徐益平+黃洋

摘 要 我國軍工行業(yè)目前正處于快速發(fā)展時期，任務(wù)重、要求高，能否短周期、高質(zhì)量地完成科研生產(chǎn)任務(wù)已經(jīng)成為軍工院所面臨的主要挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)對軍工院所研發(fā)能力與科研管理提出了更高的要求。本文從管理現(xiàn)狀入手，剖析精益研發(fā)與基于PACE的集成化產(chǎn)品開發(fā)模式管理核心，為院所在復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)管理及利用多專業(yè)團(tuán)隊來實(shí)現(xiàn)研發(fā)流程優(yōu)化再造提供思路與方法，以提升軍工院所研發(fā)的管理能力與水平。

關(guān)鍵詞 精益研發(fā) 產(chǎn)品及周期優(yōu)化（PACE） 集成化產(chǎn)品開發(fā)（IPD）

一、引言

航空、航天、船舶、兵器、核工業(yè)等領(lǐng)域所研制的各類武器系統(tǒng)幾乎都屬于復(fù)雜產(chǎn)品，“客戶需求復(fù)雜、工作原理復(fù)雜、技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜”，并由此導(dǎo)致產(chǎn)品的開發(fā)、研制、試制、試驗(yàn)、生產(chǎn)、維護(hù)等過程都非常復(fù)雜。某種軍工產(chǎn)品能否研制成功，會更明顯地依賴軍工院所針對此類產(chǎn)品在專業(yè)業(yè)務(wù)流程、工具、知識、規(guī)范和專業(yè)參考數(shù)據(jù)等方面的積累情況，這些無疑是構(gòu)成軍工院所核心研發(fā)能力的關(guān)鍵。復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)已經(jīng)成為制約院所產(chǎn)品創(chuàng)新的瓶頸之一，現(xiàn)有的產(chǎn)品研發(fā)模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)今高度綜合化、協(xié)同化和全生命周期的研發(fā)需求。

二、軍工院所研發(fā)管理現(xiàn)狀分析

目前，無論是與世界先進(jìn)軍工院所相比，還是相對于裝備研制的迫切需求，我國軍工院所的核心研發(fā)能力仍然不足，急需提升。具體來說，各系統(tǒng)的集成、協(xié)同及多部門協(xié)同與并行研發(fā)的能力還遠(yuǎn)沒有形成；研發(fā)流程還沒有實(shí)現(xiàn)利用數(shù)字化手段有效地集成化、完善化和系統(tǒng)化的管理；管理不能覆蓋研發(fā)的全流程；研發(fā)缺少知識的支持，知識管理與產(chǎn)品研發(fā)各行其是；當(dāng)前的體系造成研發(fā)難以實(shí)現(xiàn)多項目、多場所、跨地域的并行協(xié)同架構(gòu)，院所信息化缺少標(biāo)準(zhǔn)體系等。

而當(dāng)前產(chǎn)品研發(fā)模式已經(jīng)呈現(xiàn)出高度綜合化、協(xié)同化和全程化發(fā)展趨勢，產(chǎn)品日益復(fù)雜，技術(shù)含量不斷增加，數(shù)據(jù)日益膨脹，軟件正在部分替代原有的硬件執(zhí)行更為復(fù)雜的功能，越來越多的院所部門和合作單位參與整個研發(fā)過程等。以上諸多因素使研發(fā)周期變長，項目延期和成本超支的現(xiàn)象屢有發(fā)生。

我國的軍品生產(chǎn)組織長期沿用計劃經(jīng)濟(jì)體制下固有的、粗放的生產(chǎn)組織方式和管理模式，雖然也在不斷更新和改進(jìn)，但其影響深遠(yuǎn)，制約了院所管理進(jìn)步和管理水平的提高。由于在研制、試驗(yàn)和生產(chǎn)各階段存在時間與周期上的交叉，許多產(chǎn)品在設(shè)計定型前乃至定型后還有許多技術(shù)狀態(tài)不斷變動的情況，加之軍品多品種、小批量的特點(diǎn)，給軍品生產(chǎn)組織的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和精益化造成了一定的困難。院所長期以來普遍采用系統(tǒng)工程的方法來解決復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)的問題，復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，例如在我國軍工院所眾多的研發(fā)項目中作為重點(diǎn)的型號產(chǎn)品的研制，從任務(wù)需求到系統(tǒng)驗(yàn)證、定型是一個漫長的、循序漸進(jìn)的研發(fā)流程，是分析、綜合、試驗(yàn)和評價反復(fù)進(jìn)行的過程。通常的研發(fā)流程都是從需求出發(fā)，首先形成概念設(shè)計，逐步細(xì)化，經(jīng)過反復(fù)迭代，最終產(chǎn)品概念形成一個總體性能優(yōu)化，滿足全生命周期使用要求的產(chǎn)品系統(tǒng)。系統(tǒng)工程方法的核心是系統(tǒng)分解和集成，通常采用一種“V”圖的方式來描述系統(tǒng)工程的工作范圍和基本方法。研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將“V”圖“攤平”，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工程方法是只有一個維度的研發(fā)過程，而實(shí)際上研發(fā)過程絕對不是只由一個維度來描述。隨著時間的推進(jìn)和大量軟件工具的使用，系統(tǒng)工程方法無法表現(xiàn)人機(jī)交互的軟件過程，知識的作用機(jī)制也無法體現(xiàn)，已經(jīng)不適應(yīng)復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)過程。

