科研生產(chǎn)管理系統(tǒng)建設(shè)與應用實踐

李凌云、劉俊慶、牛四東、鄧琦、郭津廷 /北京精密機電控制設(shè)備研究所

北京精密機電控制設(shè)備研究所作為航天伺服產(chǎn)品設(shè)計制造一體化單位，專業(yè)多，產(chǎn)品種類豐富，科研生產(chǎn)過程復雜。近年來，研究所的項目任務激增，在研項目相對2006 年增加了5 倍，交付數(shù)量相較2006 年翻了近10 倍。多項目并舉，批產(chǎn)和研制任務并重的形勢，使得傳統(tǒng)計劃、物資、外協(xié)和庫房管理方式已遠遠無法滿足科研生產(chǎn)管理需求，迫切需要建立一套科學、系統(tǒng)、規(guī)范的管理模式。經(jīng)調(diào)研，雖然外部已有可實現(xiàn)科研生產(chǎn)過程管理功能的成熟軟件，但均需作出不同程度的改造才能適應研究所的需求，而且后期維護、升級投入較大，可持續(xù)性較差。同時，研究所前端設(shè)計和工藝信息化程度并不具備集成成熟科研生產(chǎn)管理系統(tǒng)的條件。為此，確定由科研生產(chǎn)處牽頭組織，依托研究所信息中心的技術(shù)力量自主開發(fā)一套適應自身管理需求的科研生產(chǎn)管理系統(tǒng)，即“產(chǎn)研通”平臺。

“產(chǎn)研通”平臺是以科研生產(chǎn)過程信息管控、過程質(zhì)量管理和經(jīng)營管理3 條線為牽引，按照“頂層策劃，分級實施，靈活拓展”的建設(shè)原則，100%自主開發(fā)的系統(tǒng)。其中，科研生產(chǎn)任務線以項目任務為源頭，按照科研生產(chǎn)流程聚焦計劃閉環(huán)管理；質(zhì)量管理線聚焦過程質(zhì)量信息的采集、傳遞以及應用；經(jīng)營管理線聚焦產(chǎn)品交付和成本信息的采集、傳遞及應用。

一、工作與實踐

“產(chǎn)研通”平臺系統(tǒng)克服前端設(shè)計和工藝BOM 缺失的弊端，獨立建立BOM，基于BOM 驅(qū)動實現(xiàn)多層級庫房管理，建立計劃編制模型，提高了計劃編制的準確性、完整性和科學性。通過實物提交計劃閉環(huán)，形成了一套公開、透明、公平的考核機制，強化了計劃的嚴肅性；通過對過程信息的實時監(jiān)控，為計劃排產(chǎn)提供預警和決策功能。“產(chǎn)研通”平臺在實現(xiàn)科研生產(chǎn)過程管理的同時具備較強的擴展性，現(xiàn)階段已實現(xiàn)與中國運載火箭技術(shù)研究院物資、內(nèi)部結(jié)算、材料核算、MES（僅第二、四事業(yè)部）系統(tǒng)的集成，后續(xù)將開展與A5、MPM、研究院大數(shù)據(jù)駕駛艙和裝機系統(tǒng)的集成，進一步整合科研生產(chǎn)過程資源信息，推進由數(shù)據(jù)驅(qū)動逐步向智能分析方向發(fā)展，為研究所管理決策提供有力數(shù)據(jù)支撐，為所級ERP 平臺建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

通過對“產(chǎn)研通”平臺的建設(shè)和應用實踐，完善了研究所科研生產(chǎn)管理體系，推進了基于數(shù)字驅(qū)動的科研生產(chǎn)管理模式。目前“產(chǎn)研通”平臺已實現(xiàn)正品、預研和產(chǎn)業(yè)多領(lǐng)域廣泛應用，BOM 達到200 個，入庫數(shù)據(jù)達25 萬條，出庫數(shù)據(jù)達到40 萬條，配套達2 萬次以上，在科研生產(chǎn)管理過程中發(fā)揮了重要作用。

