孟超、郭廣鑫、陳海東、燕妮、趙雅心 /北京宇航系統(tǒng)工程研究所
國內外仿真技術日新月異,對于需求引領、工程研制、領域創(chuàng)新等發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用,實現了研發(fā)成本的降低與研制效率的提升,引發(fā)了產業(yè)模式的新變革。面對高密度發(fā)射任務要求以及降本增效的經濟發(fā)展壓力,要全面提升產品的研制能力,必須通過信息化手段尤其是仿真技術的研究與應用推動研制模式變革,實現降本、增效、提質,助力市場化轉型。
為整合和提升仿真能力,形成集群優(yōu)勢,優(yōu)化研制流程,滿足多型號任務并舉和新領域拓展需要,中國運載火箭技術研究院率先成立了院級仿真業(yè)務統(tǒng)籌機構,采用院級仿真中心本部加掛靠廠所單位仿真分中心的組織架構,作為全院仿真工作的技術總體和支撐機構,通過組織機構的建設和完善,建立自頂向下的層次化、系統(tǒng)性業(yè)務管理架構,如圖1 所示。
在組織機制創(chuàng)新的同時,如何制定確立統(tǒng)領業(yè)務全局的戰(zhàn)略導向,借助科學合理的管理策略與方法,克服包括新機制模式下的無成熟經驗套用、傳統(tǒng)領域格局下的業(yè)務端口固化、組織松耦合條件下的目標理念差異等發(fā)展障礙,快速形成全院整體合力,成為院級仿真業(yè)務發(fā)展管理過程中必須解決的問題。
圖1 院級仿真業(yè)務組織管理結構圖
聚焦內外部形勢特點和航天主業(yè)的發(fā)展需求,基于仿真能力的業(yè)務現狀及建設發(fā)展,院級仿真業(yè)務的發(fā)展主要圍繞技術能力與工程應用2個方面,其業(yè)務管理的戰(zhàn)略實施方向可歸納為:統(tǒng)籌全院仿真技術能力發(fā)展和支撐型號研制能力提升。通過戰(zhàn)略方向的關系體系論證與實施分解,形成具體的管理策略與行為,通過“軟性”管理機制的構建對業(yè)務發(fā)展與管理落地形成隱性保障。
仿真技術能力發(fā)展和型號研制能力提升并不是孤立的2個方面,而是緊密聯(lián)系、相互促進的有機體系,也是院級仿真業(yè)務管理的出發(fā)點和落腳點。仿真技術能力的進步為型號的深度應用提供了基礎條件,使仿真技術能夠更全面、更廣泛地融入型號研制流程,對型號研制形成助力和支撐;隨著型號研制能力的提升,型號研制對于先進技術手段尤其是仿真技術的需求將會更加強烈,仿真技術的作用和價值能夠更好的體現,進而推動仿真技術能力的多元深入發(fā)展。
為實現統(tǒng)籌全院仿真技術能力發(fā)展的職能使命,針對院內仿真業(yè)務獨立分散的前期狀況,通過制定措施推動全院仿真各領域方向的橫向整合發(fā)展,促進全院仿真整體合力的形成;為實現支撐型號研制能力提升的職能使命,針對以設計試驗為主導的型號研制流程推動仿真技術縱向融入型號研制,逐步實現仿真在型號研制全流程中的深度應用。
基于院級仿真業(yè)務的總體現狀與戰(zhàn)略方向,制定特色的業(yè)務管理機制及實施方略,從頂層規(guī)劃布局、能建項目統(tǒng)籌、重點領域推進、分層發(fā)展實施、共性資源開放、運管體系構建、組織文化建設等方面形成明確的管理實施方案與措施,如圖2所示。
圖2 院級仿真業(yè)務管理實施分解圖
