◎中國空間技術(shù)研究院 張榮霞等

通過建立管理駕駛艙提升型號數(shù)字化科研管控能力

◎中國空間技術(shù)研究院 張榮霞等*

系統(tǒng)分析了型號研制管理的決策需求，介紹了管理駕駛艙的建設(shè)思路和總體設(shè)計方案，重點描述了管理駕駛艙項目建設(shè)與應(yīng)用的實踐情況，并對取得的成果和經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)。

隨著國家任務(wù)和市場需求的不斷增長，中國空間技術(shù)研究院迎來了任務(wù)高峰期和發(fā)展機遇期，面臨著型號多星并舉、多批混合、技術(shù)狀態(tài)復(fù)雜、技術(shù)指標(biāo)高等諸多困難，對科研生產(chǎn)綜合管控水平提出了新的要求。面對挑戰(zhàn)，研究院創(chuàng)新性地應(yīng)用信息化手段建立了管理駕駛艙平臺，并在研究院綜合管控系統(tǒng)和型號指揮調(diào)度系統(tǒng)中開展實踐應(yīng)用，以提供跨業(yè)務(wù)、跨系統(tǒng)的智能管控和綜合決策支撐，支持綜合業(yè)務(wù)管控層動態(tài)了解財經(jīng)、計劃、物資、質(zhì)量和資源等業(yè)務(wù)管理信息，提前開展事件影響分析，識別風(fēng)險、協(xié)調(diào)沖突、優(yōu)化配置，對經(jīng)濟運行的各種事件進(jìn)行控制與決策；支持項目辦公室及型號“兩總”全面、充分地了解相關(guān)型號產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)、測試試驗等方面的技術(shù)信息，了解型號進(jìn)度、質(zhì)量、成本、物資配套等方面的管理信息，對型號研制過程中的各種事件進(jìn)行控制與決策。

通過應(yīng)用管理駕駛艙平臺，全面促進(jìn)了院所各級業(yè)務(wù)決策水平、管控能力和工作效率的提升，加快了決策指令的下達(dá)與執(zhí)行反饋的響應(yīng)速度，提高了型號研制與綜合管控的反應(yīng)速度，有效保障了科研生產(chǎn)任務(wù)的圓滿完成，提升了研究院數(shù)字化能力和競爭力。

一、總體設(shè)計

管理駕駛艙平臺的建設(shè)思路為：圍繞研究院多星多線、研產(chǎn)一體化管理變革的需求，以數(shù)字模型和數(shù)字決策為突破口，充分發(fā)揮信息化技術(shù)優(yōu)勢，按照質(zhì)量、成本、任務(wù)、技術(shù)4條線整合信息，從型號調(diào)度和綜合管控2個維度提供質(zhì)量、計劃、成本、技術(shù)狀態(tài)等關(guān)鍵指標(biāo)的分析與動態(tài)監(jiān)控，以促進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同、研制數(shù)據(jù)資源共享，突破研制管理過程中信息傳遞、利用與協(xié)同的瓶頸問題，輔助各級管理人員科學(xué)決策，進(jìn)而提高型號研制管理水平與創(chuàng)新能力。

管理駕駛艙將管控決策需求轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI）體系，通過數(shù)據(jù)倉庫、智能分析等集成技術(shù)整合研究院及所屬廠所科研計劃、物資、綜合質(zhì)量、項目等管理信息系統(tǒng)，進(jìn)而構(gòu)建專業(yè)化的科研生產(chǎn)、物資、質(zhì)量等主題數(shù)據(jù)庫和決策分析模型，并及時發(fā)布關(guān)鍵指標(biāo)分析數(shù)據(jù)及異常指標(biāo)預(yù)警。

1．技術(shù)架構(gòu)

管理駕駛艙是一個綜合集成系統(tǒng)，運用門戶、數(shù)據(jù)倉庫、智能分析、可視化展現(xiàn)、企業(yè)數(shù)據(jù)總線等信息技術(shù)定制開發(fā)而成，其技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 管理駕駛艙技術(shù)架構(gòu)

