單機(jī)研制單位基于系統(tǒng)思維和IPD理念的產(chǎn)品化管理方法研究與探索

郝寧、王建青、尚俊云、劉智峰、程熙雅 /西安航天精密機(jī)電研究所

西安航天精密機(jī)電研究所是我國最早從事液浮慣性器件研究、生產(chǎn)的所廠合一的單機(jī)研制單位，主要從事液浮/二浮慣組、液浮/三浮穩(wěn)定平臺(tái)、撓性慣組、激光慣組、光纖慣組、定位定向系統(tǒng)、舵機(jī)、電機(jī)及其專用慣性儀表的研究、試驗(yàn)和制造，專業(yè)涉及慣性儀表、自動(dòng)控制、精密機(jī)械、電子線路、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電磁元件的設(shè)計(jì)制造，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海、兵器、船舶等多個(gè)領(lǐng)域。

隨著航天企業(yè)多型號(hào)并舉，高密度發(fā)射，在科研任務(wù)量急劇增加而且大部分產(chǎn)品都是定制的情況下，傳統(tǒng)“一機(jī)一研”的縱向產(chǎn)品研制管理模式下同類技術(shù)與產(chǎn)品的開發(fā)不能共享。當(dāng)任務(wù)量增加到超過資源的額定負(fù)荷時(shí)，如何用科學(xué)的管理技術(shù)（機(jī)制）降低資源的負(fù)荷量，保證航天產(chǎn)品在研發(fā)過程中高質(zhì)量、高可靠性、高效率，提高研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)把控能力，成為航天企管理的重要課題，為解決這一課題中國航天科技集團(tuán)有限公司提出了航天產(chǎn)品化建設(shè)方案。

在航天科技集團(tuán)、中國航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所、北京航天電子時(shí)代有限公司產(chǎn)品化工作的指導(dǎo)下，研究所依據(jù)系統(tǒng)工程理論，結(jié)合先期引入的集成產(chǎn)品開發(fā)（Integrated Product Development，IPD）理念，開始系統(tǒng)推進(jìn)產(chǎn)品化和IPD 結(jié)合的模式轉(zhuǎn)型變革。

一、管理思路和推進(jìn)路標(biāo)

1.管理思路

航天產(chǎn)品化應(yīng)用產(chǎn)品成熟度理論以航天型號(hào)研制需求為牽引，以產(chǎn)品規(guī)劃和梳理為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品型譜建設(shè)、成熟度提升、產(chǎn)品定型、產(chǎn)品生產(chǎn)線建設(shè)與認(rèn)證、產(chǎn)品規(guī)范體系建設(shè)、產(chǎn)品推廣應(yīng)用為主要途徑，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可重復(fù)生產(chǎn)、推動(dòng)產(chǎn)品更新?lián)Q代為目標(biāo)，以建立可重復(fù)生產(chǎn)需要的全過程文件體系、規(guī)范體系、配套資源以及相關(guān)的科研生產(chǎn)管理模式為保證，以宇航領(lǐng)域?yàn)橹攸c(diǎn)，系統(tǒng)性地給出了單機(jī)以上產(chǎn)品系列化、規(guī)格化、重用化的理論和方法。

IPD 強(qiáng)調(diào)“以市場需求和核心技術(shù)驅(qū)動(dòng)作為產(chǎn)品開發(fā)的原動(dòng)力”“協(xié)同開發(fā)，實(shí)現(xiàn)全流程全要素的管理”“基礎(chǔ)共用模塊（Common Building Block, CBB）和平臺(tái)建設(shè)，強(qiáng)調(diào)共享”，與產(chǎn)品化的系列化、規(guī)格化、重用化有共同的理論淵源。

研究所從2011 年起系統(tǒng)推進(jìn)產(chǎn)品化工作，基于系統(tǒng)思維吸收融合兩大管理理論，運(yùn)用結(jié)構(gòu)化的方式，結(jié)合IPD 理念運(yùn)用流程工具的原則系統(tǒng)策劃，注重被管理對(duì)象的整體性、層次性、動(dòng)態(tài)性和開放性。

整體性：在研究管理對(duì)象—產(chǎn)品化的基本理論及方法、工作要素及各要素間相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一策劃、統(tǒng)一制定各要素推進(jìn)節(jié)奏，明確各階段推進(jìn)工作重點(diǎn)和各要素預(yù)期效果。