頂層規(guī)劃的正確、合理、有效是關系仿真業(yè)務健康、持續(xù)和快速發(fā)展的先決要素,也是處于起步階段的院級仿真業(yè)務統(tǒng)籌管理職能機構要重點開展的工作。發(fā)揮組織模式先驅優(yōu)勢,主動承研上層規(guī)劃任務,爭取頂層規(guī)劃的主體論證職能,積極參與相關權威機構的規(guī)劃編制與領域占位,明確遠、中、近期的業(yè)務發(fā)展思路。另外,要對標先進與一流,進一步明確組織的能力現狀與發(fā)展定位,以更高的視角層次審視未來發(fā)展,在滿足上層規(guī)劃需求的同時支撐自身戰(zhàn)略發(fā)展需要。把握統(tǒng)籌規(guī)劃全院仿真業(yè)務發(fā)展的重要時機,探索仿真在型號研制流程中的深度應用工作,通過技術與行政的雙向推動實現型號研制手段的優(yōu)化提升。
能力建設投資項目是航天院所研制能力建設發(fā)展的主要支撐途徑,隨著航天研制需求的發(fā)展,仿真相關項目投資規(guī)模比重不斷提升,反映了各方對仿真能力作為領域發(fā)展支撐的認同。通過對各個方面的研究分析,確立的院級仿真相關項目實施總體目標為:圍繞項目技術先進性程度高、成果應用展示性特點強,打造“1”系列互聯(lián)互通的典型仿真平臺,建成“N”個高展示性仿真能力窗口,支撐推動全院科研生產模式發(fā)生重大變革。依據建設項目實際情況,統(tǒng)籌實施原則分為院級統(tǒng)一實施、院級指導實施、仿真分中心主導實施3種。
統(tǒng)一實施。針對裝備體系仿真涉及領域廣、專業(yè)面寬的特點,迫切需要發(fā)展院級聯(lián)合體系仿真能力。因此,體系仿真相關項目應依據裝備體系化建設需求和全院整體規(guī)劃要求統(tǒng)一建設實施,建設成果應滿足各相關單位體系級仿真工程應用需求。
指導實施。針對后續(xù)需要多單位聯(lián)合開展的系統(tǒng)級仿真項目,按照院級整體規(guī)劃進行方案統(tǒng)籌,統(tǒng)一指導院屬相關單位聯(lián)合建設實施,項目的技術方案征求院級意見,建設成果滿足各相關系統(tǒng)級聯(lián)合仿真的工程應用需求。
主導實施。針對系統(tǒng)級閉環(huán)仿真和專業(yè)級仿真等項目,未來不涉及與其它系統(tǒng)或單位開展聯(lián)合仿真工作,依據全院仿真業(yè)務整體規(guī)劃的框架體系,充分發(fā)揮院屬各具體應用單位的技術優(yōu)勢和能動作用,開展研究院仿真規(guī)劃框架下的仿真分中心單位主導實施。
體系對抗是當前國家戰(zhàn)略層關注的重點內容,裝備體系的論證實施將對未來航天型號的發(fā)展產生深遠影響,體系仿真作為對體系理論演示驗證的有效手段,是航天仿真工作的重點方向。針對體系仿真的既有平臺,結合新型號立項論證需求,并基于現有仿真模塊化設計,快速搭建滿足型號特定需求的演示平臺,通過對航天型號運用體系的仿真預示,加深用戶對仿真技術應用的直觀認識,最大限度地發(fā)揮仿真技術對于裝備體系論證的上層支撐作用。
基于體系典型應用示范系統(tǒng)及其基礎技術平臺,由點及面推廣至多個型號體系場景的構建與體系仿真工作的開展,實現對多型號體系攻防對抗能力的演示與評估。在此基礎上,體系仿真逐漸與體系設計、效能評估相互融合、相互支撐、迭代前進。通過體系仿真工作與型號應用的上層結合,進一步帶動和推動系統(tǒng)級、專業(yè)級仿真技術、仿真共性基礎資源等更多地融入型號研制流程,逐步發(fā)揮仿真技術在體系級、系統(tǒng)級、專業(yè)級的多層面作用,帶動仿真技術全方位與型號研制的共融結合,推動型號研制能力的提升。
