國內外航天工程項目典型管理方法研究

摘要：航天重大工程具有極強的探索性和先進性，其項目管理通常在航天工業體系建設、空間技術及應用水平快速提升的同時，以系統理論與方法的方式不斷完善。對國內和國外的航天項目管理基本情況及典型特點、典型管理要求進行梳理總結，在典型項目管理理論基礎上，給出國內外航天領域重大項目在戰略地位、設計和經濟效應背景等約束下的項目管理新思路。

關鍵詞：航天重大工程；項目管理；典型管理方法

0 引言

在空間事業快速發展的過程中，航天項目管理技術與能力逐步成為航天系統工程中最重要的管理環節，成為一個國家航天系統工程能力和水平的重要體現。

航天領域項目具有極強的探索性和先進性，規模龐大，跨學科集成、跨行業協作、跨組織統籌、前沿成果運用等特點對綜合管理水平提出高要求；航天產品研制過程中投入生產的樣品數量極少，多以小批量或單件生產的方式進行，對項目風險控制能力提出高要求；航天項目受發射、測控等資源能力約束及國家戰略影響或用戶要求制約，對進度、成本管理等方面提出高要求。因此，航天項目管理具有以下特點：多方案比較、整體優化、科學集成；分階段實施，逐步改進；技術關鍵要先行，要充分驗證，以求盡早暴露問題；各種技術接口要盡量標準化、簡單化；并行工程方法充分運用等。

1 國外航天項目管理

1.1 基本情況

國外航天領域項目管理起源于20世紀40年代，“曼哈頓”計劃、“北極星”計劃均采用了計劃評審技術（PERT），通過計劃流程編制、關鍵路徑管理、數理統計技術應用、計算機輔助管理方法采用等，取得了良好的項目管理效果。系統工程理論是現代項目管理的重要方法基礎，航天系統工程是組織管理航天型號規劃、計劃、研制、試驗、生產及各類保障條件的科學體系與方法，經過在“阿波羅”工程項目中的成功運用，成為航天領域普遍接受和推廣的技術。如今，世界航天領域利用指令、程序、標準等多種形式不斷提煉航天系統工程成功實踐，形成了指導和規范航天項目組織實施的基礎共識。其中，以美國和歐洲的相關管理制度和標準體系為典型代表。全生命周期的系統工程管理，其技術活動核心是在型號指揮線的重要保障下進行系統工程過程迭代。

1.2 貫穿全生命周期的系統工程管理

1.2.1 嚴格按研制程序辦事

大至戰略目標、規劃，小至預研、研制、生產，均以分階段實施項目的系統開發為基本思路。每個研制階段都有明確的定位、目標、任務內容和完成評價準則，嚴格控制各階段的技術狀態，對各階段的任務進行控制。同時，對各階段的成果進行評審，對轉階段進行分析決策，徹底解決該解決的問題，避免出現重大反復。國外通常按航天項目的全生命周期進行研制階段劃分，典型的研制階段包括任務分析/需求鑒定階段（O階段）、可行性研究階段（A階段）、預先定義階段（B階段）、詳細定義階段（C階段）、資格鑒定與生產階段（D階段）、使用階段（E階段）、處置階段（F階段）。在全階段中，關鍵設計評審（CDR）、戰備完好性評審（FRR）、任務說明書評審（MDR）、運行準備就緒評審（ORR）、要求初審（PRR）、質量評審（QR）、飛行準備評審（CRR）、驗收評審（AR）、試運行結果評審（ELR）、設計初審（PDR）、發射準備評審（LRR）、系統要求評審（SRR）貫穿其中，作為全過程技術管控、項目管理的關鍵確認環節。

1.2.2 強化分解-集成的總體設計思想

航天重大工程的項目管理注重技術過程與技術控制過程的結合。一方面，根據研制任務要求或技術要求，系統論證和設計總體方案，逐級向下分解形成功能、性能指標及結構；另一方面，在產品充分論證與必要驗證的基礎上逐級向上綜合集成，并多次迭代得到整體性能優化。同時，注重經費、進度、保障條件的分解與集成，同步在不同層面間迭代，形成約束條件下的優化方案。典型的分解-集成總體設計關系如圖1所示，典型項目管理要素在航天領域的落實情況見表1。