層次性：根據(jù)對(duì)整體性的分析，分析產(chǎn)品化各要素的相互關(guān)聯(lián)性和制約性，分析將要執(zhí)行該要素推進(jìn)的實(shí)際組織機(jī)構(gòu)，按照管理層級(jí)，劃分出各要素的層次關(guān)系并策劃重點(diǎn)推進(jìn)先后順序，同時(shí)對(duì)各要素按管理構(gòu)建縱深方向明確先后順序。

動(dòng)態(tài)性：預(yù)期產(chǎn)品化各要素隨著時(shí)間及推進(jìn)深度的變化所可能出現(xiàn)的管理要求。

開放性：分析產(chǎn)品化輸入和輸出與其他管理系統(tǒng)的關(guān)系。引入IPD 的平臺(tái)概念，產(chǎn)品化工作分解為2 個(gè)平臺(tái)建設(shè)：管理平臺(tái)建設(shè)和產(chǎn)品平臺(tái)建設(shè)。管理平臺(tái)建設(shè)借助航天企業(yè)原有管理體系，包含規(guī)章制度、產(chǎn)品化管理標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量體系文件、流程和模板、管理方案和策劃等。產(chǎn)品平臺(tái)建設(shè)對(duì)外出售產(chǎn)品建型譜，對(duì)內(nèi)配套產(chǎn)品建CBB，通過型譜和CBB 構(gòu)建產(chǎn)品平臺(tái)。

2.推進(jìn)路標(biāo)

根據(jù)上述原則和基礎(chǔ)規(guī)劃，研究所產(chǎn)品化的推進(jìn)路標(biāo)按照理念學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)變思想，標(biāo)桿推進(jìn)、初建機(jī)制，規(guī)劃平臺(tái)、推廣應(yīng)用，重新審視、信息化助力4 個(gè)階段進(jìn)行。

2011～2012 年為理念學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)變思想階段。在這個(gè)階段主要完成了對(duì)研制研發(fā)部門、質(zhì)量部門、生產(chǎn)部門及信息化部門骨干人員的系統(tǒng)培訓(xùn)。邀請(qǐng)航天科技集團(tuán)產(chǎn)品工程專家和外部IPD 管理專家對(duì)產(chǎn)品化重點(diǎn)人員進(jìn)行系統(tǒng)的理論培訓(xùn)。在此基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步有針對(duì)性地向產(chǎn)品化工作做得好的兄弟單位進(jìn)行調(diào)研學(xué)習(xí)，解決學(xué)習(xí)思考中的疑惑。

2013～2014 年為標(biāo)桿推進(jìn)、初建機(jī)制階段。在這個(gè)階段兼顧調(diào)研學(xué)習(xí)其他航天企業(yè)先進(jìn)產(chǎn)品管理經(jīng)驗(yàn)，借助外部IPD 的CBB 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，摸索符合航天特點(diǎn)的CBB 建設(shè)道路，采用標(biāo)桿項(xiàng)目式集中工作，以點(diǎn)帶面地推進(jìn)CBB 建設(shè)，同時(shí)初步建立CBB 管理平臺(tái)，編制CBB 基礎(chǔ)性文件，并用標(biāo)桿項(xiàng)目驗(yàn)證其可用性。

2015～2016 年為規(guī)劃平臺(tái)、推廣應(yīng)用階段。在上一階段有直觀概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)品化型譜要求和IPD 需求輸入理念，對(duì)型譜和CBB 組成的產(chǎn)品平臺(tái)正向規(guī)劃，并開始對(duì)CBB 推廣應(yīng)用進(jìn)行研究和摸索。

2017 至今為重新審視、信息化助力階段。持續(xù)改進(jìn)，對(duì)前期所做工作重新審視系統(tǒng)性，更新平臺(tái)規(guī)劃，并利用信息化手段使產(chǎn)品平臺(tái)的信息傳遞、CBB的庫管理和型號(hào)協(xié)同設(shè)計(jì)規(guī)范便捷。

二、產(chǎn)品化架構(gòu)和運(yùn)行路徑

1.產(chǎn)品化架構(gòu)

研究所為單機(jī)配套單位，相比整船、整彈來說，產(chǎn)品層級(jí)較基礎(chǔ)，為了既滿足型號(hào)配套需求又能最大程度地適應(yīng)行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展要求，引入IPD 產(chǎn)品平臺(tái)概念，用產(chǎn)品型譜和CBB 共同構(gòu)建研究所產(chǎn)品平臺(tái)，解決對(duì)外對(duì)內(nèi)不同需求的任務(wù)要求。

