面向裝備體系工程全過(guò)程的信息化建設(shè)

毛羽飛，劉亞民，郝書婷

（上海船舶電子設(shè)備研究所，上海 201108）

0 引言

體系思想引起了軍事領(lǐng)域的深刻變革。近年來(lái)美軍具有代表性的體系發(fā)展項(xiàng)目主要包括未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)、海軍未來(lái)遠(yuǎn)征作戰(zhàn)體系、彈道導(dǎo)彈防御體系和全球?qū)Φ赜^測(cè)體系等。由于技術(shù)發(fā)展、政策導(dǎo)向和多樣化任務(wù)的不確定性，裝備體系發(fā)展建設(shè)方案具有一定的靈活性、適應(yīng)性和魯棒性。

隨著裝備體系工程研究成果在工程中的應(yīng)用和發(fā)展，面向裝備體系工程全過(guò)程的信息化建設(shè)成為研究的必然趨勢(shì)。信息化建設(shè)在完善現(xiàn)有成果的同時(shí)，還應(yīng)放眼體系工程的發(fā)展遠(yuǎn)景，提前開展研究以適應(yīng)裝備的發(fā)展趨勢(shì)。

近些年來(lái)，在航天和兵器等領(lǐng)域針對(duì)裝備體系工程過(guò)程的重點(diǎn)要素開展的信息化創(chuàng)新研究和實(shí)踐取得了很好的成績(jī)。中國(guó)兵器工業(yè)第二〇八研究所構(gòu)建了輕武器數(shù)字化協(xié)同研制模型，總結(jié)了輕武器數(shù)字化協(xié)同研制模式的運(yùn)行步驟，通過(guò)引入并行工程和成熟度的理念，成功實(shí)現(xiàn)各類資源的共享使用，開創(chuàng)了輕武器并行協(xié)同研制新模式，是數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)踐典范。北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所基于信息化平臺(tái)的集成裝調(diào)型生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)，以信息化手段為抓手，高效銜接和集成各生產(chǎn)業(yè)務(wù)，打造集生產(chǎn)裝配、調(diào)試測(cè)試、檢測(cè)交付于一體的精益生產(chǎn)體系，可有效降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、推動(dòng)研究所的可持續(xù)性發(fā)展。中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速空氣動(dòng)力研究所提出了基于企業(yè)級(jí)知識(shí)平臺(tái)框架的裝備信息化平臺(tái)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)方案，優(yōu)化裝備管理流程，整合資源，推進(jìn)裝備信息化與研究所整體信息化的協(xié)同建設(shè)。在研究所頂層設(shè)計(jì)中，該研究所通過(guò)將多維度融合驅(qū)動(dòng)裝備保障與知識(shí)化和智能化相結(jié)合，達(dá)到試驗(yàn)裝備高效、可靠、智能的運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)裝備保障的智慧化變革。本文以現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提出一套可實(shí)現(xiàn)全要素管理、全過(guò)程管理、體系管理和知識(shí)管理的完整體系。

1 裝備體系工程信息化需求分析

國(guó)際形勢(shì)的發(fā)展、科研院所普遍承擔(dān)繁重任務(wù)的現(xiàn)狀，以及高新技術(shù)武器裝備研制任務(wù)的迫切需求，均要求研究所在科研手段和管理體系上具有更強(qiáng)的科學(xué)性和先進(jìn)性。面向裝備體系工程全過(guò)程信息化系統(tǒng)的研究和建設(shè)成為承制單位的必然選擇。

首先，在進(jìn)行裝備體系工程信息化需求分析時(shí)，應(yīng)總結(jié)和繼承傳統(tǒng)信息化需求分析的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)秀信息化平臺(tái)的需求分析能夠覆蓋項(xiàng)目立項(xiàng)、預(yù)研、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、結(jié)題交付、成果轉(zhuǎn)讓和售后服務(wù)等整個(gè)生命周期，并能夠?qū)崟r(shí)、有效地控制項(xiàng)目進(jìn)度，方便相關(guān)部門間的協(xié)同合作，實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化利用，提高研發(fā)、試驗(yàn)和科研的管理水平，縮短開發(fā)周期，提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低成本。

其次，要針對(duì)裝備體系工程的特點(diǎn)，總結(jié)過(guò)程要求。裝備體系工程強(qiáng)調(diào)通過(guò)建立和實(shí)現(xiàn)某種高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推動(dòng)內(nèi)部分系統(tǒng)間的相互操作。構(gòu)成體系的各要素之間為松耦合關(guān)系，具有較強(qiáng)的獨(dú)立目標(biāo)和工作能力，可根據(jù)不同任務(wù)需求進(jìn)行快速重組和分解。面向裝備體系工程的信息化平臺(tái)的需求分析應(yīng)覆蓋體系開發(fā)與管理的全過(guò)程，針對(duì)需求實(shí)現(xiàn)建模與分析、體系仿真、數(shù)據(jù)資源管理、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品壽命周期管理等功能，以數(shù)字化產(chǎn)品為核心實(shí)現(xiàn)模型傳遞和業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，具體見(jiàn)表1。

