韓 宇，胡偉峰，張 健，薛 輝，鄒 超

（中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京，100076）

0 引 言

航天產(chǎn)品是典型的復(fù)雜巨系統(tǒng)，從大類(lèi)上分為“彈、箭、星、船、器”，產(chǎn)品具有復(fù)雜度高、技術(shù)難度大、協(xié)調(diào)面廣、研制周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，涉及的技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)眾多，總體、分系統(tǒng)、單機(jī)之間緊密耦合，集材料、機(jī)械、控制、電子、軟件等多學(xué)科于一體，涉及材料、部件、零件等協(xié)作配套單位數(shù)量多，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

60 多年來(lái)，中國(guó)航天創(chuàng)造了舉世矚目的輝煌成就，積累了豐富的研制經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了大量的研制人才，但同時(shí)先后經(jīng)歷了3次質(zhì)量低谷，出現(xiàn)一個(gè)發(fā)展薄弱期。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的根本原因是航天科研生產(chǎn)體系中的流程不健全［1］，航天產(chǎn)品研制仍采用較為粗放的管理模式，新的研制人員多是按照“師帶徒”模式培養(yǎng)進(jìn)行技術(shù)傳承，這無(wú)疑給航天產(chǎn)品研制帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)和隱患。目前，航天產(chǎn)品研制流程主要分散在體系文件、規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師手冊(cè)等文件中，沒(méi)有一個(gè)載體能夠系統(tǒng)、全面、完整地呈現(xiàn)出各項(xiàng)工作的前后關(guān)聯(lián)，各項(xiàng)研制活動(dòng)精細(xì)化的輸入輸出尚未真正以流程為主線(xiàn)，將多年來(lái)形成的技術(shù)、管理知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)等組織資產(chǎn)固化下來(lái)，用以指導(dǎo)和規(guī)范具體工作，從而提升研制質(zhì)量、效率和效益。隨著型號(hào)研制數(shù)量的增加，依賴(lài)“以老帶新”經(jīng)驗(yàn)傳承的方式難以滿(mǎn)足新時(shí)期航天產(chǎn)品研制需求。

本文在充分學(xué)習(xí)借鑒航天產(chǎn)品研制流程相關(guān)文獻(xiàn)［2-5］的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)工程方法、項(xiàng)目管理方法和基于要素的流程管理方法，開(kāi)展了航天產(chǎn)品研制體系化、結(jié)構(gòu)化、精細(xì)化流程構(gòu)建的探索，初步形成了以流程為主線(xiàn)的航天產(chǎn)品研制方法。

1 總體思路

本文從論證、方案、初樣、試樣、定型到批產(chǎn)，從總體、分系統(tǒng)到單機(jī)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，涉及系統(tǒng)工程、項(xiàng)目管理和具有航天特色的質(zhì)量管理，通過(guò)結(jié)合航天產(chǎn)品研制特點(diǎn)和最佳實(shí)踐，將各項(xiàng)管理思想和方法融合，從流程的視角提出了新時(shí)期航天產(chǎn)品研制的方法論，即構(gòu)建以系統(tǒng)工程為指導(dǎo)、以項(xiàng)目管理為核心、以流程為主線(xiàn)，精細(xì)、規(guī)范、高效、協(xié)同的航天產(chǎn)品研制流程體系。

本文在方法論指導(dǎo)下，基于系統(tǒng)工程和項(xiàng)目管理方法，以研制活動(dòng)為主線(xiàn)，構(gòu)建航天產(chǎn)品研制的基礎(chǔ)流程架構(gòu)，分類(lèi)分級(jí)呈現(xiàn)型號(hào)研制工作全貌，組裝研制端到端流程，解決斷點(diǎn)、堵點(diǎn)，優(yōu)化全局。融合崗位職責(zé)、體系文件、規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、績(jī)效指標(biāo)、設(shè)計(jì)師手冊(cè)、文件/表單、信息系統(tǒng)等要素，開(kāi)展精細(xì)化流程建模，并大力推進(jìn)精細(xì)化流程在各研制環(huán)節(jié)的全面落實(shí)，以規(guī)范、高效、協(xié)同的產(chǎn)品核心價(jià)值鏈業(yè)務(wù)流程，解決研制短板，全面提升工作質(zhì)量和效率。