三、精益研發(fā)管理方法研究

“精益”源于豐田的“精益生產(chǎn)”的理念，已經(jīng)得到眾多院所的認(rèn)可。精益生產(chǎn)思想的核心是消除一切無效勞動和浪費(fèi)，把目標(biāo)確定為盡善盡美，通過不斷降低成本、提高質(zhì)量、增加生產(chǎn)靈活性、實(shí)現(xiàn)無廢品和零庫存等手段確保院所所在市場競爭中的優(yōu)勢。精益生產(chǎn)既是一種生產(chǎn)方式，其目標(biāo)為最大限度地減少院所生產(chǎn)所占用的資源，降低院所管理和運(yùn)營成本，也是一種理念、一種文化。其實(shí)質(zhì)是管理過程，包括組織結(jié)構(gòu)管理的優(yōu)化，組織扁平化改革，減少非直接生產(chǎn)人員；推行生產(chǎn)均衡化、同步化，實(shí)現(xiàn)零庫存與柔性生產(chǎn)；推行全生產(chǎn)過程（包括整個供應(yīng)鏈）的質(zhì)量保證體系，實(shí)現(xiàn)零缺陷；減少和降低任何環(huán)節(jié)上的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)零浪費(fèi)；最終實(shí)現(xiàn)拉動式的準(zhǔn)備化生產(chǎn)方式，與精益生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的浪費(fèi)相似，產(chǎn)品研發(fā)過程中也存在多種類型的浪費(fèi)，如方向沖突、工具或原型錯誤、溝通障礙、遺棄知識、責(zé)任行動知識分離等。還有更嚴(yán)重的問題是結(jié)果失控，這是最大的浪費(fèi)。

如何消除產(chǎn)品研發(fā)過程中的諸多“浪費(fèi)”，讓研發(fā)變得“恰好”？精益生產(chǎn)所帶來的精益思想可以給我們重要的啟發(fā)。“精益研發(fā)”一詞誕生于2007年，制造業(yè)信息化領(lǐng)域的量大領(lǐng)先供應(yīng)公司（PTC）和安世亞太（Pera Global）同時將其作為市場推廣的關(guān)鍵詞，并使其迅速成為業(yè)界研發(fā)技術(shù)的新主張，但兩家公司“精益研發(fā)”的側(cè)重點(diǎn)不一樣，PTC推崇的“精益研發(fā)”是通過規(guī)范的流程和系統(tǒng)工程的過程來保證設(shè)計的一次成功率，從而保證院所的快速反應(yīng)和適度柔性，由此而控制設(shè)計結(jié)果和研發(fā)成本；而安世亞太除了強(qiáng)調(diào)建立精益研發(fā)系統(tǒng)工程模式和設(shè)計仿真質(zhì)量一體化之外，還特別強(qiáng)調(diào)了在設(shè)計過程應(yīng)用知識和創(chuàng)新方法，以此為產(chǎn)品注入高附加值。

如何精益，實(shí)現(xiàn)精益的思路是多種多樣的，有專家從六個方面提出了自己的觀點(diǎn)：由消除研發(fā)的浪費(fèi)環(huán)節(jié)而精益；由合理決策而精益；由改進(jìn)研發(fā)技術(shù)而精益；由重構(gòu)研發(fā)鏈而精益；由質(zhì)量指標(biāo)總線而精益；由研發(fā)活動知識化而精益。但是這些方面的可實(shí)現(xiàn)性和可度量性仍需要研究。

精益化研發(fā)方法的核心是一種全新的基于系統(tǒng)工程的研發(fā)方法，它帶來的好處是，讓一維的研發(fā)進(jìn)程描述變成三維的表達(dá)，為復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)提供了一個全周期和大視野的研發(fā)流程梳理工具。讓離散且隱形的研發(fā)質(zhì)量指標(biāo)實(shí)現(xiàn)顯現(xiàn)化、看板化、系統(tǒng)化和偏差動態(tài)“歸零化”知識讓研發(fā)有了知識指導(dǎo)，有了可參考的模式、知識的不斷積累，可以最大限度地減少甚至消除研發(fā)過程中的各種浪費(fèi)，讓研發(fā)變得“恰好”，即精益。具體可以從霍爾三維結(jié)構(gòu)（將系統(tǒng)工程整個活動過程分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識和技能。這樣，就形成了由時間維、邏輯維、知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)），研發(fā)流程中的系統(tǒng)維、設(shè)計域中的邏輯維、WBS中的知識維去理解，由于篇幅有限，這里就不對如何精益和精益研發(fā)技術(shù)、模型的內(nèi)容作展開說明。endprint

