高新電子裝備批生產智能管理的探索與實踐研究

翟桂全

(中國電子科技集團公司第十四研究所，江蘇 南京 210039)

0 引言

高新電子裝備組成復雜、集成度高，部分裝備的零部件數量可達數萬個，特別是近幾年隨著新體制、新技術裝備的加速研制生產，裝備生產面臨研制批產交叉、技術要求高、批產能力要求大幅提升等情況，裝備批生產集成調試管理急需進行優化升級。通過裝備批產流程優化、管理機制升級、智能化手段建設和人才隊伍深化培養等方法，探索電子裝備智能生產新模式，開展高新電子裝備批生產智能管理探索與實踐，以應對電子信息裝備批產集成新挑戰，適應裝備短周期批量生產的市場要求，滿足用戶與行業發展需求。

1 高新電子裝備批生產智能管理的背景

1.1 高新電子裝備批生產智能管理的需求

高新電子裝備技術涵蓋電子、機械、材料、軟件等眾多學科領域，涉及信號處理、微電子、計算機、軟件、數字化模擬等高新技術，而且技術更新周期日益縮短，電子信息裝備升級日趨頻繁，對裝備生產提出的要求越來越高。

在全球智能制造快速發展的大趨勢下，借鑒“工業4.0、工業互聯網、系統工程”等先進制造理念[1-2]，實施智能制造發展戰略，從站在未來謀現在的角度，積極響應國家戰略，積極應對未來可能的挑戰，推動管理模式、管理流程、人員思想等各方面的變革，實現電子裝備精益生產，并推動制造模式由傳統制造向基于工業大數據的智能制造轉變。

1.2 高新電子裝備批生產智能管理的思路

電子裝備批生產部門圍繞年度工作目標，從批生產能力規劃、團隊建設、技術問題處理等方面組織開展批產策劃工作。由計劃主管組織協調，項目負責人牽頭，對批產產品的總裝作業、集成調試、信息流傳遞、物料流動等方面開展業務及工序流程優化，提升裝備批生產的合理性和準確性。

聚焦高新電子裝備多品種、小批量特點，應用系統工程方法，基于裝備全流程和全生命周期開展批生產智能管理建設，對裝備批生產質量控制、生產成本、調試周期、調試能力、資源配置等信息進行全過程、全要素采集與監視測量，并持續改進，實現高新電子裝備優質、高效集成、調試、檢驗及交付。

高新電子裝備批生產智能管理實現了生產要素全面管控，提供了多維度的數據分析決策，對調試設備資源、人力資源及配合資源等統籌調配，加速了集成能力優化升級，提高了年度批產能力，全面推進了裝備優質高效生產和交付。

2 高新電子裝備批生產智能管理的做法

結合企業發展戰略，學習先進管理理念，利用數字化、自動化、大數據等先進技術，推進電子裝備批生產業務流程優化迭代、信息化管理系統建設、自動化測試手段建設、大數據融合應用等工作，提升批生產集成調試全過程的規范性、時效性、預防性。細化裝備批生產調試流程，建立面向價值鏈的業務流程體系,涵蓋市場、計劃、成本、質量等業務領域，并通過信息技術使業務流程顯性化、標準化、結構化、規范化和自動化，實現“職能驅動”向“流程驅動”轉變；搭建以各級、各類質量數據收集、匯總、分析和推送為核心功能的質量管控系統，通過產品質量指標體系實時反映產品、過程及質量水平；建設高速、穩定、精確的批產管理信息化系統，對批產業務過程進行實時監測與跟蹤管控；對信息化系統積累的數據開展數據融合、挖掘、分析，形成科學決策，通過數據賦能批生產管理，實現“經驗驅動”向“數據驅動”管理躍升，并通過數據迭代，提升流程自我修正能力并持續改進，最終實現批生產智能管理。

2.1 構建裝備智能制造流程

電子裝備面臨著越來越復雜的戰場電磁環境、多樣化的作戰對象、多功能的戰術要求等作戰需求，因此用戶對電子裝備系統提出了更高的要求，對電子裝備的系統性能、任務效能、可靠性、維修性等方面提出嚴格要求，甚至不同用戶對同一型號產品也存在差異化需求；同時，電子裝備本身具有研發與生產周期長、裝備尺寸和規格大、機電混裝、加工過程可靠性要求高、檢測過程復雜等特點。針對這些特點，企業需要進一步提升制造產能和過程控制能力，以滿足未來越來越多的裝備、越來越短的交付周期要求。