以是否直接面對(duì)市場為判定原則分別進(jìn)行型譜和CBB 建設(shè)。單機(jī)、單表類產(chǎn)品進(jìn)行型譜建設(shè)，其余產(chǎn)品進(jìn)行研究所內(nèi)部CBB建設(shè)。

型譜作為產(chǎn)品系列化的輸出特征，對(duì)外牽引客戶，對(duì)內(nèi)推動(dòng)共用基礎(chǔ)模塊的構(gòu)建。

依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，CBB 按照產(chǎn)品組成層次進(jìn)行功能分析和分解，梳理出一系列可共用度高的模塊，具有標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的特征，與產(chǎn)品型譜特征相似，并引入成熟度概念，與航天產(chǎn)品化接軌。

型譜與CBB 共同構(gòu)成研究所平臺(tái)產(chǎn)品庫。在型號(hào)項(xiàng)目研制中對(duì)標(biāo)型譜，選用CBB 進(jìn)行組合化設(shè)計(jì)，最終達(dá)到產(chǎn)品平臺(tái)支撐型號(hào)項(xiàng)目準(zhǔn)確、快速、低成本、高質(zhì)量開發(fā)的目標(biāo)。

按照“系統(tǒng)型譜化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化、儀表組件通用化、接口關(guān)系系列化”的原則，產(chǎn)品平臺(tái)的總體規(guī)劃以市場需求為標(biāo)尺，以是否對(duì)外出售為分界線，確定了“產(chǎn)品賣到哪一層級(jí)，哪一層級(jí)建型譜，以下層級(jí)建CBB”的產(chǎn)品平臺(tái)構(gòu)建原則（見圖1），形成了對(duì)外配套建型譜，對(duì)內(nèi)供應(yīng)建CBB 貨架，以型譜和CBB 為主的產(chǎn)品平臺(tái)建設(shè)。對(duì)外整合應(yīng)用需求，形成通用產(chǎn)品，壓縮品種，建立型譜，實(shí)現(xiàn)外部貨架式選擇；對(duì)內(nèi)進(jìn)行項(xiàng)目清理、識(shí)別，按照系統(tǒng)、儀表、線路、組件、零件等進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)整合，形成共用模塊，建立內(nèi)部CBB 貨架式重用機(jī)制。型譜建設(shè)主要輸出物為型譜研究報(bào)告、型譜產(chǎn)品規(guī)范和型譜簡表；CBB 建設(shè)主要輸出物為CBB 技術(shù)文檔、CBB 成套圖紙和CBB簡表。

圖1 產(chǎn)品平臺(tái)組成示意圖

型譜建設(shè)的重點(diǎn)是直接面對(duì)市場產(chǎn)品的整合和未來產(chǎn)品的規(guī)劃；CBB 建設(shè)的重點(diǎn)是產(chǎn)品組成模塊化、通用化，提高重用水平。

2.運(yùn)行路徑

確定研究所產(chǎn)品平臺(tái)架構(gòu)后，應(yīng)確定怎樣系統(tǒng)地建立和應(yīng)用該產(chǎn)品平臺(tái)。

在系統(tǒng)分析原型號(hào)縱向研制模式和產(chǎn)品化橫向研制模式特點(diǎn)、異同和關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了研究所產(chǎn)品化及其應(yīng)用的系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)。整個(gè)架構(gòu)由產(chǎn)品平臺(tái)、產(chǎn)品管理平臺(tái)和型號(hào)項(xiàng)目應(yīng)用3 部分組成，如圖2所示。

圖2 研究所產(chǎn)品化及其應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)架構(gòu)圖

產(chǎn)品平臺(tái)的建設(shè)在需求梳理的基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品平臺(tái)規(guī)劃，并按照型譜規(guī)劃和CBB 貨架規(guī)劃，在對(duì)識(shí)別的CBB 進(jìn)行開發(fā)、上架、入庫、被型號(hào)項(xiàng)目調(diào)用并完成CBB 自身的成熟度提升或更新?lián)Q代，是產(chǎn)品化工作的建設(shè)核心。

產(chǎn)品管理平臺(tái)的作用是對(duì)產(chǎn)品平臺(tái)從建立到使用各環(huán)節(jié)各動(dòng)作的引導(dǎo)、規(guī)范和管理，是產(chǎn)品化工作的基石。

