/北京宇航系統(tǒng)工程研究所

按照中國載人航天工程安排，利用我國某新一代運載火箭首飛契機，中國運載火箭技術(shù)研究院基于“遠(yuǎn)征”系列上面級平臺，抓總實施了我國首次多載荷集成在軌演示驗證，在軌飛行40多個小時，驗證了泵壓式發(fā)動機多次起動、長時間高精度自主導(dǎo)航控制、大機動變軌與多星部署等上百項新技術(shù)，取得了很好的效果。此項目技術(shù)新、難度大、周期短、要求高，面對前所未有的高難度和保成功、保安全的巨大壓力，型號隊伍充分認(rèn)識到這項任務(wù)對研究院技術(shù)創(chuàng)新和拓展空間運輸、在軌服務(wù)領(lǐng)域的里程碑式意義，通過運用多項目管理的先進(jìn)思想，重點針對項目管理模式、工程技術(shù)方法、項目風(fēng)險管控等方面的創(chuàng)新研制思路和方法，科學(xué)策劃，狠抓落實，并克服重重困難，最終實現(xiàn)了任務(wù)保成功、保節(jié)點、保安全，突出展現(xiàn)了研究院在大工程任務(wù)中的總體抓總能力，也積累了寶貴的管理經(jīng)驗。

一、管理模式的探索與實踐

航天系統(tǒng)工程管理是組織航天型號規(guī)劃、計劃、研制、試驗、生產(chǎn)及人才、物資、保障條件、經(jīng)費的科學(xué)體系與方法，面向型號系統(tǒng)從方案論證、方案設(shè)計、工程設(shè)計、工程研制到生產(chǎn)、測試、發(fā)射、飛行等方面進(jìn)行全生命周期內(nèi)的全過程管理，在組織、技術(shù)、質(zhì)量、進(jìn)度、經(jīng)費、能力和風(fēng)險等方面，對人、財、物、技術(shù)、知識與信息等多個基本要素實施有效管理。

此次抓總管理相對于以往的航天型號項目管理，在計劃、進(jìn)度、質(zhì)量、風(fēng)險等方面有諸多共性，但工作要求、內(nèi)容、側(cè)重點均有顯著區(qū)別，且組織管理范圍更廣，資源需求更集中，項目風(fēng)險更大，系統(tǒng)性、動態(tài)性、協(xié)調(diào)性、集成性的特點非常明顯，這些新的特點和要求均需要通過采用多項目管理的思路來達(dá)到更好的效果。因為相比于單項目管理，多項目管理以多個項目的利益集合最大化為目標(biāo)，除了要解決成本、質(zhì)量、進(jìn)度等基本問題外，還需要協(xié)調(diào)多個項目間的聯(lián)系與沖突，包括項目間資源沖突、項目間信息共享等問題。

1.組織保證，流程創(chuàng)新

此項目是研究院在運載領(lǐng)域首次作為工程總體負(fù)責(zé)抓總研制，在工程項目管理方式上面臨著全新的角色定位和職責(zé)要求，所以必須要有與抓總職責(zé)能夠匹配、適用的管理模式，才能很好地完成這一項目。為此，研究院專題研究了新的管理模式，并進(jìn)行了頂層策劃。

組織層面強化組織保證，設(shè)立了首飛載荷組合體行政負(fù)責(zé)人和項目技術(shù)負(fù)責(zé)人，明確了具體職責(zé)要求。上面級按照正式型號項目各項要求，依托原有系列上面級型號隊伍開展各項研制工作，制定詳細(xì)研制計劃，并納入研究院A V I D M計劃管理。盡管是演示驗證項目，但此項目仍建立了相對獨立、完整的研制隊伍，以及組織協(xié)調(diào)關(guān)系框架，以確保各項研制工作的順利推進(jìn)。

項目管理層面創(chuàng)新研制流程，強調(diào)指揮系統(tǒng)在型號研制全局性、全過程謀劃與全系統(tǒng)綜合集成中的技術(shù)運籌、協(xié)調(diào)和管理作用。通過對型號全生命周期工作項目分解，詳細(xì)分析現(xiàn)有技術(shù)、產(chǎn)品基礎(chǔ)，充分考慮研制周期限制以及經(jīng)費、試驗?zāi)芰Φ痊F(xiàn)實條件，實施“方案—演示驗證”2個階段，以更加突出工作特點，縮短研制流程。