在系統(tǒng)級仿真型號應用方面,各分系統(tǒng)獨立開展的設計與驗證仿真工作初具規(guī)模,以控制系統(tǒng)仿真為代表的系統(tǒng)級仿真應用成為型號研制流程中的重要環(huán)節(jié),旨在為型號飛行開展預示驗證。
總體級方案仿真、全系統(tǒng)綜合仿真、多系統(tǒng)聯(lián)合仿真等系統(tǒng)級型號仿真應用是型號仿真工作的薄弱環(huán)節(jié)與中空地帶,也是院級仿真業(yè)務管理引導的重點工作。對于總體級、全系統(tǒng)級仿真,主要引導機制為發(fā)揮仿真專業(yè)隊伍基礎能力優(yōu)勢,通過與型號總體的對接合作完成型號應用場景與仿真支撐條件的有效銜接,實現型號隊伍與仿真專業(yè)隊伍的能力互補、通力協(xié)作。對于多系統(tǒng)聯(lián)合仿真,主要思路是通過對系統(tǒng)級底層聯(lián)合仿真需求的論證與提出,開展“由下到上、由頂到下”的雙向推進,即由分系統(tǒng)需求到型號組織實現、由頂層戰(zhàn)略規(guī)劃到型號牽引實施,通過多向發(fā)力促使型號實現系統(tǒng)級聯(lián)合仿真的應用,實現對部分傳統(tǒng)的系統(tǒng)級匹配試驗的替代,升級型號研制手段。
在專業(yè)級仿真方面,設計與仿真緊密結合在一起,兩者界限已不再明確具體,專業(yè)的發(fā)展帶動了仿真的進步,仿真的優(yōu)化支撐了專業(yè)的提升,這些決定了專業(yè)級仿真具有分散性、獨立性、多樣性等特征。
專業(yè)級仿真整合發(fā)展的總體需求并不強烈,差異化、多樣化的發(fā)展路徑更契合其特點,專業(yè)與仿真的結合同步發(fā)展更有利于專業(yè)級仿真水平的提升。盡管如此,鑒于航天裝備面對的條件狀態(tài)的多樣性與復雜性,對多專業(yè)耦合仿真、復雜環(huán)境條件的預示、綜合技術狀態(tài)的評估等仍需建立跨專業(yè)的綜合仿真能力,發(fā)揮仿真專業(yè)技術隊伍的基礎優(yōu)勢,通過多專業(yè)信息與仿真的匯總融合,依托仿真基礎平臺與工具的研發(fā),形成對多專業(yè)耦合的仿真預示與驗證能力。
仿真技術作為一門共性技術學科,主要在應用領域上實現了劃分,其在底層技術、基礎平臺、模型案例、標準規(guī)范等方面具有廣泛的互通與共用性。打破仿真業(yè)務發(fā)展的行政壁壘與對外保守,需構建共享共用的“福利性”資源與平臺,通過技術牽引、項目聯(lián)合、信息共享、機制保障使業(yè)務各方共同進步,普遍受益。
在聯(lián)合仿真課題實施過程中,開展“目標一致、經費獨立、總分結合、并行推進”的跨單位聯(lián)合項目組織方案,在項目的同步推進過程中結合項目各承研單位的領域特點、既有條件、基礎優(yōu)勢,通過同向研究攻關實現各方優(yōu)勢能力的發(fā)揮釋放,確保項目研究成效,同時為項目各方提供了一套溝通協(xié)作的機制與平臺,互通資源,共享成果。聯(lián)合項目組架構淡化了科研人員的行政隸屬界限,破除了傳統(tǒng)的主分承研、甲乙兩方的概念,各方在共同目標的指引下實現了技術交底和資源共享。