型號(hào)項(xiàng)目應(yīng)用是產(chǎn)品化的目的，也是產(chǎn)品化融入航天科研生產(chǎn)體系的關(guān)鍵接口

產(chǎn)品平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用按照結(jié)構(gòu)化管理模塊進(jìn)行，具體如表1所示，幾大管理模塊或同步或異步開展。

表1 管理模塊

產(chǎn)品管理平臺(tái)是產(chǎn)品平臺(tái)建設(shè)和應(yīng)用的基石，與產(chǎn)品平臺(tái)同建設(shè)，分為產(chǎn)品化特有管理體系和型號(hào)項(xiàng)目與產(chǎn)品化管理接口。從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，產(chǎn)品平臺(tái)作為航天產(chǎn)品管理的新對(duì)象，生之于航天，用之于航天，無論是產(chǎn)品化特有管理體系的建設(shè)還是管理接口的設(shè)計(jì)必須有機(jī)融入航天質(zhì)量管理的一系列要求，多方聯(lián)動(dòng)保證產(chǎn)品平臺(tái)有效處于受航天質(zhì)量管理體系的監(jiān)管和制約，輸出形式包含管理方案、管理制度、管理標(biāo)準(zhǔn)、流程及配套文檔模版。

三、建設(shè)成果

1.產(chǎn)品平臺(tái)及應(yīng)用

經(jīng)過多年建設(shè)，研究所已建成集團(tuán)級(jí)、院級(jí)和所級(jí)三級(jí)型譜，覆蓋宇航、武器全領(lǐng)域，宇航產(chǎn)品單機(jī)單表產(chǎn)品型譜化率達(dá)100%，其他領(lǐng)域出售級(jí)產(chǎn)品型譜化率達(dá)73%，型譜覆蓋全面。

CBB 劃分為硬件CBB 和軟件CBB，分別上架，硬件CBB按6 層貨架，分總體、電路、電路與器件、電氣元件、結(jié)構(gòu)、光學(xué)專業(yè)；軟件CBB 按4 層貨架，分系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件和單元架構(gòu)，立體構(gòu)建。經(jīng)過幾年的CBB 建設(shè)，目前CBB 產(chǎn)品上架200 余種（組）。已上架的CBB收斂程度至原來CBB 的40%左右。累計(jì)71 個(gè)零、組件級(jí)CBB被140 個(gè)型號(hào)產(chǎn)品調(diào)用。

2.產(chǎn)品管理平臺(tái)

通過不斷充實(shí)產(chǎn)品管理平臺(tái)，研究所以產(chǎn)品平臺(tái)規(guī)劃和CBB 開發(fā)為業(yè)務(wù)核心，設(shè)計(jì)了產(chǎn)品平臺(tái)規(guī)劃流程和CBB 開發(fā)上架流程，并圍繞這兩個(gè)流程搭建起基本管理文件體系，形成一系列具有產(chǎn)品化特色的特有管理文件和管理接口文件，推廣實(shí)施，并結(jié)合應(yīng)用實(shí)際不斷動(dòng)態(tài)迭代更新。同時(shí)在對(duì)產(chǎn)品化人力資源和信息化融合方面開展了一定探索，構(gòu)建了產(chǎn)品化人員任職資格文件和產(chǎn)品化產(chǎn)品的編碼方案。

航天產(chǎn)品化是在航天系統(tǒng)工程方法論基礎(chǔ)上，對(duì)管理和技術(shù)交叉融合、深化研究的綜合成果。研究所通過多年探索，初步構(gòu)建了涉及需求、規(guī)劃、研發(fā)、產(chǎn)品管理、產(chǎn)品保證（質(zhì)量管理）、工藝管理、人力資源、績效考核、標(biāo)準(zhǔn)等多方面的管理機(jī)制，并取得了一定的成效。后續(xù)對(duì)于如何促進(jìn)產(chǎn)品化成果良好的應(yīng)用，還要研究產(chǎn)品化體系與型號(hào)產(chǎn)出體系、產(chǎn)品化管理體系與質(zhì)量管理體系等接軌交互等管理接口問題，工作龐雜繁復(fù)。尤其對(duì)于單機(jī)研制一體單位，還需結(jié)合自身需求，用系統(tǒng)工程的方法和思維，借助行業(yè)外部先進(jìn)適用的管理理念、方法和工具，統(tǒng)籌開展，持續(xù)改進(jìn)。