兩化融合管理體系在國防科研院所中的應用與實踐

趙曉虎 孔輝

[摘 要] 面對工業4.0時代的到來，國家“建設制造強國”的戰略部署，認為推進“兩化融合”戰略是國防科研院所的時代選擇。運用“兩化融合管理體系”的管理理論和管理方法，對新時代科研院所的內外部形勢進行了分析；闡述了對“兩化融合”以及“兩化融合管理體系”的認識與思考，以及開展“兩化融合”實踐的過程與成效，體現了技術、業務流程、組織結構等要素的基礎性作用，強調了數據作為“創新驅動”的核心要素在企業創新發展中的重要作用。

[關鍵詞] 工業4.0；工業互聯網；中國制造2025；兩化融合；兩化融合管理體系

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 19. 031

[中圖分類號] F270.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）19- 0071- 05

1 前 言

中國改革開放40年來，以“難以用語言來形容的”速度改變著，現已成為世界第二大經濟體、第一大工業國。黨的十九大報告指出“中國特色社會主義進入新時代”，并做出“加快建設制造強國”以及“深化國防科技工業改革，形成軍民融合深度發展格局”等一系列重大戰略部署，為新時代國防科研機構創新發展指明了方向。

隨著信息技術和工業技術的突飛猛進，帶來了工業領域的第四次變革，以信息物理系統（Cyber-Physical Systems，CPS）為技術基礎的工業4.0時代已悄然走近[1-3]。

德國率先提出“工業4.0”戰略，猶如一石激起千層浪，迅速在全球工業領域引起極大關注。該戰略側重在其原有先進工業模式基礎上，加強軟件發展，并引入互聯網；美國提出“工業互聯網”戰略，是以美國在軟件及芯片等領域的優勢為基礎，補充“缺失”的硬件。

“中國制造2025”戰略，是基于中國國情提出的，面對工業化尚有不足、信息化剛剛起步的現狀，我國需要在發展先進工業技術的同時，大力發展信息產業[4]，實現兩者的融合與共進。《中國制造2025》明確提出：“推進信息化和工業化深度融合，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向”。這是自十六大首次提出“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”、十七大明確 “兩化融合”、十八大強調“兩化深度融合”以來，對“兩化融合”戰略的內涵進一步詮釋與深化。

2 新時代國防科研機構創新發展面臨的挑戰

西南電子技術研究所（以下簡稱研究所）是新中國成立后創建的第一個綜合性電子技術研究所，屬于國家一類科研事業單位。近年來，隨著業務的快速、高效發展，兩化融合建設也在不斷深化，經過起步建設、單項覆蓋，當前處于集成提升階段。

隨著工業4.0時代的到來、根據國家戰略的部署，以及研究所自身發展要求，原有相對孤立的信息化、工業化手段已無法匹配支撐業務發展速度。運用“兩化融合”管理理論，圍繞戰略，對內外部環境進行分析，建設新時代國防科研院所，不僅需要傳統模式轉型升級[5]，又要實現彎道超車，面臨內外雙重壓力的考驗。

2.1 外部環境

（1）世界先進軍工企業已走在前列。波音777飛機是世界首個采用全數字化定義和無圖紙生產技術的大型工程項目；洛克希德·馬丁在F-35項目中，構建了一套完整的“設計制造一體化”解決方案，并實現了與合作伙伴、供應商的實時在線協同；泰雷茲集團提出了一套專用系統工程方法論，以推動傳統研發模式的轉變。

（2）國內國防裝備市場競爭日益激烈，改革逐步深化。市場需求變化頻繁、武器裝備要求越來越高、研制周期越來越短、國防產品復雜程度越來越高。

2.2 內部問題

對標世界先進水平，存在協同設計能力不足、工業設備孤島現象嚴重、“設計制造一體化”研發模式尚在形成、標準規范不夠健全、知識復用與決策支持能力欠缺等問題。

2.3 認識誤區

盡管我國開展了多年的兩化融合建設，但在信息化作用和認識上尚存誤區，導致“信息化”和“工業化”的融而不合、推而不動。

2.3.1 有工具≠有能力

建設中，盡管我國引入了一批先進的工具、軟件，以及設施、設備，使研發生產的手段得以建立、能力得到提升，但擁有一流設計工具，并不意味可以設計出一流產品，更不等于擁有了一流的設計能力。面向未來，要使工具、軟件等發揮最大效能，還需開展大量工作。

2.3.2 有接口≠有集成

當前普遍存在“打通系統之間接口，即視為實現信息集成”的認識誤區，因而導致系統間“通”而不“暢”、信息“流”而不“達”等問題。真正的“集成”應該是將信息、流程、工具、軟件等統一整合，充分協同，形成能力的過程。

