基于“系統(tǒng)架構(gòu)+貨架產(chǎn)品”的平臺(tái)化研制模式建立及實(shí)施

/北京航天自動(dòng)控制研究所

對(duì)比北京航天自動(dòng)控制研究所近7年業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可以看出:2017年型號(hào)數(shù)量較2010年增長(zhǎng)近50%,控制系統(tǒng)交付產(chǎn)品數(shù)量較2010年上漲68%,任務(wù)平均研制周期較2010年壓縮近50%。在不考慮首飛型號(hào)占用資源較多的情況下,粗略計(jì)算可知:按照現(xiàn)有型號(hào)定制型研制模式,設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及工藝人員年均工作量相較2010年增長(zhǎng)約250%,人員數(shù)量及模式效率的不匹配將給單位的發(fā)展帶來(lái)較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、交付風(fēng)險(xiǎn)及經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。此外,為適應(yīng)未來(lái)發(fā)展需求,研究所提出在“十三五”期間應(yīng)形成每年完成10型首飛、100發(fā)飛行試驗(yàn)、1000套控制系統(tǒng)集成交付的能力,按照現(xiàn)有科研生產(chǎn)模式發(fā)展及人力資源規(guī)劃,到“十三五”末,距離實(shí)現(xiàn)“10、100、1000”的能力目標(biāo)尚有較大差距。

在此情況下,研究所貫徹落實(shí)中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司、中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院產(chǎn)品化發(fā)展思路,積極推進(jìn)產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略,在產(chǎn)品體系建設(shè)、系統(tǒng)架構(gòu)研究、產(chǎn)品型譜發(fā)展等方面取得了一定成果,但研制模式仍然是型號(hào)定制型,該研制模式存在2個(gè)方面的問(wèn)題:一是模式效率及效益較低,導(dǎo)致產(chǎn)品研制周期較長(zhǎng),成本較高;二是同類(lèi)產(chǎn)品未形成規(guī)格化、系列化,導(dǎo)致不同型號(hào)間產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)各環(huán)節(jié)資源重復(fù)投入。

在型號(hào)數(shù)量、科研生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)壓力持續(xù)增加的形勢(shì)下,為解決現(xiàn)有科研模式效率效益低及不同型號(hào)間資源重復(fù)投入等問(wèn)題,降低研究所經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)“10、100、1000”能力目標(biāo),根據(jù)研究所業(yè)務(wù)實(shí)際,建立了基于“系統(tǒng)架構(gòu)+貨架產(chǎn)品”的平臺(tái)化研制模式,并在新研型號(hào)中應(yīng)用實(shí)踐。

一、工作與實(shí)踐

以降本增效、解決型號(hào)間資源重復(fù)投入為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)制修訂相關(guān)辦法及標(biāo)準(zhǔn),完善相關(guān)規(guī)章制度及激勵(lì)機(jī)制,建立相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)品隊(duì)伍,加強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)聯(lián)動(dòng),提升設(shè)計(jì)及管理水平;梳理固化現(xiàn)有控制系統(tǒng)架構(gòu)及其核心單機(jī),形成并發(fā)布“中樞”系列系統(tǒng)架構(gòu)及“航控”系列核心單機(jī);制定控制系統(tǒng)架構(gòu)及產(chǎn)品核心標(biāo)準(zhǔn)群,開(kāi)展產(chǎn)品貨架建設(shè),根據(jù)相關(guān)規(guī)章制度,建立滿(mǎn)足于型號(hào)需求的基于功能、性能、質(zhì)量、成本等多要素多層次的產(chǎn)品貨架;持續(xù)推進(jìn)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及通用產(chǎn)品成熟度提升;建立面向“系統(tǒng)架構(gòu)+貨架產(chǎn)品”平臺(tái)化研制模式的信息化平臺(tái),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)及貨架產(chǎn)品可視化展示及架構(gòu)與單機(jī)匹配關(guān)系推送,便于用戶(hù)選擇及售后跟蹤,為“系統(tǒng)架構(gòu)+貨架產(chǎn)品”平臺(tái)化研制模式的推廣實(shí)踐提供基礎(chǔ)支撐。

