單機(jī)研制單位基于系統(tǒng)思維和IPD理念的產(chǎn)品化管理方法研究與探索

郝寧、王建青、尚俊云、劉智峰、程熙雅 /西安航天精密機(jī)電研究所

西安航天精密機(jī)電研究所是我國最早從事液浮慣性器件研究、生產(chǎn)的所廠合一的單機(jī)研制單位，主要從事液浮/二浮慣組、液浮/三浮穩(wěn)定平臺、撓性慣組、激光慣組、光纖慣組、定位定向系統(tǒng)、舵機(jī)、電機(jī)及其專用慣性儀表的研究、試驗和制造，專業(yè)涉及慣性儀表、自動控制、精密機(jī)械、電子線路、計算機(jī)應(yīng)用、電磁元件的設(shè)計制造，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海、兵器、船舶等多個領(lǐng)域。

隨著航天企業(yè)多型號并舉，高密度發(fā)射，在科研任務(wù)量急劇增加而且大部分產(chǎn)品都是定制的情況下，傳統(tǒng)“一機(jī)一研”的縱向產(chǎn)品研制管理模式下同類技術(shù)與產(chǎn)品的開發(fā)不能共享。當(dāng)任務(wù)量增加到超過資源的額定負(fù)荷時，如何用科學(xué)的管理技術(shù)（機(jī)制）降低資源的負(fù)荷量，保證航天產(chǎn)品在研發(fā)過程中高質(zhì)量、高可靠性、高效率，提高研發(fā)的風(fēng)險把控能力，成為航天企管理的重要課題，為解決這一課題中國航天科技集團(tuán)有限公司提出了航天產(chǎn)品化建設(shè)方案。

在航天科技集團(tuán)、中國航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所、北京航天電子時代有限公司產(chǎn)品化工作的指導(dǎo)下，研究所依據(jù)系統(tǒng)工程理論，結(jié)合先期引入的集成產(chǎn)品開發(fā)（Integrated Product Development，IPD）理念，開始系統(tǒng)推進(jìn)產(chǎn)品化和IPD 結(jié)合的模式轉(zhuǎn)型變革。

一、管理思路和推進(jìn)路標(biāo)

1.管理思路

航天產(chǎn)品化應(yīng)用產(chǎn)品成熟度理論以航天型號研制需求為牽引，以產(chǎn)品規(guī)劃和梳理為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品型譜建設(shè)、成熟度提升、產(chǎn)品定型、產(chǎn)品生產(chǎn)線建設(shè)與認(rèn)證、產(chǎn)品規(guī)范體系建設(shè)、產(chǎn)品推廣應(yīng)用為主要途徑，以實現(xiàn)產(chǎn)品可重復(fù)生產(chǎn)、推動產(chǎn)品更新?lián)Q代為目標(biāo)，以建立可重復(fù)生產(chǎn)需要的全過程文件體系、規(guī)范體系、配套資源以及相關(guān)的科研生產(chǎn)管理模式為保證，以宇航領(lǐng)域為重點，系統(tǒng)性地給出了單機(jī)以上產(chǎn)品系列化、規(guī)格化、重用化的理論和方法。

IPD 強(qiáng)調(diào)“以市場需求和核心技術(shù)驅(qū)動作為產(chǎn)品開發(fā)的原動力”“協(xié)同開發(fā)，實現(xiàn)全流程全要素的管理”“基礎(chǔ)共用模塊（Common Building Block, CBB）和平臺建設(shè)，強(qiáng)調(diào)共享”，與產(chǎn)品化的系列化、規(guī)格化、重用化有共同的理論淵源。

研究所從2011 年起系統(tǒng)推進(jìn)產(chǎn)品化工作，基于系統(tǒng)思維吸收融合兩大管理理論，運用結(jié)構(gòu)化的方式，結(jié)合IPD 理念運用流程工具的原則系統(tǒng)策劃，注重被管理對象的整體性、層次性、動態(tài)性和開放性。