2.3.3 有數據≠有知識

各國防科研機構在長期的發展實踐過程中，都積累了大量的設計數據、仿真數據、生產數據，并進行了嚴格的歸檔管理，但有數據≠有知識，它需要提煉；有歸檔≠能應用，它需要手段。因此，如何挖掘和利用數據價值，已然成為國防科研機構新時代創新發展的又一課題。

面對外部壓力和內部問題，我國迫切需要一套科學的管理理念和行之有效的管理方法，支撐研究所形成先進的軍品研發支撐能力、快速的市場響應能力、精細化生產管控能力以及高質量的產品交付能力，從而實現企業戰略目標的達成。

3 構建兩化融合管理體系

“兩化融合管理體系”是在探索信息時代發展規律的過程中，形成的制造業管理新模式，為企業提供了一套科學的管理理論和行之有效的管理方法。

結合研究所構建“兩化融合管理體系”以及貫標全過程，總結體系構建不同階段的理論依據、主要任務和關注要點。

3.1 能力策劃階段

本階段核心任務是尋找可持續競爭優勢需求。圍繞企業戰略目標，識別內外部環境變化，以獲取可持續競爭優勢為關注焦點，明確擬打造信息化環境下的新型能力[6]。本階段需重點把握“戰略循環”，關注能力與戰略的匹配，如圖1所示。

3.2 體系建立階段

本階段核心任務是建立兩化融合管理體系文件。在調研、自評估、標準學習、知識培訓等基礎上，首先，對照國家標準，構建兩化融合體系框架；其次，對企業現有標準、規范、制度，以“原有文件符合兩化融合標準要求的采用，局部不同的融合，缺少的新建”為原則，開展體系建設。管理體系如圖2所示。

3.3 體系運行階段

本階段核心任務是依據“兩化融合管理體系”實施兩化融合項目。在實施過程中，圍繞數據、技術、業務流程與組織結構等核心要素，遵循策劃，支持、實施與運行，評測與改進的“管理循環”，實現新型能力打造與提升。并根據體系要求，開展監視測量、內部審核、管理評審等工作。此階段，應充分關注領導核心作用的發揮。

3.4 認證與持續提升階段

體系認證階段主要是針對體系運行過程中發現的問題及新增需求等進行糾正、預防和持續改進，并申請評定機構審核，以獲取認證和資質。

持續提升階段主要是“兩化融合管理體系”在企業的持續運行。持續實現新型能力的打造和提升，實現企業戰略的落地。此階段，應關注四要素的互動創新和持續優化。

4 基于“國防產品數字化生產管控能力”打造的兩化融合管理體系實踐

國防產品數字化生產管控能力作為支撐研究所未來發展的核心競爭力之一，需要通過構建覆蓋產品全生命周期的研發生產一體化的管理平臺，以及適應國防產品的柔性生產線，來提升適應小型化、輕量化、精密化的制造能力和規模化生產的加工與配套能力。

通過對國防產品數字化生產管控能力建設目標的分解，明確如下量化指標：

年度工序級過程檢驗合格率（FPY）≥60%（指標定義： FPY=FPY機×FPY裝，FPY機=（FPY=P1×P2×…×P15），FPY裝=（FPY=P1×P2×…×P10））

年度平均生產準備周期≤4天

平均產品調試周期≤48天

安全庫存物資年度采購頻次≤12次

季度平均齊套時間≤2天

為實現國防產品數字化生產管控能力目標（以下簡稱“能力目標”），應用“兩化融合”方法論，對項目實施方案進行策劃，從業務流程優化、管理技術提升、信息技術融合、工業技術改進及數據開發利用方面予以實現，過程中同步進行了組織結構的調整。

4.1 基于管理改革的流程優化

圍繞國防產品數字化生產管控能力的打造，進行了流程梳理與再造。成立的流程梳理專職機構，由職能部門、研發部門、生產部門和保障部門骨干組建聯合團隊，采用自頂向下的原則，梳理出研發體系組成的管理制度、流程、子流程和活動，包括 4類主要研發流程在內的共7個流程架構、56個流程、495個模板/作業指導書等流程文件。并建設了EPROS流程管理系統。

4.2 基于精益生產的管理模式變革

在能力打造過程中，一方面對流程進行梳理和優化，另一方面，通過“精益生產”管理項目，對生產管理模式進行調整。通過均衡計劃、準時物流、工藝改善、質量提升、生產現場改善等專題研究，達到“提質、增效、降本”的目標。從管理技術上，促進能力目標的實現。

