兩化融合管理體系在國防科研院所中的應(yīng)用與實(shí)踐

趙曉虎 孔輝

[摘 要] 面對(duì)工業(yè)4.0時(shí)代的到來，國家“建設(shè)制造強(qiáng)國”的戰(zhàn)略部署，認(rèn)為推進(jìn)“兩化融合”戰(zhàn)略是國防科研院所的時(shí)代選擇。運(yùn)用“兩化融合管理體系”的管理理論和管理方法，對(duì)新時(shí)代科研院所的內(nèi)外部形勢(shì)進(jìn)行了分析；闡述了對(duì)“兩化融合”以及“兩化融合管理體系”的認(rèn)識(shí)與思考，以及開展“兩化融合”實(shí)踐的過程與成效，體現(xiàn)了技術(shù)、業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)等要素的基礎(chǔ)性作用，強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)作為“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”的核心要素在企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中的重要作用。

[關(guān)鍵詞] 工業(yè)4.0；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；中國制造2025；兩化融合；兩化融合管理體系

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 19. 031

[中圖分類號(hào)] F270.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2018）19- 0071- 05

1 前 言

中國改革開放40年來，以“難以用語言來形容的”速度改變著，現(xiàn)已成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體、第一大工業(yè)國。黨的十九大報(bào)告指出“中國特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代”，并做出“加快建設(shè)制造強(qiáng)國”以及“深化國防科技工業(yè)改革，形成軍民融合深度發(fā)展格局”等一系列重大戰(zhàn)略部署，為新時(shí)代國防科研機(jī)構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展指明了方向。

隨著信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，帶來了工業(yè)領(lǐng)域的第四次變革，以信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems，CPS）為技術(shù)基礎(chǔ)的工業(yè)4.0時(shí)代已悄然走近[1-3]。

德國率先提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，猶如一石激起千層浪，迅速在全球工業(yè)領(lǐng)域引起極大關(guān)注。該戰(zhàn)略側(cè)重在其原有先進(jìn)工業(yè)模式基礎(chǔ)上，加強(qiáng)軟件發(fā)展，并引入互聯(lián)網(wǎng)；美國提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略，是以美國在軟件及芯片等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ)，補(bǔ)充“缺失”的硬件。

“中國制造2025”戰(zhàn)略，是基于中國國情提出的，面對(duì)工業(yè)化尚有不足、信息化剛剛起步的現(xiàn)狀，我國需要在發(fā)展先進(jìn)工業(yè)技術(shù)的同時(shí)，大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)[4]，實(shí)現(xiàn)兩者的融合與共進(jìn)?！吨袊圃?025》明確提出：“推進(jìn)信息化和工業(yè)化深度融合，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向”。這是自十六大首次提出“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”、十七大明確 “兩化融合”、十八大強(qiáng)調(diào)“兩化深度融合”以來，對(duì)“兩化融合”戰(zhàn)略的內(nèi)涵進(jìn)一步詮釋與深化。

2 新時(shí)代國防科研機(jī)構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

西南電子技術(shù)研究所（以下簡稱研究所）是新中國成立后創(chuàng)建的第一個(gè)綜合性電子技術(shù)研究所，屬于國家一類科研事業(yè)單位。近年來，隨著業(yè)務(wù)的快速、高效發(fā)展，兩化融合建設(shè)也在不斷深化，經(jīng)過起步建設(shè)、單項(xiàng)覆蓋，當(dāng)前處于集成提升階段。

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來、根據(jù)國家戰(zhàn)略的部署，以及研究所自身發(fā)展要求，原有相對(duì)孤立的信息化、工業(yè)化手段已無法匹配支撐業(yè)務(wù)發(fā)展速度。運(yùn)用“兩化融合”管理理論，圍繞戰(zhàn)略，對(duì)內(nèi)外部環(huán)境進(jìn)行分析，建設(shè)新時(shí)代國防科研院所，不僅需要傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)[5]，又要實(shí)現(xiàn)彎道超車，面臨內(nèi)外雙重壓力的考驗(yàn)。