表1 全過(guò)程信息化需求分析

最后，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)面向不同領(lǐng)域?qū)＜业脑O(shè)計(jì)和開發(fā)服務(wù)。通過(guò)信息化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)交互操作，并逐步積累各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析手段，形成知識(shí)圖譜，為頂層決策提供準(zhǔn)確支撐。

2 總體方案設(shè)計(jì)

2.1 目標(biāo)

面向裝備體系工程全過(guò)程的信息化建設(shè)目標(biāo)見(jiàn)表 2，在現(xiàn)有信息化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)管理、重點(diǎn)過(guò)程管理、裝備自身管理和信息管理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全要素管理、全過(guò)程管理、體系管理和知識(shí)管理。

表2 信息化建設(shè)目標(biāo)

2.2 總體方案

面向體系工程全過(guò)程的信息化總體方案以追求卓越產(chǎn)品為目標(biāo)，以人為本，提高信息化平臺(tái)用戶的體驗(yàn)感，構(gòu)建具有面向體系工程全過(guò)程要素的信息化能力體系。

如圖1所示，該總體方案重點(diǎn)從以下5方面開展建設(shè)規(guī)劃：

圖1 總體方案

1）建立統(tǒng)一高效的管理平臺(tái)，開發(fā)基礎(chǔ)平臺(tái)層，形成可編輯的管理流程，實(shí)現(xiàn)開放智慧管理。

2）搭建基于模型的多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，建立基于一體化物料清單（Bill of Material，BOM）的產(chǎn)品協(xié)同研制過(guò)程，構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)據(jù)的唯一源頭，形成多專業(yè)、多學(xué)科并行優(yōu)化設(shè)計(jì)模式，從而提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量管控力。

3）集成智能開放的集成制造平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的精細(xì)化管理，進(jìn)而大幅提升生產(chǎn)管理水平，實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)。

4）推進(jìn)產(chǎn)品壽命周期管理，實(shí)現(xiàn)有計(jì)劃、有針對(duì)性的全壽命周期數(shù)據(jù)和信息的跟蹤和管理。

5）建立數(shù)據(jù)庫(kù)和分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積累和精準(zhǔn)分析，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析手段，形成知識(shí)圖譜，為頂層設(shè)計(jì)和決策提供準(zhǔn)確有效的支撐。

3 建設(shè)要點(diǎn)

3.1 建立統(tǒng)一高效管理平臺(tái)

以建立統(tǒng)一高效的管理平臺(tái)為目標(biāo)，重點(diǎn)完成基礎(chǔ)平臺(tái)層的搭建，形成流程自主、柔性且可編輯的基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理流程化、流程標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化、數(shù)字表單化。整合現(xiàn)有多個(gè)辦公信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，提高工作效率，增強(qiáng)業(yè)務(wù)操作便利性和靈活性，助推單位科研和管理綜合業(yè)務(wù)能力的提升。

科研院所的管理理念落實(shí)到管理制度及管理流程后，最終將體現(xiàn)在管理的信息化建設(shè)上。信息化建設(shè)要格外注意創(chuàng)新工作方式，追求開放和高效的管理。信息化系統(tǒng)不能固定不變，要能夠隨理念和制度的變化相應(yīng)做出適應(yīng)性改變。

在管理平臺(tái)信息化建設(shè)的過(guò)程中，若效率和質(zhì)量發(fā)生沖突，需要優(yōu)先考慮質(zhì)量，把質(zhì)量作為管理工作關(guān)注的重點(diǎn)。

3.2 搭建數(shù)字協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)

科研院所研發(fā)任務(wù)難度大、技術(shù)含量高、研制周期短，傳統(tǒng)基于文檔的設(shè)計(jì)模式已很難滿足需求，迫切需要更新研制模式以縮短研制周期、減少研制成本。

通過(guò)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)總體與分系統(tǒng)之間的有效溝通，可大幅提高設(shè)計(jì)效率、產(chǎn)品的工藝性、可裝配性及競(jìng)爭(zhēng)力，如基于模型的系統(tǒng)工程方法具有知識(shí)表達(dá)無(wú)二性、可重用、系統(tǒng)設(shè)計(jì)一體化等優(yōu)點(diǎn)。

在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)建設(shè)中，需針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，詳細(xì)開展需求分析、交互操作分析和流程分析，進(jìn)行本行業(yè)、本單位的本地化適應(yīng)性改進(jìn)，照搬其他單位的先進(jìn)成果不一定適應(yīng)本單位研制任務(wù)的特點(diǎn)。

3.3 集成智能裝備制造平臺(tái)

可分期建設(shè)和集成智能裝備制造平臺(tái)，利用科研院所體系完善、管理規(guī)范、研發(fā)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)研產(chǎn)一體化，實(shí)現(xiàn)降本增效。

