空間站工程中的產(chǎn)品研制項目管理模式研究

張帥 /北京空間飛行器總體設(shè)計部

閆峰 /深圳航天東方紅海特衛(wèi)星有限公司

1971—1985 年，前蘇聯(lián)先后發(fā)射了7 個“禮炮號”系列的空間站，1973 年美國也成功發(fā)射了“天空實驗室”空間站，但此期間發(fā)射的空間站都為單項目的空間站，采用傳統(tǒng)的單項目管理模式。1986—1996 年，前蘇聯(lián)/俄羅斯共發(fā)射了7 個不同型號模塊，并由此組建完成了“和平號”空間站?！昂推教枴笨臻g站由前蘇聯(lián)/俄羅斯一國建造，發(fā)射和組建的周期較長，且各模塊型號構(gòu)型和用途各不相同，是典型的多項目管理模式?，F(xiàn)有的國際空間站是從1998—2011 年歷時13年由美國、俄羅斯、日本、加拿大和歐盟共同組建完成的，也是迄今為止最復(fù)雜的空間站，大部分模塊由不同國家設(shè)計建造，且利用跨國合作模式最終完成組建。國際空間站的項目管理特點與我國空間站工程的項目管理特點較為相似，但各國利用各自的優(yōu)勢資源分別開展項目管理，與我國國情不同。我國空間站工程將在未來幾年時間獨自完成在軌組建，組建期間將完成十余次載人航天器的發(fā)射任務(wù)，發(fā)射密度之高，在載人航天發(fā)展史上實屬罕見。因此，如何在短時間內(nèi)完成不同類型載人航天器的研制和巨量航天產(chǎn)品的生產(chǎn)，如何解決好資源沖突嚴(yán)重、人力資源復(fù)用率低和復(fù)雜產(chǎn)品多專業(yè)協(xié)同效率低等問題，都是空間站工程項目管理從未涉及到的問題。

此前，國內(nèi)外學(xué)者從不同的角度對項目群、多項目管理方法進行了研究，項目群管理理論也趨于成熟。2009 年，中國海洋大學(xué)的紀(jì)曙光研究了基于復(fù)雜系統(tǒng)的多項目管理理論與應(yīng)用，利用復(fù)雜系統(tǒng)理論可以解決多項目管理中的目標(biāo)不協(xié)同、信息溝通不暢和資源沖突等問題。2015 年，湖南大學(xué)張人龍研究了多項目關(guān)鍵鏈柔性資源配置模型及其算法，指出多項目管理的核心是如何提高項目資源配置效率。2011年，南京師范大學(xué)的江超開展了基于復(fù)雜系統(tǒng)理論的多項目資源沖突管理研究，研究表明，項目沖突管理是影響項目群管理成功的重要因素。這些研究和探索，對于解決我國空間站工程多任務(wù)的項目群管理模式和多線程產(chǎn)品研制管理中所面臨的問題具有一定的借鑒意義。

上海大學(xué)陳珩結(jié)合工作實踐對我國載人航天工程中的載人飛船項目管理進行了較為深入的研究，但未涉及載人飛船與貨運飛船等多種載人航天器并行研制的多項目管理。中國空間技術(shù)研究院張寶對急劇增長的通信衛(wèi)星系列任務(wù)的項目群管理模式進行了探討，國內(nèi)“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的項目群管理也給出了成功的案例，但對同時管理不同類的多個復(fù)雜的項目群管理模式?jīng)]有提及。由于空間站工程任務(wù)和研制模式的特殊性，所面臨的問題更為復(fù)雜，還不能直接應(yīng)用上述這些成果。

在此，筆者針對我國空間站工程的項目特點，在吸收和借鑒國內(nèi)外項目管理先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上，提出一種適用于多任務(wù)、短周期、高密度發(fā)射的空間站工程的產(chǎn)品研制項目管理模式，以期加快項目進度、高效利用資源、合理分配成本，進而快、好、省地完成空間站工程任務(wù)。

一、空間站工程的項目特點

我國載人航天領(lǐng)域航天器，如載人飛船、貨運飛船、空間目標(biāo)飛行器、空間實驗室等傳統(tǒng)的項目管理模式主要是單項目管理模式，即在組織內(nèi)部設(shè)置專門的項目管理機構(gòu)，按照項目管理要素開展單項目管理工作或多項目集成管理工作。分承制方一般配置專門的研制和管理隊伍，并按照項目進行矩陣式管理，有利于促進項目產(chǎn)品體系和項目管理系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)。但是，空間站工程的項目管理呈現(xiàn)多任務(wù)、多項目的項目群管理特點?？臻g站工程不僅包括核心艙、實驗艙I、實驗艙II 和光學(xué)載荷艙4 個全新的載人航天器的研制任務(wù)，還包括多艘載人飛船和貨運飛船這些成熟型號的工程研制任務(wù)，而且各工程研制任務(wù)之間交叉并行嚴(yán)重、任務(wù)研制周期緊張、資源沖突嚴(yán)峻，原有的單項目管理模式已滿足不了空間站工程任務(wù)的需求。

