高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理的探索與實踐研究

翟桂全

(中國電子科技集團公司第十四研究所，江蘇 南京 210039)

0 引言

高新電子裝備組成復雜、集成度高，部分裝備的零部件數(shù)量可達數(shù)萬個，特別是近幾年隨著新體制、新技術裝備的加速研制生產(chǎn)，裝備生產(chǎn)面臨研制批產(chǎn)交叉、技術要求高、批產(chǎn)能力要求大幅提升等情況，裝備批生產(chǎn)集成調試管理急需進行優(yōu)化升級。通過裝備批產(chǎn)流程優(yōu)化、管理機制升級、智能化手段建設和人才隊伍深化培養(yǎng)等方法，探索電子裝備智能生產(chǎn)新模式，開展高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理探索與實踐，以應對電子信息裝備批產(chǎn)集成新挑戰(zhàn)，適應裝備短周期批量生產(chǎn)的市場要求，滿足用戶與行業(yè)發(fā)展需求。

1 高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理的背景

1.1 高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理的需求

高新電子裝備技術涵蓋電子、機械、材料、軟件等眾多學科領域，涉及信號處理、微電子、計算機、軟件、數(shù)字化模擬等高新技術，而且技術更新周期日益縮短，電子信息裝備升級日趨頻繁，對裝備生產(chǎn)提出的要求越來越高。

在全球智能制造快速發(fā)展的大趨勢下，借鑒“工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)工程”等先進制造理念[1-2]，實施智能制造發(fā)展戰(zhàn)略，從站在未來謀現(xiàn)在的角度，積極響應國家戰(zhàn)略，積極應對未來可能的挑戰(zhàn)，推動管理模式、管理流程、人員思想等各方面的變革，實現(xiàn)電子裝備精益生產(chǎn)，并推動制造模式由傳統(tǒng)制造向基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能制造轉變。

1.2 高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理的思路

電子裝備批生產(chǎn)部門圍繞年度工作目標，從批生產(chǎn)能力規(guī)劃、團隊建設、技術問題處理等方面組織開展批產(chǎn)策劃工作。由計劃主管組織協(xié)調，項目負責人牽頭，對批產(chǎn)產(chǎn)品的總裝作業(yè)、集成調試、信息流傳遞、物料流動等方面開展業(yè)務及工序流程優(yōu)化，提升裝備批生產(chǎn)的合理性和準確性。

聚焦高新電子裝備多品種、小批量特點，應用系統(tǒng)工程方法，基于裝備全流程和全生命周期開展批生產(chǎn)智能管理建設，對裝備批生產(chǎn)質量控制、生產(chǎn)成本、調試周期、調試能力、資源配置等信息進行全過程、全要素采集與監(jiān)視測量，并持續(xù)改進，實現(xiàn)高新電子裝備優(yōu)質、高效集成、調試、檢驗及交付。

高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理實現(xiàn)了生產(chǎn)要素全面管控，提供了多維度的數(shù)據(jù)分析決策，對調試設備資源、人力資源及配合資源等統(tǒng)籌調配，加速了集成能力優(yōu)化升級，提高了年度批產(chǎn)能力，全面推進了裝備優(yōu)質高效生產(chǎn)和交付。

2 高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理的做法

結合企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，學習先進管理理念，利用數(shù)字化、自動化、大數(shù)據(jù)等先進技術，推進電子裝備批生產(chǎn)業(yè)務流程優(yōu)化迭代、信息化管理系統(tǒng)建設、自動化測試手段建設、大數(shù)據(jù)融合應用等工作，提升批生產(chǎn)集成調試全過程的規(guī)范性、時效性、預防性。細化裝備批生產(chǎn)調試流程，建立面向價值鏈的業(yè)務流程體系,涵蓋市場、計劃、成本、質量等業(yè)務領域，并通過信息技術使業(yè)務流程顯性化、標準化、結構化、規(guī)范化和自動化，實現(xiàn)“職能驅動”向“流程驅動”轉變；搭建以各級、各類質量數(shù)據(jù)收集、匯總、分析和推送為核心功能的質量管控系統(tǒng)，通過產(chǎn)品質量指標體系實時反映產(chǎn)品、過程及質量水平；建設高速、穩(wěn)定、精確的批產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)，對批產(chǎn)業(yè)務過程進行實時監(jiān)測與跟蹤管控；對信息化系統(tǒng)積累的數(shù)據(jù)開展數(shù)據(jù)融合、挖掘、分析，形成科學決策，通過數(shù)據(jù)賦能批生產(chǎn)管理，實現(xiàn)“經(jīng)驗驅動”向“數(shù)據(jù)驅動”管理躍升，并通過數(shù)據(jù)迭代，提升流程自我修正能力并持續(xù)改進，最終實現(xiàn)批生產(chǎn)智能管理。