2．系統(tǒng)組成

管理駕駛艙由主題數(shù)據(jù)倉庫、決策數(shù)據(jù)模型、型號研制決策分析和綜合管控決策分析4個部分組成，如圖2所示。

綜合管控決策分析是面向業(yè)務(wù)職能管理部門和決策領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)布各業(yè)務(wù)管理動態(tài)及經(jīng)濟運行態(tài)勢分析，輔助決策層進(jìn)行可視化調(diào)度，快速科學(xué)決策。

型號研制決策分析是面向型號“兩總”以及計劃、物資、質(zhì)量經(jīng)理發(fā)布型號項目的決策分析信息，使各級管理人員能在最短時間內(nèi)獲取所需數(shù)據(jù)，最大限度發(fā)揮“信息”驅(qū)動決策的優(yōu)勢。

圖2 管理駕駛艙系統(tǒng)組成

決策數(shù)據(jù)模型是圍繞型號研制管理的決策需求，梳理形成覆蓋質(zhì)量、計劃、經(jīng)費、物資、風(fēng)險、資源、技術(shù)狀態(tài)、產(chǎn)品保證八大業(yè)務(wù)領(lǐng)域的KPI管理體系，并建立支持該體系的決策數(shù)據(jù)分析模型。

主題數(shù)據(jù)倉庫是整合集成項目管理系統(tǒng)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等12個專項業(yè)務(wù)，并將分散在不同系統(tǒng)中的型號研制與管理信息進(jìn)行有效組織、轉(zhuǎn)換，以支持經(jīng)驗積累與傳承。

二、實施過程

管理駕駛艙是一個復(fù)雜的實踐探索項目，研究院在實施過程中以北斗導(dǎo)航、探月工程的相關(guān)型號為試點，通過綜合管理層職能部門、型號項目隊伍和信息化部門的緊密配合，有效協(xié)調(diào)各種資源，共同研究解決實施過程中遇到的各種問題，以切實提升一線作業(yè)組織、專業(yè)職能管理和型號總體決策3個層次的指令管理效能與科學(xué)決策水平。

1．建立KPI管理體系

KPI管理體系是驅(qū)動管理駕駛艙運轉(zhuǎn)的“神經(jīng)”，直接決定了可視化決策的精度與廣度。一方面，從科研生產(chǎn)、財經(jīng)等業(yè)務(wù)職能管理部門決策層的視角切入，針對跨組織、跨部門、多項目的資源配置與動態(tài)調(diào)控需求；另一方面，以型號“兩總”關(guān)注的重點階段、項目、指標(biāo)為切入點，針對復(fù)雜項目的系統(tǒng)性、高效推進(jìn)需求，通過對管理決策需求輸入、輸出端的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、取樣、計算、分析，量化形成KPI管理體系。

以北斗導(dǎo)航項目為背景形成的型號決策數(shù)據(jù)模型如圖3所示。

2．構(gòu)建主題數(shù)據(jù)倉庫

為確保管理駕駛艙的動態(tài)性、準(zhǔn)確性，信息技術(shù)部門全面梳理了提供源數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)調(diào)整了近10個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及功能，并建立了相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)。

圖3 管理駕駛艙型號決策數(shù)據(jù)模型示意圖

管理駕駛艙從型號項目和業(yè)務(wù)職能管理的要素出發(fā)，梳理形成了關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)體系，按照不同的業(yè)務(wù)管理角度，采用星型結(jié)構(gòu)，分別從進(jìn)度、質(zhì)量、采購、成本、資源、風(fēng)險等方面構(gòu)建主題數(shù)據(jù)倉庫，并按照型號、任務(wù)階段、組織、業(yè)務(wù)類別等維度構(gòu)建分析模型，提供綜合分析報表。