在制造技術方面，隨著美國工業互聯網、德國工業4.0、中國制造2025等國內外科技發展戰略相繼實施，電子裝備企業面臨一個技術快速發展的外部環境，需要緊跟國內外發展趨勢，將大數據、物聯網、云計算等新技術與科研生產業務實際相結合，創新裝備批生產模式，提高電子裝備批生產創新能力，促進企業核心競爭力的提升。根據智能制造建設的總體思路，從實現智能制造的理念/方法、先進技術、流程優化、數據/信息/知識四要素出發，對標先進企業制造、供應鏈、質量管理模式，構建從批產需求策劃、方案論證到產品生產總結的智能生產環境，并基于系統工程[3]開展產品批生產集成調試，提高對批生產知識的提煉和應用能力，實現調試、仿真、試驗、迭代優化的一體化過程，提升批生產智能化水平，形成電子裝備智能制造的典型批生產流程(見圖1)。

圖1 電子裝備典型批生產流程

裝備批產集成調試需要搭建測試平臺，開展集成調試、環境試驗和驗收測試，如驗收不合格，需按檢驗要求完成整改，使裝備各項指標滿足驗收要求，并提供測試數據及相應檢驗報告。裝備生產部門基于批產總體定位、職責和中心目標，分析業務特點，根據用戶對裝備的交付計劃和節點要求進行逐層分解、轉化，形成整機、機柜、分機、組件的任務需求，并梳理出影響批生產任務完成的主要影響因素；履行批產總體責任，明確裝備生產、交付節點，引導生產資源向生產重要環節傾斜，形成總裝總調拉動電裝、機裝、零部件及物資的全流程拉動管理；通過及時拉動批產相關部門按計劃完成集成調試和交付，規范業務流程改進、集成調試標準動作優化，保證及時、高質量地滿足用戶需求。

2.2 實行多項目并行管理機制

作為重要的信息獲取和控制設備，電子裝備技術飛速發展，批生產部門一般同時承擔多領域、多型號、多臺套裝備的并行生產和交付，因此電子裝備批產項目管理是一個復雜的、系統的工作，一般由多個環節組成，工作跨越多個組織，涉及內外場、用戶配合，需要識別訂單關鍵路徑，按優先級調節資源沖突，跟蹤項目執行。

對于一個批產調試項目，要有項目選擇、計劃制定、過程管理、收尾總結等重大的環節，每個大的環節下又有諸多繁雜的小細節。首先，項目選擇考慮項目團隊結構、思路、主要條件等；其次，需要項目組長組織團隊成員制訂合理的項目計劃；再次，過程管理由項目組長組織專家進行定期檢查和適時監管；最后，組織收尾工作、專家驗收和材料整理、存檔，形成組織生產過程管理的知識積累。

多項目管理將具有一定的特征，即相互作用而聯結在一起的項目進行協同實施；梳理多項目之間存在的某種協同形式，確定集中到一起實施的根本要素，通過人、機、料、法、環優化，進行資源或角色需求的統籌、分配、調配與平衡；將技術創新思路與批產實際問題緊密結合，以問題為導向，充分挖掘技術引領對批產效能的風險把控要素，在裝備生產全流程的內場模塊、機柜、分系統調試各環節中實現整機階段的節點監測，完善內場聯試測試項目管控，推動聯試風險釋放，提升內外場聯試效率，縮短整機階段聯試、檢驗、交付周期。

由于高新電子裝備結構復雜、調試要素多，裝備設計處于持續改進中，裝備集成調試過程也隨著設計優化、調試手段提升和調試經驗積累而不斷迭代優化，尤其在轉批生產階段，測試方法、方式變化尤其頻繁。通過開展多項目并行式管理實現設備資源統籌調度、人力資源合理分配、任務計劃科學安排，提高資源利用率和計劃合理性，有效保障批生產集成調試高效完成；基于多項目并行模式開展產品調試流程和關鍵路徑梳理，識別增值、非增值和浪費環節，應用科學方法分析和優化調試流程，及時評估裝備批生產進度，統籌調整裝備計劃，大幅提升裝備批生產調試效率以及項目整體運行效率。

2.3 應用智能技術提升批產能力

2.3.1 依托信息化平臺，強化裝備全壽命數據迭代共享

通過ERP，MOM制造運營管理系統、知識管理系統、資源管理系統、質量管理系統等信息化平臺的高度集成使用，貫通裝備批生產過程信息，實現跨部門、跨系統、跨業務和跨流程的數據信息集成管理與共享，實現批生產管理高效協同、科學決策。

2.3.2 充分應用數字仿真虛擬技術，降低作業與管理風險

建設與集成調試對應的信息物理系統，對生產服務實施數字化仿真驗證，運用數字孿生方法，以需求為輸入，構建裝備數字化樣機、集成調試數字流程，充分利用各類分析、測試、試驗等大數據，準確策劃生產服務流程，實施多維度、多學科的虛擬仿真與驗證，實現了高效策劃、精準生產和優質服務。