1.3 以星座組網為代表的批產產品管理

隨著航天產品向批量化、多樣化的方向發展，以SpaceX公司為代表的國外航天機構和企業，面向批產需求，重點在產品選用、確保低成本和高可靠性方面創新管理手段。

1.3.1 強化產品化研制管理理念

重點實施方式是關于衛星公用平臺研發和設計；充分利用商用貨架產品（COTS），并實施批產驗證，實現了產品定制化、產品化、規模化發展。在項目管理過程中，最大限度推動并實現衛星平臺設計與有效載荷設計相獨立，充分繼承已有技術，引入新技術提升產品整體性能（靈活性、適應性、承載能力等）；形成基于衛星公用平臺的研制流程，通過貨架產品的采購和應用，促進全系統的快速集成，實現平臺的整體創新；提升系統級集成的分析驗證手段，從而實現設備和元器件采購從整個平臺統一考慮，確保生產規模，降低成本。

1.3.2 建立供應商優選管理體系

通過強化以質量為中心的供應商管理，確保協作配套產品質量；強調一體化閉環管理，注重供應商能力評價、質量管理能力、統一供應鏈管理要求等。將產品質量和產品高可靠性兩者的總體保證要求相統一、成本控制與研制進度控制相統一，取得了巨大效益。典型供應商質量管理要求（SpeaceX星鏈項目）如圖2所示。

1.4 風險預先控制的航天產品保證管理

20世紀80年代起，歐洲空間局（ESA）在航天工程項目的實踐中，在系統工程的管理理念的基礎上大力推動產品保證技術和方法，通過一系列的技術和管理活動控制產品質量形成的各要素和全過程，使用戶和承制方都能確信產品達到規定的各項要求。首先，明確矩陣式項目產品保證工作系統，實現工程技術與職能管理有機結合，突出基礎產品和過程的質量保證和專業技術保證；其次，建立完整的自上而下的要素體系和標準體系，注重技術風險管理的安全性，將質量管理體系的正常運行和產品保證與安全性工作相融合。空間產品保證標準要素體系包括7個方面（表2），規定了空間項目產品保證活動在管理和實施兩個方面的要求。

2 國內航天項目管理

2.1 基本情況

項目管理技術在我國航天型號研制過程中的應用起源于20世紀60年代初，由于我國早期的航天型號種類少、研制周期長，在具體的航天型號項目管理中基本體現為計劃經濟體制下的典型行政管理特征，以網絡計劃技術為主。從20世紀90年代開始，隨著以載人飛船和通信衛星、遙感衛星、導航衛星和月球探測為代表的航天器項目的研制實施，我國航天器研制項目管理體系不斷完善，項目管理技術快速發展。近年來，在運載火箭、人造衛星、載人飛船等各類航天型號研制任務繁重、多型號并舉的背景下，強化系統工程與項目管理的互動發展具備了獨有的特點。

2.2 系統工程和項目管理的融合

通常，航天系統工程技術過程的核心和關鍵環節在于系統分析、信息流管理、關鍵項目的識別與控制。航天項目管理的核心和關鍵環節在于精細化質量控制和產品保證。我國航天重大工程/項目在兩個領域不斷探索和實踐，從“復雜系統分析方法與工具、航天產品小子樣定型管理模式、產品型譜的制定與應用、項目管理快速成熟方法”等方面，促進航天系統工程和項目管理在理論與方法工具等方面的創新和全面融合，并應用在重大工程/項目實施的各個階段，為工程順利實施提供了有效支撐。

例如，北斗衛星導航工程作為具有“綜合集成、技術創新、建設階段、產業帶動”特點的國家航天重大工程，通過堅定地實踐“以系統為核心、面向應用、面向服務”的系統工程組織管理模式，將多階段項目管理落到實處，滿足項目未來的潛在需求。一方面，將項目管理融入系統分解-集成、系統分析、產品定型等系統工程的全過程（表3）；另一方面，將系統分析與集成融入項目管理的精細化質量控制全過程（表4）。

2.3 技術流程和計劃流程的實施

技術流程和計劃流程是最具航天項目管理特色的代表性管理方法，以用戶要求為目標，反映航天并行工程的管理特點。

技術流程按級別/階段/年度分層次進行劃分，體現研制工作中所有技術活動的邏輯和時序關系。通常由技術流程說明（目標、階段劃分、模型星、繼承性、關鍵項目、關鍵路徑分析、里程碑、質量控制點、假設）、技術流程圖、工作項目說明（每個項目的資源和工期估計表）組成。技術流程中的技術工作內容必須全面，不得有遺漏項目；兼顧型號設計、制造和試驗的質量、進度和成本；綜合體現研制工作的科學性和合理性；符合目標總進度要求，與研制各階段內容相協調。

