軍工院所研發管理現狀及管理模式分析研究

徐益平+黃洋

摘 要 我國軍工行業目前正處于快速發展時期，任務重、要求高，能否短周期、高質量地完成科研生產任務已經成為軍工院所面臨的主要挑戰，這種挑戰對軍工院所研發能力與科研管理提出了更高的要求。本文從管理現狀入手，剖析精益研發與基于PACE的集成化產品開發模式管理核心，為院所在復雜產品研發管理及利用多專業團隊來實現研發流程優化再造提供思路與方法，以提升軍工院所研發的管理能力與水平。

關鍵詞 精益研發 產品及周期優化（PACE） 集成化產品開發（IPD）

一、引言

航空、航天、船舶、兵器、核工業等領域所研制的各類武器系統幾乎都屬于復雜產品，“客戶需求復雜、工作原理復雜、技術基礎復雜、結構組成復雜”，并由此導致產品的開發、研制、試制、試驗、生產、維護等過程都非常復雜。某種軍工產品能否研制成功，會更明顯地依賴軍工院所針對此類產品在專業業務流程、工具、知識、規范和專業參考數據等方面的積累情況，這些無疑是構成軍工院所核心研發能力的關鍵。復雜產品的研發已經成為制約院所產品創新的瓶頸之一，現有的產品研發模式已經無法滿足當今高度綜合化、協同化和全生命周期的研發需求。

二、軍工院所研發管理現狀分析

目前，無論是與世界先進軍工院所相比，還是相對于裝備研制的迫切需求，我國軍工院所的核心研發能力仍然不足，急需提升。具體來說，各系統的集成、協同及多部門協同與并行研發的能力還遠沒有形成；研發流程還沒有實現利用數字化手段有效地集成化、完善化和系統化的管理；管理不能覆蓋研發的全流程；研發缺少知識的支持，知識管理與產品研發各行其是；當前的體系造成研發難以實現多項目、多場所、跨地域的并行協同架構，院所信息化缺少標準體系等。

而當前產品研發模式已經呈現出高度綜合化、協同化和全程化發展趨勢，產品日益復雜，技術含量不斷增加，數據日益膨脹，軟件正在部分替代原有的硬件執行更為復雜的功能，越來越多的院所部門和合作單位參與整個研發過程等。以上諸多因素使研發周期變長，項目延期和成本超支的現象屢有發生。

我國的軍品生產組織長期沿用計劃經濟體制下固有的、粗放的生產組織方式和管理模式，雖然也在不斷更新和改進，但其影響深遠，制約了院所管理進步和管理水平的提高。由于在研制、試驗和生產各階段存在時間與周期上的交叉，許多產品在設計定型前乃至定型后還有許多技術狀態不斷變動的情況，加之軍品多品種、小批量的特點，給軍品生產組織的作業標準化和精益化造成了一定的困難。院所長期以來普遍采用系統工程的方法來解決復雜產品研發的問題，復雜產品系統，例如在我國軍工院所眾多的研發項目中作為重點的型號產品的研制，從任務需求到系統驗證、定型是一個漫長的、循序漸進的研發流程，是分析、綜合、試驗和評價反復進行的過程。通常的研發流程都是從需求出發，首先形成概念設計，逐步細化，經過反復迭代，最終產品概念形成一個總體性能優化，滿足全生命周期使用要求的產品系統。系統工程方法的核心是系統分解和集成，通常采用一種“V”圖的方式來描述系統工程的工作范圍和基本方法。研究人員發現，如果將“V”圖“攤平”，發現系統工程方法是只有一個維度的研發過程，而實際上研發過程絕對不是只由一個維度來描述。隨著時間的推進和大量軟件工具的使用，系統工程方法無法表現人機交互的軟件過程，知識的作用機制也無法體現，已經不適應復雜產品的研發過程。

三、精益研發管理方法研究

“精益”源于豐田的“精益生產”的理念，已經得到眾多院所的認可。精益生產思想的核心是消除一切無效勞動和浪費，把目標確定為盡善盡美，通過不斷降低成本、提高質量、增加生產靈活性、實現無廢品和零庫存等手段確保院所所在市場競爭中的優勢。精益生產既是一種生產方式，其目標為最大限度地減少院所生產所占用的資源，降低院所管理和運營成本，也是一種理念、一種文化。其實質是管理過程，包括組織結構管理的優化，組織扁平化改革，減少非直接生產人員；推行生產均衡化、同步化，實現零庫存與柔性生產；推行全生產過程（包括整個供應鏈）的質量保證體系，實現零缺陷；減少和降低任何環節上的浪費，實現零浪費；最終實現拉動式的準備化生產方式，與精益生產過程中出現的浪費相似，產品研發過程中也存在多種類型的浪費，如方向沖突、工具或原型錯誤、溝通障礙、遺棄知識、責任行動知識分離等。還有更嚴重的問題是結果失控，這是最大的浪費。