其中，方案研制階段聚焦與工程各大系統(tǒng)/各搭載載荷的接口確定、總體及分系統(tǒng)/單機的技術(shù)方案確定以及產(chǎn)品投產(chǎn)；演示驗證研制階段則側(cè)重于產(chǎn)品生產(chǎn)、試驗、狀態(tài)改進(jìn)、接口驗證，做到了階段雖少但路線清晰，能從傳統(tǒng)的迭代式改進(jìn)以及成熟的模式中提煉出影響方案正確、產(chǎn)品成熟的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合并了重復(fù)環(huán)節(jié)，從根本上縮短了周期，提高了效率。

2.借力產(chǎn)品化，突出抓新研

組合體充分發(fā)揮研究院產(chǎn)品化工作成果，依托“遠(yuǎn)征”系列上面級技術(shù)和產(chǎn)品基礎(chǔ)，充分繼承已有研制成果和飛行子樣，實現(xiàn)了技術(shù)共用和產(chǎn)品共用，其中上面級箭上產(chǎn)品化率達(dá)到了97%以上，不但大幅降低了型號研制難度、縮短了周期、節(jié)約了經(jīng)費及人力資源、規(guī)避了風(fēng)險，而且使型號隊伍能夠集中精力圍繞以動力系統(tǒng)多次啟動、長時間自主導(dǎo)航、智能型信息控制、K a頻段天基測控為代表的新技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)開展工作，成功實現(xiàn)了各項新技術(shù)的突破和相關(guān)新產(chǎn)品的研制。

3.統(tǒng)籌抓體系，重點抓受控

組合體各載荷研制單位雖然都采用ISO 9001及GJB9001的管理體系，但其研制管理要求不盡相同，且各具特色。面對抓總管理中存在的大量跨體系協(xié)調(diào)事項，首先在尊重各自管理模式的基礎(chǔ)上要堅守統(tǒng)籌管理原則，明確體系邊界，做到組合體與載荷間文件傳遞只到接口層面，載荷間文件、要求協(xié)同必須通過總體，確保文件受控，以及不跨單位、跨體系進(jìn)行工作確認(rèn)，進(jìn)而避免各載荷“設(shè)計—工藝—生產(chǎn)—檢驗”流程不匹配現(xiàn)象和管理不閉環(huán)現(xiàn)象的發(fā)生。

針對組合體普遍存在的多個載荷產(chǎn)品聯(lián)合操作環(huán)節(jié)出現(xiàn)多類沒有以前經(jīng)驗可以借鑒或經(jīng)驗已明顯不適用的管理問題，上面級型號在管理上不拘泥于原有經(jīng)驗，而是多層面分析產(chǎn)品間配合關(guān)系特點、操作職責(zé)分工、工作流程耦合程度等情況，細(xì)化操作職責(zé)、配合職責(zé)、檢查確認(rèn)職責(zé)、交接時機等，做到了明確聯(lián)合操作職責(zé)，使得協(xié)同工作有條不紊。

此外，各載荷研制模式區(qū)別很大，如何選擇合適的時機有效地把控接口控制、安全性設(shè)計及驗證等總體關(guān)注的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要針對每個載荷的研制模式和工作節(jié)奏來跟蹤和分析?？傮w組織梳理了各載荷每個研制階段的工作要點，并結(jié)合已往型號研制經(jīng)驗有的放矢地制定質(zhì)量工作要求，圍繞關(guān)注重點抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以關(guān)鍵節(jié)點控制、接口控制、方案確定、技術(shù)狀態(tài)管控、安全性評估、環(huán)境適應(yīng)性分析為重點進(jìn)行全過程質(zhì)量管控和過程監(jiān)督，以確保方案合理、產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)正確、質(zhì)量受控、飛行安全。

4.管理扁平化，工作并行化

為了提高效率，根據(jù)需要開展扁平化管理，型號項目辦公室會同分系統(tǒng)單位一起直接負(fù)責(zé)單機生產(chǎn)單位甚至零部件外協(xié)單位，在型號總體、型號項目辦公室、承研承制單位、二次外協(xié)單位之間建立了指標(biāo)及節(jié)點充分交底、進(jìn)展情況直接溝通、出現(xiàn)問題共同會商的密切合作關(guān)系，確保了在型號高強密度生產(chǎn)和試驗工作中沒有出現(xiàn)因參試產(chǎn)品齊套拖延、資源保障滯后而引起的進(jìn)度延期問題。