此外,通過(guò)將XX項(xiàng)目行政決策評(píng)審納入型號(hào)研制流程,實(shí)現(xiàn)對(duì)新研型號(hào)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)架構(gòu)及貨架產(chǎn)品選用等方面決策評(píng)審,并對(duì)型號(hào)研制關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)管,確保平臺(tái)化研制模式實(shí)施落地。

二、實(shí)施方案

1.完善體制機(jī)制

通過(guò)研究制定XX“十三五”產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃、XX加快推進(jìn)產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)發(fā)展的若干意見(jiàn)紅外文件,為基于“系統(tǒng)架構(gòu)+貨架產(chǎn)品”的平臺(tái)化研制模式的建立發(fā)展及實(shí)施落地提供頂層政策支撐。

梳理產(chǎn)品研發(fā)流程和管理要求,將“系統(tǒng)架構(gòu)+貨架產(chǎn)品”平臺(tái)化研制模式落實(shí)到程序文件中,優(yōu)化產(chǎn)品研制、選用、管理,建立包含產(chǎn)品召回、更新、報(bào)廢的產(chǎn)品處置機(jī)制。

修訂XX貨架管理辦法,豐富擴(kuò)充產(chǎn)品貨架,將成熟的外協(xié)配套產(chǎn)品納入單位貨架,以型號(hào)需求及體驗(yàn)為導(dǎo)向,建立貨架產(chǎn)品準(zhǔn)入退出流程和評(píng)審機(jī)制,發(fā)布貨架產(chǎn)品指標(biāo)及選用說(shuō)明,健全貨架產(chǎn)品管理機(jī)制。制定XX產(chǎn)品型譜管理辦法,規(guī)范貨架產(chǎn)品型譜化發(fā)展思路,完善通用產(chǎn)品“組批投產(chǎn)+預(yù)投”制度,制定XX新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)管理辦法,規(guī)范新產(chǎn)品立項(xiàng)、檢查、驗(yàn)收、發(fā)布和考核流程,加強(qiáng)新產(chǎn)品立項(xiàng)與產(chǎn)品規(guī)劃的對(duì)標(biāo)力度,確保新產(chǎn)品的核心技術(shù)和產(chǎn)品所有權(quán)在手。

建立項(xiàng)目行政決策評(píng)審實(shí)施細(xì)則,加強(qiáng)控制系統(tǒng)架構(gòu)及貨架產(chǎn)品選用審查及過(guò)程監(jiān)管。強(qiáng)化產(chǎn)品成本控制機(jī)制,將限價(jià)開(kāi)發(fā)、成本考核、成本變化控制等工作融入研制流程和考核機(jī)制,加快開(kāi)展型譜產(chǎn)品價(jià)格數(shù)據(jù)收集、談判確定組批投產(chǎn)貨架產(chǎn)品價(jià)格,形成產(chǎn)品價(jià)格快速測(cè)算機(jī)制,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行獨(dú)立核算,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成本的精準(zhǔn)控制,形成搶占市場(chǎng)份額的成本優(yōu)勢(shì),支撐型號(hào)的利潤(rùn)實(shí)現(xiàn),全面建成面向產(chǎn)品的財(cái)務(wù)核算體系,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品選用及產(chǎn)品研制雙向激勵(lì)。

上文從檢驗(yàn)員的角度對(duì)空氣儲(chǔ)罐的定期檢驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了研究，接下來(lái)從使用單位的角度對(duì)空氣儲(chǔ)罐在使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行探討，以期杜絕事故的發(fā)生，保障生產(chǎn)安全以及人員財(cái)產(chǎn)安全。

