基于系統(tǒng)工程的復雜軍工電子裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)

姚克榮

（中國電子科技集團公司第十四研究所，江蘇南京210039）

0 引言

面對世界新變革的挑戰(zhàn)，我國開啟跨越式發(fā)展之路，對高新電子裝備的使用需求及效能發(fā)揮的保障需求日益迫切。在軍品立項開發(fā)中，軍方廣泛采用招投標制，企業(yè)間的競爭立項十分激烈，高水平、快節(jié)奏、低成本的工程要求已成為企業(yè)參與競爭的必備條件［1］。傳統(tǒng)的先完成設(shè)計定型，產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)固化后，再啟動批生產(chǎn)的模式已無法適應(yīng)軍工電子裝備性能快速迭代、效能持續(xù)升級的要求，急需對多品種、小批量、研制與批產(chǎn)并存的生產(chǎn)模式、基于裝備效能發(fā)揮的保障模式進行研究。而雷達作為復雜軍工電子裝備，涉及專業(yè)領(lǐng)域廣、技術(shù)要求高、質(zhì)量特性多、設(shè)備組成量大、結(jié)構(gòu)復雜，研產(chǎn)并行對企業(yè)的生產(chǎn)、保障管理提出了很大挑戰(zhàn)，既要滿足研制產(chǎn)品邊設(shè)計、邊生產(chǎn)、邊更改的試制需求，又要滿足批產(chǎn)產(chǎn)品高效率、高質(zhì)量、低成本的效益需求［2］。

系統(tǒng)工程是指組織管理這種系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、試驗以及使用的科學方法，通過需求驅(qū)動、目標牽引、折中權(quán)衡、迭代優(yōu)化、全生命全系統(tǒng)整體考慮實現(xiàn)最佳決策［3］，是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學方法。本文應(yīng)用系統(tǒng)工程對雷達裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)進行深入研究，系統(tǒng)分析了雷達批產(chǎn)項目特點及當前管理模式存在的問題，總結(jié)某系列雷達裝備轉(zhuǎn)產(chǎn)經(jīng)驗，建立了復雜軍工電子裝備批產(chǎn)工程化體系，推動“高質(zhì)量、低成本”的批產(chǎn)業(yè)務(wù)工程化實踐標準，促進企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

1 雷達裝備批產(chǎn)項目特點

雷達裝備是電子系統(tǒng)整機類產(chǎn)品，其生產(chǎn)組織是從多種元器件采購、關(guān)鍵零部件的設(shè)計加工開始，經(jīng)過自動或半自動生產(chǎn)線組裝、調(diào)試，最后形成一種系統(tǒng)集成產(chǎn)品，具有離散制造的特點［2］。

1.1 產(chǎn)品品種多、批量小

雷達裝備產(chǎn)品種類和型號規(guī)格繁雜，按使用領(lǐng)域分，有地面產(chǎn)品、艦載產(chǎn)品、機載產(chǎn)品、星載產(chǎn)品；按產(chǎn)品大小分，有超大型裝備、大型裝備、小型裝備、極小型裝備。并且產(chǎn)品的批量小，多至數(shù)十臺套，少至只有單臺套，具備典型的多品種、小批量生產(chǎn)特點。

1.2 產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)復雜

雷達產(chǎn)品的組成部分包含大型結(jié)構(gòu)件、機箱機柜、組件模塊、印制板、電纜等，涉及的零部件達上千種且層次龐雜，結(jié)構(gòu)樹長達10個層級以上，產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)復雜。

1.3 生產(chǎn)流程、周期長

雷達裝備涉及結(jié)構(gòu)制件、電子器件多，導致制造工藝多、生產(chǎn)流程長，需經(jīng)過毛坯加工、SMT貼裝、部裝調(diào)試、產(chǎn)品總裝、三防涂裝、整機試驗與聯(lián)調(diào)等環(huán)節(jié)，產(chǎn)品生產(chǎn)周期長，制造流程與管理過程復雜。