2 研制基礎(chǔ)流程架構(gòu)設(shè)計(jì)

研制基礎(chǔ)流程架構(gòu)是分類(lèi)分級(jí)展示研制過(guò)程中所有工作的流程架構(gòu)，是將復(fù)雜的研制工作抽絲剝繭逐級(jí)展開(kāi)，它的最末級(jí)是基礎(chǔ)流程。研制基礎(chǔ)流程架構(gòu)是在系統(tǒng)工程V字模型基礎(chǔ)上，融合項(xiàng)目管理各類(lèi)要素，結(jié)合航天型號(hào)產(chǎn)品研制特點(diǎn)，以及不同研制階段的實(shí)際需求構(gòu)建的框架，它是型號(hào)產(chǎn)品研制端到端流程組裝的基礎(chǔ)。

2.1 基于系統(tǒng)工程方法，開(kāi)展基礎(chǔ)流程架構(gòu)主線(xiàn)設(shè)計(jì)

航天產(chǎn)品研制工作主要包含3類(lèi)流程，即系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)流程和技術(shù)管理流程，形成V字模型［6］，3種流程的關(guān)系如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工程V字模型Fig.1 V model of systems engineering

a）系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，用于定義利益相關(guān)者的期望并確定控制基線(xiàn)，生成技術(shù)需求后將技術(shù)需求轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)方案使之滿(mǎn)足控制基線(xiàn)確定的利益相關(guān)者期望。包括明確利益相關(guān)者期望、確定技術(shù)需求、需求邏輯分解和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案4個(gè)步驟。

b）產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)流程，用于生成每個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)驗(yàn)證和確認(rèn)產(chǎn)品，并將相應(yīng)產(chǎn)品作為全生命周期階段的一項(xiàng)功能產(chǎn)品交付到更高的層次中，從而滿(mǎn)足該層次設(shè)計(jì)方案和利益相關(guān)者的期望。包括產(chǎn)品實(shí)施、產(chǎn)品集成、產(chǎn)品驗(yàn)證、產(chǎn)品確認(rèn)、產(chǎn)品交付5個(gè)步驟。

c）技術(shù)管理流程，用于建立和變更項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)劃、管理系統(tǒng)跨界面的交流、根據(jù)計(jì)劃和需求對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的進(jìn)展進(jìn)行評(píng)估、控制項(xiàng)目的技術(shù)實(shí)施以及輔助決策過(guò)程指導(dǎo)項(xiàng)目的完成。包括技術(shù)規(guī)劃、需求管理、接口管理、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理、技術(shù)狀態(tài)管理、技術(shù)數(shù)據(jù)管理、技術(shù)評(píng)估、決策分析8個(gè)步驟。

2.2 基于項(xiàng)目管理要素，開(kāi)展基礎(chǔ)流程架構(gòu)輔線(xiàn)設(shè)計(jì)

航天產(chǎn)品研制不是單純的產(chǎn)品研制，而是放在項(xiàng)目管理背景下的工程研制。通過(guò)項(xiàng)目管理，明確型號(hào)產(chǎn)品的系統(tǒng)組成、工作目標(biāo)、工作分工和工作計(jì)劃，也就是說(shuō)，型號(hào)產(chǎn)品全生命周期研制流程是通過(guò)項(xiàng)目管理來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行的。為了確保在一定的費(fèi)用、質(zhì)量和進(jìn)度約束下完成型號(hào)研制目標(biāo)，就必然會(huì)涉及計(jì)劃管理、質(zhì)量管理、經(jīng)費(fèi)管理、資源管理等。因此基礎(chǔ)流程架構(gòu)設(shè)計(jì)不但要包含研制主線(xiàn)的系統(tǒng)工程流程，還需要包含計(jì)劃管理流程、質(zhì)量管理流程、成本管理流程、資源管理流程等，結(jié)合研制工作不同階段需求，將相應(yīng)的工作按照工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure，WBS）進(jìn)行分解。

2.3 按產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)構(gòu)建研制主線(xiàn)的空間基礎(chǔ)流程架構(gòu)