2.1 外部環(huán)境

（1）世界先進(jìn)軍工企業(yè)已走在前列。波音777飛機(jī)是世界首個(gè)采用全數(shù)字化定義和無圖紙生產(chǎn)技術(shù)的大型工程項(xiàng)目；洛克希德·馬丁在F-35項(xiàng)目中，構(gòu)建了一套完整的“設(shè)計(jì)制造一體化”解決方案，并實(shí)現(xiàn)了與合作伙伴、供應(yīng)商的實(shí)時(shí)在線協(xié)同；泰雷茲集團(tuán)提出了一套專用系統(tǒng)工程方法論，以推動(dòng)傳統(tǒng)研發(fā)模式的轉(zhuǎn)變。

（2）國內(nèi)國防裝備市場(chǎng)競爭日益激烈，改革逐步深化。市場(chǎng)需求變化頻繁、武器裝備要求越來越高、研制周期越來越短、國防產(chǎn)品復(fù)雜程度越來越高。

2.2 內(nèi)部問題

對(duì)標(biāo)世界先進(jìn)水平，存在協(xié)同設(shè)計(jì)能力不足、工業(yè)設(shè)備孤島現(xiàn)象嚴(yán)重、“設(shè)計(jì)制造一體化”研發(fā)模式尚在形成、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不夠健全、知識(shí)復(fù)用與決策支持能力欠缺等問題。

2.3 認(rèn)識(shí)誤區(qū)

盡管我國開展了多年的兩化融合建設(shè)，但在信息化作用和認(rèn)識(shí)上尚存誤區(qū)，導(dǎo)致“信息化”和“工業(yè)化”的融而不合、推而不動(dòng)。

2.3.1 有工具≠有能力

建設(shè)中，盡管我國引入了一批先進(jìn)的工具、軟件，以及設(shè)施、設(shè)備，使研發(fā)生產(chǎn)的手段得以建立、能力得到提升，但擁有一流設(shè)計(jì)工具，并不意味可以設(shè)計(jì)出一流產(chǎn)品，更不等于擁有了一流的設(shè)計(jì)能力。面向未來，要使工具、軟件等發(fā)揮最大效能，還需開展大量工作。

2.3.2 有接口≠有集成

當(dāng)前普遍存在“打通系統(tǒng)之間接口，即視為實(shí)現(xiàn)信息集成”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，因而導(dǎo)致系統(tǒng)間“通”而不“暢”、信息“流”而不“達(dá)”等問題。真正的“集成”應(yīng)該是將信息、流程、工具、軟件等統(tǒng)一整合，充分協(xié)同，形成能力的過程。

2.3.3 有數(shù)據(jù)≠有知識(shí)

各國防科研機(jī)構(gòu)在長期的發(fā)展實(shí)踐過程中，都積累了大量的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了嚴(yán)格的歸檔管理，但有數(shù)據(jù)≠有知識(shí)，它需要提煉；有歸檔≠能應(yīng)用，它需要手段。因此，如何挖掘和利用數(shù)據(jù)價(jià)值，已然成為國防科研機(jī)構(gòu)新時(shí)代創(chuàng)新發(fā)展的又一課題。

面對(duì)外部壓力和內(nèi)部問題，我國迫切需要一套科學(xué)的管理理念和行之有效的管理方法，支撐研究所形成先進(jìn)的軍品研發(fā)支撐能力、快速的市場(chǎng)響應(yīng)能力、精細(xì)化生產(chǎn)管控能力以及高質(zhì)量的產(chǎn)品交付能力，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的達(dá)成。

3 構(gòu)建兩化融合管理體系

“兩化融合管理體系”是在探索信息時(shí)代發(fā)展規(guī)律的過程中，形成的制造業(yè)管理新模式，為企業(yè)提供了一套科學(xué)的管理理論和行之有效的管理方法。

結(jié)合研究所構(gòu)建“兩化融合管理體系”以及貫標(biāo)全過程，總結(jié)體系構(gòu)建不同階段的理論依據(jù)、主要任務(wù)和關(guān)注要點(diǎn)。

