基于數(shù)字化集成平臺(tái)的飛航武器總體研發(fā)管理實(shí)踐

◎中國(guó)航天科工飛航技術(shù)研究院第三總體設(shè)計(jì)部

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，中國(guó)航天科工飛航技術(shù)研究院第三總體設(shè)計(jì)部作為飛航武器的重要研發(fā)基地，必須在飛航武器總體研發(fā)管理上不斷創(chuàng)新，以提高科技創(chuàng)新和自主研發(fā)能力。總體部針對(duì)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型需求及企業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃確立了研發(fā)戰(zhàn)略目標(biāo)，即在現(xiàn)有技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，以不斷提升多平臺(tái)對(duì)地、對(duì)海、對(duì)空、對(duì)天精確打擊能力為牽引，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈在復(fù)雜環(huán)境下綜合突防實(shí)戰(zhàn)能力的跨越，信息化作戰(zhàn)條件下體系作戰(zhàn)能力的跨越，反航母作戰(zhàn)和反潛作戰(zhàn)能力的跨越，遠(yuǎn)程快速打擊地下高價(jià)值加固目標(biāo)與時(shí)間敏感目標(biāo)能力的跨越，由對(duì)海陸空作戰(zhàn)到對(duì)海陸空天一體化作戰(zhàn)的跨越，以及從戰(zhàn)術(shù)到戰(zhàn)略的跨越為目標(biāo)，不斷填補(bǔ)飛航技術(shù)體系上的空白。多年來(lái)，總體部一直努力建設(shè)一流的設(shè)計(jì)手段和試驗(yàn)條件，大力推進(jìn)飛航武器數(shù)字化總體研發(fā)體系建設(shè)，研發(fā)效率與管理水平得到了快速提升。

一、數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建

1.建立柔性組織機(jī)構(gòu)

總體部原有的組織模式是按照型號(hào)劃分總體室，每個(gè)總體室都由控制、結(jié)構(gòu)、電器等專業(yè)組成，這種模式便于人力資源調(diào)配和產(chǎn)品改型升級(jí)。但“十五”以來(lái)，特別是高新工程開(kāi)展以來(lái)，型號(hào)研制生產(chǎn)任務(wù)劇增，戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)不斷提高，技術(shù)難度急劇加大，舊的組織模式已難以適應(yīng)發(fā)展需要。

為此，總體部對(duì)科研生產(chǎn)組織布局進(jìn)行了調(diào)整，通過(guò)對(duì)總體室進(jìn)行拆分和整合形成了“橫縱聯(lián)合”的柔性組織機(jī)構(gòu)。在縱向上形成了幾個(gè)系統(tǒng)總體室及導(dǎo)引與光電對(duì)抗、結(jié)構(gòu)與動(dòng)力、火控與發(fā)射裝置等若干個(gè)專業(yè)室。在研究室之上建立了總體部科技委專業(yè)組，以促進(jìn)各個(gè)專業(yè)的橫向交流。這種布局適應(yīng)總體部的發(fā)展需要，可以優(yōu)化人力資源，滿足目前多種類產(chǎn)品在研、預(yù)研和創(chuàng)新的需要。與此同時(shí)，要繼續(xù)突出各專業(yè)的作用，在為型號(hào)提供共性或通用化技術(shù)支持的同時(shí)，綜合考慮專業(yè)的自身發(fā)展，以形成合理的組織結(jié)構(gòu)布局，優(yōu)化資源配置；要求各專業(yè)不能孤立的尋求發(fā)展，要按照“戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型—使命任務(wù)—軍事能力—裝備發(fā)展”的思路規(guī)劃本專業(yè)的發(fā)展，注重自身能力的培養(yǎng)，掌握核心技術(shù)，做到以我為主，占據(jù)本領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

2.研發(fā)流程的優(yōu)化

總體部原有的飛航武器研發(fā)流程如圖1所示，這種“瀑布”式串行研發(fā)方式存在著技術(shù)更新緩慢，研發(fā)能力低下；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以二維設(shè)計(jì)為主，數(shù)字化技術(shù)和設(shè)計(jì)工具應(yīng)用不夠；物理樣機(jī)試制、物理試驗(yàn)頻次高，研發(fā)成本居高不下；協(xié)調(diào)基本以開(kāi)會(huì)、電話為主，沒(méi)有開(kāi)展協(xié)同研發(fā)環(huán)境等問(wèn)題。