此外，精益研發(fā)作為一個研發(fā)體系，應(yīng)涵蓋產(chǎn)品全生命周期，仍需將制造、試驗(yàn)都納入到這個體系中。面向制造的設(shè)計（Design For Manufactory，DFM）也是并行工程的核心技術(shù)，因?yàn)樵O(shè)計與制造是產(chǎn)品生命周期中最重要的兩個環(huán)節(jié)，數(shù)字化樣機(jī)在開始設(shè)計時就要考慮產(chǎn)品的可制造性和可裝配性等因素，以達(dá)到設(shè)計制造的一體化。如果一個產(chǎn)品設(shè)計不具備可制造性或者是不能迅速地進(jìn)行批量生產(chǎn)，那么即使這個產(chǎn)品的性能、功能、質(zhì)量都是最好的，這個設(shè)計仍然是一個失敗的設(shè)計。設(shè)計一個新產(chǎn)品，如果在設(shè)計和制造之間沒有交互，極有可能造成無法生產(chǎn)、設(shè)計反復(fù)，進(jìn)而嚴(yán)重影響整個產(chǎn)品的研制生產(chǎn)效率。對于試驗(yàn)測試來說，如果能夠更好地積累過往的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提升試驗(yàn)數(shù)據(jù)的二次利用率，定然可以有效地避免設(shè)計和制造中錯誤的重復(fù)出現(xiàn)。尤其是數(shù)字化技術(shù)的引入，開展虛擬化試驗(yàn)，對于降低試驗(yàn)成本，提高試驗(yàn)成功率具有重要的作用。

軍工院所快速發(fā)展和提高產(chǎn)品研制能力的迫切需求已經(jīng)離不開信息化的發(fā)展，急需打造數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)平臺，涵蓋整個研發(fā)的數(shù)字化過程，包括模擬仿真和質(zhì)量管理的相關(guān)要求，以及設(shè)計、制造、試驗(yàn)和跨地域、跨院所間的協(xié)同等。只有很好地解決了上述問題，精益研發(fā)才會有更好的發(fā)展。

四、基于PACE的集成化產(chǎn)品開發(fā)模式研究

產(chǎn)品及周期優(yōu)化（Product And Cycle-time Excellence ，PACE）的概念最初由美國管理咨詢公司PRTM公司于1988年提出，它所提供的是一個通用的框架、標(biāo)準(zhǔn)的流程術(shù)語適用于各個行業(yè)的流程基準(zhǔn)，是一種不斷融合最佳實(shí)踐的方法，以及一個持續(xù)完善的流程。其概念、技巧和管理經(jīng)驗(yàn)都具有精妙之處，使得它們在實(shí)踐中更實(shí)用、更成功，其各個獨(dú)立要素，包括精妙之處在內(nèi)，共同作用，創(chuàng)造出一種用于改進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)的成功的方法論。強(qiáng)調(diào)研發(fā)流程控制，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品開發(fā)是由決策流程來推動的，是一個可以管理、可以改善的流程，并非只有靠天才和運(yùn)氣。產(chǎn)品開發(fā)過程需加以定義和實(shí)施，以保證院所相關(guān)人員都能有共同的認(rèn)識，知道如何協(xié)調(diào)和配合等等，從中可以看出這種管理，是基于流程提高管理的技術(shù)水平還是比較明顯的。PACE中具有七個要素，分別用于項目管理和跨項目管理這七個要素相互關(guān)聯(lián)，只有將它們綜合起來使用才能充分發(fā)揮效力。

第一，用于項目管理有四個要素：階段評審流程與高效決策、項目組織的核心小組法、結(jié)構(gòu)化的產(chǎn)品開發(fā)、開發(fā)工具與技術(shù)。

第二，用于跨項目管理有三個要素：產(chǎn)品戰(zhàn)略、技術(shù)管理、管道管理。集成化產(chǎn)品開發(fā)（Integrated Product Development，IPD）的策略和思路是基于全生命周期的并行工程思想，是在PACE等產(chǎn)品研發(fā)模式的基礎(chǔ)上，經(jīng)過一些領(lǐng)先國際知名企業(yè)（如IBM、華為）的實(shí)踐發(fā)展起來的，它以客戶為導(dǎo)向，利用多專業(yè)團(tuán)隊來實(shí)現(xiàn)設(shè)計、制造和后勤保障的過程優(yōu)化，集成從需求分析、產(chǎn)品概念、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造以及現(xiàn)場支持的所有基本活動，確保任務(wù)按質(zhì)、按期完成。