1.建設(shè)思路

“產(chǎn)研通”平臺以BOM 為核心，以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹和計劃結(jié)構(gòu)樹為依托，首先引用物資中心數(shù)據(jù)庫，建設(shè)研究所物資資源庫，由工藝人員關(guān)聯(lián)資源庫中物資節(jié)點，建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，并在結(jié)構(gòu)樹相應節(jié)點上建立工藝定額和配套表。由項目計調(diào)人員引用產(chǎn)品樹上的節(jié)點下達科研生產(chǎn)計劃，除研制計劃外，其他計劃均為產(chǎn)品實物入庫后計劃閉環(huán)。庫房實現(xiàn)入庫、出庫管理，并根據(jù)配套表對物資和零組件產(chǎn)品進行配套出庫，將產(chǎn)品入庫信息和物資信息分別推送至結(jié)算平臺和材料核算平臺，包括計劃管理、產(chǎn)品配套、入庫管理、出庫管理、過程監(jiān)控、物資報銷、數(shù)據(jù)字典及基礎(chǔ)信息8 個功能模塊，實現(xiàn)BOM、計劃、物資、外協(xié)和過程監(jiān)控管理功能?！爱a(chǎn)研通”平臺示意圖見圖1。

圖1 “產(chǎn)研通”平臺示意圖

2.實施步驟

（1）基于標準化數(shù)據(jù)庫建立BOM

產(chǎn)品配套物資種類繁多，各項目分別建立重復工作量大，而且手工錄入容易出現(xiàn)信息錯誤、重復錄入等情況?；A(chǔ)數(shù)據(jù)不唯一，引用混亂將導致采購失敗或采購錯誤的物資，影響生產(chǎn)效率。因此，“產(chǎn)研通”平臺在建立BOM 之前先行建立物資基礎(chǔ)庫，供各項目共同引用，正品物資要求通過研究院物資中心集中采購。為保證物資信息準確，物流中心對各項物資均進行了編碼（又稱YY 碼）。為了確保數(shù)據(jù)源標準、規(guī)范，同時充分落實研究院的相關(guān)要求，“產(chǎn)研通”平臺物資基礎(chǔ)庫與研究院物資系統(tǒng)集成，同步引用研究院物資基礎(chǔ)庫，獲取物資編碼及相關(guān)屬性信息，從而實現(xiàn)物資數(shù)據(jù)源規(guī)范管理，保證了物資基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標準化。

“產(chǎn)研通”平臺建立數(shù)據(jù)字典，對項目種類、供應商名錄、交付地點等信息按照數(shù)據(jù)字典的形式進行維護和引用管理，確保數(shù)據(jù)源標準統(tǒng)一，為后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析奠定基礎(chǔ)。

（2）規(guī)范計劃編制，實施考核閉環(huán)管理

前期計劃編制要求并不明確，計劃分解顆粒度不一致，計劃不完整的情況時有發(fā)生，而且計劃以紅頭文件形式下發(fā)，及時性較差。在“產(chǎn)研通”平臺建設(shè)過程中，細化了計劃分類，確定各類計劃不同的編制規(guī)則，依托BOM 建立了計劃編制模型，保證了計劃編制的規(guī)范性、完整性。同時強調(diào)實物入庫，庫房確認計劃自動閉環(huán)。改變計劃紅頭文件下發(fā)的方式，在“產(chǎn)研通”平臺進行審批、受控、下發(fā)。

不同類別計劃管理方式如下：

研制計劃可在系統(tǒng)實現(xiàn)編制下發(fā)，但與A5 尚未集成，無法關(guān)聯(lián)實物提交，2021 年轉(zhuǎn)至A3系統(tǒng)管理；

物資備料計劃依據(jù)備料計劃引用材料定額，通過利庫，生成物資申購計劃，審批通過后提交研究院物資中心系統(tǒng)。物資中心出庫，“產(chǎn)研通”平臺掃描入庫，物資出庫信息集成至產(chǎn)研通平臺；