航天型號(hào)產(chǎn)品層級(jí)涉及總體、分系統(tǒng)、單機(jī)和元件等，型號(hào)產(chǎn)品在研制過(guò)程中，需要按照客戶(hù)需求，利用產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)（Product Breakdown Structure，PBS）方法將整個(gè)產(chǎn)品按不同層級(jí)進(jìn)行逐級(jí)分解，形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)明確了總體、分系統(tǒng)、單機(jī)和元件等不同層級(jí)產(chǎn)品在整個(gè)系統(tǒng)中的空間位置和集成關(guān)系。PBS是依據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)方案和技術(shù)配套表編制而成的，如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)示意Fig.2 Schematic diagram of PBS

基于PBS構(gòu)建的架構(gòu)相當(dāng)于研制主線(xiàn)流程的空間架構(gòu)，將不同階段、不同專(zhuān)業(yè)分工的基礎(chǔ)流程匹配映射到空間架構(gòu)中不同層級(jí)產(chǎn)品研制所需的使用位置。按產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)構(gòu)建的空間架構(gòu)為航天型號(hào)產(chǎn)品研制流程體系建設(shè)提供了不同系統(tǒng)和產(chǎn)品間的空間物理關(guān)系，為型號(hào)產(chǎn)品規(guī)范、高效、協(xié)同開(kāi)展整體研制工作奠定基礎(chǔ)。

2.4 按WBS構(gòu)建型號(hào)產(chǎn)品研制基礎(chǔ)流程架構(gòu)

WBS 是在PBS 明確各級(jí)產(chǎn)品交付物的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)、技術(shù)管理的V字模型研制主線(xiàn)，系統(tǒng)分解為一系列相對(duì)獨(dú)立、內(nèi)容單一、易于檢查的工作單元，并把各個(gè)工作單元間在研制過(guò)程中的工作順序直觀地表示出來(lái)。航天產(chǎn)品的研制工作主線(xiàn)可以認(rèn)為是一個(gè)PBS 到WBS 合成映射的過(guò)程，按產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)構(gòu)建的型號(hào)產(chǎn)品空間架構(gòu)是靜態(tài)的，以PBS為基礎(chǔ)，分析PBS與WBS之間存在的映射關(guān)系，然后采用一定的映射規(guī)則，通過(guò)PBS構(gòu)建出復(fù)雜航天產(chǎn)品的WBS［7］，按照WBS 逐級(jí)分解后的流程，進(jìn)一步明確了型號(hào)研制不同階段各系統(tǒng)之間和系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)流程、工作步驟的先后邏輯和協(xié)同關(guān)系。

研制基礎(chǔ)流程架構(gòu)在構(gòu)建研制主線(xiàn)流程基礎(chǔ)上，WBS 還要將計(jì)劃管理、質(zhì)量管理、經(jīng)費(fèi)管理、資源管理等項(xiàng)目管理工作進(jìn)行逐級(jí)分解，直至分解到適合指導(dǎo)研制工作開(kāi)展的程度。最終形成研制主線(xiàn)流程、計(jì)劃管理流程、質(zhì)量管理流程、成本管理流程、資源管理流程等幾大類(lèi)，按照WBS 逐級(jí)分解的研制基礎(chǔ)流程架構(gòu)，最末級(jí)是基礎(chǔ)流程，至此形成了全面覆蓋研制相關(guān)工作的基礎(chǔ)流程池。

2.5 產(chǎn)品全生命周期基礎(chǔ)流程架構(gòu)設(shè)計(jì)

航天型號(hào)產(chǎn)品按照系統(tǒng)成熟度對(duì)研制階段進(jìn)行劃分，不同研制階段工作目標(biāo)不同，系統(tǒng)工程的3類(lèi)流程的側(cè)重點(diǎn)和涉及的子流程也不同，如圖3所示。在通用基礎(chǔ)流程架構(gòu)基礎(chǔ)上，按總體、分系統(tǒng)、單機(jī)不同階段的特點(diǎn)，對(duì)基礎(chǔ)流程架構(gòu)中的流程進(jìn)行選擇。通常，研制流程體系構(gòu)建初期，選取能夠較為全面地反映研制工作全流程全要素的階段作為典型階段，按照以上方法開(kāi)展通用基礎(chǔ)流程架構(gòu)正向設(shè)計(jì)，其他研制階段裁剪應(yīng)用。

