神舟飛船發(fā)射場全周期全要素組織實施的系統(tǒng)方法

龐 博，王國軍，連 宇，常躍東

（中國空間技術(shù)研究院載人航天總體部，北京100094）

神舟飛船發(fā)射場全周期全要素組織實施的系統(tǒng)方法

龐 博，王國軍，連 宇，常躍東

（中國空間技術(shù)研究院載人航天總體部，北京100094）

神舟飛船發(fā)射場工作任務量大、與外界接口多、任務關注度高，組織實施的難度很大，需要一套系統(tǒng)方法來對發(fā)射場全周期全要素組織實施進行指導。按照系統(tǒng)思想，分析了全周期工作的全部要素和要素間的關系，在此基礎上進行了系統(tǒng)綜合，將全周期工作分為進場啟動、進場實施、測試發(fā)射和收尾四個階段，制訂了按階段進行專題策劃的專題管理模式、靈活的矩陣式＋集中式管理組織模式和全周期工作流程管理三部分組成的組織實施方法。方法的有效性通過神舟飛船發(fā)射場工作中的實際應用得到了驗證。

神舟飛船；發(fā)射場；組織實施；系統(tǒng)方法

1 引言

神舟飛船發(fā)射場工作一般包括發(fā)射場的總裝、測試、加注和發(fā)射工作。飛船的發(fā)射場工作是飛船全周期研制中的重要環(huán)節(jié)，因為：1）時間短，僅有2個月時間；2）發(fā)射時間靈活性低；3）工作量大且各工作關聯(lián)性強；4）安全性可靠性要求極高［1?3］。一個質(zhì)量問題和一天的進度推遲的發(fā)生都可能影響整個發(fā)射任務，這就需要一套面向飛船發(fā)射場的管理方法來確保任務的完成。

國內(nèi)對航天器發(fā)射場管理工作研究主要針對質(zhì)量等個別方面，沒有發(fā)射場管理工作整體方法的相關研究，國外文獻也未找到發(fā)射場專題的組織實施方法［4?5］。

本文根據(jù)系統(tǒng)科學的觀點，將與發(fā)射場地區(qū)的工作有聯(lián)系的所有活動看成一個整體，作為一個系統(tǒng)進行全周期全要素管理［6?7］。并針對全周期全要素的管理特點，制訂由按階段進行專題策劃的專題管理模式、靈活的矩陣式＋集中式管理組織模式和全周期工作流程管理三部分組成的組織實施方法，以從整體上解決發(fā)射場管理問題。

2 全周期全要素范圍

全周期全要素發(fā)射場工作要素多、要素間關系多且高度耦合，是典型的復雜系統(tǒng)，從系統(tǒng)理論講［8］：管理復雜系統(tǒng)，首先分析系統(tǒng)的每個元素和元素間的聯(lián)系，而后從系統(tǒng)的整體進行綜合考慮。

根據(jù)航天發(fā)射任務周期，一般以飛船進場前1年啟動發(fā)射場工作的策劃，飛船發(fā)射后2個月完成發(fā)射場工作總結(jié)，所以飛船全周期工作的時間跨度應為飛船進場前1年至飛船發(fā)射后2個月。從全要素的角度考慮，發(fā)射場工作不僅僅包括飛船的研制發(fā)射，還包括人員、工裝、測試設備、后勤、運輸、物資、經(jīng)費等要素。

綜上，神舟飛船發(fā)射場全周期全要素工作是指從飛船進場1年至飛船發(fā)射后2個月期間飛船的出廠分解、運輸、發(fā)射場總裝、測試、加注和發(fā)射工作及與之相關的人員、工裝、測試設備、后勤、運輸、物資、經(jīng)費等工作的總和。

3 系統(tǒng)分析

3.1 要素分析

神舟飛船發(fā)射場工作由7大要素構(gòu)成，包括：飛船研制、人員、工裝／測試設備、后勤、運輸、物資、經(jīng)費。7大要素共包含29個子要素，詳見圖1。

3.2 關系分析

發(fā)射場工作共7大要素，且考慮n對m元素的關系rnm與m對n元素關系rmn不同，則發(fā)射場共有42種關系。由于這些關系很難量化或數(shù)學公式表達，為抓住要點，本文要素關系只考慮要素間的關聯(lián)強度，即確定兩兩要素間是否相關，若相關，是強相關還是弱相關。關系矩陣詳見表1。

4 系統(tǒng)綜合

4.1 綜合分析與階段劃分

在要素和關系分析基礎上，綜合各要素工作量、各要素間耦合導致增加／減少的工作量，依據(jù)歷史數(shù)據(jù)的算數(shù)平均，對全周期發(fā)射場工作各要素工作量隨時間變化進行式（1）所示計算：

