“減、加、建、控”科研管理方法

張惠平、王輝、尚騰、林平、姚寅偉、路坤鋒 /北京航天自動控制研究所

一、項目背景

北京航天自動控制研究所系統方案研究室是北京航天自動控制研究所在研型號和背景預研型號控制系統方案論證、系統研究與驗證的總體單位。筆者綜合分析內外部環境，梳理科研任務、技術創新等方面的形勢，結合研究室當前發展情況，發現目前科研生產任務具有如下特點：

一是國家重大科技工程任務密集開展，高強度密集研制、發射成為常態。

2020 年，研究室全年必須確保所有飛行試驗和發射任務圓滿成功。以探月工程、載人空間站、“北斗”三號、深空探測等為代表的重大工程政治責任空前重大，影響深遠，必須確保萬無一失。

二是新型號競爭日趨常態化，方案論證能力提升需求迫切。

新型號性能要求高，技術跨度大，競爭日趨激烈。傳統的系統方案無法滿足新型號競爭下的能力需求，需要創新方案設計，實現方案閉合；系統方案的優劣直接決定著裝備的戰技性能、質量、成本，并極大地影響競爭成敗。同時，專業基礎能力不足、技術儲備不足，難以支撐新形勢下的方案論證。

三是實現智能控制技術階段目標的技術創新任務艱巨，“十三五”收官及“十四五”布局責任重、難度大。

2020 年，圍繞實現智能控制技術階段目標，研究室必須實現多項關鍵技術突破；預先研究技術創新難度大，任務艱巨。同時，2020 年重大背景項目推進責任重大，領域布局責任重大。

四是全面競爭成為常態，科研模式優化升級，推進三高發展需求迫切。

外部競爭態勢越發激烈，用戶主導下的全面、全程、分級競爭已成常態。面對急劇增長的研制任務及研制進度要求，需結合研究室工作特點，采取有效措施，大力做減法，切實持續深化科研生產模式優化升級。

在這種任務特點下，保型號成功和技術創新壓力巨大。在人員緊張、資源有限的條件下，研究室優化升級科研生產模式，提出“減、加、建、控”的科研管理方法，通過統籌資源，以統促減，以減促簡，提高效率；將釋放的資源投入方案論證、首飛重大型號研制及技術創新上，以減促加，提升核心競爭力；同時建立專業能力、缺省平臺與責任體系，嚴控系統各項風險，確保了各項科研生產任務的圓滿完成。

二、工作與實踐

研究室在長期的科研生產與管理實踐中總結提煉出了“減、加、建、控”科研管理方法，并以此方法指導科研管理工作，取得了良好的效果。

1.方法內涵

“減、加、建、控”科研管理方法以“減、加、建、控”4種管理手段為主要抓手，以提效益、提效率、控風險、保質量為目標導向，其具體內涵如下：

減：以統促減，以減促簡，方案統籌，將減字落實在全年工作始終，大力做型號減法、提高效率。

加：增加方案論證、首飛型號研制資源投入，擦亮“精度”金名片，提升核心競爭力；增加技術創新，加速智能技術發展，實現智能控制技術階段目標。

建：建專業能力，不斷豐富新方案新算法，加快缺省模式設計平臺建設和應用，建立責任體系，有效促進型號科研生產模式優化升級。

控：控風險、控出室最后一道關。

2.方法具體實踐

（1）以統促減，方案統籌，將“減”字落實在全年工作始終

“減法”工作不是一味追求減少工作量，簡單粗放地減少工作項目和工作內容，而是要通過科學的分析，在保證質量的前提下，將原先多余的、浪費的、重復的工作減掉，通過“減”來提高效率，通過“減”來釋放資源，以減促簡。為實現科研模式優化升級、實現系統方案從定制設計向平臺化設計的轉變，研究室開展了方案統籌、產品統型、過程工作簡化等工作。從專業內實現各型號方案橫向一致，體現專業擔當、專業抓總。向下開展關鍵單機技術指標的整合和歸集，篩選優選產品目錄，提供選型指南。減少重復工作，優化工作流程，節省資源實現過程工作簡化，將“減”字落實在全年工作始終。