整體性：在研究管理對象—產(chǎn)品化的基本理論及方法、工作要素及各要素間相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一策劃、統(tǒng)一制定各要素推進(jìn)節(jié)奏，明確各階段推進(jìn)工作重點和各要素預(yù)期效果。

層次性：根據(jù)對整體性的分析，分析產(chǎn)品化各要素的相互關(guān)聯(lián)性和制約性，分析將要執(zhí)行該要素推進(jìn)的實際組織機(jī)構(gòu)，按照管理層級，劃分出各要素的層次關(guān)系并策劃重點推進(jìn)先后順序，同時對各要素按管理構(gòu)建縱深方向明確先后順序。

動態(tài)性：預(yù)期產(chǎn)品化各要素隨著時間及推進(jìn)深度的變化所可能出現(xiàn)的管理要求。

開放性：分析產(chǎn)品化輸入和輸出與其他管理系統(tǒng)的關(guān)系。引入IPD 的平臺概念，產(chǎn)品化工作分解為2 個平臺建設(shè)：管理平臺建設(shè)和產(chǎn)品平臺建設(shè)。管理平臺建設(shè)借助航天企業(yè)原有管理體系，包含規(guī)章制度、產(chǎn)品化管理標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量體系文件、流程和模板、管理方案和策劃等。產(chǎn)品平臺建設(shè)對外出售產(chǎn)品建型譜，對內(nèi)配套產(chǎn)品建CBB，通過型譜和CBB 構(gòu)建產(chǎn)品平臺。

2.推進(jìn)路標(biāo)

根據(jù)上述原則和基礎(chǔ)規(guī)劃，研究所產(chǎn)品化的推進(jìn)路標(biāo)按照理念學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)變思想，標(biāo)桿推進(jìn)、初建機(jī)制，規(guī)劃平臺、推廣應(yīng)用，重新審視、信息化助力4 個階段進(jìn)行。

2011～2012 年為理念學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)變思想階段。在這個階段主要完成了對研制研發(fā)部門、質(zhì)量部門、生產(chǎn)部門及信息化部門骨干人員的系統(tǒng)培訓(xùn)。邀請航天科技集團(tuán)產(chǎn)品工程專家和外部IPD 管理專家對產(chǎn)品化重點人員進(jìn)行系統(tǒng)的理論培訓(xùn)。在此基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步有針對性地向產(chǎn)品化工作做得好的兄弟單位進(jìn)行調(diào)研學(xué)習(xí)，解決學(xué)習(xí)思考中的疑惑。

2013～2014 年為標(biāo)桿推進(jìn)、初建機(jī)制階段。在這個階段兼顧調(diào)研學(xué)習(xí)其他航天企業(yè)先進(jìn)產(chǎn)品管理經(jīng)驗，借助外部IPD 的CBB 建設(shè)經(jīng)驗，摸索符合航天特點的CBB 建設(shè)道路，采用標(biāo)桿項目式集中工作，以點帶面地推進(jìn)CBB 建設(shè)，同時初步建立CBB 管理平臺，編制CBB 基礎(chǔ)性文件，并用標(biāo)桿項目驗證其可用性。

2015～2016 年為規(guī)劃平臺、推廣應(yīng)用階段。在上一階段有直觀概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)品化型譜要求和IPD 需求輸入理念，對型譜和CBB 組成的產(chǎn)品平臺正向規(guī)劃，并開始對CBB 推廣應(yīng)用進(jìn)行研究和摸索。

2017 至今為重新審視、信息化助力階段。持續(xù)改進(jìn)，對前期所做工作重新審視系統(tǒng)性，更新平臺規(guī)劃，并利用信息化手段使產(chǎn)品平臺的信息傳遞、CBB的庫管理和型號協(xié)同設(shè)計規(guī)范便捷。

二、產(chǎn)品化架構(gòu)和運行路徑

1.產(chǎn)品化架構(gòu)

研究所為單機(jī)配套單位，相比整船、整彈來說，產(chǎn)品層級較基礎(chǔ)，為了既滿足型號配套需求又能最大程度地適應(yīng)行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展要求，引入IPD 產(chǎn)品平臺概念，用產(chǎn)品型譜和CBB 共同構(gòu)建研究所產(chǎn)品平臺，解決對外對內(nèi)不同需求的任務(wù)要求。