如何消除產品研發過程中的諸多“浪費”，讓研發變得“恰好”？精益生產所帶來的精益思想可以給我們重要的啟發。“精益研發”一詞誕生于2007年，制造業信息化領域的量大領先供應公司（PTC）和安世亞太（Pera Global）同時將其作為市場推廣的關鍵詞，并使其迅速成為業界研發技術的新主張，但兩家公司“精益研發”的側重點不一樣，PTC推崇的“精益研發”是通過規范的流程和系統工程的過程來保證設計的一次成功率，從而保證院所的快速反應和適度柔性，由此而控制設計結果和研發成本；而安世亞太除了強調建立精益研發系統工程模式和設計仿真質量一體化之外，還特別強調了在設計過程應用知識和創新方法，以此為產品注入高附加值。

如何精益，實現精益的思路是多種多樣的，有專家從六個方面提出了自己的觀點：由消除研發的浪費環節而精益；由合理決策而精益；由改進研發技術而精益；由重構研發鏈而精益；由質量指標總線而精益；由研發活動知識化而精益。但是這些方面的可實現性和可度量性仍需要研究。

精益化研發方法的核心是一種全新的基于系統工程的研發方法，它帶來的好處是，讓一維的研發進程描述變成三維的表達，為復雜產品研發提供了一個全周期和大視野的研發流程梳理工具。讓離散且隱形的研發質量指標實現顯現化、看板化、系統化和偏差動態“歸零化”知識讓研發有了知識指導，有了可參考的模式、知識的不斷積累，可以最大限度地減少甚至消除研發過程中的各種浪費，讓研發變得“恰好”，即精益。具體可以從霍爾三維結構（將系統工程整個活動過程分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業知識和技能。這樣，就形成了由時間維、邏輯維、知識維所組成的三維空間結構），研發流程中的系統維、設計域中的邏輯維、WBS中的知識維去理解，由于篇幅有限，這里就不對如何精益和精益研發技術、模型的內容作展開說明。endprint

此外，精益研發作為一個研發體系，應涵蓋產品全生命周期，仍需將制造、試驗都納入到這個體系中。面向制造的設計（Design For Manufactory，DFM）也是并行工程的核心技術，因為設計與制造是產品生命周期中最重要的兩個環節，數字化樣機在開始設計時就要考慮產品的可制造性和可裝配性等因素，以達到設計制造的一體化。如果一個產品設計不具備可制造性或者是不能迅速地進行批量生產，那么即使這個產品的性能、功能、質量都是最好的，這個設計仍然是一個失敗的設計。設計一個新產品，如果在設計和制造之間沒有交互，極有可能造成無法生產、設計反復，進而嚴重影響整個產品的研制生產效率。對于試驗測試來說，如果能夠更好地積累過往的試驗數據，提升試驗數據的二次利用率，定然可以有效地避免設計和制造中錯誤的重復出現。尤其是數字化技術的引入，開展虛擬化試驗，對于降低試驗成本，提高試驗成功率具有重要的作用。

軍工院所快速發展和提高產品研制能力的迫切需求已經離不開信息化的發展，急需打造數字化產品研發平臺，涵蓋整個研發的數字化過程，包括模擬仿真和質量管理的相關要求，以及設計、制造、試驗和跨地域、跨院所間的協同等。只有很好地解決了上述問題，精益研發才會有更好的發展。

四、基于PACE的集成化產品開發模式研究

產品及周期優化（Product And Cycle-time Excellence ，PACE）的概念最初由美國管理咨詢公司PRTM公司于1988年提出，它所提供的是一個通用的框架、標準的流程術語適用于各個行業的流程基準，是一種不斷融合最佳實踐的方法，以及一個持續完善的流程。其概念、技巧和管理經驗都具有精妙之處，使得它們在實踐中更實用、更成功，其各個獨立要素，包括精妙之處在內，共同作用，創造出一種用于改進產品開發的成功的方法論。強調研發流程控制，強調產品開發是由決策流程來推動的，是一個可以管理、可以改善的流程，并非只有靠天才和運氣。產品開發過程需加以定義和實施，以保證院所相關人員都能有共同的認識，知道如何協調和配合等等，從中可以看出這種管理，是基于流程提高管理的技術水平還是比較明顯的。PACE中具有七個要素，分別用于項目管理和跨項目管理這七個要素相互關聯，只有將它們綜合起來使用才能充分發揮效力。