2.3.3 強化過程測試技術應用研究，提升交付效率與質量

運用多信號流分析技術，采用分層相關性圖進行建模，充分利用系統結構及信號邏輯關系，定量分析系統測試性、模塊失效率，提高產品性能和可靠性；建立分系統調試手段、集成測試、產品試驗、外場專用輔助設備、多目標模擬系統和性能測試評估中心，建成大型機載型號測試系統；研制面向單元、板級維修測試系統，完善測試項目，實現產品交付能力大幅提升。

2.3.4 加強生產服務數據采集分析，提升大數據應用水平

針對批產型號快速研制、交裝及服務要求，應用軟件無線電技術，增強測試設備通用性、靈活性，消除設備瓶頸和測試硬件配置時間損耗；應用虛擬儀器技術實現調試系統策劃、配置、快速搭建，按產品基線生成相應驅動調試和保障作業的調試作業指導書，優化產品單元、分機和整機測試平臺和調試過程，實現單元、分機和整機調試數據融合、集成，支撐裝備后續試驗、部署和服務環節，實現調試、試驗和保障故障數據分析、建模，消除系統差錯，加快產品迭代優化，完善產品設計；利用數據融合技術分析試驗和保障信息集成，完善設計，提高產品保障性和可用性。

2.4 深化裝備批生產團隊建設

電子裝備批生產部門以提升組織適應能力為目標，設立產品領域批產負責人，牽頭形成生產、工藝、管理、調試的敏捷協同模式，賦予項目團隊統籌策劃整個產品領域任務的權利；在團隊內部設立團隊長角色，作為團隊負責人獨立統籌資源和任務，結合質量、安全、設備等不同管理需求，進一步設立專項角色崗位，有效減少了管理層級。通過完善基層授權機制，進一步顯性化項目階段目標，員工通過主動對接項目主管，可自主安排每日工作任務的開展。

結合新產品批生產調試實際情況及要求，形成完備的作業指導文件，如某型號產品，依照裝備各層級交付指標要求，形成覆蓋整機、分系統、組件的作業指導書[4]，完備、細致、操作性強，有效提升調試人員對作業內容的理解和操作的準確性，快速形成量產能力，保證項目順利進行。

整機調試部門緊密圍繞中心任務和重點工作目標，統一戰略規劃，整合資源，形成敏捷型團隊，由一線需求拉動提效，圍繞資源、技術等關鍵要素，全面對接業務相關的橫向和縱向人員，從資源、目標和利益分配等方面協調，基于任務要求進行激勵、協調與引導，給予全面支撐，實現資源共享配置、信息透明穿透、團隊敏捷運行，確保戰略優先級別高的項目優先獲得技能等級高的資源，從而保證關鍵項目的按時交付。

3 高新電子裝備批生產智能管理的成效

3.1 裝備調試效率提高

企業通過裝備批產集成智能管理來提高裝備制造管理水平，提升批生產效能。以信息化平臺為支撐，以業務流程為驅動，利用系統工程方法建立全流程智能制造模式，提升總裝總調環節對整個制造流程的管控。高新電子裝備批產集成管理自實施以來，取得了良好的建設效果，有效提升了制造管理智能水平，加速了集成能力升級。經過在企業批生產部門內運行實踐，裝備生產計劃完成率和產品交驗合格率保持在99%以上。

3.2 產品技術快速發展

企業實現集成優化，化解生產資源沖突的矛盾，提高集成調試交付能力效率，并有效地將用戶使用的問題建議反饋到設計端，對新產品的研發起到良好的借鑒作用，加快產品技術迭代；同時，堅持科技創新驅動，不斷積累新動能、響應智能制造產業化的發展規劃，融合產品工程化改進，切實促進集成和服務模式升級。持續提升精益管理水平，以點帶面，以智能制造的理念和技術模式全面促進生產和管理模式升級，提升裝備技術水平。

4 結語

企業通過學習借鑒智能制造理念，應用智能制造標準體系及技術方法，構建智能制造流程，實行多項目并行管理機制，建設和應用裝備集成調試信息化系統與自動化測試平臺，形成了由裝備生命周期、系統層級和智能功能組成的電子裝備批生產智能管理模式。全面做好任務頂層策劃，以重點突破帶動整體推進，加速集成能力優化升級；通過信息化管理系統的融合應用，實現對各項批生產任務作業和管理的流程化閉環；通過對裝備集成調試各環節監測、測試項目管控，推動聯試風險釋放，提升聯試效率。裝備生產全流程智能管理的運行，有效促進了裝備質量提升與交付數量持續增長。