表1 發(fā)射場工作關系矩陣Table 1 Relationship matrix of launch site work

式中t為時間，Load代表工作量，Loads(t)為系統(tǒng)在t時刻的總工作量，N為系統(tǒng)中全部元素個數(shù)，Loadan(t)為第n個元素an在t時刻的工作量，Loadrnm(t)為an和am元素間耦合增加額外的工作量，其中，當m＝n時，Loadrnm(t)＝0。

計算結(jié)果詳見圖2。圖中以飛船出廠時刻作為T0，飛船發(fā)射時刻作為T1。

發(fā)射場工作開始時間為T0－12月，結(jié)束時間為T1＋2月。從圖2可見，飛船各要素工作量變動較大，各個時段分布十分不均勻，T0－2月前的很長一段時間工作量較小且變化比較平緩，飛船進場前后工作量巨增，而后工作量雖然較大但變化不很明顯，在電測期間有所增加、加注期間有所減少，最后在飛船發(fā)射前后第二次巨增，發(fā)射后迅速減少。從工作量與工作地點兩個維度考慮，可以將全周期工作劃分為四個階段：進場啟動、進場實施、測試發(fā)射、收尾。詳見表2。

表2 發(fā)射場工作階段劃分Table 2 Stages of launch site work

4.2 系統(tǒng)方法

綜合前文分析，發(fā)射場工作主要需要解決以下問題：1）要素多，工作項目多；2）要素關系多，相互影響大；3）進場和發(fā)射期間工作量迅速增加；4）進場后工作量巨大。同時，神舟飛船的項目特點還帶來了以下問題：1）任務低風險要求極苛刻；2）高社會關注度導致人員心理壓力大；3）可用資源有限。

上述問題牽扯面廣，有些問題的解決方案還是矛盾的，所以管理的目標應定為整體最優(yōu)而不是局部最優(yōu)。據(jù)此制定了神舟飛船發(fā)射場全周期全要素組織實施的系統(tǒng)方法，方法在階段劃分的基礎上，由以下三個部分構(gòu)成并相互配合：1）按階段進行專題策劃的專題管理；2）矩陣式＋集中式組織模式；3）全周期工作流程管理。詳見圖3。

由圖3可見，方法按階段將全周期工作分為四個專題進行策劃管理，各專題由全周期流程統(tǒng)領；兩個相鄰專題互相影響；組織模式包括矩陣式組織和集中式組織，由全周期流程統(tǒng)領；在進場啟動和收尾階段工作量小，采用矩陣式管理；在進場實施和測試發(fā)射階段工作量大，采用集中式管理。

5 專題管理

專題采用WBS（工作分解機構(gòu)）方法［9］，將專題劃分為子專題，子專題又分成孫專題，實行精細化管理。

5.1 進場啟動

進場啟動工作以發(fā)射場工作的策劃和人機料法環(huán)的準備為主，管理重點是策劃和準備全面，做到無漏項，主要包括4個子專題：1）策劃和文件的編寫；2）試驗隊的組建；3）進場物資的準備；4）其他長周期（2個月以上）工作。4個專題共包括12個孫專題，詳見圖4。

5.2 進場實施

進場實施工作以人機料法環(huán)的落實為主，特點是人員與產(chǎn)品工作地點變化、工作項目多，管理重點是嚴格按策劃執(zhí)行與做好過程控制，包括4個子專題：1）飛船出廠狀態(tài)設置與出廠評審；2）飛船、工裝、測試設備、物資、文件等運輸；3）人員進場準備；4）發(fā)射場后勤準備工作。4個子專題中共包括15個孫專題，詳見圖5。

5.3 測試發(fā)射

測試發(fā)射階段工作地點相對固定，管理重點是做好測試發(fā)射與日常管理，主要包括4個子專題：1）飛船的測試發(fā)射與管理；2）試驗隊日常管理［10］；3）發(fā)射組織實施；4）試驗隊撤場。4個子專題中共包括8個孫專題，詳見圖6。

5.4 收尾

收尾工作主要以總結(jié)為主，分為5個子專題：1）撤場專列返京；2）返回艙返京；3）發(fā)射場工作總結(jié)；4）經(jīng)費結(jié)算；5）物資歸還。詳見圖7。

6 矩陣式和集中式組織

為適應全周期發(fā)射場各階段工作的不同特點，有兩種管理模式：針對工作量較小的進場啟動和收尾階段采用日常的矩陣式管理，在工作量巨大的進場實施和測試發(fā)射階段集中式管理。