圖1 原有的飛航武器研發(fā)流程

針對(duì)原有研發(fā)流程存在的問(wèn)題，總體部以流程再造思想為指導(dǎo)，對(duì)原有研發(fā)流程進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，如圖2所示。改造后的飛航武器研發(fā)流程中各階段工作內(nèi)容都有交叉且互相聯(lián)系，整個(gè)過(guò)程是一種持續(xù)的、循環(huán)改善的并行研發(fā)方式。該研發(fā)流程具有以三維設(shè)計(jì)技術(shù)為主、二維設(shè)計(jì)技術(shù)為輔，以虛擬樣機(jī)技術(shù)為主、以物理樣機(jī)制造為輔，以虛擬驗(yàn)證技術(shù)為主、以物理試驗(yàn)為輔的特點(diǎn)。同時(shí)，基于統(tǒng)一的三維虛擬樣機(jī)模型協(xié)同開(kāi)展設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作，大大減少了物理樣機(jī)的數(shù)量，提升了飛行試驗(yàn)的成功率。在設(shè)計(jì)初期，工藝人員提前參與型號(hào)總體設(shè)計(jì)過(guò)程，協(xié)同開(kāi)展工作，驗(yàn)證設(shè)計(jì)思想和發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，提高了設(shè)計(jì)的一次成功率。

3.建立數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)

圖3 飛航武器數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)

總體部堅(jiān)持“突破常規(guī)、系統(tǒng)策劃、整體推進(jìn)”的原則，應(yīng)用數(shù)字樣機(jī)、多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)等虛擬產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品、過(guò)程、資源的有機(jī)集成，建立了飛航武器數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)，如圖3所示。

數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)主要由基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源、產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心和業(yè)務(wù)功能模塊組成。整個(gè)數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)采用B/S（Browser/Server）的架構(gòu)模式。服務(wù)端使用的是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)集群、SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)集群和服務(wù)器虛擬集群，采用的是負(fù)載均衡、冗余備份千兆網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提供的是基于網(wǎng)格技術(shù)的高性能計(jì)算系統(tǒng)和基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬樣機(jī)中心，大大提高了平臺(tái)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。用戶只需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器即可訪問(wèn)數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)，大大提高了平臺(tái)的運(yùn)行效率和方便性。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心以產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理為核心，集成了分析數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和制造資源數(shù)據(jù)、綜合保障數(shù)據(jù)的管理思路，基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集中管理，以達(dá)到數(shù)據(jù)集成和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)全壽命周期管理，支撐產(chǎn)品研發(fā)全過(guò)程的統(tǒng)一管理，為在同一數(shù)據(jù)源下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)歸檔、數(shù)據(jù)重用提供了有力支撐。

業(yè)務(wù)功能模塊是基于統(tǒng)一的數(shù)字化集成平臺(tái)，不同專業(yè)的型號(hào)設(shè)計(jì)人員協(xié)同開(kāi)展研發(fā)工作。設(shè)計(jì)人員基于飛航武器總體設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域知識(shí)管理系統(tǒng)，抽取與重構(gòu)信息系統(tǒng)（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、仿真分析管理系統(tǒng)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等）中的知識(shí)，充分利用專業(yè)詞典庫(kù)、領(lǐng)域本體庫(kù)、知識(shí)索引庫(kù)、物理模型庫(kù)、經(jīng)驗(yàn)規(guī)則庫(kù)、知識(shí)模板庫(kù)6個(gè)知識(shí)庫(kù)，將多領(lǐng)域知識(shí)嵌入到飛航武器總體設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與研發(fā)過(guò)程的融合，有力支撐了基于“知識(shí)驅(qū)動(dòng)”的飛航武器總體設(shè)計(jì)。

二、數(shù)字化集成平臺(tái)的實(shí)施

基于優(yōu)化后的飛航武器研發(fā)流程，型號(hào)研發(fā)人員在統(tǒng)一的數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)上可進(jìn)行高效協(xié)同的產(chǎn)品研發(fā)，如圖4所示。