2.建立組織機(jī)構(gòu)及人才隊(duì)伍

成立由研究所一把手擔(dān)任組長(zhǎng)的產(chǎn)品工程建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組,統(tǒng)一指揮平臺(tái)化研制模式組織實(shí)施,成立由產(chǎn)品主管所領(lǐng)導(dǎo)為主任的產(chǎn)品工程專(zhuān)家委員會(huì),并下設(shè)系統(tǒng)架構(gòu)專(zhuān)家組和貨架產(chǎn)品專(zhuān)家組等機(jī)構(gòu),為新型平臺(tái)化研制模式的具體執(zhí)行提供支撐保障,研究所產(chǎn)品工程組織機(jī)構(gòu),如圖1所示。

圖1 產(chǎn)品工程組織機(jī)構(gòu)

分別建立產(chǎn)品研發(fā)、實(shí)現(xiàn)、生產(chǎn)、保障和管理隊(duì)伍,明確產(chǎn)品副總設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)研究所產(chǎn)品規(guī)劃和產(chǎn)品體系建設(shè);建設(shè)不同類(lèi)別系統(tǒng)架構(gòu)和型譜產(chǎn)品的產(chǎn)品研發(fā)和實(shí)現(xiàn)隊(duì)伍,并按需設(shè)置產(chǎn)品首席;建設(shè)負(fù)責(zé)集成交付、總成總測(cè)等生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)品生產(chǎn)隊(duì)伍,培養(yǎng)工藝、檢驗(yàn)、調(diào)試、試驗(yàn)等生產(chǎn)人員,并按需聘任生產(chǎn)總監(jiān);在各科研機(jī)構(gòu)建設(shè)產(chǎn)品保障隊(duì)伍,負(fù)責(zé)產(chǎn)品的跟產(chǎn)服務(wù)、售后服務(wù)及元器件、六性、電氣系統(tǒng)仿真、軟件測(cè)試、FPGA測(cè)試、電磁兼容測(cè)試、試驗(yàn)技術(shù)的研究與實(shí)施等產(chǎn)品支持工作;在研究所職能機(jī)關(guān)和產(chǎn)品相關(guān)研究機(jī)構(gòu)按需配置專(zhuān)兼職產(chǎn)品管理人員,研究產(chǎn)品管理制度,開(kāi)展產(chǎn)品管理活動(dòng),產(chǎn)品隊(duì)伍結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品隊(duì)伍結(jié)構(gòu)

3.梳理固化控制系統(tǒng)架構(gòu)

以現(xiàn)有控制系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ),規(guī)范控制系統(tǒng)體系架構(gòu)及彈地接口、設(shè)備組成和通用級(jí)間接口,編寫(xiě)院/所級(jí)接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,持續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)及產(chǎn)品核心標(biāo)準(zhǔn)群建設(shè)。發(fā)布“中樞”系列控制系統(tǒng)架構(gòu)及“航控”系列核心單機(jī),結(jié)合未來(lái)型號(hào)發(fā)展需求,以型譜化發(fā)展思路開(kāi)展新型“中樞”控制系統(tǒng)架構(gòu)研究,推進(jìn)“中樞”系統(tǒng)架構(gòu)上貨架工作,為型號(hào)選用提供基礎(chǔ)保障。

4.豐富擴(kuò)充產(chǎn)品貨架

以做強(qiáng)核心產(chǎn)品、做大通用產(chǎn)品為目標(biāo),堅(jiān)持控制系統(tǒng)自研和外協(xié)產(chǎn)品型譜化發(fā)展原則,將現(xiàn)有型號(hào)產(chǎn)品和非型號(hào)產(chǎn)品按照“編型譜、建貨架”的思路進(jìn)行全面梳理,結(jié)合后續(xù)型號(hào)及市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求,依據(jù)產(chǎn)品的重要程度將產(chǎn)品劃分為系統(tǒng)核心產(chǎn)品、系統(tǒng)關(guān)鍵產(chǎn)品、系統(tǒng)一般產(chǎn)品和型號(hào)外重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品4類(lèi)。按照XX貨架管理辦法和XX型譜管理辦法的要求,針對(duì)不同類(lèi)別的產(chǎn)品進(jìn)行差異化管理。