機加計劃承接金屬、非金屬物資信息，實物入庫完成計劃閉環(huán)提交（前期金屬、非金屬物資直接配送至現(xiàn)場，未在平臺中管控，2021 年11 月開始全部納入“產(chǎn)研通”平臺管控）；

裝調(diào)計劃與庫房配套信息相連，裝配所需的各項物資、產(chǎn)品信息推送責任單位。裝調(diào)計劃通過實物入庫或空入空出2 種方式分別滿足單機及元件以下產(chǎn)品物資和系統(tǒng)級產(chǎn)品的入庫方式，并形成投入產(chǎn)出報表和外場交付臺賬；

典壽試計劃。典壽試試驗結(jié)束后，將典試產(chǎn)品提交檢測中心庫房，確認后典壽試計劃閉環(huán)，同時規(guī)范了典試品實物管理；

大型試驗計劃完成同步采集參試產(chǎn)品、試驗時間、試驗地點及試驗結(jié)果等信息，形成試驗臺賬，完善大型試驗及飛行任務管理；

外協(xié)計劃。責任單位引用供應商名錄，支持上傳外協(xié)產(chǎn)品證明文件，為后續(xù)對供應商評價和復查提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

在計劃閉環(huán)管理的基礎(chǔ)上引入計劃考核，支持按項目、按部門多維度實施計劃考核管理，數(shù)據(jù)公開透明，保障科研生產(chǎn)順利實施。

（3）基于同一BOM 實現(xiàn)多層級庫房管理

研究所庫房分為中間庫、電訊庫、事業(yè)部和檢測中心庫房，所管產(chǎn)品的屬性、庫房面對的對象不同，導致了管理模式不同。

前期僅中間庫、電訊庫和事業(yè)部庫房管理相對規(guī)范，其他庫房管理相對薄弱。在“產(chǎn)研通”平臺建設(shè)時重點論證了基于同一BOM 實現(xiàn)多層級庫房管理，強化中間庫、電訊庫和事業(yè)部庫房的管理，同時將檢測中心典試品庫房、事業(yè)部庫房也納入平臺管理，針對不同用途增設(shè)預研庫房、代儲庫房（建設(shè)中）、?；穾旆浚ńㄔO(shè)中）和隔離庫房（建設(shè)中）屬性。

“產(chǎn)研通”作為統(tǒng)一的庫房管理平臺針對各個庫房制定了不同的管理模式，保證了庫房分層級管理，即各庫房統(tǒng)一平臺，以計劃為源頭，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分類、傳遞，統(tǒng)一操作界面，通過權(quán)限控制，滿足不同管理需求，實現(xiàn)入庫、出庫、預配套、配套、退庫管理，出庫信息可實現(xiàn)MES 承接。其中，中間庫負責第一、二、四、五事業(yè)部的機加件、標準件、外購件及單機元件產(chǎn)品管理；電訊庫負責電子元器件產(chǎn)品管理和金屬、非金屬物資臺賬管理，與物資報銷和材料核算系統(tǒng)集成；伺服閥事業(yè)部庫房獨立，負責其配套機加件、標準件、外購件等產(chǎn)品的管理；檢測中心庫房用于例試品的存放及管理，實現(xiàn)對典試品入庫、出庫管理功能；預研庫房用于預研領(lǐng)域產(chǎn)品和物資管理；事業(yè)部庫房可實現(xiàn)配套生產(chǎn)物資、工裝和設(shè)備管理，目前未應用。

