测控应答机通用产品管理与实践_方轶.pdf

2022年第12期88航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践测控应答机通用产品管理与实践方轶、朱新忠、陈丽仙、李贤、彭元/上海航天电子技术研究所摘 要：进入“十四五”新发展阶段，航天装备建设加速推进，迫切需要以产品化为抓手，推动科研生产管理模式转型为型号与产品双驱动，建立新型的通用产品管理模式。上海航天电子技术研究所结合宇航领域“三多一少”任务特点，采用系统工程思维，建立“一顶四梁八柱三基”的通用产品管理工作体系，目标导向、问题导向、结果导向三向发力，横向到边纵向到底，贯穿产品研制的全流程全要素全周期。本文形成了可推广的通用产品管理经验方法，充分发挥产品驱动实效，满足小子样研制条件下产品高性能、高可靠、高质量要求。关键词：航天通用产品；科研生产模式转型；一顶四梁八柱三基一、现状与问题分析1航天装备加速推进，“三高”全面发展任务紧迫进入“十四五”新发展阶段，航天装备建设加速推进，在大国竞争、太空对抗日益加剧的大背景下，航天装备建设由科研星向装备星转变，由单星向组网转变，由定制向组批转变，由系统向体系转变，具有体系化发展、实战化应用、业务化服务的新特点。航天装备建设的新需求给航天装备产品的研制带来许多新挑战。随着多星组网、武器铰链等不断推进，应用于新体制下的高速宽带综合信息系统、星间链路通信机等产品需要快速研发。同时，基于 SIP、SoC、ASIC、AI 等自主可控芯片的成熟应用，单机的研制有了更强的支撑，具备进行一体化、集成化、智能化设计的条件，单机加速向多功能、多体制融合方向发展，多星组网的规模化部署还要求单机具备快速批量装备的能力。新的发展需要既是挑战也是机遇，目前“高质量保证成功、高效率完成任务、高效益推动航2022年第12期89航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践天强国和国防建设”的全面发展目标已进入攻坚阶段，适应发展新形势任务紧迫。2航天产品“三多一少”，统筹统管研制存在困难上海航天电子技术研究所宇航领域承担各类卫星、载人航天、月球与深空探测、北斗卫星导航、火星探测等国家重点型号宇航产品的研制工作，研制任务具有“三多一少”（应用领域多、产品种类多、配套用户多、产品批量少）的特点。研究所宇航产品应用于卫星、船器、深空探测等多领域，产品种类包含综合电子类、测控通信类、数据传输类、信息处理类、空间天线类等多种类，配套用户既有航天系统部等军用单位，也有国家国防工业科技局、商业航天公司等民用单位，产品多配套单颗科研星或小批量配套组网星。“三多一少”由宇航领域的任务特点决定。一方面，不同领域、不同用户的研制准则存在横向差异；另一方面，产品种类多，不同产品的任务特点、技术专业、产品构成均有不同，同一种统型方法难以适应所有产品。此外，宇航产品区别于地面产品，同一款产品在单颗星/器上仅配套一到数台，不具备组批研制的任务需求，“三多一少”的特点给产品的组批研制交付带来困难。3航天任务快速增长，科研生产模式需要转型近年来，航天各领域任务呈快速增长的态势，研究所宇航领域近 3 年任务量均以 50%的速度增加，而人员增长不足 10%。与此同时，单台产品的研制周期大大缩短，成熟产品研制周期较 3年前缩短 60%，新研产品“四边”（边论证、边设计、边生产、边验证）成为常态。任务量的激增、新进人员的增加以及研制周期的缩短使质量风险加大，质量问题发生数量也呈现逐年递增的趋势。传统的科研生产模式以型号为驱动，以型号的任务下达为启动，以型号的研制进度为主线，以型号的任务交付为结束。型号与型号之间“平行”推进，难以做到资源的统筹复用与合理安排，无法应对航天任务快速增长的新形势，迫切需要以产品化为抓手，推动科研生产管理模式转型为型号与产品双驱动，建立新型产品化工作模式，从产品级增加型号之间的横向统筹管理与协同推进，提高科研生产效率效益是企业发展的内生动力。