3.1 能力策劃階段

本階段核心任務(wù)是尋找可持續(xù)競爭優(yōu)勢(shì)需求。圍繞企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)，識(shí)別內(nèi)外部環(huán)境變化，以獲取可持續(xù)競爭優(yōu)勢(shì)為關(guān)注焦點(diǎn)，明確擬打造信息化環(huán)境下的新型能力[6]。本階段需重點(diǎn)把握“戰(zhàn)略循環(huán)”，關(guān)注能力與戰(zhàn)略的匹配，如圖1所示。

3.2 體系建立階段

本階段核心任務(wù)是建立兩化融合管理體系文件。在調(diào)研、自評(píng)估、標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)、知識(shí)培訓(xùn)等基礎(chǔ)上，首先，對(duì)照國家標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建兩化融合體系框架；其次，對(duì)企業(yè)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、制度，以“原有文件符合兩化融合標(biāo)準(zhǔn)要求的采用，局部不同的融合，缺少的新建”為原則，開展體系建設(shè)。管理體系如圖2所示。

3.3 體系運(yùn)行階段

本階段核心任務(wù)是依據(jù)“兩化融合管理體系”實(shí)施兩化融合項(xiàng)目。在實(shí)施過程中，圍繞數(shù)據(jù)、技術(shù)、業(yè)務(wù)流程與組織結(jié)構(gòu)等核心要素，遵循策劃，支持、實(shí)施與運(yùn)行，評(píng)測(cè)與改進(jìn)的“管理循環(huán)”，實(shí)現(xiàn)新型能力打造與提升。并根據(jù)體系要求，開展監(jiān)視測(cè)量、內(nèi)部審核、管理評(píng)審等工作。此階段，應(yīng)充分關(guān)注領(lǐng)導(dǎo)核心作用的發(fā)揮。

3.4 認(rèn)證與持續(xù)提升階段

體系認(rèn)證階段主要是針對(duì)體系運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題及新增需求等進(jìn)行糾正、預(yù)防和持續(xù)改進(jìn)，并申請(qǐng)?jiān)u定機(jī)構(gòu)審核，以獲取認(rèn)證和資質(zhì)。

持續(xù)提升階段主要是“兩化融合管理體系”在企業(yè)的持續(xù)運(yùn)行。持續(xù)實(shí)現(xiàn)新型能力的打造和提升，實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略的落地。此階段，應(yīng)關(guān)注四要素的互動(dòng)創(chuàng)新和持續(xù)優(yōu)化。

4 基于“國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控能力”打造的兩化融合管理體系實(shí)踐

國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控能力作為支撐研究所未來發(fā)展的核心競爭力之一，需要通過構(gòu)建覆蓋產(chǎn)品全生命周期的研發(fā)生產(chǎn)一體化的管理平臺(tái)，以及適應(yīng)國防產(chǎn)品的柔性生產(chǎn)線，來提升適應(yīng)小型化、輕量化、精密化的制造能力和規(guī)?；a(chǎn)的加工與配套能力。

通過對(duì)國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控能力建設(shè)目標(biāo)的分解，明確如下量化指標(biāo)：

年度工序級(jí)過程檢驗(yàn)合格率（FPY）≥60%（指標(biāo)定義： FPY=FPY機(jī)×FPY裝，F(xiàn)PY機(jī)=（FPY=P1×P2×…×P15），F(xiàn)PY裝=（FPY=P1×P2×…×P10））

年度平均生產(chǎn)準(zhǔn)備周期≤4天

平均產(chǎn)品調(diào)試周期≤48天

安全庫存物資年度采購頻次≤12次

季度平均齊套時(shí)間≤2天

為實(shí)現(xiàn)國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控能力目標(biāo)（以下簡稱“能力目標(biāo)”），應(yīng)用“兩化融合”方法論，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施方案進(jìn)行策劃，從業(yè)務(wù)流程優(yōu)化、管理技術(shù)提升、信息技術(shù)融合、工業(yè)技術(shù)改進(jìn)及數(shù)據(jù)開發(fā)利用方面予以實(shí)現(xiàn)，過程中同步進(jìn)行了組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