1.4 產(chǎn)品質(zhì)量追溯要求高

雷達裝備是由成千上萬、甚至更多的零部件組成，任何一個或一組零部件出現(xiàn)問題都有可能會影響裝備的正常運行，甚至會造成重大事故和巨大經(jīng)濟損失，特別是國防軍工產(chǎn)品，其可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和耐久性要求極高［4］。因此，裝備要具有很嚴格的產(chǎn)品質(zhì)量保證體系，質(zhì)量追溯要求高。

2 雷達裝備批產(chǎn)過程問題分析

2.1 新研產(chǎn)品自身新技術(shù)熟化程度不夠

迫于戰(zhàn)備急需以及裝備的高性能指標要求，新研制的雷達往往采用了一些尚未完全熟化的新技術(shù)，導致過程問題多，研制、生產(chǎn)周期被迫延長，管控難度大，存在質(zhì)量管控風險。

2.2 轉(zhuǎn)批產(chǎn)品技術(shù)人員對新技術(shù)不熟悉

一般情況下，雷達的研制與批產(chǎn)分別由研發(fā)部門和批產(chǎn)部門負責，接手諸多新技術(shù)集于一身的新產(chǎn)品，批產(chǎn)部門的人員存在技術(shù)認知和熟練程度不足的風險，這種情況在批產(chǎn)初期往往尤為突出。從不熟悉到熟悉必須有個過程，這對保證新研制的雷達順利批產(chǎn)造成了一定的困難［5］。

2.3 轉(zhuǎn)批項目產(chǎn)品自身技術(shù)狀態(tài)不穩(wěn)定

由于國防對新型雷達髙機動、多功能和多天線單元等多方面的高要求，使得雷達的復雜程度越來越高。因為應(yīng)用的新技術(shù)多，且存在熟化程度不夠等諸多原因，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)批階段技術(shù)狀態(tài)難以做到完全固化，對產(chǎn)品可靠性和性能的一致性保證帶來挑戰(zhàn)。

2.4 保障性設(shè)計與支撐性資源投入不足

產(chǎn)品在設(shè)計初期，往往注重性能指標的達成，對裝備交付階段的測試性、保障性等設(shè)計不足，對于交付用戶后的現(xiàn)場級保障，投入的測試儀器、設(shè)備、系統(tǒng)等支撐性資源不足，對批產(chǎn)產(chǎn)品服務(wù)保障的精確性、系統(tǒng)性與時效性造成一定影響。

3 雷達裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)

為適應(yīng)軍事需求及行業(yè)變化新形勢，以打造高質(zhì)量快速量產(chǎn)的復雜電子裝備為目標，以“系統(tǒng)化、模塊化、規(guī)范化”的工程化理念為指導，結(jié)合某系列雷達裝備轉(zhuǎn)產(chǎn)實例，基于產(chǎn)品全壽命周期，策劃研制、轉(zhuǎn)批、批產(chǎn)、保障全流程運作中各項環(huán)節(jié)的增值與優(yōu)化，建立復雜軍工電子裝備批產(chǎn)工程化體系，從組織建設(shè)、制度建立、流程規(guī)范、狀態(tài)管控、人才培養(yǎng)、信息化支撐等方面歸納總結(jié)批產(chǎn)過程管理重點及實施方法，不斷提升產(chǎn)品保證能力，構(gòu)建新型產(chǎn)品保證體系［6］，裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)框架如圖1所示。