圖3 產(chǎn)品全生命周期基礎(chǔ)流程Fig.3 The basic process of the product for full life cycle

經(jīng)過(guò)研究和實(shí)踐，本文認(rèn)為可將研制階段類(lèi)定義為架構(gòu)的一級(jí)流程，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)、技術(shù)管理、計(jì)劃管理、質(zhì)量管理、成本管理、資源管理等類(lèi)別定義為二級(jí)流程，按照各類(lèi)工作的業(yè)務(wù)實(shí)際逐級(jí)分解，直至細(xì)分到可執(zhí)行的具體子項(xiàng)才能保證各項(xiàng)工作的落地執(zhí)行，級(jí)次一般劃分為四級(jí)或五級(jí)，如圖4所示，基本可實(shí)現(xiàn)細(xì)分到工作單元，即末級(jí)的 基礎(chǔ)流程。

圖4 基礎(chǔ)流程架構(gòu)的級(jí)次劃分Fig.4 Hierarchy of the basic process architecture

3 研制端到端流程組裝

“端到端流程” 由 “基礎(chǔ)流程” 組裝而成，從基礎(chǔ)流程池中選取，結(jié)合型號(hào)研制需求，可以開(kāi)展不同型號(hào)產(chǎn)品研制端到端流程組裝。端到端流程可以結(jié)合不同需求，確定“需求提出”的起始端和“需求滿(mǎn)足”的結(jié)束端，按照“全局最優(yōu)”的原則，進(jìn)行基礎(chǔ)流程的有序組裝，實(shí)現(xiàn)價(jià)值增值的完整業(yè)務(wù)過(guò)程。

當(dāng)有新的研制需求時(shí)，可以先充分復(fù)用“基礎(chǔ)流程”的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行組裝，然后在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行基礎(chǔ)流程和流程步驟的增補(bǔ)或修正，這樣可以大大提高研制工作效率，快速響應(yīng)研制需求。

4 基于流程管理方法，開(kāi)展流程建模和要素匹配

在構(gòu)建研制基礎(chǔ)流程架構(gòu)的基礎(chǔ)上，要對(duì)架構(gòu)末級(jí)的基礎(chǔ)流程進(jìn)行流程建模，基礎(chǔ)流程模型是指導(dǎo)研制人員開(kāi)展工作的依據(jù)，選取流程建模方法也至關(guān)重要。本文選取“基于要素的流程管理”方法，利用ARⅠS等結(jié)構(gòu)化的流程建模工具開(kāi)展流程建模。

將研制體系拆解為各類(lèi)要素，建立流程以及各類(lèi)要素的模型，并以流程為紐帶關(guān)聯(lián)各類(lèi)要素，形成體系化、結(jié)構(gòu)化的研制流程模型，提升研制管理能力，規(guī)范研制行為。

4.1 制定建模規(guī)范

由于航天產(chǎn)品研制是多廠所協(xié)同設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品，為了保證建模規(guī)則、建模語(yǔ)言的統(tǒng)一，應(yīng)制定統(tǒng)一的建模規(guī)范，明確開(kāi)展研制流程體系建設(shè)的工具、方法和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范內(nèi)容包括流程架構(gòu)、端到端流程、要素模型、基礎(chǔ)流程顆粒度、流程層級(jí)等。

4.2 基礎(chǔ)流程建模

基于基礎(chǔ)流程架構(gòu)末級(jí)的基礎(chǔ)流程名稱(chēng)，按照建模規(guī)范，繪制基礎(chǔ)流程所包含的活動(dòng)及活動(dòng)之間的邏輯關(guān)系。這些活動(dòng)及其邏輯關(guān)系要遵循研制程序、質(zhì)量體系文件等標(biāo)準(zhǔn)要求，是優(yōu)秀實(shí)踐方法的總結(jié)。