基于KPI管理體系指標(biāo)展現(xiàn)的主題數(shù)據(jù)倉庫模型如圖4所示。

3．開展綜合管控決策分析

率先在研究院綜合管理層各部門開始實施綜合管控決策分析，向院領(lǐng)導(dǎo)和各業(yè)務(wù)職能部門提供所需的各種KPI監(jiān)控，包括科研任務(wù)進(jìn)展概況、物資配套概況、質(zhì)量、科研人員概況、科研經(jīng)費等，為決策者監(jiān)控科研生產(chǎn)過程及存在的問題提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

在科研生產(chǎn)方面，面向院領(lǐng)導(dǎo)和科研生產(chǎn)管理部門提供上級單位的考核計劃、研究院考核節(jié)點完成情況以及引進(jìn)部件進(jìn)展情況，按型號、部門等多維度統(tǒng)計科研計劃完成情況。

在型號質(zhì)量方面，支持院領(lǐng)導(dǎo)和綜合管理層職能部門全面了解型號研制質(zhì)量問題、在軌質(zhì)量問題、舉一反三情況，可跟蹤質(zhì)量問題歸零和舉一反三的進(jìn)展情況，實現(xiàn)質(zhì)量問題實時監(jiān)控、閉環(huán)管理，以滿足精細(xì)化質(zhì)量管理要求。

在物資配套方面，支持院領(lǐng)導(dǎo)和綜合管理層職能部門及時了解型號物資配套進(jìn)展情況，提供物資質(zhì)量狀態(tài)統(tǒng)計、物資庫存變化趨勢、庫存價格趨勢分析、庫存結(jié)構(gòu)統(tǒng)計等功能。

4．開展型號研制決策分析

型號研制決策分析為項目辦公室及型號“兩總”提供了型號研制進(jìn)度、質(zhì)量問題、物資配套進(jìn)展、資源占用情況等綜合查詢，動態(tài)監(jiān)控計劃完成率、質(zhì)量問題處理率、物資齊套率、資源占用沖突等核心指標(biāo)，發(fā)布型號風(fēng)險預(yù)警信息，輔助型號管理決策及過程管控。

圖4 管理駕駛艙主題數(shù)據(jù)倉庫示意圖

在型號計劃方面，建立了支持型號指揮和計劃經(jīng)理及時了解研究院考核計劃、總體月計劃、單星工作計劃、總裝測試試驗工作計劃、項目辦公室綜合待辦事項進(jìn)展等一系列統(tǒng)計報表的功能。

在型號質(zhì)量方面，建立了支持型號總設(shè)計師、質(zhì)量經(jīng)理實時了解整星、單機發(fā)生質(zhì)量問題、在軌異?，F(xiàn)象的統(tǒng)計報表功能，還可跟蹤質(zhì)量問題歸零和舉一反三的進(jìn)展情況。

在型號風(fēng)險方面，建立了支持型號項目隊伍技術(shù)管理、分析、評估風(fēng)險事項，實現(xiàn)風(fēng)險監(jiān)控及整改措施執(zhí)行的閉環(huán)管理功能。

在型號物資方面，建立了支持型號物資經(jīng)理和產(chǎn)品主任設(shè)計師及時了解元器件、原材料物資齊套情況，以及元器件質(zhì)量篩選情況的統(tǒng)計報表功能。

在型號經(jīng)費方面，建立了支持型號總指揮、計劃經(jīng)理掌握上級型號撥款情況，本型號協(xié)外/外協(xié)合同簽訂情況，以及型號重點費用使用情況的統(tǒng)計報表功能。

在型號資源方面，建立了支持型號總指揮、計劃經(jīng)理及時掌握型號總裝、電測實際進(jìn)展情況，以及本型號關(guān)鍵資源（人力、場地、設(shè)備）的瓶頸和沖突情況的功能。