針對研制中各項試驗占用周期長、不確定性多、管控難度大的特點，型號隊伍在經(jīng)費少、周期短、要求高的條件下，創(chuàng)新思路，狠抓過程管控，對大型地面試驗的組織管理采取了型號項目辦公室主管調(diào)度員+總體現(xiàn)場工程師+承試單位試驗負(fù)責(zé)人“三人組”的模式，并重點抓住前期協(xié)調(diào)、過程把控、人員物資產(chǎn)品保障等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保了進(jìn)度。

周期短是此項目的最大挑戰(zhàn)之一。為此，型號隊伍以老一輩航天人的奉獻(xiàn)精神和工程經(jīng)驗為指引，以高頻率協(xié)同、快節(jié)奏設(shè)計的工作方式快速攻克數(shù)項難關(guān)。在時間短、任務(wù)重的情況下，指揮系統(tǒng)會同設(shè)計師系統(tǒng)并行工作，以技術(shù)為保障，向管理要時間，通過采用設(shè)計出圖與物資備料、設(shè)計與工藝準(zhǔn)備、工藝審查與生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)與試驗、測試與迭代改進(jìn)、研制與靶場準(zhǔn)備6個交叉作業(yè)，以及組合體試驗與上面級試驗、上面級分系統(tǒng)測試與組合體內(nèi)部/外部接口驗證2種融合，對占用周期最多的生產(chǎn)和試驗環(huán)節(jié)實施優(yōu)化安排，做到精確控制進(jìn)度，最終在27個月內(nèi)完成了研制、生產(chǎn)、試驗、測試、靶場工作、飛行演示驗證等型號生命周期內(nèi)全部工作，創(chuàng)造了多項目管理的成功案例。

二、工程技術(shù)方法的探索與實踐

組合體研制相比研究院以往運載型號，在設(shè)計、試驗、生產(chǎn)上有許多新特點和新要求。設(shè)計上要充分考慮各載荷的力、熱、電氣、電磁、分離等要求；試驗考核需按傳統(tǒng)試驗項目要求，具備容納組合體的大型振動試驗臺、大型熱真空試驗艙和大型微波暗室等試驗條件；生產(chǎn)方面要有能夠滿足組合體垂直裝配、垂直測試的高跨度十萬級潔凈廠房及質(zhì)量特性測量設(shè)備。對此，上面級型號隊伍充分識別組合體研制風(fēng)險，創(chuàng)新設(shè)計思路和驗證方法，在現(xiàn)有研保條件下做到了設(shè)計指標(biāo)閉環(huán)。

1.充分利用仿真手段，節(jié)省資源保周期

型號在論證首飛方案之初，即根據(jù)研制進(jìn)度緊張、研制經(jīng)費有限的客觀條件限制，在充分借用其他上面級型號現(xiàn)有產(chǎn)品和試驗成果的基礎(chǔ)上，依據(jù)所用產(chǎn)品的技術(shù)成熟度對需要采取試驗方式驗證或數(shù)字化仿真方式分析的項目進(jìn)行科學(xué)策劃，組建了計算機輔助分析仿真團(tuán)隊，通過充分利用數(shù)字化仿真手段最大程度節(jié)省研制保障資源，縮短研制周期，確保首飛成功及計劃節(jié)點的要求。

組合體通過計算機輔助分析輔助試驗和仿真分析手段，獲取了更多試驗工況下的參數(shù)。先后完成了數(shù)字化熱平衡試驗、數(shù)字化模態(tài)試驗、新研結(jié)構(gòu)數(shù)字化靜力試驗、數(shù)字化發(fā)射場合練、分離仿真分析和彈道制導(dǎo)姿控聯(lián)合飛行仿真等共計6項試驗，并通過大量的仿真分析驗證了熱控設(shè)計、模態(tài)設(shè)計、結(jié)構(gòu)承載能力、發(fā)射場工作流程、分離及彈道制導(dǎo)姿控設(shè)計的正確性，實現(xiàn)了傳統(tǒng)研制模式中只有通過大型地面試驗才能達(dá)到的目標(biāo)。

2.創(chuàng)新試驗思路，確保指標(biāo)閉環(huán)