以是否直接面對市場為判定原則分別進(jìn)行型譜和CBB 建設(shè)。單機(jī)、單表類產(chǎn)品進(jìn)行型譜建設(shè)，其余產(chǎn)品進(jìn)行研究所內(nèi)部CBB建設(shè)。

型譜作為產(chǎn)品系列化的輸出特征，對外牽引客戶，對內(nèi)推動共用基礎(chǔ)模塊的構(gòu)建。

依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，CBB 按照產(chǎn)品組成層次進(jìn)行功能分析和分解，梳理出一系列可共用度高的模塊，具有標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的特征，與產(chǎn)品型譜特征相似，并引入成熟度概念，與航天產(chǎn)品化接軌。

型譜與CBB 共同構(gòu)成研究所平臺產(chǎn)品庫。在型號項目研制中對標(biāo)型譜，選用CBB 進(jìn)行組合化設(shè)計，最終達(dá)到產(chǎn)品平臺支撐型號項目準(zhǔn)確、快速、低成本、高質(zhì)量開發(fā)的目標(biāo)。

按照“系統(tǒng)型譜化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化、儀表組件通用化、接口關(guān)系系列化”的原則，產(chǎn)品平臺的總體規(guī)劃以市場需求為標(biāo)尺，以是否對外出售為分界線，確定了“產(chǎn)品賣到哪一層級，哪一層級建型譜，以下層級建CBB”的產(chǎn)品平臺構(gòu)建原則（見圖1），形成了對外配套建型譜，對內(nèi)供應(yīng)建CBB 貨架，以型譜和CBB 為主的產(chǎn)品平臺建設(shè)。對外整合應(yīng)用需求，形成通用產(chǎn)品，壓縮品種，建立型譜，實現(xiàn)外部貨架式選擇；對內(nèi)進(jìn)行項目清理、識別，按照系統(tǒng)、儀表、線路、組件、零件等進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)整合，形成共用模塊，建立內(nèi)部CBB 貨架式重用機(jī)制。型譜建設(shè)主要輸出物為型譜研究報告、型譜產(chǎn)品規(guī)范和型譜簡表；CBB 建設(shè)主要輸出物為CBB 技術(shù)文檔、CBB 成套圖紙和CBB簡表。

圖1 產(chǎn)品平臺組成示意圖

型譜建設(shè)的重點是直接面對市場產(chǎn)品的整合和未來產(chǎn)品的規(guī)劃；CBB 建設(shè)的重點是產(chǎn)品組成模塊化、通用化，提高重用水平。

2.運行路徑

確定研究所產(chǎn)品平臺架構(gòu)后，應(yīng)確定怎樣系統(tǒng)地建立和應(yīng)用該產(chǎn)品平臺。

在系統(tǒng)分析原型號縱向研制模式和產(chǎn)品化橫向研制模式特點、異同和關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計了研究所產(chǎn)品化及其應(yīng)用的系統(tǒng)運行架構(gòu)。整個架構(gòu)由產(chǎn)品平臺、產(chǎn)品管理平臺和型號項目應(yīng)用3 部分組成，如圖2所示。

圖2 研究所產(chǎn)品化及其應(yīng)用的運行系統(tǒng)架構(gòu)圖

產(chǎn)品平臺的建設(shè)在需求梳理的基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品平臺規(guī)劃，并按照型譜規(guī)劃和CBB 貨架規(guī)劃，在對識別的CBB 進(jìn)行開發(fā)、上架、入庫、被型號項目調(diào)用并完成CBB 自身的成熟度提升或更新?lián)Q代，是產(chǎn)品化工作的建設(shè)核心。

產(chǎn)品管理平臺的作用是對產(chǎn)品平臺從建立到使用各環(huán)節(jié)各動作的引導(dǎo)、規(guī)范和管理，是產(chǎn)品化工作的基石。