（4）基于全周期物資采購及應用管理

傳統(tǒng)物資申購由物資計劃依據(jù)備料計劃，借閱紙質(zhì)材料定額表，人工計算申購數(shù)量，并登陸物資中心平臺進行申購，工作量大，效率低，而且容易發(fā)生錄入錯誤。“產(chǎn)研通”平臺與物資中心系統(tǒng)集成，內(nèi)置物資報銷模塊，并衍生材料核算系統(tǒng)，實現(xiàn)從物資編碼應用、物資計劃下發(fā)、物資申購、入庫、領(lǐng)用出庫至付款報銷的全流程管理。物資備料計劃引用材料定額，自動計算需求數(shù)量，通過利庫確定最終申購數(shù)量，經(jīng)審批后提交物資中心系統(tǒng)。物資中心負責物資出庫，電訊庫掃碼入庫，物資屬性信息及檢測信息同步至所內(nèi)系統(tǒng)，同時在財務核算系統(tǒng)生成預付物資臺賬，支持物資付款。物資領(lǐng)用后質(zhì)量信息向MES 系統(tǒng)傳遞，提供產(chǎn)品裝機，同步傳遞至材料核算系統(tǒng)，實現(xiàn)物資報銷。以上功能的無縫銜接使得“產(chǎn)研通”平臺真正實現(xiàn)了基于全周期物資采購及應用管理。

（5）基于科研生產(chǎn)全過程的信息管理

為了實現(xiàn)科研生產(chǎn)過程信息數(shù)據(jù)的顯性化，加強統(tǒng)計、分析并便于管理人員應用，建立過程監(jiān)控模塊。對科研生產(chǎn)全過程從任務策劃、計劃下發(fā)、入庫、出庫、配套、考核、投入產(chǎn)出、試驗至交付等環(huán)節(jié)過程信息進行統(tǒng)計，通過不同維度進行展示或查詢，便于數(shù)據(jù)應用。

（6）統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，靈活擴展應用

充分利用“產(chǎn)研通”平臺的數(shù)據(jù)源，與內(nèi)部結(jié)算系統(tǒng)集成，推送產(chǎn)品完成信息，支撐內(nèi)部實時結(jié)算，緩解過去人為統(tǒng)計、手工錄入工作量大的局面。實現(xiàn)與部分事業(yè)部MES 系統(tǒng)集成功能，輸出計劃和配套信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步傳遞。后續(xù)，將開展下沉工控網(wǎng)論證工作，進一步與MES、MPM、A5 等系統(tǒng)融合，陸續(xù)開發(fā)與研究院大數(shù)據(jù)駕駛艙和裝機系統(tǒng)等的集成功能。

二、實踐效果

1.完善了科研生產(chǎn)管理體系，實現(xiàn)多領(lǐng)域廣泛應用

研究所發(fā)布了科研生產(chǎn)管理系統(tǒng)管理辦法，規(guī)范了“產(chǎn)研通”平臺需求和開發(fā)管理。發(fā)布了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹信息化管理規(guī)定、產(chǎn)品配套資源庫信息化管理規(guī)定等8項應用標準，制定了“產(chǎn)研通”平臺操作手冊，編制了在研正品項目科研生產(chǎn)計劃編制指導書。

“產(chǎn)研通”平臺已實現(xiàn)正品、預研和產(chǎn)業(yè)多領(lǐng)域廣泛應用，在科研生產(chǎn)管理過程中發(fā)揮了重要作用。截至2021 年11 月10 日，共計建立幾百項BOM，產(chǎn)生庫房數(shù)據(jù)幾十萬條。

2.推進基于數(shù)字驅(qū)動的管理模式，大幅提高管理效率

在“產(chǎn)研通”平臺的建設(shè)中，重新梳理管理流程，推進了基于數(shù)字驅(qū)動的管理模式。規(guī)范了數(shù)據(jù)標準，基于BOM 驅(qū)動實現(xiàn)多層級庫房管理，建立計劃編制模型，實現(xiàn)了從計劃編制、物資采購、機加投產(chǎn)、裝配調(diào)試、典壽試、出入庫、產(chǎn)品交付直至物資報銷全過程的數(shù)據(jù)驅(qū)動、閉合管理，極大的提高了管理效率。研究所典型業(yè)務系統(tǒng)應用前后對比見表1。