試驗充分性與測試覆蓋性是航天型號研制必須要確保的工作準(zhǔn)則，但受限于項目經(jīng)費、研制周期、參試產(chǎn)品等客觀條件，部分試驗難以開展。型號隊伍根據(jù)技術(shù)成熟度和設(shè)計裕度情況對研制試驗進(jìn)行了有針對性的設(shè)置，在研制之初開展了大型試驗策劃，并經(jīng)過了評審，在經(jīng)分析不會增加飛行風(fēng)險的基礎(chǔ)上取消了結(jié)構(gòu)靜力試驗、系統(tǒng)級熱平衡試驗等試驗項目；同時，對可能存在風(fēng)險的項目投入足夠的關(guān)注，如針對返回艙再入開展多輪仿真并開展獨立評估、針對Ka相控陣天線開展了多輪測控對接試驗等，以確保在縮減研制流程、減少試驗項目的情況下做到風(fēng)險可控。型號隊伍基于以往豐富的技術(shù)和經(jīng)驗積累，分析試驗所要解決的主要問題，創(chuàng)新思路，確保設(shè)計閉環(huán)。設(shè)計指標(biāo)閉環(huán)驗證模式創(chuàng)新項目見表1。

表1 設(shè)計指標(biāo)閉環(huán)驗證模式創(chuàng)新項目

3.專家現(xiàn)場技術(shù)把關(guān)，識別風(fēng)險快速改進(jìn)

組合體研制過程中，新研產(chǎn)品往往具有技術(shù)方案新、充分考核難、迭代改進(jìn)機會少的特點，所以如何降低風(fēng)險、快速成熟成為一個難題。為此，型號隊伍創(chuàng)新思路，采取“專家會診”的新模式，邀請中國空間技術(shù)研究院、北京宇航系統(tǒng)工程研究所等多家單位的領(lǐng)域內(nèi)專家多次到生產(chǎn)現(xiàn)場、裝配現(xiàn)場、測試現(xiàn)場等技術(shù)陣地，與設(shè)計師隊伍一起對方案、接口、使用環(huán)境、技術(shù)條件等進(jìn)行核對確認(rèn)，對可能存在的風(fēng)險進(jìn)行充分識別。然后，設(shè)計師針對改進(jìn)意見及風(fēng)險因素快速改進(jìn)方案，型號項目辦公室同步研究可供實施的時機并作出工作安排，并與承研承制單位共抓落實。通過多輪的專家現(xiàn)場技術(shù)把關(guān)，對新研單機等的快速成熟起到了很好的作用。

三、項目風(fēng)險管控的探索與實踐

此項目是研究院在運載領(lǐng)域首次擔(dān)任工程總體，從技術(shù)和管理2個方面履行總體單位的抓總職責(zé)。通過工程實踐，在質(zhì)量和風(fēng)險管控方面形成了有上面級特色的管理特點，既確保了型號任務(wù)的圓滿成功，也能為后續(xù)類似任務(wù)的開展起到一定的指導(dǎo)、規(guī)范作用。

1.廣泛借鑒經(jīng)驗，明確綱領(lǐng)要求

為更好地開展空間環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計和驗證，自項目立項以來，一直積極參考借鑒航天器的研制經(jīng)驗。在研制初期，型號隊伍針對熱學(xué)環(huán)境試驗的開展、邊界條件的設(shè)置等，多次到熱控專業(yè)研究所開展調(diào)研、交流，參考了衛(wèi)星研制隊伍的試驗方法、條件設(shè)置等寶貴經(jīng)驗。型號隊伍就熱控實施與中國空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院“神舟”飛船設(shè)計團(tuán)隊進(jìn)行了深入交流，聘請了熱控專家對上面級熱控設(shè)計方案、產(chǎn)品安裝方案等進(jìn)行把關(guān)，并對上面級熱學(xué)環(huán)境模型進(jìn)行復(fù)核復(fù)算。型號首飛前，為深入、客觀地開展試驗充分性分析，研制隊伍針對上面級與低軌、高軌衛(wèi)星的試驗項目開展了比對分析和影響分析，為型號出廠提供了數(shù)據(jù)支撐。

在學(xué)習(xí)借鑒飛行器研制規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合上面級及組合體研制、試驗、飛行等過程中的任務(wù)特點，研究院制定了組合體質(zhì)量管理要求和組合體各載荷質(zhì)量管理要求，明確了任務(wù)的質(zhì)量管理目標(biāo)和各階段的工作重點，并根據(jù)任務(wù)目標(biāo)對參與任務(wù)的各載荷、各單位有針對性地提出不同的質(zhì)量管理要求，這在研究院的質(zhì)量管理歷史上尚屬首次。