一是方案統籌。

當前，研究所多個新研、新論證型號存在外部競爭壓力大、研制周期短、總體技術指標要求高的特點。研究室結合新型號論證和研制中的特點，提出基于現有缺省設計平臺方案庫和算法庫，結合型號任務需求，采用成熟技術和方案解決共性問題，進而實現型號間方案橫向一致，減少重復性的設計工作，提高方案設計的效率，實現快速方案論證和系統研制。同時，通過制定新型號方案決策評審報告編制規范，以及新型號方案決策評審報告審查要點，確保型號論證方案正確性和各型號間橫向一致，實行過程和結果把控，確保使用成熟技術和方案；2020 年，研究室完成了多個型號的系統方案決策評審，有效保證了型號間方案橫向一致。

二是產品統型。

當前型號任務中，慣性器件、伺服機構等單機多采用單個型號定制化設計，造成研制周期長、質量問題頻出、技術指標差異性大等問題。針對該問題，研究室開展了慣性器件單機的統籌工作，對各單機指標完成了歸集，形成了優選產品目錄，為選型提供指南；對不同型號、不同類型伺服機構進行橫向比較，對伺服機構主要指標進行歸集歸類，規范主要指標的測試要求，實現各型號伺服機構指標橫向一致。在一定情況下，采用上述管理辦法，可以有效縮短單機研制周期，降低單機研制進度風險和質量風險。

三是過程工作簡化。

研究室出臺了仿真試驗必要性作業指導書等指導文件，依據PDCA 閉環迭代思想，不斷精簡優化試驗項目，做到減法有依據，減法有實效，切實推進型號減法工作，化解減法工作落實浮于表面、措施執行不徹底的問題。研究室對開展的40 余項仿真試驗中的14 項進行了裁減，減少了軟硬件環境調試、總體中間輸入狀態驗證、實物狀態仿真驗證等環節共計約150 人·天的工作量；梳理形成《控制系統諸元生成與測試工作規范》，對研究所諸元生成和測試等管理工作、團隊判讀機制提出了優化建議，從諸元設計等源頭方面，開展實施諸元生成和測試工作的減法。

（2）增加方案論證、首飛型號與技術創新資源投入

2020 年，宇航型號任務繁重、壓力巨大，按時保質完成任務的形勢嚴峻，研究室必須確保全年飛行試驗和發射任務圓滿成功；與此同時，需要增加技術創新儲備，加快推進核心技術攻關和重大項目突破，為型號研制和后續發展提供支撐。

一是增加方案論證。

針對型號研制過程中新技術能力不足、方案論證能力不強、對相關技術牽引不夠等問題，重點圍繞系統方案論證，形成了“方案論證主管室領導”牽頭，“主任專業師”負責，涵蓋主任設計師、單機專家、智能隊伍，以及室級專家委員會進行專業審查的組織機制。發揮“系統方案論證牽引技術研究與布局”作用，確定了數十項需要在2020 年內完成突破的關鍵技術，以需求牽引來推動技術研究與布局。

二是增加首飛及重大型號資源投入。

針對首飛及重大型號任務，加大研制力量投入，在導航、制導和姿控各個專業增加研制人員投入，同時協調組織好試驗資源、工作環境等各方面保障。首飛型號專家為系列內專家1 名，系列外專家1 名；新狀態首飛，專家2 名；重大飛行任務在飛型號，專家至少1 名。專家組組長一般由主任專業師擔任，在主要專家的基礎上，再增加部分年輕員工配合工作，增加首飛及重大型號的人力資源投入。

三是圍繞智能控制技術階段目標，增加技術創新資源投入。

聚焦首飛及重大型號技術難點，增加資源保障，圍繞某領域多項關鍵技術成立室級專業攻關團隊，共性技術集智攻關，確保關鍵技術突破，支撐型號研制。

對標智能控制技術階段目標，梳理未來5 年需攻關突破的技術、本年度重點突破并驗證的技術、型號中布局轉化應用的技術，以及外協課題項目，形成相應的技術清單，針對清單中的每項技術逐條制定攻關方案，明確責任領導、專家與設計師，持續推進。通過成立室級專業攻關團隊，增加資源保障，實現共性技術集智攻關，確保多個關鍵技術取得突破，保障了智能控制技術階段目標圓滿實現。同時，在先進技術方面布局重大預先研究項目，首次實現軍科委基礎加強2個項目成功立項的重大突破，為后續型號立項研制和“十四五”發展提供支撐。