4.3 以BOM數據為核心的信息系統平臺建設

生產管理方面，建立了精益生產管理信息系統，覆蓋綜合物資管理、制造執行管理、綜合質量管理和環境試驗管理等業務功能。并隨著流程的不斷優化、管理模式的改革等，不斷推動系統的優化改進。比如：配合物資體系改革，同步對系統綜合物資管理板塊功能進行調整，進行了“采購”“庫存”“齊套”等功能的優化，縮短了采購周期、齊套周期，提高了庫存利用，實現了降本增效。生產管理系統如圖3所示。

工藝管理方面，構建了數字化工藝集成設計系統，實現了工藝設計協同、工藝任務分工與管理、工藝設計與更改、工藝資源統籌管理等，形成了基于MBD三維設計模型的結構化工藝設計能力，實現了面向現場的交互式三維工藝文件發布應用，打造基于MBD數字樣機的工藝與生產能力。

數字化工藝集成設計如圖4所示。

集成應用方面，通過精益生產管理信息系統與項目管理系統、產品數據管理系統（PDM）、數字化工藝集成設計系統等的集成，打通了EBOM-PBOM-MBOM的鏈路；通過精益生產管理信息系統與數控設備、物資貨柜、條碼掃描設備等的集成互通，實現數據信息的自動獲取與傳遞。為數據價值的開發利用以及無紙化生產模式的實現奠定基礎，實現國防產品數字化生產管控能力的提升。

4.4 推行無紙化生產作業模式加速工業技術改進

隨著產品數據管理系統、數字化工藝集成設計系統、精益生產管理信息系統等的應用，已初步具備了無紙化生產的條件。進一步通過三維可視化技術等的應用，取消現場圖紙工藝等紙質文件，降低生產人員對二維圖紙工藝的依賴，提高讀圖速度，提升生產效率和質量。

4.5 基于大數據技術的數據開發利用

隨著上述各信息化系統的應用，以及工業設備與信息化系統的集成，使得數據的實時采集、獲取、轉化成為可能，跨業務領域數據綜合分析應用與輔助決策支撐的需求逐步清晰。

在此基礎上，開展決策支持系統建設，以數據的實時獲取為基礎，實現跨業務領域的數據綜合分析與呈現，挖掘數據價值，輔助決策支持。本階段系統主要包括人力、財務、物資、項目、質量等29個業務主題的數據分析呈現、10個指標預警分析、11個決策支持點分析。

同時，研究所在60年的發展歷程中，積累了大量研究成果、歷史經驗，也需要充分挖掘數據價值，在后續的“兩化融合”建設中將不斷深化。

4.6 兩化融合的績效評價

在“兩化融合管理體系”的指導下，通過國防產品數字化生產管控能力的打造，全面實現了預期能力目標：

年度工序級過程檢驗合格率（FPY）=60.12%

年度平均生產準備周期=4天

平均產品調試周期=47天

安全庫存物資年度采購頻次=11次

季度平均齊套時間=2天

同時，從計劃、物流、工藝等維度對業務指標進行統計分析，亦取得顯著成效：

研制項目生產計劃完成率提升到97%

元器件類物資采購周期縮短了65.5%

作業等待時間由10天縮短到1天

批產類板級生產周期縮短了63.7%

通過實踐，使我們充分體會到，“兩化融合”對企業核心能力打造的積極作用，并認識到應以“戰略績效”的眼光看待企業信息化，形成兩化與業務相互促進的良性循環。

5 結 語

“兩化融合”是一個不斷演進的長期歷史進程，也是一個復雜的系統工程[7]。通過“兩化融合管理體系”的建立與運行，可以有效推動“兩化融合”在國防科研院所的落地與實現。在本企業的應用中，雖然在國防產品數字化生產管控、數字化工藝建設、無紙化生產推行等方面初見成效。但面向未來，建設“新時代國防科研”，還需在協同研發平臺構建、數據挖掘與決策支持、標準體系建立等方面大力推進。

同時，基于國防科研機構的特殊性，安全保密要求與互聯網技術在國防科研領域應用之間的協調共存，將是國防科研行業共同面對的問題，比如，如何實現兩化融合“協同與創新階段”[8]所關注的“跨企業的業務協同”在國防科研機構的切實落地等。針對此類行業共性問題，也將與行業攜手，在確保“安全保密紅線不跨越”的準繩下，共同探索行之有效的解決之路。

主要參考文獻

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[4]周劍.企業兩化融合管理體系構建研究 [J].產業經濟評論，2013（11）： 16-26.

[5]汪向東.推進“兩化融合”與加快工業現代化研究[J].中國信息界，2010（3）：4-14.

[6]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會. GB/T 23001-2017信息化和工業化融合管理體系 要求[S].北京：中國標準出版社，2017.

[7]周劍.兩化融合管理體系構建[J].計算機集成制造系統，2015，21（7）：1915-1929.

[8]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會. GB/T 23020-2013工業企業信息化和工業化融合評估規范[S].北京：中國標準出版社，2013.