4.1 基于管理改革的流程優(yōu)化

圍繞國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控能力的打造，進(jìn)行了流程梳理與再造。成立的流程梳理專職機(jī)構(gòu)，由職能部門、研發(fā)部門、生產(chǎn)部門和保障部門骨干組建聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，采用自頂向下的原則，梳理出研發(fā)體系組成的管理制度、流程、子流程和活動(dòng)，包括 4類主要研發(fā)流程在內(nèi)的共7個(gè)流程架構(gòu)、56個(gè)流程、495個(gè)模板/作業(yè)指導(dǎo)書等流程文件。并建設(shè)了EPROS流程管理系統(tǒng)。

4.2 基于精益生產(chǎn)的管理模式變革

在能力打造過程中，一方面對(duì)流程進(jìn)行梳理和優(yōu)化，另一方面，通過“精益生產(chǎn)”管理項(xiàng)目，對(duì)生產(chǎn)管理模式進(jìn)行調(diào)整。通過均衡計(jì)劃、準(zhǔn)時(shí)物流、工藝改善、質(zhì)量提升、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)改善等專題研究，達(dá)到“提質(zhì)、增效、降本”的目標(biāo)。從管理技術(shù)上，促進(jìn)能力目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4.3 以BOM數(shù)據(jù)為核心的信息系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)

生產(chǎn)管理方面，建立了精益生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，覆蓋綜合物資管理、制造執(zhí)行管理、綜合質(zhì)量管理和環(huán)境試驗(yàn)管理等業(yè)務(wù)功能。并隨著流程的不斷優(yōu)化、管理模式的改革等，不斷推動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)。比如：配合物資體系改革，同步對(duì)系統(tǒng)綜合物資管理板塊功能進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)行了“采購”“庫存”“齊套”等功能的優(yōu)化，縮短了采購周期、齊套周期，提高了庫存利用，實(shí)現(xiàn)了降本增效。生產(chǎn)管理系統(tǒng)如圖3所示。

工藝管理方面，構(gòu)建了數(shù)字化工藝集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)計(jì)協(xié)同、工藝任務(wù)分工與管理、工藝設(shè)計(jì)與更改、工藝資源統(tǒng)籌管理等，形成了基于MBD三維設(shè)計(jì)模型的結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)了面向現(xiàn)場(chǎng)的交互式三維工藝文件發(fā)布應(yīng)用，打造基于MBD數(shù)字樣機(jī)的工藝與生產(chǎn)能力。

數(shù)字化工藝集成設(shè)計(jì)如圖4所示。

集成應(yīng)用方面，通過精益生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)與項(xiàng)目管理系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）、數(shù)字化工藝集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)等的集成，打通了EBOM-PBOM-MBOM的鏈路；通過精益生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)與數(shù)控設(shè)備、物資貨柜、條碼掃描設(shè)備等的集成互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)獲取與傳遞。為數(shù)據(jù)價(jià)值的開發(fā)利用以及無紙化生產(chǎn)模式的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控能力的提升。

4.4 推行無紙化生產(chǎn)作業(yè)模式加速工業(yè)技術(shù)改進(jìn)

隨著產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化工藝集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)、精益生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等的應(yīng)用，已初步具備了無紙化生產(chǎn)的條件。進(jìn)一步通過三維可視化技術(shù)等的應(yīng)用，取消現(xiàn)場(chǎng)圖紙工藝等紙質(zhì)文件，降低生產(chǎn)人員對(duì)二維圖紙工藝的依賴，提高讀圖速度，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

4.5 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)開發(fā)利用

隨著上述各信息化系統(tǒng)的應(yīng)用，以及工業(yè)設(shè)備與信息化系統(tǒng)的集成，使得數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、獲取、轉(zhuǎn)化成為可能，跨業(yè)務(wù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)綜合分析應(yīng)用與輔助決策支撐的需求逐步清晰。

在此基礎(chǔ)上，開展決策支持系統(tǒng)建設(shè)，以數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)綜合分析與呈現(xiàn)，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，輔助決策支持。本階段系統(tǒng)主要包括人力、財(cái)務(wù)、物資、項(xiàng)目、質(zhì)量等29個(gè)業(yè)務(wù)主題的數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)、10個(gè)指標(biāo)預(yù)警分析、11個(gè)決策支持點(diǎn)分析。