3.1 優(yōu)化組織架構(gòu)形式

圖1 工程化體系建設(shè)框架

建立研批融合的工程化團隊，明確各生產(chǎn)單位組織架構(gòu)與職責。生產(chǎn)部門作為實施主體，負責制定生產(chǎn)布局及流程優(yōu)化目標、實施計劃，落實生產(chǎn)布局調(diào)整與改造，并進行過程監(jiān)督與控制。技術(shù)部門作為技術(shù)支撐，負責生產(chǎn)布局優(yōu)化、工藝流程再造、工藝技術(shù)創(chuàng)新的具體實施方案的策劃、指導、跟蹤、評估及后續(xù)改進研究。產(chǎn)品全過程質(zhì)量由質(zhì)量監(jiān)督部門負責管控，全過程生產(chǎn)計劃的制定與推進落實由機關(guān)部門負責，并對生產(chǎn)實施層與技術(shù)管理層進行監(jiān)督考核。通過跨組織工程化推進機制和保障措施，推動研制轉(zhuǎn)批生產(chǎn)的運作與組織管理變革，并增設(shè)批產(chǎn)總師崗位，全方位管控批產(chǎn)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)更迭，發(fā)揮型號總師牽頭抓總作用，形成研發(fā)、生產(chǎn)以及工藝、管理敏捷協(xié)同的組織模式。

3.2 健全制度建設(shè)體系

制定制度建設(shè)管理規(guī)范，建立過程控制與監(jiān)督考核工作機制，完善批產(chǎn)工程化制度體系。各生產(chǎn)單位參照《試制前準備狀態(tài)檢查管理辦法》、《新產(chǎn)品試制控制程序》、《產(chǎn)品調(diào)試管理辦法》等體系文件開展二級策劃與控制實施，對涉及核心科研生產(chǎn)和保障業(yè)務(wù)流程的文件進行細化和完善，制定工作紅線與責任矩陣，為授權(quán)與協(xié)作提供規(guī)范的制度保障，并通過制度建設(shè)動態(tài)管理和持續(xù)改進機制持續(xù)糾偏，使制度建設(shè)得到落實、固化。

3.3 規(guī)范過程管控流程

一是建立制造成熟度評估體系。對標成熟度等級，結(jié)合企業(yè)制造能力現(xiàn)狀，對各類制造要素進行分析，研究適于當前研產(chǎn)體系的制造成熟度標準，按照系統(tǒng)、要素、評價等級三個維度拆分，構(gòu)建能夠反映制造成熟水平差異與影響后果的評價指標體系，客觀判定產(chǎn)品制造成熟度，有效管控過程和資源，推動轉(zhuǎn)批成效。

二是建立技術(shù)狀態(tài)管控體系。針對新產(chǎn)品研制批產(chǎn)交叉嚴重、設(shè)計頻繁更改優(yōu)化、產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)不固化、軟硬件技術(shù)狀態(tài)無法得到有效管理與控制問題，建立基于軟硬件版本控制的技術(shù)狀態(tài)管控體系，確保產(chǎn)品實物與相應(yīng)文件在研制生產(chǎn)全過程中狀態(tài)一致，并具有可追溯性。

三是建立任務(wù)風險預(yù)判體系。通過收集、分析軍隊用戶需求，制定任務(wù)風險評估及外場保障標準，從交付評價、質(zhì)量評價、服務(wù)保障三個維度構(gòu)建內(nèi)部供應(yīng)商評價模型，開展風險項目自評，針對異動問題進行任務(wù)風險預(yù)判，通過常態(tài)化信息反饋及快速響應(yīng)機制，推動問題解決責任落實及源頭設(shè)計改進提升，全面提升服務(wù)保障水平及用戶滿意度。

3.4 提升信息系統(tǒng)建設(shè)

一是強化前端設(shè)計驗證，構(gòu)建數(shù)字化研發(fā)平臺。以實現(xiàn)研制過程管控系統(tǒng)化、研制需求分解模塊化、研發(fā)過程論證規(guī)范化為目標，基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE），建設(shè)數(shù)字化、精益化研發(fā)平臺。