以XX型譜新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目管理辦法為依據(jù),各產(chǎn)品首席為直接責(zé)任人,推進(jìn)落實(shí)新產(chǎn)品立項(xiàng)、審查、結(jié)題工作。

梳理各型號(hào)配套成熟產(chǎn)品,剝離抽取后擴(kuò)充到產(chǎn)品貨架中,按照產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量、成本等方面,以PLC、CPCI、火工品等效器及絕緣電阻測(cè)試儀為試點(diǎn),開(kāi)展產(chǎn)品不同等級(jí)系列化研制,形成高、中、低各產(chǎn)品規(guī)格,滿(mǎn)足各型號(hào)的差異化需求。

持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品成熟度提升,健全貨架產(chǎn)品準(zhǔn)入退出流程和評(píng)審機(jī)制,堅(jiān)持成熟度2級(jí)及以上產(chǎn)品上貨架,定期更新發(fā)布貨架產(chǎn)品目錄及使用說(shuō)明,滿(mǎn)足不同用戶(hù)使用需求。

5.開(kāi)展信息化平臺(tái)建設(shè)

6.型號(hào)推廣實(shí)踐

以豐富的系統(tǒng)架構(gòu)、貨架產(chǎn)品及信息化平臺(tái)為基礎(chǔ),通過(guò)XX項(xiàng)目行政決策評(píng)審,實(shí)施控制系統(tǒng)架構(gòu)及貨架產(chǎn)品選用及關(guān)鍵過(guò)程監(jiān)管,助力新型平臺(tái)化研制模式在新研型號(hào)的推廣應(yīng)用。

三、創(chuàng)新性及亮點(diǎn)

一是發(fā)布“中樞”系統(tǒng)架構(gòu)及“航控”核心單機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)架構(gòu)型譜化發(fā)展。

總結(jié)梳理現(xiàn)有型號(hào)的共性特點(diǎn),以能夠表征控制系統(tǒng)特征、利于劃分產(chǎn)品系列為前提,兼顧未來(lái)型號(hào)發(fā)展,采用“總線(xiàn)方式+控制方式+組合方式+軟件架構(gòu)”為區(qū)分依據(jù),劃分確定3型“中樞”系統(tǒng)架構(gòu)及3型“航控”核心單機(jī),并以紅頭文件及現(xiàn)場(chǎng)成果發(fā)布會(huì)的形式實(shí)施發(fā)布。此次系統(tǒng)架構(gòu)總結(jié)及發(fā)布,標(biāo)志著研究院控制系統(tǒng)正式步入型譜化發(fā)展,也為研究所科研模式的轉(zhuǎn)型奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二是創(chuàng)新性提出“八化”工作思路，助推新型研制模式實(shí)施。

研究所綜合考慮業(yè)務(wù)范圍、研制優(yōu)化、專(zhuān)業(yè)發(fā)展、軟硬件結(jié)合、效率提升等要素,創(chuàng)新性的提出“八化”工作思路,即研制流程規(guī)范化、接口定義標(biāo)準(zhǔn)化、指標(biāo)體系歸集化,系統(tǒng)架構(gòu)系列化、產(chǎn)品研制型譜化、數(shù)學(xué)模型通用化、軟件開(kāi)發(fā)重用化、控制算法IP化。通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品研制流程提升產(chǎn)品研制效率,規(guī)范及固化各接口標(biāo)準(zhǔn)為后續(xù)產(chǎn)品研制提供依據(jù),軟硬件產(chǎn)品去型號(hào)化設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品通用化提供設(shè)計(jì)基礎(chǔ),控制算法的硬件實(shí)現(xiàn)為產(chǎn)品性能提升帶來(lái)新途徑,從而多維度實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)、貨架產(chǎn)品系列化、型譜化發(fā)展,助推新型研制模式實(shí)施。

