驗收。系統級的綜合試驗不再以發次排序,只以火箭構型和星箭接口的不同來區分狀態,分系統級的集成度大大提高,經過一段時期的成熟應用和考驗后,將來甚至可以實現產品的系統級交付。
3.計劃的調整
在多型號并舉的科研形勢下,由于缺少足夠準確的信息而帶來的不確定性使得型號研制計劃管理變得更加復雜和難以掌控。不確定性來自于內、外2個方面,外部因素包括衛星、測控和地面應用系統等外系統的計劃發生變化、發射工位和測量船的沖突、客戶技術要求方面的不確定性等,內部因素包括技術狀態變化帶來的風險和生產資源沖突等,這些不確定性勢必會引起計劃調整的風險,并且影響整個運載火箭系統的研制生產效率。
CZ-3A系列火箭進入高密度發射階段以來,年均發射任務達到8~9發,年均排產12發火箭。按原有計劃管理模式,由于生產任務量大,各發次火箭間計劃節點極為緊湊,計劃的余量小,個別項目的推遲將滯后共享火箭生產資源的其它所有項目計劃。
4.計劃的考核
目前,計劃部門在AVDIM系統中按照每發火箭的發次代號、以該發次火箭研制流程和階段明確計劃節點并對標逐條考核,經過分解細化,每發次火箭研制主線上均有多個關鍵節點作為考核項。在CZ-3A系列型號高密度發射階段,由于多發任務階梯式并行,研制生產的工作量驟增,計劃考核的項目數和節點分布的密度非常大,也增加了計劃考核的工作量。
去任務模式下,下達任務時不再明確產品發次,單機產品采取批驗收、批交付方式,火箭總裝也不帶有任務屬性。因此,原有的線性、單點考核辦法已不適用,需根據考核的目的與關注重點做出變更和優化。可以在單機生產、系統試驗和火箭總裝階段給予承制單位更大的計劃自由度,選取季度或半年度為計劃節點,以完成任務量的統計值為判據予以考核,如一季度完成3發火箭的電氣產品生產交付、上半年完成4發火箭的電氣系統綜合試驗、三季度完成2發火箭的總裝等。而在火箭的任務屬性明確后,再按照工程總體的要求嚴格考核研制進度,如在XX月完成XX發火箭出廠測試、XX月完成XX發火箭待命出廠、XX月完成XX發火箭發射XX衛星等,這樣既可以保證多任務并行條件下火箭整體的生產節奏和生產效率,也達到了對每發任務研制進展嚴格考核的目的,同時還減少了計劃考核的工作量。
5.項目的檢查
目前,CZ-3A系列型號的用戶對火箭的監造和管理還處于定制模式,合同的簽訂以及執行均需要明確的火箭發次代號,并以具體計劃里程碑節點的完成情況作為項目檢查的關鍵點和付款依據,這與去任務化模式下的研制生產管理是矛盾的。
解決這一矛盾應從2個方面入手:一是思想認識的轉變,相關管理部門要積極主動地與用戶溝通,讓用戶理解和認識到型號去任務化是在確保產品質量的前提下提高火箭生產效率和適應性的有效途徑,并樂于接受新的管理模式帶來的轉變,以新的角度重新審視當前形勢下對運載火箭合同監管的條件約束;二是計劃中里程碑節點和檢查項目的重新選取,建議從以下4種類型的研制項目中選取。
第一類是多任務共有的項目,如單機產品的典試、發動機的批抽檢試車,它可以作為代表本批次產品健康狀況的主要依據;第二類是新研制的產品,根據用戶需求定制生產的產品具有唯一性和排它性,應列出專項研制計劃,并選取重要的質量控制點,如生產工藝審查、轉階段評審等作為檢查項目;第三類是與任務相關的軟件和參數,如大系統級的研制任務要求、大系統間的ICD文件、軌道設計、飛行時序和飛行軟件等,這些工作在火箭硬件組批生產的同時同步開展,也是火箭明確任務屬性的重要標志和依據;第四類是火箭明確任務屬性后的計劃,此時距離發射時間約4~6個月,各項研制工作已非常清晰,可選取重要的質量控制點如出廠測試評審、專項評審、出廠評審、火箭出廠等作為檢查項目。
CZ-3A系列型號去任務化是型號研制生產組織管理方式的根本性改變,將擺脫整個任務需求的限制,站在全型號的角度統籌任務分配、優化資源利用、提高生產效率。去任務化模式下的研制管理是基于產品技術狀態的統一,進而實現系統級乃至整箭級組批生產,必將大幅提高對任務的適應性和對市場的反應能力。▲