在仿真共性產品的發(fā)展與推廣方面,統(tǒng)籌牽引基礎平臺建設,搭建媒介渠道,提升仿真資源的利用率,拓展仿真產品的推廣應用。對于已完成的平臺項目,挖掘其推廣應用的要素和價值,提高資源利用效率,避免類似產品的重復建設;對于在建平臺項目,掌握研制過程中的共性技術狀態(tài)與實施途徑,開展多方需求納入后的最大集合建設,以滿足全院未來共性需求。
院級專業(yè)技術中心具有既不同于傳統(tǒng)的非實體型學術組織,也不同于傳統(tǒng)的實體型職能組織的顯著特點,其運行管理模式具有獨特性、創(chuàng)新性。這決定了此類專業(yè)性組織需通過一系列有針對性和創(chuàng)造性的管理機制與模式進行探索,并能在以型號工作為主導的背景條件下確保組織機構的發(fā)展和業(yè)務目標的實現。
通過循序化的工作落實機制探索,保證非行政管轄下的業(yè)務發(fā)展目標的實現,通過院級仿真工作安排的制定、仿真工作計劃編制下達、基于考核項的仿真分中心年度工作評分,建立基于年度要點、工作安排、績效考核的院級仿真業(yè)務閉環(huán)管理體系,明確以行政單位作為責任考核目標主體,形成了多維度聯(lián)動的管理落實機制,進一步強化依托行政單位對仿真專業(yè)分中心建設及業(yè)務發(fā)展的支撐與關注,保障業(yè)務發(fā)展需求。
在日常工作中,建立實施專業(yè)技術中心年度工作會、月度例會、工作月報等例行工作制度流程。通過年度工作會總結與策劃工作實施,統(tǒng)一全院仿真隊伍思想認識,確保圓滿完成工作;月度例會制度定期不定時地針對重要事件問題開展集中研討與決議,實現對分散化的業(yè)務組織的上層集中,確保院級整體仿真業(yè)務工作的整體性與統(tǒng)一性;工作月報制度建立了院級仿真業(yè)務成果信息匯總通道,使院級仿真業(yè)務管理人員能夠及時掌握跟蹤整體最新業(yè)務動態(tài),適時開展業(yè)務宣傳與推介,形成對各仿真業(yè)務方向成果的頂層信息掌控。
新生組織機構的發(fā)展在取得成績的同時也不可避免的面臨問題,要以辯證的發(fā)展觀點,采取管理運行自評估的方式尋求組織發(fā)展的突破。適時系統(tǒng)地總結優(yōu)勢與不足,剖析問題產生的深層次原因,為自身管理模式的優(yōu)化調整和持續(xù)改進提供參考。
基于仿真業(yè)務發(fā)展的特點與使命,院級仿真中心確立了“引領、創(chuàng)新、融合、開放、系統(tǒng)、科學”的文化理念。引領——要具備引領航天發(fā)展、引領技術發(fā)展、引領型號發(fā)展的先驅使命;創(chuàng)新——通過對理論、方法、工具、管理、人才等要素的創(chuàng)新,實現業(yè)務發(fā)展目標;融合——做好業(yè)務及人員融合,凝聚力量共識,共同發(fā)展;開放——注重對內外部的對接合作;系統(tǒng)——系統(tǒng)工程思想的運用;科學——運用科學的思維與方法確保仿真結果“真、實、準”,以有效發(fā)揮仿真的預示作用。優(yōu)秀的組織文化內化為業(yè)務的發(fā)展理念與行為方向,成為新型專業(yè)組織機構持續(xù)發(fā)展的源動力。
業(yè)務宣傳媒介是新業(yè)務領域擴大知悉度與影響力的重要平臺。仿真簡報是仿真業(yè)務信息工作的主要媒介,通過采取定期與定向發(fā)布的形式,面向研究院、型號和各單位反映全院仿真工作動態(tài),仿真簡報信息涵蓋型號仿真工作、仿真技術研發(fā)、仿真能力建設、市場領域拓展、仿真前沿情報等方面成果,實現對全院仿真業(yè)務工作信息的整體覆蓋,并成為院級仿真工作文化展示與傳播的載體。