二是深化批產(chǎn)任務(wù)管控，研發(fā)智能化測試平臺。圍繞批生產(chǎn)過程的“規(guī)范、高效、低成本”目標，設(shè)計運用MOM制造運營平臺、ERP企業(yè)資源管理平臺，實施柔性化組織生產(chǎn)、可視化運行管控。針對新型有源相控陣雷達頻寬大、測試項目多、測試難度大、測試工作量大的問題，研發(fā)投入使用自動化測試、驗收系統(tǒng)，覆蓋單元、整機的測試及驗收要求，實現(xiàn)批產(chǎn)任務(wù)運行高效化。

三是聚焦裝備效能發(fā)揮，完善信息化保障平臺。聚焦裝備“能打仗、打勝仗”目標，為實現(xiàn)現(xiàn)場保障任務(wù)高效化、規(guī)范化，實施MRO售后服務(wù)管理系統(tǒng)，動態(tài)鏈接用戶需求、保障任務(wù)實施和產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)，實現(xiàn)對用戶需求、裝備保障需求的精準解析。開發(fā)便攜式現(xiàn)場級保障系統(tǒng)，為現(xiàn)場級服務(wù)保障提供有效的軟硬件條件，提升保障作業(yè)的精確性與時效性。

3.5 完善人才培養(yǎng)方案

一是建立批產(chǎn)敏捷團隊，激發(fā)組織合力。結(jié)合項目需求，以迭代、精簡、交互、響應(yīng)為原則選配敏捷型團隊成員［7］，團隊管理從傳統(tǒng)的崗位管理向角色管理延伸，賦予團隊統(tǒng)籌策劃整個產(chǎn)品領(lǐng)域任務(wù)的權(quán)利，賦予端到端各環(huán)節(jié)角色清晰的目標、使命及適當授權(quán)，并建立必要的連接、協(xié)同和信息共享，以任務(wù)牽引全面賦能一線，實現(xiàn)資源信息透明穿透、項目團隊敏捷運行、人員能力穩(wěn)步提升。

二是建設(shè)知識共享平臺，加速成果復制。定期舉辦“我的講堂”活動，由學科帶頭人、領(lǐng)域?qū)＜裔槍?yōu)秀案例和經(jīng)驗進行授課，提升員工業(yè)務(wù)技能；緊密聯(lián)合高崗人員和高端人才，總結(jié)經(jīng)驗、前沿技術(shù)和專業(yè)知識，提煉工程化成果，推廣至各產(chǎn)品領(lǐng)域及各專業(yè)領(lǐng)域；注重作業(yè)指導書、排故案例分析等經(jīng)驗性文檔的積累，形成培訓教材，為員工提供知識支撐，迅速提升團隊工程化能力。

三是強化創(chuàng)新思維驅(qū)動，規(guī)劃最優(yōu)路徑。針對性地制定創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，培養(yǎng)員工創(chuàng)新能力、設(shè)計能力和動手能力，激發(fā)員工創(chuàng)新活力；以提升產(chǎn)品質(zhì)量和測試效率為目標，識別優(yōu)化需求，開展創(chuàng)新性手段建設(shè)、關(guān)鍵工序優(yōu)化和方法研究，應(yīng)用創(chuàng)新思維形成靈活新穎的方案，規(guī)劃解決問題的最優(yōu)路徑。

4 結(jié)語

批產(chǎn)項目工程化過程不可或缺，是大勢所趨，本文以雷達裝備的批產(chǎn)為對象，針對傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)模式無法滿足裝備高質(zhì)量快速量產(chǎn)的缺點，運用系統(tǒng)工程方法論，提出了復雜電子裝備批產(chǎn)工程化體系建設(shè)，通過實體運作實施，裝備任務(wù)運行系統(tǒng)化、設(shè)計研發(fā)模塊化、批產(chǎn)保障規(guī)范化得到了極大幅度的提升，提高了軍工企業(yè)的研制轉(zhuǎn)批產(chǎn)效率，開創(chuàng)了雷達批生產(chǎn)紀錄，提升了市場競爭力、用戶滿意度與經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了規(guī)范、高效、低成本地為部隊提供高質(zhì)量裝備。