2.1 構建裝備智能制造流程

電子裝備面臨著越來越復雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境、多樣化的作戰(zhàn)對象、多功能的戰(zhàn)術要求等作戰(zhàn)需求，因此用戶對電子裝備系統(tǒng)提出了更高的要求，對電子裝備的系統(tǒng)性能、任務效能、可靠性、維修性等方面提出嚴格要求，甚至不同用戶對同一型號產(chǎn)品也存在差異化需求；同時，電子裝備本身具有研發(fā)與生產(chǎn)周期長、裝備尺寸和規(guī)格大、機電混裝、加工過程可靠性要求高、檢測過程復雜等特點。針對這些特點，企業(yè)需要進一步提升制造產(chǎn)能和過程控制能力，以滿足未來越來越多的裝備、越來越短的交付周期要求。

在制造技術方面，隨著美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、德國工業(yè)4.0、中國制造2025等國內外科技發(fā)展戰(zhàn)略相繼實施，電子裝備企業(yè)面臨一個技術快速發(fā)展的外部環(huán)境，需要緊跟國內外發(fā)展趨勢，將大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術與科研生產(chǎn)業(yè)務實際相結合，創(chuàng)新裝備批生產(chǎn)模式，提高電子裝備批生產(chǎn)創(chuàng)新能力，促進企業(yè)核心競爭力的提升。根據(jù)智能制造建設的總體思路，從實現(xiàn)智能制造的理念/方法、先進技術、流程優(yōu)化、數(shù)據(jù)/信息/知識四要素出發(fā)，對標先進企業(yè)制造、供應鏈、質量管理模式，構建從批產(chǎn)需求策劃、方案論證到產(chǎn)品生產(chǎn)總結的智能生產(chǎn)環(huán)境，并基于系統(tǒng)工程[3]開展產(chǎn)品批生產(chǎn)集成調試，提高對批生產(chǎn)知識的提煉和應用能力，實現(xiàn)調試、仿真、試驗、迭代優(yōu)化的一體化過程，提升批生產(chǎn)智能化水平，形成電子裝備智能制造的典型批生產(chǎn)流程(見圖1)。

圖1 電子裝備典型批生產(chǎn)流程

裝備批產(chǎn)集成調試需要搭建測試平臺，開展集成調試、環(huán)境試驗和驗收測試，如驗收不合格，需按檢驗要求完成整改，使裝備各項指標滿足驗收要求，并提供測試數(shù)據(jù)及相應檢驗報告。裝備生產(chǎn)部門基于批產(chǎn)總體定位、職責和中心目標，分析業(yè)務特點，根據(jù)用戶對裝備的交付計劃和節(jié)點要求進行逐層分解、轉化，形成整機、機柜、分機、組件的任務需求，并梳理出影響批生產(chǎn)任務完成的主要影響因素；履行批產(chǎn)總體責任，明確裝備生產(chǎn)、交付節(jié)點，引導生產(chǎn)資源向生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)傾斜，形成總裝總調拉動電裝、機裝、零部件及物資的全流程拉動管理；通過及時拉動批產(chǎn)相關部門按計劃完成集成調試和交付，規(guī)范業(yè)務流程改進、集成調試標準動作優(yōu)化，保證及時、高質量地滿足用戶需求。

2.2 實行多項目并行管理機制

作為重要的信息獲取和控制設備，電子裝備技術飛速發(fā)展，批生產(chǎn)部門一般同時承擔多領域、多型號、多臺套裝備的并行生產(chǎn)和交付，因此電子裝備批產(chǎn)項目管理是一個復雜的、系統(tǒng)的工作，一般由多個環(huán)節(jié)組成，工作跨越多個組織，涉及內外場、用戶配合，需要識別訂單關鍵路徑，按優(yōu)先級調節(jié)資源沖突，跟蹤項目執(zhí)行。

對于一個批產(chǎn)調試項目，要有項目選擇、計劃制定、過程管理、收尾總結等重大的環(huán)節(jié)，每個大的環(huán)節(jié)下又有諸多繁雜的小細節(jié)。首先，項目選擇考慮項目團隊結構、思路、主要條件等；其次，需要項目組長組織團隊成員制訂合理的項目計劃；再次，過程管理由項目組長組織專家進行定期檢查和適時監(jiān)管；最后，組織收尾工作、專家驗收和材料整理、存檔，形成組織生產(chǎn)過程管理的知識積累。