4.3 要素梳理

本文認(rèn)為航天產(chǎn)品研制體系是由諸多要素相互關(guān)聯(lián)、相互作用而構(gòu)成的一個(gè)“結(jié)構(gòu)化”和“一體化”的整體，其中研制流程是將各類(lèi)要素關(guān)聯(lián)起來(lái)并構(gòu)成“一體化”研制體系的關(guān)鍵紐帶，也是研制工作開(kāi)展的載體。要素包括研制記錄、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章制度、術(shù)語(yǔ)、角色、組織、崗位、信息系統(tǒng)等。其中，研制記錄是指研制活動(dòng)可追溯的證明性憑證，記載著研制活動(dòng)的管理痕跡，包括設(shè)計(jì)報(bào)告、試驗(yàn)記錄表單、產(chǎn)品合格證等。

在合規(guī)的前提下，能夠持續(xù)穩(wěn)定提供滿(mǎn)足客戶(hù)要求的產(chǎn)品和服務(wù)的能力，是航天產(chǎn)品研制的基礎(chǔ)、底線(xiàn)、前提，也是管理要素梳理的重點(diǎn)。

通過(guò)顯性化的流程，將各類(lèi)要素嵌入研制流程，將質(zhì)量管理要求融入流程，進(jìn)而確保各項(xiàng)要求落地，確保產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)關(guān)。

4.4 要素與基礎(chǔ)流程匹配

建立標(biāo)準(zhǔn)、組織、術(shù)語(yǔ)、規(guī)章制度與基礎(chǔ)流程的關(guān)聯(lián)關(guān)系，研制記錄、制度條款、標(biāo)準(zhǔn)條款、角色、信息系統(tǒng)等與流程步驟（活動(dòng)）的關(guān)聯(lián)關(guān)系，崗位與角色的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以流程為核心和紐帶，實(shí)現(xiàn)各管理要素的有效融合。要素匹配完成后，能夠明確流程中每項(xiàng)活動(dòng)的執(zhí)行角色及活動(dòng)的輸入物、輸出物，實(shí)現(xiàn)活動(dòng)應(yīng)遵守的制度條款和標(biāo)準(zhǔn)條款等剛性嵌入，實(shí)現(xiàn)技術(shù)管理要求和項(xiàng)目管理要求在流程中的真正落地。

4.5 流程建設(shè)成果發(fā)布

基于流程建設(shè)成果，從流程視角可自動(dòng)生成研制流程手冊(cè)，從崗位視角可自動(dòng)生成崗位手冊(cè)，指導(dǎo)研制工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)體系化、結(jié)構(gòu)化、精細(xì)化的研制流程體系建設(shè)，能夠更為快速地響應(yīng)研制需求，大大提高研制工作效率；能夠更為清楚地了解研制過(guò)程全局，有效開(kāi)展設(shè)計(jì)制造協(xié)同，提高研制質(zhì)量和效率，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度；能夠?yàn)檠兄迫藛T開(kāi)展工作提供最優(yōu)的實(shí)踐方法或合理的基線(xiàn)，大大提高工作效率，使得研制工作由原來(lái)的師帶徒局部性升級(jí)為專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)性同步提升，減少過(guò)程隨意性，更大程度地降低設(shè)計(jì)差錯(cuò)概率，避免重復(fù)性質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生；能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)要求在產(chǎn)品研制中的剛性嵌入，從根本上解決有標(biāo)不依或有標(biāo)難依的問(wèn)題；能夠顯性化地、清晰地展示研制業(yè)務(wù)過(guò)程，為研制項(xiàng)目管理實(shí)現(xiàn)信息化奠定基礎(chǔ)。

同時(shí)，我們應(yīng)對(duì)研制流程體系建設(shè)的難度有充分的認(rèn)識(shí)，研制流程體系建設(shè)需要克服多種困難，比如繁重的型號(hào)研制任務(wù)與精細(xì)化流程梳理和建設(shè)、現(xiàn)有的研制習(xí)慣與基于精細(xì)化流程的研制方式的不同、型號(hào)研制的靈活性、資源的不均衡性與精細(xì)化流程執(zhí)行的矛盾等，很難一蹴而就，組織范圍越大，產(chǎn)品種類(lèi)越多，建設(shè)難度就越大。不過(guò)只要探索出了可行的方法，由點(diǎn)及面，航天產(chǎn)品研制流程應(yīng)用的效果就會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。本文只是初步的理論探索，后續(xù)需要通過(guò)更多的研究和實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。