圖4 產(chǎn)品研發(fā)體系圖

在研發(fā)過(guò)程中，總體部、各分系統(tǒng)、總裝廠之間存在2種協(xié)同模式，即緊耦合協(xié)同模式和松耦合協(xié)同模式。緊耦合協(xié)同模式是在總體部部署應(yīng)用系統(tǒng)，分系統(tǒng)、總裝廠共用總體部的應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)緊耦合模式實(shí)現(xiàn)工作組級(jí)的在線協(xié)同設(shè)計(jì)。例如，在權(quán)限范圍內(nèi)利用有關(guān)系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)包括高超型號(hào)隊(duì)伍中總體、分系統(tǒng)、總裝廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和工藝人員的工作組級(jí)在線結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)。松耦合協(xié)同模式是在總體部、分系統(tǒng)、總裝廠分別部署應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)松耦合模式實(shí)現(xiàn)跨單位協(xié)同。例如，通過(guò)各單位的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)跨域會(huì)簽、共享、電子發(fā)文，實(shí)現(xiàn)總體與分系統(tǒng)、總裝廠之間設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的共享；基于院級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心，將各單位PDM系統(tǒng)中受控的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)匯總到院級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，并在權(quán)限許可范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)重用。

1.強(qiáng)化研發(fā)過(guò)程的質(zhì)量管理

總體部制定了“以人為本、創(chuàng)新飛航、質(zhì)量制勝、顧客滿意、持續(xù)改進(jìn)、爭(zhēng)創(chuàng)一流”的質(zhì)量方針，嚴(yán)管設(shè)計(jì)質(zhì)量、外協(xié)質(zhì)量，建立研發(fā)過(guò)程質(zhì)量管理制度，提高型號(hào)總體設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)水平及質(zhì)量保證能力，持續(xù)滿足顧客需求；建立了科學(xué)的質(zhì)量管理體系，頒布了總體部質(zhì)量體系有效運(yùn)行的法規(guī)性文件；制定了《型號(hào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量管理辦法》，提出了設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制的要求和內(nèi)容，有效提高了型號(hào)設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)質(zhì)量成本得到控制。

在數(shù)字化集成研發(fā)平臺(tái)的支撐下，總體部進(jìn)一步強(qiáng)化了型號(hào)研發(fā)過(guò)程中質(zhì)量信息管理。通過(guò)信息平臺(tái)，元器件、外協(xié)產(chǎn)品的驗(yàn)收、設(shè)計(jì)評(píng)審跟蹤、質(zhì)量歸零問(wèn)題的過(guò)程跟蹤、內(nèi)部審核問(wèn)題的閉環(huán)跟蹤等過(guò)程的管理信息得到了整合，大大提升了研發(fā)過(guò)程的掌控能力，所形成的過(guò)程資產(chǎn)可以在信息平臺(tái)上發(fā)布、共享，提高了總體部的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.強(qiáng)化基礎(chǔ)工作及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

總體部加強(qiáng)開(kāi)展情報(bào)、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)基礎(chǔ)工作，在研制經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)提煉、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定等方面取得了顯著成績(jī)。強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施與監(jiān)督，推動(dòng)產(chǎn)品的“三化”工作，并積極探索預(yù)先研究的標(biāo)準(zhǔn)化工作，實(shí)現(xiàn)預(yù)先研究的工程化管理；情報(bào)工作緊密圍繞重大背景型號(hào)及關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展信息收集、跟蹤和課題研究；建立了《總體部知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理辦法》，以完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制。

3.完善激勵(lì)機(jī)制

總體部將形勢(shì)任務(wù)教育貫穿全年，一方面為了弘揚(yáng)“國(guó)家利益高于一切”的核心價(jià)值理念，以維護(hù)國(guó)防安全為己任，增強(qiáng)政治使命感；另一方面為了培育職工的危機(jī)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、成長(zhǎng)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)緊迫感，鼓勵(lì)職工樹(shù)立成就一番事業(yè)的雄心，以積極投入到創(chuàng)新和專業(yè)技術(shù)發(fā)展工作中，把推動(dòng)事業(yè)創(chuàng)新與個(gè)人的成長(zhǎng)緊密結(jié)合起來(lái)。營(yíng)造“學(xué)習(xí)工作化，工作學(xué)習(xí)化”的學(xué)習(xí)氛圍，大力宣傳“人人是人才，人人可成才”的理念，為不斷實(shí)現(xiàn)自我超越而努力。同時(shí)，建立預(yù)研研究師、標(biāo)準(zhǔn)化工程師、項(xiàng)目工程師和專業(yè)工程師隊(duì)伍，參照型號(hào)設(shè)計(jì)師任職規(guī)定，出臺(tái)相關(guān)管理辦法，明確工作職責(zé)和任職條件及享受待遇，調(diào)動(dòng)各類人員的積極性，保證各項(xiàng)任務(wù)的順利開(kāi)展。