專業(yè)交流平臺是業(yè)務領域開放對接的資源渠道。通過業(yè)務研討、公開課、聯(lián)合對外調研等活動形式對接業(yè)務需求,對話領域前沿,開拓眼界思路,探尋發(fā)展方向,使之成為基層科研人員業(yè)務水平同步提升的信息資源池。組織打造長效化、品牌化、廣泛化的平臺活動,將分屬不同領域、行政單位的技術人員匯聚在一起,形成專業(yè)群落與核心業(yè)務圈,共享資源信息,為專業(yè)聯(lián)合發(fā)展、對外協(xié)作交流創(chuàng)造條件。
引領創(chuàng)新是新興業(yè)務深入開展的使命所在,在基礎條件已具備的條件下,其突破點為激發(fā)組織機制活力,尤其是人的活力。通過引入仿真創(chuàng)意大賽等創(chuàng)新引導類活動,鼓勵跨單位聯(lián)合組隊參賽,引導技術人員關注發(fā)展前沿,激發(fā)面向基礎研究與應用改進的深入思考,踐行仿真工作文化,創(chuàng)新發(fā)展,引領需求,開創(chuàng)未來。
通過業(yè)務管理模式上的探索與實踐,以整體戰(zhàn)略使命為導向,突破傳統(tǒng)業(yè)務劃分與行政隸屬界限,進一步優(yōu)化整合共性仿真技術平臺,并在局部開展了仿真產品的市場化推廣應用;通過組織管理機制的探索與優(yōu)化,院級仿真業(yè)務管理效能不斷提升,對于全院仿真業(yè)務的管理覆蓋度、管理實施成效持續(xù)優(yōu)化,管理行為與業(yè)務發(fā)展、組織發(fā)展形成了緊密的銜接;通過仿真應用工作的分層實施推進,進一步深化仿真技術在型號研制中的應用與成效,在體系論證、運用推演、效能評估、先驗預示、靶場流程、復核復算、綜合保障等方面對型號的支撐作用日益顯著,初步形成仿真技術與型號研制的良性互動格局;通過多樣化的組織文化建設活動,仿真隊伍對于院級仿真業(yè)務發(fā)展的使命感與認同感更加強烈,仿真領域整體蓬勃向上的發(fā)展氛圍愈發(fā)濃厚。
在仿真業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略使命的牽引和帶動下,以院級仿真中心為實施應用載體,經過3年多的探索實踐建立了一套完備的仿真專業(yè)技術能力的統(tǒng)籌管理機制與方法,在仿真業(yè)務的頂層規(guī)劃、能力建設、技術發(fā)展、型號應用、組織文化、人才隊伍等方面得到了有效的創(chuàng)新實踐應用,初步實現了對全院仿真業(yè)務的規(guī)范化和系統(tǒng)性管理,推動了仿真業(yè)務的快速、健康和持續(xù)發(fā)展?;谠杭壏抡鏄I(yè)務管理,建立形成的一整套專業(yè)技術業(yè)務管理思路及機制,可為其它相關專業(yè)技術中心的發(fā)展建設提供有效的參考和借鑒,對于重點技術領域的整合優(yōu)化發(fā)展,初步建立了一整套管理機制上的共性實施方案。
仿真業(yè)務管理機制的探索與管理模式的優(yōu)化是一個辯證的持續(xù)過程,當前以仿真為代表的先進研制手段的發(fā)展與應用仍處于起步階段,但未來發(fā)展空間廣闊。在技術能力飛速發(fā)展的同時,管理策略與方法必須同步跟進,通過持續(xù)的管理優(yōu)化推進航天研制能力與手段的提升,通過技術與管理的結合實現應用效能的最大化,推動國家工業(yè)能力的建設與發(fā)展,助推航天強國、科技強國宏偉目標的實現。 (張巖 編輯)