第一，用于項目管理有四個要素：階段評審流程與高效決策、項目組織的核心小組法、結構化的產品開發、開發工具與技術。

第二，用于跨項目管理有三個要素：產品戰略、技術管理、管道管理。集成化產品開發（Integrated Product Development，IPD）的策略和思路是基于全生命周期的并行工程思想，是在PACE等產品研發模式的基礎上，經過一些領先國際知名企業（如IBM、華為）的實踐發展起來的，它以客戶為導向，利用多專業團隊來實現設計、制造和后勤保障的過程優化，集成從需求分析、產品概念、產品設計、生產制造以及現場支持的所有基本活動，確保任務按質、按期完成。

集成化產品開發（IPD）管理模型的研發流程模型基本的結構化要素包括如下八個方面：組織戰略的規劃、溝通與執行；跨職能部門集成化的產品開發團隊；產品生命周期模型與研發階段劃分；階段決策評審體系管理評審與技術評審；產品線項目管理；資源部門規劃與建設資源管理、團隊文化、工具與設施如平臺等；預先研究預研，技術開發與平臺開發與產品開發相分離；將所有開發項目視為投資的組合管理方法。

集成化產品與過程開發的關鍵技術包括：市場與技術研究產生技術規劃和產品路標規劃；技術開發與平臺開發（預研項目，即預先研究）；研發項目管理；加速產品開發進度常用的管理工具與方法典型的快速工具與方法推薦，如原型開發、迭代模式、瀑布模型、并行工程、IT信息平臺等；研發風險管理，并行加速研發進度的同時必然增加風險，產生嚴重的代價和巨大的風險，最大的是返工的損失，需要有明確的應對措施；研發人力資源管理（尤其是人力資源規劃、建設、調配與素質提升及項目績效考核方法）。

各軍工院所可以根據自身的特點進行深入研究和實施IPD，研究集成化團隊技術、經營過程、開發和生產過程質量功能部署和評估、面向全生命周期的因素設計、信息共享機制、協同方法、產品數據管理等方面。為適應軍事裝備建設需求的不斷變化，院所需要突破和創新產品研發管理模式，運用集成化產品開發（IPD）理念和方法及信息集成技術，改造軍工院所流程，建立產品協同工程環境，提升協同設計、多學科集成優化設計能力，最終提高產品院所的快速響應能力、快速重組能力和產品創新能力。

五、結語

目前，國內軍工產品正處在產品成本不斷攀升、利潤不斷降低的階段，軍工院所也逐漸市場化，需要整合資源、降低產品成本、提高質量，進行軍民融合發展，在這個大背景下進行研發管理的創新，精益研發思想和IPD都是與時俱進、具有創新理念的產物，是值得軍工院所學習、研究和借鑒的先進模式。創新的途徑和方法很多，但是最基本的就是要對院所既往經驗的梳理、存儲、分析和再利用，即知識管理。這些都是院所創新中所需要使用的概念、原理和創意，是產品研發創新的基礎。同時院所也應該積極借鑒、融合外部知識，形成關聯集成的知識，并且按照數字化方式存儲，輔以職能檢索，使得知識在院所內部得以共享。自主創新是院所和國家發展的靈魂，軍工院所只有真正理解這些先進的研發管理模式的概念、理念，建立符合自身特點的研發管理體系，給研發領域帶來積極的變化也就是創新，也才能靈活應用這些模式，并產生實際效果，相互補充，相互完善，各種管理模式才能為企業帶來更大的效益提升空間。

（作者單位為中國電子科學研究院）

[作者簡介：徐益平（1977—），男，江西臨川人，高級工程師，長期從事復雜電子信息工程項目管理與科研管理研究工作。黃洋（1987—），女，湖南常德人，助理工程師，從事復雜電子信息工程項目管理與科研管理研究工作。]

參考文獻

[1] 精益研發方法學[DB/OL]. CNET科技資訊網，2008.

[2] 邁克爾. E .麥克格拉斯. PACE——產品生命周期優化法[M]. 2013.

[3] 郭鍵. W公司集成產品開發（IPD）管理體系研究[D].北京郵電大學碩士論文，2008.endprint