表1 典型業(yè)務系統(tǒng)應用前后對比表

3.實現(xiàn)計劃閉環(huán)管理，強化了計劃的嚴肅性

基于BOM 的計劃管理，做到了各項計劃均有明確的完成形式和提交物。產(chǎn)品入庫計劃完成，通過計劃實物閉環(huán)管理，形成了公開、公平的考核機制，提高了各部門對計劃的重視程度，強化了計劃的嚴肅性，極大的促進了科研生產(chǎn)順利開展。

4.實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，提高了生產(chǎn)效率

通過實時監(jiān)控計劃進展情況，動態(tài)掌握各庫房產(chǎn)品和物資的入庫、出庫及庫存狀態(tài)，實現(xiàn)了對計劃的預警、監(jiān)控和決策。通過投入產(chǎn)出信息和預配套功能，可提前了解缺件情況，有利于促進齊套及時性，提高生產(chǎn)效率。

5.實現(xiàn)產(chǎn)品過程信息可追溯，提高了質(zhì)量復查效率

通過物資和產(chǎn)品的編號管理，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量信息與實物深度捆綁，通過掃描產(chǎn)品條碼或輸入合格證信息即可方便快捷地對產(chǎn)品過程質(zhì)量信息進行追溯，極大的提高了質(zhì)量復查效率。

6.實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享，促進了各系統(tǒng)集成

通過對“產(chǎn)研通”平臺計劃、物資、出入庫等源頭數(shù)據(jù)的共享，解決了MES 系統(tǒng)和研究所結(jié)算系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源問題，促進了材料核算系統(tǒng)的建設(shè)，避免了系統(tǒng)之間的信息孤島。對產(chǎn)品價格信息共享以及為報價、審價和成本分析提供支持。后續(xù)，將陸續(xù)開展下沉工控網(wǎng)論證、與研究院駕駛艙和裝機系統(tǒng)集成工作，進一步促進與A5、MPM、智能線和院信息系統(tǒng)的融合。

7.促進技術(shù)提升和隊伍培養(yǎng)，為其他系統(tǒng)建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)

通過“產(chǎn)研通”平臺多年的開發(fā)，研究所信息中心積累了較豐富的開發(fā)經(jīng)驗，為其他系統(tǒng)快速開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。其中，計劃閉環(huán)管理功能后續(xù)廣泛用于研究所戰(zhàn)略績效考核管理和質(zhì)量閉環(huán)管理系統(tǒng)，培養(yǎng)鍛煉了一批開發(fā)人員，使其在信息化管理方面能夠發(fā)揮更大的作用。

三、后續(xù)思路

“產(chǎn)研通”平臺運行實踐中依然存在不少問題，如其依托于“天鴻”系統(tǒng)進行開發(fā)，運行效率和數(shù)據(jù)量限制較大，隨著生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)量的不斷增加，運行效果也越來越差；另外，該系統(tǒng)更多針對生產(chǎn)和交付過程，對前期訂單獲取、研制過程等信息并沒有相應流程。因此，后續(xù)應持續(xù)改進以下幾點：一是進行環(huán)境開發(fā)，建立一套脫離“天鴻”系統(tǒng)的“產(chǎn)研通”管理軟件，提升數(shù)據(jù)處理能力和運行效率；二是與合同管理系統(tǒng)進行集成，進行訂單管理與分解；三是依據(jù)項目研制流程體系管理文件，建立研制開發(fā)管理模塊，并納入項目全流程管理中，與訂單管理、生產(chǎn)管理、交付及售后管理共同形成全流程項目管理。

研究所科研生產(chǎn)管理系統(tǒng)的建設(shè)與應用實踐，最終目的是建立一套流暢運行的適用于研究所特色的項目全周期管理系統(tǒng)，實現(xiàn)經(jīng)營、科研、生產(chǎn)的動態(tài)信息化管理，提升科研生產(chǎn)的效率和統(tǒng)計準確性，推進由數(shù)據(jù)驅(qū)動逐步向智能分析方向發(fā)展，為管理決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。