三是率先開(kāi)展通用產(chǎn)品組批投產(chǎn)及控制系統(tǒng)組織型驗(yàn)收，探索控制系統(tǒng)“去型號(hào)化”“去任務(wù)化”管理方法。

針對(duì)整機(jī)級(jí)通用產(chǎn)品及模件級(jí)產(chǎn)品,率先開(kāi)展生產(chǎn)任務(wù)單和生產(chǎn)過(guò)程“去型號(hào)化”“去任務(wù)化”工作,初步實(shí)現(xiàn)了部分通用產(chǎn)品統(tǒng)一訂貨、組批生產(chǎn)、統(tǒng)一驗(yàn)收、統(tǒng)一交付、統(tǒng)一問(wèn)題處理。充分分析現(xiàn)有產(chǎn)品驗(yàn)收模式在組織效率和質(zhì)量保證2個(gè)方面存在的問(wèn)題,形成控制系統(tǒng)產(chǎn)品組織型驗(yàn)收模式實(shí)施方案,并以第一階段產(chǎn)品(相同要求的產(chǎn)品或者是可以將現(xiàn)有要求合并成相同要求的產(chǎn)品)為試點(diǎn),探索控制系統(tǒng)“去型號(hào)化”“去任務(wù)化”管理方法。

四、實(shí)踐效果

1.型號(hào)研制效率大幅提升

基于“系統(tǒng)架構(gòu)+貨架產(chǎn)品”的平臺(tái)化研制模式已在XX15、XXF等4個(gè)新研型號(hào)推廣應(yīng)用,充分驗(yàn)證了新型研制模式的可行性及正確性。采用新型研制模式以來(lái),在較少的人員投入情況下,上述4個(gè)新研型號(hào)控制系統(tǒng)研制周期(從系統(tǒng)研制到交付用戶(hù))均縮短至1年以?xún)?nèi),研制效率提升100%以上,控制系統(tǒng)研制成本大幅降低。

2.型號(hào)間產(chǎn)品化率大幅提升，資源重復(fù)投入有效降低

新型研制模式對(duì)單機(jī)級(jí)及模板級(jí)產(chǎn)品的型譜化及模塊化發(fā)展提出了較高的要求,采用新型研制模式以來(lái),型號(hào)間產(chǎn)品化率大幅提升,極大地減少型號(hào)間資源重復(fù)投入。

一是在型號(hào)間產(chǎn)品化率方面,在某武器型號(hào)A基礎(chǔ)上,B、C2個(gè)型號(hào)彈上控制系統(tǒng)產(chǎn)品通用率分別達(dá)到59.3%、69.6%,“航控”1號(hào)模塊級(jí)產(chǎn)品通用率分別達(dá)到97.1%、96.4%;在某武器型號(hào)D基礎(chǔ)上,E、F2個(gè)型號(hào)彈上控制系統(tǒng)產(chǎn)品通用率分別達(dá)到33.1%、40.8%,“航控”2號(hào)模塊級(jí)產(chǎn)品通用率分別達(dá)到80.0%、90.0%;采用“航控”3號(hào)的4個(gè)戰(zhàn)術(shù)型號(hào)中,“航控”3號(hào)模塊通用率達(dá)到98.3%。

二是在型號(hào)間資源重復(fù)投入方面,通過(guò)開(kāi)展試點(diǎn)通用產(chǎn)品組批投產(chǎn)及組織型驗(yàn)收,積累了初步的管理經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐方法。PLC及CPCI產(chǎn)品已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了“去型號(hào)化”“去任務(wù)化”的目標(biāo),在降低資源重復(fù)投入的基礎(chǔ)上,產(chǎn)品質(zhì)量及一致性均得到較大提升。