（3）建專業能力、缺省平臺與責任體系

為應對專業能力不足和專業研究方向缺失的問題，進行專業細分和系統整合，新成立2 個專業班組；牽頭形成缺省模式設計平臺的頂層規劃與實施方案，組織實施“融合研制流程”的型號應用模式，并在實施和應用過程中不斷完善；強化責任擔當、堅持崗位責任清單、多維多層落實責任，有效促進型號科研生產模式優化升級。

一是開展組織機構調整，新增專業班組，加強專業能力。

針對新技術領域儲備不足、方案論證能力不強、對相關技術牽引不夠等問題，細化專業分工，新成立2 個專業班組，以提升研究所新領域理論方案論證、關鍵技術攻關、核心產品研發和型號應用與市場推廣能力。新班組成立后，以某場景為切入點，開展了多項關鍵技術的研究工作，申請了多項軍方研究項目，并積極與總體單位進行對接，加強對總體的支撐。

二是持續完善缺省平臺、設計與試驗能力建設，拓展新形勢工作機制。

面對急劇增長的研制任務及研制進度要求，持續深化科研生產模式優化升級，持續建設缺省模式設計平臺，截至目前，完成了多個典型平臺方案、導航制導姿控算法的審查入庫。針對傳統姿控系統研制調參工作量過大、設計智能化水平過低等問題，設計完善基于智能算法的姿控參數自動設計工具，將姿控研制效率提升90%以上。

三是建責任體系。

明確分工、統籌兼顧、閉環管理，形成主任專業師、班組長、正副主任設計師（研究師）、項目負責人、主管設計師崗位責任清單，并強化責任落實；為每個型號指定責任專家，從不同層面對各型號、項目任務情況、資源情況進行深入分析和策劃，明確重點、辨識風險、提煉共性、統籌攻關，對技術重點難點、人力資源安排、設備資源需求、關鍵與薄弱環節做到心中有數。

（4）控風險、控出室最后一道關

強化風險管控，形成首飛及重大飛行試驗任務風險清單，持續閉環跟蹤，確保風險可控；依托專業力量，為每個型號指定責任專家，實施責任專家對型號全生命周期負責制；形成質量控制專業人員庫，以復核復算、專業放行作為質量控制抓手，做到即使只有一個設計人員負責的情況下，設計方案和結果也是通過專家和專業確認的，不會出現一個人水平代表一個專業水平的情況出現。

強化風險管控，形成首飛及重大飛行試驗任務風險清單，持續閉環跟蹤，確保風險可控；依托專業力量，為每個型號指定責任專家，實施責任專家對型號全生命周期負責制；形成質量控制專業人員庫，以復核復算、專業放行作為質量控制抓手，做到即使只有一個設計人員負責的情況下，設計方案和結果也是通過專家和專業確認的，不會出現一個人水平代表一個專業水平的情況出現。

一是風險清單管理，持續閉環跟蹤。

策劃制定《風險管理清單》，全室統籌管理各項目風險，持續跟蹤風險項動態。完成了《導航制導專業風險辨識指南》和《姿控專業風險辨識指南》兩項風險辨識指南，規定了專業風險辨識的工作方法，指導型號和預研項目導航、制導和姿控專業風險辨識工作。根據風險辨識指南辨識出多項技術風險，通過研制信息按月報送制度，針對首飛型號，執行有事隨時報送制度，及時把握各個型號的工作進展；召開室領導班子、班組長周碰頭會，隨時協調解決出現的各種矛盾和問題。

二是實行型號全生命周期專家負責制，堅持獨立復核復算，嚴格專業放行，確保設計質量。

為充分發揮以主任專業師為代表的責任專家在型號研制中的保障作用，研究室為每個型號指定責任專家，實施責任專家對型號全生命周期負責制，開展相應的復核復算和專家把關，完善《型號專業放行準則》，有問題絕對不放行。