多項目管理將具有一定的特征，即相互作用而聯(lián)結在一起的項目進行協(xié)同實施；梳理多項目之間存在的某種協(xié)同形式，確定集中到一起實施的根本要素，通過人、機、料、法、環(huán)優(yōu)化，進行資源或角色需求的統(tǒng)籌、分配、調配與平衡；將技術創(chuàng)新思路與批產(chǎn)實際問題緊密結合，以問題為導向，充分挖掘技術引領對批產(chǎn)效能的風險把控要素，在裝備生產(chǎn)全流程的內場模塊、機柜、分系統(tǒng)調試各環(huán)節(jié)中實現(xiàn)整機階段的節(jié)點監(jiān)測，完善內場聯(lián)試測試項目管控，推動聯(lián)試風險釋放，提升內外場聯(lián)試效率，縮短整機階段聯(lián)試、檢驗、交付周期。

由于高新電子裝備結構復雜、調試要素多，裝備設計處于持續(xù)改進中，裝備集成調試過程也隨著設計優(yōu)化、調試手段提升和調試經(jīng)驗積累而不斷迭代優(yōu)化，尤其在轉批生產(chǎn)階段，測試方法、方式變化尤其頻繁。通過開展多項目并行式管理實現(xiàn)設備資源統(tǒng)籌調度、人力資源合理分配、任務計劃科學安排，提高資源利用率和計劃合理性，有效保障批生產(chǎn)集成調試高效完成；基于多項目并行模式開展產(chǎn)品調試流程和關鍵路徑梳理，識別增值、非增值和浪費環(huán)節(jié)，應用科學方法分析和優(yōu)化調試流程，及時評估裝備批生產(chǎn)進度，統(tǒng)籌調整裝備計劃，大幅提升裝備批生產(chǎn)調試效率以及項目整體運行效率。

2.3 應用智能技術提升批產(chǎn)能力

2.3.1 依托信息化平臺，強化裝備全壽命數(shù)據(jù)迭代共享

通過ERP，MOM制造運營管理系統(tǒng)、知識管理系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、質量管理系統(tǒng)等信息化平臺的高度集成使用，貫通裝備批生產(chǎn)過程信息，實現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務和跨流程的數(shù)據(jù)信息集成管理與共享，實現(xiàn)批生產(chǎn)管理高效協(xié)同、科學決策。

2.3.2 充分應用數(shù)字仿真虛擬技術，降低作業(yè)與管理風險

建設與集成調試對應的信息物理系統(tǒng)，對生產(chǎn)服務實施數(shù)字化仿真驗證，運用數(shù)字孿生方法，以需求為輸入，構建裝備數(shù)字化樣機、集成調試數(shù)字流程，充分利用各類分析、測試、試驗等大數(shù)據(jù)，準確策劃生產(chǎn)服務流程，實施多維度、多學科的虛擬仿真與驗證，實現(xiàn)了高效策劃、精準生產(chǎn)和優(yōu)質服務。

2.3.3 強化過程測試技術應用研究，提升交付效率與質量

運用多信號流分析技術，采用分層相關性圖進行建模，充分利用系統(tǒng)結構及信號邏輯關系，定量分析系統(tǒng)測試性、模塊失效率，提高產(chǎn)品性能和可靠性；建立分系統(tǒng)調試手段、集成測試、產(chǎn)品試驗、外場專用輔助設備、多目標模擬系統(tǒng)和性能測試評估中心，建成大型機載型號測試系統(tǒng)；研制面向單元、板級維修測試系統(tǒng)，完善測試項目，實現(xiàn)產(chǎn)品交付能力大幅提升。

2.3.4 加強生產(chǎn)服務數(shù)據(jù)采集分析，提升大數(shù)據(jù)應用水平

針對批產(chǎn)型號快速研制、交裝及服務要求，應用軟件無線電技術，增強測試設備通用性、靈活性，消除設備瓶頸和測試硬件配置時間損耗；應用虛擬儀器技術實現(xiàn)調試系統(tǒng)策劃、配置、快速搭建，按產(chǎn)品基線生成相應驅動調試和保障作業(yè)的調試作業(yè)指導書，優(yōu)化產(chǎn)品單元、分機和整機測試平臺和調試過程，實現(xiàn)單元、分機和整機調試數(shù)據(jù)融合、集成，支撐裝備后續(xù)試驗、部署和服務環(huán)節(jié)，實現(xiàn)調試、試驗和保障故障數(shù)據(jù)分析、建模，消除系統(tǒng)差錯，加快產(chǎn)品迭代優(yōu)化，完善產(chǎn)品設計；利用數(shù)據(jù)融合技術分析試驗和保障信息集成，完善設計，提高產(chǎn)品保障性和可用性。