集成化產(chǎn)品開發(fā)（IPD）管理模型的研發(fā)流程模型基本的結(jié)構(gòu)化要素包括如下八個方面：組織戰(zhàn)略的規(guī)劃、溝通與執(zhí)行；跨職能部門集成化的產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊；產(chǎn)品生命周期模型與研發(fā)階段劃分；階段決策評審體系管理評審與技術(shù)評審；產(chǎn)品線項目管理；資源部門規(guī)劃與建設(shè)資源管理、團(tuán)隊文化、工具與設(shè)施如平臺等；預(yù)先研究預(yù)研，技術(shù)開發(fā)與平臺開發(fā)與產(chǎn)品開發(fā)相分離；將所有開發(fā)項目視為投資的組合管理方法。

集成化產(chǎn)品與過程開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)包括：市場與技術(shù)研究產(chǎn)生技術(shù)規(guī)劃和產(chǎn)品路標(biāo)規(guī)劃；技術(shù)開發(fā)與平臺開發(fā)（預(yù)研項目，即預(yù)先研究）；研發(fā)項目管理；加速產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度常用的管理工具與方法典型的快速工具與方法推薦，如原型開發(fā)、迭代模式、瀑布模型、并行工程、IT信息平臺等；研發(fā)風(fēng)險管理，并行加速研發(fā)進(jìn)度的同時必然增加風(fēng)險，產(chǎn)生嚴(yán)重的代價和巨大的風(fēng)險，最大的是返工的損失，需要有明確的應(yīng)對措施；研發(fā)人力資源管理（尤其是人力資源規(guī)劃、建設(shè)、調(diào)配與素質(zhì)提升及項目績效考核方法）。

各軍工院所可以根據(jù)自身的特點(diǎn)進(jìn)行深入研究和實(shí)施IPD，研究集成化團(tuán)隊技術(shù)、經(jīng)營過程、開發(fā)和生產(chǎn)過程質(zhì)量功能部署和評估、面向全生命周期的因素設(shè)計、信息共享機(jī)制、協(xié)同方法、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等方面。為適應(yīng)軍事裝備建設(shè)需求的不斷變化，院所需要突破和創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)管理模式，運(yùn)用集成化產(chǎn)品開發(fā)（IPD）理念和方法及信息集成技術(shù)，改造軍工院所流程，建立產(chǎn)品協(xié)同工程環(huán)境，提升協(xié)同設(shè)計、多學(xué)科集成優(yōu)化設(shè)計能力，最終提高產(chǎn)品院所的快速響應(yīng)能力、快速重組能力和產(chǎn)品創(chuàng)新能力。

五、結(jié)語

目前，國內(nèi)軍工產(chǎn)品正處在產(chǎn)品成本不斷攀升、利潤不斷降低的階段，軍工院所也逐漸市場化，需要整合資源、降低產(chǎn)品成本、提高質(zhì)量，進(jìn)行軍民融合發(fā)展，在這個大背景下進(jìn)行研發(fā)管理的創(chuàng)新，精益研發(fā)思想和IPD都是與時俱進(jìn)、具有創(chuàng)新理念的產(chǎn)物，是值得軍工院所學(xué)習(xí)、研究和借鑒的先進(jìn)模式。創(chuàng)新的途徑和方法很多，但是最基本的就是要對院所既往經(jīng)驗(yàn)的梳理、存儲、分析和再利用，即知識管理。這些都是院所創(chuàng)新中所需要使用的概念、原理和創(chuàng)意，是產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。同時院所也應(yīng)該積極借鑒、融合外部知識，形成關(guān)聯(lián)集成的知識，并且按照數(shù)字化方式存儲，輔以職能檢索，使得知識在院所內(nèi)部得以共享。自主創(chuàng)新是院所和國家發(fā)展的靈魂，軍工院所只有真正理解這些先進(jìn)的研發(fā)管理模式的概念、理念，建立符合自身特點(diǎn)的研發(fā)管理體系，給研發(fā)領(lǐng)域帶來積極的變化也就是創(chuàng)新，也才能靈活應(yīng)用這些模式，并產(chǎn)生實(shí)際效果，相互補(bǔ)充，相互完善，各種管理模式才能為企業(yè)帶來更大的效益提升空間。

（作者單位為中國電子科學(xué)研究院）

[作者簡介：徐益平（1977—），男，江西臨川人，高級工程師，長期從事復(fù)雜電子信息工程項目管理與科研管理研究工作。黃洋（1987—），女，湖南常德人，助理工程師，從事復(fù)雜電子信息工程項目管理與科研管理研究工作。]

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