2.管控抓重點，注重環(huán)境與安全

演示驗證任務(wù)不能影響火箭首飛，所以安全性是對此項目最重要的要求之一，其開展情況和實施質(zhì)量將直接關(guān)系到任務(wù)的實施與成敗。在任務(wù)開展之初就明確劃分了任務(wù)的安全性優(yōu)先級，即火箭首飛任務(wù)保證＞上面級演示驗證任務(wù)保證＞返回艙演示驗證任務(wù)保證＞其余各載荷演示驗證任務(wù)保證。型號總體周密地策劃了安全性工作，依據(jù)型號研制階段，安全性工作按照危險源識別→安全性設(shè)計評估→安全性驗證評估→安全性驗收→安全性整體評估的順序開展。型號成立了專門的安全性專家組，對安全性工作的完成情況進(jìn)行把關(guān)，針對安全性工作的每個階段制定了任務(wù)目標(biāo)，設(shè)計報告模板，開展現(xiàn)場檢查，并對每個載荷的安全性工作進(jìn)行逐一評審，做到嚴(yán)格把關(guān)，不留遺漏。通過全過程的安全性工作，切實保證了搭載任務(wù)的順利完成。

3.一步一分析，預(yù)案作充分

組合體飛行時間長達(dá)40多個小時，期間需要7次變軌，是我國運載史上飛行時間最長、飛行時序最復(fù)雜的任務(wù)之一。在研制階段，為了摸透上面級的飛行時序、確保每個動作都能按照既定設(shè)計圓滿完成，型號隊伍按照組合體的飛行時序、飛行動作開展了“一步一分析”的飛行事件鏈分析，分析每一個動作所需要發(fā)出的指令、涉及的相關(guān)產(chǎn)品、產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)、驗證情況等。通過多輪分析、討論，對飛行事件相關(guān)要素識別正確，且均采取了有效的可靠性措施，滿足了飛行任務(wù)要求。

通過飛行事件鏈分析，梳理并識別出任務(wù)主要的難點，并對“載荷分離”“飛控預(yù)案”“制導(dǎo)方案”等3項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了獨立評估。同時，上面級對各系統(tǒng)的20多項關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵產(chǎn)品組織開展了復(fù)核復(fù)算。通過獨立評估，型號對關(guān)重技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行了再回顧、再反思，提前發(fā)現(xiàn)問題并得到及時解決。

4.多維度風(fēng)險分析，剖析國外故障案例

針對組合體首飛任務(wù)，并圍繞影響首飛任務(wù)成功的4個方面（技術(shù)風(fēng)險、產(chǎn)品風(fēng)險、操作風(fēng)險、管理風(fēng)險）開展了風(fēng)險分析與識別，建立了風(fēng)險樹，利用風(fēng)險樹分析方法對型號進(jìn)行自上而下的清理，全面識別各系統(tǒng)的風(fēng)險點，形成了自上而下的系統(tǒng)縱向維度；結(jié)合型號出廠質(zhì)量管控工作，并綜合運用各種線索形成橫線維度，對縱向和橫線交叉區(qū)域的重點部分進(jìn)行再次識別，以確保風(fēng)險項目徹底識別到位。

在此基礎(chǔ)上，型號隊伍組織收集了20世紀(jì)50年代至今美國、俄羅斯、歐洲等國家和地區(qū)的上面級在軌飛行故障案例100多個，按系統(tǒng)和故障模式對問題進(jìn)行了分析，重點對涉及動力、分離、控制的問題進(jìn)行了重點剖析。通過多維度風(fēng)險分析與國外上面級故障案例剖析相結(jié)合，型號隊伍從多角度深刻辨識了風(fēng)險，并及時完成了風(fēng)險的分析與控制工作。

中國運載火箭技術(shù)研究院上面級型號隊伍通過開展對航天型號多項目管理的探索和實踐工作，打贏了這場首次抓總的攻堅戰(zhàn)，在飛行演示驗證圓滿成功的同時實現(xiàn)了“任務(wù)抓總、流程優(yōu)化、資源集約”等多項可以固化的管理創(chuàng)新，得到了上級領(lǐng)導(dǎo)的高度評價和對型號后續(xù)應(yīng)用的支持。