在薪酬、獎(jiǎng)勵(lì)、職稱評(píng)聘、型號(hào)任職、住房分配、學(xué)習(xí)培訓(xùn)等方面制定了相應(yīng)的傾斜政策，充分保護(hù)并調(diào)動(dòng)重點(diǎn)型號(hào)、項(xiàng)目隊(duì)伍及專業(yè)技術(shù)骨干力量的積極性；實(shí)施專業(yè)技術(shù)崗位任職后備人員培養(yǎng)制度，結(jié)合職業(yè)生涯管理，做好各類專業(yè)技術(shù)骨干人員的培養(yǎng)；發(fā)揮專業(yè)工程師、預(yù)研研究師、學(xué)術(shù)帶頭人作用，全面開(kāi)展各類專業(yè)的專業(yè)建設(shè)及發(fā)展工作；建立“導(dǎo)師制”制度，充分發(fā)揮專業(yè)骨干人員對(duì)新員工“傳幫帶”的重要作用。

基于360度業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法的全員績(jī)效考核指標(biāo)體系，總體部針對(duì)員工不同角色建立了《總體部副總師考核暫行辦法》、《總體部中層領(lǐng)導(dǎo)干部考核暫行辦法》、《總體部職工考核暫行辦法》3套考核辦法，對(duì)年度考核優(yōu)秀職工設(shè)立工資系數(shù)調(diào)整細(xì)則；依據(jù)每年度的個(gè)人業(yè)績(jī)考核結(jié)果制定了津貼調(diào)整細(xì)則，同時(shí)設(shè)立了勞動(dòng)模范、十佳青年、創(chuàng)新先進(jìn)個(gè)人等獎(jiǎng)勵(lì)。

三、實(shí)施效果

通過(guò)實(shí)施基于數(shù)字化集成平臺(tái)的飛航武器總體研發(fā)管理，實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)科、研究室和設(shè)計(jì)人員以及總體部與各分系統(tǒng)廠所和總裝廠之間跨域會(huì)簽、跨域協(xié)調(diào)、跨域收發(fā)文等，形成了高效協(xié)同的科研生產(chǎn)管理模式，促進(jìn)了飛航武器系統(tǒng)的研發(fā)由“性能主導(dǎo)”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶芎推焚|(zhì)主導(dǎo)”模式，由“單學(xué)科串行設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸鄬W(xué)科并行協(xié)同設(shè)計(jì)”，由“實(shí)物驗(yàn)證為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤摂M驗(yàn)證為主”，由“經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤邦A(yù)測(cè)設(shè)計(jì)和仿真設(shè)計(jì)”。這些轉(zhuǎn)變有效地克服了飛航武器裝備組成復(fù)雜、研制過(guò)程復(fù)雜、系統(tǒng)性能和行為復(fù)雜等問(wèn)題，科研生產(chǎn)管理能力和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益躍上新的臺(tái)階。

通過(guò)實(shí)施基于數(shù)字化集成平臺(tái)的飛航武器總體研發(fā)管理，使總體部飛航武器總體研發(fā)能力明顯提升，一體化設(shè)計(jì)、多學(xué)科優(yōu)化、虛擬設(shè)計(jì)以及分布式協(xié)同設(shè)計(jì)等手段不斷完善，總體研發(fā)水平有效提升，實(shí)現(xiàn)了飛航武器裝備數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化試驗(yàn)、數(shù)字化管理和數(shù)字化綜合保障的融合。從戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)確定、總體方案制定到各專業(yè)的設(shè)計(jì)和研發(fā)，充分采用數(shù)字化技術(shù)，切實(shí)提升了型號(hào)研制能力和速度，型號(hào)研制周期大大縮短。系統(tǒng)方案快速概念設(shè)計(jì)由6～12個(gè)月縮減為1～2個(gè)月；數(shù)字化設(shè)計(jì)分析中有限元計(jì)算速度從2～3個(gè)月縮短至2～3天；原本在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上無(wú)法開(kāi)展的數(shù)字驗(yàn)證和計(jì)算分析等工作，現(xiàn)在可以通過(guò)高性能計(jì)算提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而減少了飛行試驗(yàn)次數(shù)，大大提升了靶試成功率，在有效縮短研制周期的同時(shí)也節(jié)省了研制經(jīng)費(fèi)。