初期，針對(duì)規(guī)模小、效率高、信息化程度高、有一定批量生產(chǎn)能力的項(xiàng)目，建成、集成裝調(diào)生產(chǎn)線。

中期，持續(xù)改善、推廣建設(shè)，以適應(yīng)日益增長(zhǎng)的型號(hào)批生產(chǎn)能力，逐漸完成生產(chǎn)線、流程、分工等信息化條件建設(shè)。在硬件條件方面，建成代表性的集成調(diào)試、總裝、試驗(yàn)、檢驗(yàn)的裝備制造部門；在軟件條件方面，制定管理辦法、任務(wù)流程、工藝規(guī)范和成本統(tǒng)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程的信息化管理。

后期，建立生產(chǎn)體系與科研體系的關(guān)聯(lián)，利用信息化系統(tǒng)對(duì)各生產(chǎn)要素進(jìn)行信息化管理，不斷完善，持續(xù)升級(jí)，助推科研院所向智慧化方向發(fā)展。

3.4 推進(jìn)產(chǎn)品壽命周期管理

產(chǎn)品壽命周期數(shù)據(jù)的積累和管理非常重要，從產(chǎn)品規(guī)劃到產(chǎn)品報(bào)廢的整個(gè)壽命周期中，各種復(fù)雜的數(shù)字化信息數(shù)據(jù)越豐富，信息管理系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)就越有效，對(duì)生產(chǎn)、決策和運(yùn)營(yíng)的支撐準(zhǔn)確程度就越高。

從產(chǎn)品壽命周期履歷和維修保障等的管理入手，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)，關(guān)注事中控制和事后分析，持續(xù)改善產(chǎn)品質(zhì)量。豐富大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，推動(dòng)建立裝備智慧保障體系，進(jìn)而更好地支撐裝備的研制。

3.5 建立數(shù)據(jù)庫(kù)和分析系統(tǒng)

建立數(shù)據(jù)庫(kù)，提前規(guī)劃數(shù)據(jù)分析框架，通過(guò)全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)挖掘，從而為管理決策提供輔助。利用大數(shù)據(jù)分析手段整合零散信息，并通過(guò)內(nèi)部量化評(píng)估模型進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

在實(shí)際建設(shè)中，要特別注意傳統(tǒng)檔案管理系統(tǒng)和辦公自動(dòng)化（Office Automation，OA）系統(tǒng)使用的載體不同，做到數(shù)據(jù)存檔無(wú)縫鏈接。在系統(tǒng)開發(fā)中，將OA系統(tǒng)和檔案系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)物理上或網(wǎng)絡(luò)上的無(wú)縫鏈接。逐步健全檔案管理系統(tǒng)后，統(tǒng)一管理檔案中的數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析。提升信息化數(shù)據(jù)的挖掘和提取能力，提升智慧輔助決策功能，為后續(xù)的發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。

4 信息化建設(shè)發(fā)展原則

4.1 堅(jiān)持統(tǒng)籌兼顧

信息化建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持統(tǒng)籌兼顧的原則。信息化建設(shè)項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中涉及較多的部門，強(qiáng)化信息化建設(shè)頂層設(shè)計(jì)往往需要各相關(guān)部門間的高度支持與配合。成功的信息化建設(shè)大多經(jīng)歷多期建設(shè)和升級(jí)優(yōu)化，往往需要在建設(shè)和使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)多次規(guī)模較大的修改。這就需要在建設(shè)規(guī)劃之初，堅(jiān)持統(tǒng)籌兼顧，分步實(shí)施，構(gòu)建方法科學(xué)、機(jī)制靈活、技術(shù)先進(jìn)、政策精準(zhǔn)的工作體系，持續(xù)提升質(zhì)量效益。

4.2 堅(jiān)持自主可控

信息化建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持自主可控的原則。確保數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的核心技術(shù)、關(guān)鍵工具、關(guān)鍵裝備和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施自主可控。國(guó)產(chǎn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet Technology，IT）基礎(chǔ)設(shè)施（芯片、服務(wù)器、存儲(chǔ)、交換機(jī)、路由器）和國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件（數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)、中間件）已經(jīng)可為建設(shè)兼容環(huán)境的信息化平臺(tái)提供良好的軟硬件支撐，具備自主可控的條件。堅(jiān)持安全和發(fā)展雙輪驅(qū)動(dòng)，面對(duì)網(wǎng)絡(luò)與信息安全新形勢(shì)、新技術(shù)和新場(chǎng)景，要嚴(yán)守安全紅線。

5 結(jié)論

信息化建設(shè)的過(guò)程是不斷追求改進(jìn)和完善的過(guò)程。本文針對(duì)面向裝備體系工程的信息化系統(tǒng)，提出了初步總體方案、實(shí)施要點(diǎn)和發(fā)展原則，下一步還將在具體的平臺(tái)體系架構(gòu)、信息流和數(shù)據(jù)流等方面加強(qiáng)研究，不斷細(xì)化建設(shè)方案。隨著全球產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的進(jìn)一步重塑，挑戰(zhàn)與機(jī)遇將長(zhǎng)期并存。