計劃流程是在技術流程基礎上，按層次按過程編制，體現所有研制活動（設計、分析、制造、試驗、產品驗收等）的進度協調執行程序，反映“活動、工期、順序、資源”等內容。通常由目標、依據、配套表（文件配套表、生產配套表）、關鍵項目和短線項目、主要里程碑（設計、制造、試驗的交界點/關鍵節點）、控制點（評審點或檢驗點）、保障條件（人、機、料、法、環）、管理措施（計劃、組織、指揮、協調、控制）、其他（對技術流程所做的調整和優化）等組成。計劃流程綜合考慮進度、質量、風險等要素，以及人員、設備、場地、經費、外協外購等制約條件；各級計劃流程應符合上一級的時限要求；主線上的串行工作項目較為精簡，輔線工作超前實施，等待主線工作。

2.4 與國際接軌的精細量化管理

20世紀90年代開展的資源衛星國際合作研制項目，為我國提供了一個充分了解掌握和借鑒吸收國外先進項目管理理念和方法的機會，并結合我國航天項目研制管理的系統化、規范化特點，形成了頗有代表性的精細量化管理方法。其中，以接口數據單管理為代表的表格化管理方式、以產品為中心的工作分解結構管理方法等在后續各型號研制中得到廣泛應用。

接口數據單是每個設備的一套完整的接口數據文件，既可以完全確定設備的各種接口，又可以反映設備與其外部環境匹配的各種特性。常見的接口數據單有11種，其中描述機械特性的有2種（機械特性、設備示意圖），描述熱特性的有2種（熱特性、熱示意圖），描述電特性的有7種（電源功率、接口墊特性、電氣方塊圖、接插件表、接插件接點分配表、遙測參數表、遙控指令表）。

工作分解結構（WBS）作為項目管理的核心工具之一，產品樹是建立WBS的基礎，按系統-分系統-設備自上而下逐級分解，將系統按硬件和軟件產品劃分所組成的樹狀結構，形成包含航天項目全部工作的系統的層次體系。產品樹明確受各級采購方技術狀態控制的項目和技術規范涉及的項目。隨著信息技術的發展，WBS得到更廣泛的應用，成為常見的強制性要求，通過信息化手段形成的WBS庫可以起到綜合協調、解決資源沖突的作用。

產品設計和建造規范是航天重大項目在建設初期，明確用以規范重大項目中各類產品通用設計、接口設計、試驗驗證等研制各方面要求的基準性文件，可以是系列文件的形式，也可以是重大項目內部標準的形式。常見的產品設計和建造規范主要包括工程標準、接口控制、可交換性、可靠性、維修性、冗余等通用要求，機械要求、熱設計要求、電接口要求、信號接口要求、電磁兼容要求、軟件要求、試驗要求、產品評估要求等專項要求，以及工效要求等其他要求。

3 結語

國內外航天重大項目均是圍繞“自上而下的系統規劃與設計，預判風險，統籌技術抓總與技術協作”的基本原則，伴隨現代項目管理的不斷發展，與航天工業體系建設同步建設，開展目標明確的項目管理，并在星座組網產品批產、小子樣產品精細量化管理等方面建立具有特色的管理理念。

國外航天項目管理的技術和方法以全生命周期管理為主，形成了系統的項目管理知識體系；國內航天項目管理在對標國外先進理念的同時，進行了創新的本地化，伴隨航天研制管理能力的迅速提升，有效保證了各項國家重大任務的圓滿完成，推動了我國空間基礎設施和航天裝備體系的建設與發展。

為了更好地適應航天事業新的發展形勢、航天產業及航天經濟新的發展動態、商業航天新的發展模式和發展理念，航天重大項目的技術和管理人員仍需不斷探索、不斷實踐，驅動航天項目管理能力不斷追求卓越。

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收稿日期：2022-10-28

作者簡介：

孫曉君（1986—），女，高級工程師，研究方向：航天項目技術管理、航天型號標準化管理。

李新偉（1985—），男，高級工程師，研究方向：航天型號質量與可靠性管理。

郭晉媛（1981—），女，研究員，研究方向：航天標準化管理。