在型號技術(shù)狀態(tài)方面，建立了以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的數(shù)據(jù)組織模式，實現(xiàn)了型號全生命周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)（技術(shù)文件、二維工程圖、三維模型、電子學(xué)設(shè)計數(shù)據(jù)）的一體化管理，支撐技術(shù)狀態(tài)控制、產(chǎn)品數(shù)據(jù)包生成等應(yīng)用功能。

三、取得的成效

管理駕駛艙的建成和運用有效支撐了研究院科研生產(chǎn)管控模式的轉(zhuǎn)變，提高了研制管理信息的處理效率和質(zhì)量，為研究院決策層、業(yè)務(wù)職能部門、型號項目辦公室、型號“兩總”科學(xué)決策提供了有力支撐，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是研究院在充分調(diào)研其它裝備制造企業(yè)先進(jìn)管理模式與方半的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實際需求建立了管理駕駛艙平臺，構(gòu)建了與科研生產(chǎn)相關(guān)的管理與決策模型，并通過信息技術(shù)與研制管理的有效結(jié)合帶動和促進(jìn)了科研生產(chǎn)管理模式的變革與創(chuàng)新。

二是解決了型號研制管理中制約數(shù)字化決策的“信息”管理問題，促進(jìn)了型號研制管理由傳統(tǒng)管理方式向現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化管理方式的轉(zhuǎn)變。通過整合加工發(fā)布決策信息，提升了各級管理人員的效率與決策速度。

三是管理駕駛艙實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的自動傳遞，周期由2周縮短為1天；數(shù)據(jù)的自動處理使信息加工分析的環(huán)節(jié)減少20%；數(shù)據(jù)的透明共享有效規(guī)避了多渠道管理共性數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、變更調(diào)整不及時、技術(shù)狀態(tài)同步不一致等問題，促進(jìn)各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化，提升了一體化管控和精細(xì)化管理水平，有效提升了研制管理效率。

四是通過整合12個關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的型號歷史數(shù)據(jù)，建立了以數(shù)據(jù)倉庫為核心的信息共享機制，支持分專業(yè)、單位、產(chǎn)品、業(yè)務(wù)領(lǐng)域等的授權(quán)查詢、數(shù)據(jù)挖掘，為發(fā)現(xiàn)、查找型號研制規(guī)律和優(yōu)化流程管理奠定了基礎(chǔ)。

五是構(gòu)建了支持型號研制管理的指標(biāo)體系和數(shù)學(xué)模型，形成了一批支持協(xié)同、決策的通用工具和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在研究院型號矩陣式管理模式下，管理駕駛艙平臺由“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星型號成功推廣到探月三期項目的研制管理中，同時也對向其它單位或型號推廣應(yīng)用起到了良好的示范和帶動作用。

四、后續(xù)工作

在持續(xù)深化應(yīng)用管理駕駛艙的過程中，研究院意識到要充分發(fā)揮管理駕駛艙的“信息”能量作用，所以在后續(xù)系統(tǒng)建設(shè)過程中還需要注重以下2個方面：

一是全面分析企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)一、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、共享的數(shù)據(jù)模型；加強各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)范性和聯(lián)動性設(shè)計與應(yīng)用，避免各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獨立、標(biāo)準(zhǔn)差異，無半支撐跨業(yè)務(wù)范疇的深層次數(shù)據(jù)分析。

二是加大對歷史數(shù)據(jù)的清理與整合，豐富數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)手段，充分利用積累的大量歷史數(shù)據(jù)，挖掘型號研制管理過程背后隱含的某些規(guī)律，以進(jìn)一步提升決策分析能力。

未來，中國空間技術(shù)研究院還將進(jìn)一步結(jié)合型號研制管理需求完善管理駕駛艙平臺，增加型號指揮調(diào)度、生產(chǎn)資源計劃智能控制等管理要素內(nèi)容，補充數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)手段，深化系統(tǒng)應(yīng)用，優(yōu)化型號研制管控模式，固化數(shù)字化智能管控與決策的新模式、新機制。?

*其他作者：董樂生、王建新、姜紅星、王璐、趙伶豐、古一粟