6.1 矩陣式組織

矩陣式組織能夠很好地結(jié)合純職能型組織與項目型組織的優(yōu)點［9］，適合進行日常的項目管理，適用于啟動階段和收尾階段。

載人航天總體部下設項目辦公室、政工、人事、財務、設計等部門，上級單位中國空間技術(shù)研究院下設后勤部門和各廠所。在進場啟動和收尾階段，由項目辦公室牽頭，各部門／單位派出人員參加項目實行矩陣式管理，派出人員受項目經(jīng)理和所在部門／單位雙重領導［11］。組織結(jié)構(gòu)詳見圖8。

6.2 集中式組織

發(fā)射場工作任務量大、持續(xù)時間短、人員相對集中，適合成立集中式組織進行管理，發(fā)射場集中管理的組織為發(fā)射場試驗隊。

神舟飛船發(fā)射場試驗隊是發(fā)射場執(zhí)行任務的臨時性工作組織，所有研制保障人員全部編入試驗隊，進行集中管理。試驗隊實行隊長負責制，設立調(diào)度組、技術(shù)組、質(zhì)量組、技安組、政工組、后勤組和各試驗分隊（由各廠所組成），試驗隊成立臨時黨委，試驗分隊成立臨時黨支部。試驗隊組織結(jié)構(gòu)詳見圖9。

其中，試驗隊隊長全面領導神舟飛船的技術(shù)管理、進度管理、質(zhì)量管理、安全管理，對飛船和人員安全負全責。調(diào)度組主要負責飛船的進度管理和試驗隊日常管理；技術(shù)組主要負責飛船的技術(shù)管理工作；質(zhì)量組主要負責質(zhì)量管理工作；技安組負責全過程的技術(shù)安全工作；政工組負責試驗隊的思想政治工作、黨建工作、保密、保衛(wèi)工作；后勤組負責試驗隊住宿、伙食、車輛安排、醫(yī)療衛(wèi)生、食品衛(wèi)生和試驗期間的救護工作。

7 全周期工作流程

為避免專題管理導致的過于關注細節(jié)而忽視全局，需要一個全周期工作流程對整體工作進行布置，保證系統(tǒng)整體最優(yōu)。工作流程詳見圖10。

由圖10可見，在任務開始前，要編制全周期任務策劃，策劃包括所有的工作項目，指導全周期工作。由于各要素間的耦合，策劃的編寫要經(jīng)過多輪迭代，做到各要素間的工作匹配。同時，在進場啟動階段要完成所有專題策劃，完成試驗隊的組建。進場實施階段主要工作就是落實好啟動階段編制的策劃，保證飛船順利轉(zhuǎn)場，并為發(fā)射場工作做好準備。測試發(fā)射階段，良好的試驗隊日常管理是做好飛船測試發(fā)射的基礎，飛船發(fā)射的組織實施需按專題進行管理。飛船發(fā)射后，要對試驗隊撤場工作作為專題進行管理。返回北京后，收尾工作也要按專題策劃進行管理，做好總結(jié)工作。

8 結(jié)語

在歷次發(fā)射任務中，神舟飛船發(fā)射場全周期全要素組織實施的系統(tǒng)方法在不斷的迭代中走向成熟，有效性得到實踐驗證，將為后續(xù)的發(fā)射任務提供參考。

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A System M ethod for Shenzhou Spaceship Launch Site Full Cycle Full?element Organization and Imp lementation

PANG Bo，WANG Guojun，LIAN Yu，CHANG Yuedong
（Institute of Manned Space System Engineering，CAST，Beijing 100094，China）

The launch site organization of Shenzhou spaceship is very difficult due to the heavy workload，many interfaces to coordinate and highly focused by the public.So it is quite necessary to adopt a system method in Shenzhou spaceship launch site full?cycle full?elementorganization and im?plementation.According to the system theory，amethod was proposed after system analysis and inte?gration.The full?cycle launch site work was divided into four stages：the launch site work initiation stage，the launch site work implementation stage，the testing and launching stage and the ending stage.There were threemain elements in the proposed method：the specialized management by sta?ges，thematrix and centralized organization and the full?cycle workflow management.The applica?tion of the proposed method in Shenzhou spaceship launch site work showed that all the works were in order，in?time and without any problem，and the launcheswere successful.

Shenzhou spaceship；launch site；organization and implementation；system method

V19

A

1674?5825（2017）01?0104?05

2016?01?04；

2016?12?27

龐博，男，碩士，工程師，研究方向為航天器項目管理。E?mail：niubipang＠163.com