2.4 深化裝備批生產(chǎn)團隊建設

電子裝備批生產(chǎn)部門以提升組織適應能力為目標，設立產(chǎn)品領域批產(chǎn)負責人，牽頭形成生產(chǎn)、工藝、管理、調試的敏捷協(xié)同模式，賦予項目團隊統(tǒng)籌策劃整個產(chǎn)品領域任務的權利；在團隊內部設立團隊長角色，作為團隊負責人獨立統(tǒng)籌資源和任務，結合質量、安全、設備等不同管理需求，進一步設立專項角色崗位，有效減少了管理層級。通過完善基層授權機制，進一步顯性化項目階段目標，員工通過主動對接項目主管，可自主安排每日工作任務的開展。

結合新產(chǎn)品批生產(chǎn)調試實際情況及要求，形成完備的作業(yè)指導文件，如某型號產(chǎn)品，依照裝備各層級交付指標要求，形成覆蓋整機、分系統(tǒng)、組件的作業(yè)指導書[4]，完備、細致、操作性強，有效提升調試人員對作業(yè)內容的理解和操作的準確性，快速形成量產(chǎn)能力，保證項目順利進行。

整機調試部門緊密圍繞中心任務和重點工作目標，統(tǒng)一戰(zhàn)略規(guī)劃，整合資源，形成敏捷型團隊，由一線需求拉動提效，圍繞資源、技術等關鍵要素，全面對接業(yè)務相關的橫向和縱向人員，從資源、目標和利益分配等方面協(xié)調，基于任務要求進行激勵、協(xié)調與引導，給予全面支撐，實現(xiàn)資源共享配置、信息透明穿透、團隊敏捷運行，確保戰(zhàn)略優(yōu)先級別高的項目優(yōu)先獲得技能等級高的資源，從而保證關鍵項目的按時交付。

3 高新電子裝備批生產(chǎn)智能管理的成效

3.1 裝備調試效率提高

企業(yè)通過裝備批產(chǎn)集成智能管理來提高裝備制造管理水平，提升批生產(chǎn)效能。以信息化平臺為支撐，以業(yè)務流程為驅動，利用系統(tǒng)工程方法建立全流程智能制造模式，提升總裝總調環(huán)節(jié)對整個制造流程的管控。高新電子裝備批產(chǎn)集成管理自實施以來，取得了良好的建設效果，有效提升了制造管理智能水平，加速了集成能力升級。經(jīng)過在企業(yè)批生產(chǎn)部門內運行實踐，裝備生產(chǎn)計劃完成率和產(chǎn)品交驗合格率保持在99%以上。

3.2 產(chǎn)品技術快速發(fā)展

企業(yè)實現(xiàn)集成優(yōu)化，化解生產(chǎn)資源沖突的矛盾，提高集成調試交付能力效率，并有效地將用戶使用的問題建議反饋到設計端，對新產(chǎn)品的研發(fā)起到良好的借鑒作用，加快產(chǎn)品技術迭代；同時，堅持科技創(chuàng)新驅動，不斷積累新動能、響應智能制造產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展規(guī)劃，融合產(chǎn)品工程化改進，切實促進集成和服務模式升級。持續(xù)提升精益管理水平，以點帶面，以智能制造的理念和技術模式全面促進生產(chǎn)和管理模式升級，提升裝備技術水平。

4 結語

企業(yè)通過學習借鑒智能制造理念，應用智能制造標準體系及技術方法，構建智能制造流程，實行多項目并行管理機制，建設和應用裝備集成調試信息化系統(tǒng)與自動化測試平臺，形成了由裝備生命周期、系統(tǒng)層級和智能功能組成的電子裝備批生產(chǎn)智能管理模式。全面做好任務頂層策劃，以重點突破帶動整體推進，加速集成能力優(yōu)化升級；通過信息化管理系統(tǒng)的融合應用，實現(xiàn)對各項批生產(chǎn)任務作業(yè)和管理的流程化閉環(huán)；通過對裝備集成調試各環(huán)節(jié)監(jiān)測、測試項目管控，推動聯(lián)試風險釋放，提升聯(lián)試效率。裝備生產(chǎn)全流程智能管理的運行，有效促進了裝備質量提升與交付數(shù)量持續(xù)增長。