三是深化質量復查，持續提升質量保證能力。

形成了《系統方案研究室各專業型號質量復查項目要求》，規范了型號質量復查工作并做到橫向一致。在質量復查期間，研究室成立全面質量復查和質量提升工作組，形成《系統方案研究室停產整頓型號產品全面質量復查和質量提升工作實施方案》，對重點型號成立了質量復查工作組，組織實施質量復查工作，對技術指標符合性、技術狀態更改落實情況、關鍵單機指標滿足情況、質量問題舉一反三情況等逐項進行復查確認，以確保飛行試驗圓滿成功。

持續跟蹤國內外控制系統相關的質量案例，并對研究室設計和試驗過程中的問題進行總結分析，定期更新《系統方案研究室設計隱患啟示錄》，2020 年新增14 個案例并向全室發布和培訓，以確保不出現重復性、低層次問題。持續加強標準體系建設，2020 年制定并發布小微標準10 項，各項作業指導書和標準規范6 項，并進行全室宣貫學習，強化標準規范的執行力。

四是持續推進“三再”（針對已完成的設計開展再分析、再設計和再驗證）復查及質量改進工作。

研究室以“三再”項目為切入點，按照PDCA 循環改進方法，通過“再分析”識別產品設計的薄弱環節，以“再分析”的結果作為“再設計”的輸入，對設計、試驗等方案進行改進設計，根據“再設計”的改進措施制定“再驗證”方案，對改進措施進行驗證，最終實現閉環。對研究室近年來的質量問題進行分析和舉一反三，形成《制導、姿控專業質量問題分析報告》，積極推進各項質量改進和質量提升工作。

三、實踐效果

在“減、加、建、控”科研管理方法指導下，研究室完成2020 年所有工作計劃，完成率100%，在全所研究室綜合排名第一。取得的具體成果如下。

1.確保國家重點工程任務取得圓滿成功

研究室參加的飛行試驗任務均取得圓滿成功。在優勢資源保障下，圓滿完成了首飛任務和以探月工程、北斗為代表的國家重大任務。技術和管理問題數為0。關鍵技術取得突破，支撐了重大工程任務，持續擦亮了“精度”金名片。

2.技術創新成果豐碩，立項項目經費創新高

研究室實現了多項技術突破；圍繞重點技術方向，積極開展預研項目申報與指南編寫。完成了以軍科委兩個基礎加強項目為代表的不同渠道課題申請多項，獲得后續研究經費。組建了“十四五”規劃論證編寫組，完成了“十四五”規劃及中長期戰略專項報告的編制，完成了向各上級單位上報“十四五”規劃論證指南和項目建議書。

3.質量保證能力持續提升

制定新型號方案決策評審報告審查要點及報告編制規范，發揮專業優勢，確保了型號方案論證質量；實行型號全生命周期專家負責制，完成了40 余次獨立復核復算，確保了設計方案無反復，完成了各型號方案設計把關評審，制導和姿態控制系統設計評審通過率100%；以《系統方案研究室設計隱患啟示錄》《系統方案研究室復查要求指南》為抓手，持續規范化開展質量提升工作。

四、后續思路

隨著中國運載火箭技術研究院在飛型號的高密度發射、在研型號數量的繼續增加，“減、加、建、控”科研管理方法將進一步助力科研生產模式優化升級，后續的應用和推廣思路主要包括。

1.強化減法執行，以減促加

強化減法工作成果的鞏固和執行，進一步釋放人力資源，將人力資源整合后投入更加關鍵、核心的新技術方向，以更好地支撐“十四五”發展規劃。

2.持續建設，規范機制，嚴控風險

持續推進缺省平臺應用，繼續完善缺省模式設計平臺，持續補充梳理新技術成果入庫；完善平臺使用方案，充分發揮試點型號應用的示范效應，推進缺省模式設計平臺在更多型號的落地，不斷提升設計效率與質量；依托風險清單、專業力量、質量控制等手段持續強化風險管控。

“減、加、建、控”科研管理方法源自長期的航天科研生產實踐，凝聚了航天科研生產的管理智慧，在后續的“十四五”規劃及未來的發展中將進一步指導航天科研生產與管理，支撐航天強國建設。該方法中蘊含的提效益、提效率、控風險、保質量等理念，對其他行業的科研管理也具有較強的借鑒意義。