型號項目應(yīng)用是產(chǎn)品化的目的，也是產(chǎn)品化融入航天科研生產(chǎn)體系的關(guān)鍵接口

產(chǎn)品平臺的構(gòu)建與應(yīng)用按照結(jié)構(gòu)化管理模塊進(jìn)行，具體如表1所示，幾大管理模塊或同步或異步開展。

表1 管理模塊

產(chǎn)品管理平臺是產(chǎn)品平臺建設(shè)和應(yīng)用的基石，與產(chǎn)品平臺同建設(shè)，分為產(chǎn)品化特有管理體系和型號項目與產(chǎn)品化管理接口。從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，產(chǎn)品平臺作為航天產(chǎn)品管理的新對象，生之于航天，用之于航天，無論是產(chǎn)品化特有管理體系的建設(shè)還是管理接口的設(shè)計必須有機(jī)融入航天質(zhì)量管理的一系列要求，多方聯(lián)動保證產(chǎn)品平臺有效處于受航天質(zhì)量管理體系的監(jiān)管和制約，輸出形式包含管理方案、管理制度、管理標(biāo)準(zhǔn)、流程及配套文檔模版。

三、建設(shè)成果

1.產(chǎn)品平臺及應(yīng)用

經(jīng)過多年建設(shè)，研究所已建成集團(tuán)級、院級和所級三級型譜，覆蓋宇航、武器全領(lǐng)域，宇航產(chǎn)品單機(jī)單表產(chǎn)品型譜化率達(dá)100%，其他領(lǐng)域出售級產(chǎn)品型譜化率達(dá)73%，型譜覆蓋全面。

CBB 劃分為硬件CBB 和軟件CBB，分別上架，硬件CBB按6 層貨架，分總體、電路、電路與器件、電氣元件、結(jié)構(gòu)、光學(xué)專業(yè)；軟件CBB 按4 層貨架，分系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件和單元架構(gòu)，立體構(gòu)建。經(jīng)過幾年的CBB 建設(shè)，目前CBB 產(chǎn)品上架200 余種（組）。已上架的CBB收斂程度至原來CBB 的40%左右。累計71 個零、組件級CBB被140 個型號產(chǎn)品調(diào)用。

2.產(chǎn)品管理平臺

通過不斷充實產(chǎn)品管理平臺，研究所以產(chǎn)品平臺規(guī)劃和CBB 開發(fā)為業(yè)務(wù)核心，設(shè)計了產(chǎn)品平臺規(guī)劃流程和CBB 開發(fā)上架流程，并圍繞這兩個流程搭建起基本管理文件體系，形成一系列具有產(chǎn)品化特色的特有管理文件和管理接口文件，推廣實施，并結(jié)合應(yīng)用實際不斷動態(tài)迭代更新。同時在對產(chǎn)品化人力資源和信息化融合方面開展了一定探索，構(gòu)建了產(chǎn)品化人員任職資格文件和產(chǎn)品化產(chǎn)品的編碼方案。

航天產(chǎn)品化是在航天系統(tǒng)工程方法論基礎(chǔ)上，對管理和技術(shù)交叉融合、深化研究的綜合成果。研究所通過多年探索，初步構(gòu)建了涉及需求、規(guī)劃、研發(fā)、產(chǎn)品管理、產(chǎn)品保證（質(zhì)量管理）、工藝管理、人力資源、績效考核、標(biāo)準(zhǔn)等多方面的管理機(jī)制，并取得了一定的成效。后續(xù)對于如何促進(jìn)產(chǎn)品化成果良好的應(yīng)用，還要研究產(chǎn)品化體系與型號產(chǎn)出體系、產(chǎn)品化管理體系與質(zhì)量管理體系等接軌交互等管理接口問題，工作龐雜繁復(fù)。尤其對于單機(jī)研制一體單位，還需結(jié)合自身需求，用系統(tǒng)工程的方法和思維，借助行業(yè)外部先進(jìn)適用的管理理念、方法和工具，統(tǒng)籌開展，持續(xù)改進(jìn)。