空間站工程的產(chǎn)品研制呈現(xiàn)出“多任務(wù)、高密度、多線程”的特點，產(chǎn)品種類達(dá)到幾百種，每種產(chǎn)品投產(chǎn)數(shù)量多達(dá)幾十臺，有些成熟、通用化產(chǎn)品甚至達(dá)到上百臺的小批量量級。除了產(chǎn)品種類繁多、數(shù)量較多之外，產(chǎn)品的研制階段也不盡相同，有的處于原理樣機研制階段，有的屬于初樣產(chǎn)品研制，還有的是正樣產(chǎn)品研制。在同一時間產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)和試驗等多線程并行研制已成為常態(tài)，分承制方的資源配置問題尤為突出。

此外，空間站工程的長壽命和在軌維修的需求決定了部分產(chǎn)品的復(fù)雜程度增大。例如，空間站中很多艙外維修需要借助機械臂等復(fù)雜產(chǎn)品的參與，這類復(fù)雜產(chǎn)品的典型特點是技術(shù)跨度大、專業(yè)覆蓋廣和過程控制難度大。

二、空間站工程產(chǎn)品研制項目管理模式

1.項目管理架構(gòu)

基于對空間站工程任務(wù)和產(chǎn)品研制的特點分析，筆者提出如圖1 所示的空間站工程產(chǎn)品研制項目管理架構(gòu)，并從型號和產(chǎn)品2 個維度開展項目管理。一方面，由空間站工程項目辦公室組織實施空間站工程多任務(wù)、多型號的項目群管理工作；另一方面，按照“設(shè)計與生產(chǎn)分離”與“新研和成熟分離” 的原則開展差異化的產(chǎn)品研制管理。根據(jù)宇航產(chǎn)品的成熟度和復(fù)雜度將空間站工程的宇航產(chǎn)品分為通用型產(chǎn)品、一般新研及改進型產(chǎn)品和復(fù)雜新研型產(chǎn)品3 種類型。

2.多任務(wù)的項目群管理

圖1 空間站工程的產(chǎn)品研制項目管理架構(gòu)

組建成立空間站工程項目辦公室，按照載人飛船項目群、貨運飛船項目群、空間站項目群和光學(xué)艙項目開展組織級的多任務(wù)項目群管控工作，在組織內(nèi)對載人航天領(lǐng)域內(nèi)的資源進行動態(tài)配置和管理。

在型號進度和質(zhì)量控制方面，每個項目群配置專職計劃管理人員，掌握型號的最新進展，確定進度的及時跟蹤；產(chǎn)品保證管理人員則采用交叉兼職的配置方式，確保能夠全面掌握產(chǎn)品過程管控質(zhì)量要求的一致性。

在人力資源統(tǒng)籌方面，每個型號的每個分系統(tǒng)僅專職配置一名主任設(shè)計師，其他專業(yè)設(shè)計師和實施人員在不同型號、不同分系統(tǒng)間流動，以最大限度的人才復(fù)用實現(xiàn)專業(yè)共享和融合。

在產(chǎn)品研制方面，對一般新研和改進型產(chǎn)品，設(shè)計之初就按照“可通用化的定制產(chǎn)品”進行設(shè)計，盡可能減少產(chǎn)品的型譜；產(chǎn)品生產(chǎn)時強調(diào)產(chǎn)品的“批生產(chǎn)性”，特別是機械類、機電類產(chǎn)品，采用分批次、階梯式投產(chǎn)的模式，使原材料、生產(chǎn)設(shè)備和試驗資源等滾動備份，最大限度地提高資源的利用效率，減少資源的浪費和研制周期。

3.通用型產(chǎn)品的去型號化批生產(chǎn)管理

通用型產(chǎn)品是指應(yīng)用于多個型號且成熟度較高、技術(shù)狀態(tài)固化的產(chǎn)品。對于這類產(chǎn)品（如火工鎖、天線、熱管和熱敏電阻等），關(guān)注的重點在于其生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制、產(chǎn)品性能的一致性和產(chǎn)品驗收交付。

按照通用型產(chǎn)品“設(shè)計與生產(chǎn)分離”的原則組建產(chǎn)品辦公室，主要負(fù)責(zé)技術(shù)狀態(tài)固化的通用產(chǎn)品生產(chǎn)和集中管理。產(chǎn)品辦公室組織實施通用產(chǎn)品訂單式的采購—生產(chǎn)—驗收模式，開展產(chǎn)品精細(xì)化管理，將計劃、質(zhì)量、經(jīng)費等關(guān)鍵要素統(tǒng)一納入管理系統(tǒng)中，通過訂單管理實現(xiàn)“去型號化”組批投產(chǎn)。各型號根據(jù)研制任務(wù)需求，利用通用產(chǎn)品信息庫完成“訂單式”的產(chǎn)品選用需求，再由產(chǎn)品辦公室對各型號的需求進行分析統(tǒng)籌，實施組批投產(chǎn)，并組織實施跟產(chǎn)、驗收等工作，有助于有效減少不同型號在同一產(chǎn)品實現(xiàn)過程中的人員投入，大幅降低人力成本，實現(xiàn)通用產(chǎn)品的降本增效和進度保障。