同時(shí)，研究所在60年的發(fā)展歷程中，積累了大量研究成果、歷史經(jīng)驗(yàn)，也需要充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，在后續(xù)的“兩化融合”建設(shè)中將不斷深化。

4.6 兩化融合的績效評(píng)價(jià)

在“兩化融合管理體系”的指導(dǎo)下，通過國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控能力的打造，全面實(shí)現(xiàn)了預(yù)期能力目標(biāo)：

年度工序級(jí)過程檢驗(yàn)合格率（FPY）=60.12%

年度平均生產(chǎn)準(zhǔn)備周期=4天

平均產(chǎn)品調(diào)試周期=47天

安全庫存物資年度采購頻次=11次

季度平均齊套時(shí)間=2天

同時(shí)，從計(jì)劃、物流、工藝等維度對(duì)業(yè)務(wù)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，亦取得顯著成效：

研制項(xiàng)目生產(chǎn)計(jì)劃完成率提升到97%

元器件類物資采購周期縮短了65.5%

作業(yè)等待時(shí)間由10天縮短到1天

批產(chǎn)類板級(jí)生產(chǎn)周期縮短了63.7%

通過實(shí)踐，使我們充分體會(huì)到，“兩化融合”對(duì)企業(yè)核心能力打造的積極作用，并認(rèn)識(shí)到應(yīng)以“戰(zhàn)略績效”的眼光看待企業(yè)信息化，形成兩化與業(yè)務(wù)相互促進(jìn)的良性循環(huán)。

5 結(jié) 語

“兩化融合”是一個(gè)不斷演進(jìn)的長期歷史進(jìn)程，也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程[7]。通過“兩化融合管理體系”的建立與運(yùn)行，可以有效推動(dòng)“兩化融合”在國防科研院所的落地與實(shí)現(xiàn)。在本企業(yè)的應(yīng)用中，雖然在國防產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)管控、數(shù)字化工藝建設(shè)、無紙化生產(chǎn)推行等方面初見成效。但面向未來，建設(shè)“新時(shí)代國防科研”，還需在協(xié)同研發(fā)平臺(tái)構(gòu)建、數(shù)據(jù)挖掘與決策支持、標(biāo)準(zhǔn)體系建立等方面大力推進(jìn)。

同時(shí)，基于國防科研機(jī)構(gòu)的特殊性，安全保密要求與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國防科研領(lǐng)域應(yīng)用之間的協(xié)調(diào)共存，將是國防科研行業(yè)共同面對(duì)的問題，比如，如何實(shí)現(xiàn)兩化融合“協(xié)同與創(chuàng)新階段”[8]所關(guān)注的“跨企業(yè)的業(yè)務(wù)協(xié)同”在國防科研機(jī)構(gòu)的切實(shí)落地等。針對(duì)此類行業(yè)共性問題，也將與行業(yè)攜手，在確?！鞍踩Ｃ芗t線不跨越”的準(zhǔn)繩下，共同探索行之有效的解決之路。

主要參考文獻(xiàn)

[1][德]烏爾里?！?森德勒.工業(yè)4.0[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[2]陸穎.信息物理融合 迎接第四次工業(yè)革命解讀德國《未來項(xiàng)目“工業(yè)4.0落實(shí)建議”》[J].華東科技，2014（2）：28-31.

[3]柴忠東，劉厚俊.剖析美國回歸制造業(yè)的新動(dòng)向[J].福建論壇：人文社會(huì)科學(xué)版，2015（7）：51-57.

[4]周劍.企業(yè)兩化融合管理體系構(gòu)建研究 [J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)評(píng)論，2013（11）： 16-26.

[5]汪向東.推進(jìn)“兩化融合”與加快工業(yè)現(xiàn)代化研究[J].中國信息界，2010（3）：4-14.

[6]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB/T 23001-2017信息化和工業(yè)化融合管理體系 要求[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[7]周劍.兩化融合管理體系構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2015，21（7）：1915-1929.

[8]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB/T 23020-2013工業(yè)企業(yè)信息化和工業(yè)化融合評(píng)估規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.