4.復(fù)雜新研型產(chǎn)品的系統(tǒng)化項目管理

傳統(tǒng)的產(chǎn)品研制是以專業(yè)進行劃分的，這種模式對于復(fù)雜程度一般的產(chǎn)品來說，應(yīng)該是可行的。然而，對于空間站工程中諸如機械臂、柔性太陽翼、壓氣機等復(fù)雜新研型產(chǎn)品，如果仍然以這樣的研制模式開展研制，勢必造成不同專業(yè)研制部門的接口協(xié)調(diào)量增加，造成管理的復(fù)雜化。同時，跨部門和跨單位協(xié)作過程中往往受部門利益的影響，在性能指標(biāo)優(yōu)化、溝通深度和頻率上都大打折扣。

圖2 機械臂研制的系統(tǒng)化管理與專業(yè)融合

圖3 各項目間產(chǎn)品數(shù)量與人員投入數(shù)量對比圖

對于空間站工程中復(fù)雜新研型產(chǎn)品，需要組建專門的研制部門或系統(tǒng)室，融合配置多個技術(shù)專業(yè)的人才隊伍，集中負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計、優(yōu)化和研制，并將這類產(chǎn)品的研制管理從單機管理模式提升為按系統(tǒng)工程需求構(gòu)建的項目管理模式。例如，空間站機械臂就是按照系統(tǒng)工程需求構(gòu)建的組織架構(gòu)（見圖2），通過建立若干個分系統(tǒng)，統(tǒng)一指揮調(diào)度各專業(yè)間的協(xié)同融合，從而大大提高該類產(chǎn)品開發(fā)的效率，實現(xiàn)產(chǎn)品的最優(yōu)最簡目標(biāo)。

三、應(yīng)用成效

某航天器總體單位承擔(dān)著空間站工程的大量分系統(tǒng)和產(chǎn)品的研制工作。為適應(yīng)空間站工程研制任務(wù)的需求，該單位采用了適用于多任務(wù)、短周期、高密度發(fā)射的空間站工程的產(chǎn)品研制項目管理模式，組建了載人航天項目辦公室、產(chǎn)品辦公室和機械臂研究所，并應(yīng)用圖1 中的產(chǎn)品研制項目管理架構(gòu)對空間站工程中的產(chǎn)品研制進行了項目管理實踐。

載人航天項目辦公室承擔(dān)該單位全部空間站工程型號任務(wù)的管理工作，是典型的多項目管理機構(gòu)，通過運用各種多項目管理方法實現(xiàn)項目管理目標(biāo)；產(chǎn)品辦公室統(tǒng)一對火工鎖、天線、熱管和熱敏電阻等通用型產(chǎn)品實施組批生產(chǎn)管理；機械臂研究所內(nèi)匯聚了總體人員和計算與控制、動力學(xué)、光學(xué)視覺、結(jié)構(gòu)、機構(gòu)、總裝和測試等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)人員，負(fù)責(zé)空間站機械臂等復(fù)雜新研型產(chǎn)品的研制工作。

圖3 為載人飛船、貨運飛船、空間站系統(tǒng)和整個空間站工程產(chǎn)品相對數(shù)量與人員投入相對數(shù)量比較示意圖?？臻g站工程與某個載人飛船相比，產(chǎn)品數(shù)量增加了16 倍之多，而人員投入只增加了3.75 倍?？梢钥闯?，通過對組織管理模式的調(diào)整，大大提高了人員利用效率，降低了人力投入成本，極大地提高了整個空間站工程的研制效果。

適用于多任務(wù)、短周期、高密度發(fā)射的空間站工程的產(chǎn)品研制項目管理模式在項目實踐中取得成功，其能實現(xiàn)成功應(yīng)用的原因主要有3 個方面：一是針對我國空間站工程項目管理特點和產(chǎn)品研制特點，從型號和產(chǎn)品2 個維度改進項目管理模式，以適應(yīng)空間站多任務(wù)的管理需要，減少組織內(nèi)部型號間資源沖突和提高資源統(tǒng)籌利用效率；二是將產(chǎn)品按照一般新研及改進型產(chǎn)品、成熟通用型產(chǎn)品和復(fù)雜新研型產(chǎn)品進行差異化管理，將資源進行優(yōu)化重組，提高人力的復(fù)用效率，降低產(chǎn)品研制成本；三是針對復(fù)雜新研型產(chǎn)品，按照系統(tǒng)工程需求構(gòu)建系統(tǒng)級的組織架構(gòu)，統(tǒng)一指揮調(diào)度各專業(yè)間的協(xié)同配合，提高該類產(chǎn)品研制效率，實現(xiàn)該類產(chǎn)品的最優(yōu)管控。