二、工作思路与主要做法1工作思路选取测控应答机作为典型产品，开展基于系统工程思维的宇航通用单机产品管理工作模式与实施路径的研究与实践。采用系统工程思维，建立“一顶四梁八柱三基”的通用产品管理工作体系，综合运用工程技术与科研生产相结合的组织管理方法，协调统一整体与局部的工作推进与资源投入，实践覆盖全流程、全要素、全周期的通用产品管理模式与路径，形成可推广的通用产品管理经验方法，充分发挥产品驱动实效。“一顶四梁八柱三基”的通用产品管理工作体系中，“一顶”是以“A+X”（固定配置+增量配置）为工作纲领，即在产品层面、技术层面、管理层面进行灵活配置，固化共性部分，适配差异部分；“四梁”是以存量沉淀增量规划、目标导向关注过程、问题导向重点发力、结果导向全面落地为工作思路，目标导向、问题导向、结果导向三向发力，合理规划协同推进产品体系建设、产品实现过程提升与产品化管理工作；“八柱”是按照以统型化需求为输入，以型谱化规划为牵引，以通用化设计为基础，以流程化研制为驱动，以精益化产保为保障，以信息化手段为助力的工作路径开展工作，横向到边纵向到底，贯穿产品研制的全流程全要素全周期；“三基”是以规章制度、组织架构和人才队伍保障为工作保障，通过制度先行、组织改革、队伍优化实现产品化工作落地的有力保障。研究所以系统工程理念开展产品化工作，克服通用产品研制管理难点，突出统筹管理效果，构建型号与产品双驱动管理模式，推动新型科研生产管理体系转型升级，如图 1 所示。2主要做法运用系统工程思维，综合运用技术管理与工程管理手段，建立“一顶四梁八柱三基”的通用产品管理工作体系，对航天单机2022年第12期90航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践产品开发、生产、质量管理、产品定型和应用等过程进行优化，以满足小子样研制条件下产品高性能、高可靠、高质量要求。其中，“四梁八柱”是具体落地实施的关键。一是存量沉淀增量规划。（1）产品统型现有存量产品，通过需求统型牵引沉淀转化，实现由准通用通用货架的快速培育，做好产品由 1.0 版本向 2.0 版本的改进升级，满足一定时期内产品应用需求，提升型谱选用率。联合用户和总体，实施产品统型“三步走”。第一步，规格压缩，对现有各级型谱产品、型号产品进行梳理分析，对体制落后、功能可被替代的产品逐步淘汰，对体制先进、功能集成、自主可控的产品明确优选；第二步，需求统型，对现行优选产品围绕性能指标、接口定义、器件选配等开展统型分析，对未统型项目进行协调统一或选配设计，通过单机通用设计检查需求统型的合理性，PDCA 模式反馈迭代；第三步，编制规范，按照上海航天技术研究院和总体下达的格式，形成产品详细规范，指导产品选用与研制，实现产品“去任务书”研制。对存量产品的需求统型需要对各型号总体任务要求进行横向统一，研究院目前在研卫星型号有 40 余个，型号多头牵引造成统型存在难度。为打破统型难题，在研究院统一领导下，总体单位和单机单位采用“哑铃型”统筹管理模式，领域总体和产品研制两级产保中心“上下联动”，充分发挥横向统筹规划作用，紧密联系领域总体与产品研制部门，实现产品规划信息的精准传递。在任务需求牵引方面，总体单位产保中心对各型号总体需求进行统一沟通统筹规划，从总体应用一致性的角度对型号需求进行统一，由单机单位产保中心将统一后的需求向各单机研究室进行精准传递，由“型号多头牵引”向“先统筹协调，再牵引产品沉淀”转变，管理模式如图 2 所示。在技术方案反馈方面，单机单位研究室根据需求统型开展技术方案统型设计，形成产品通用设计方案，由单机单位产保中心向总体产保中心传递，由总体产保中心向各型号进行统一反馈说明，对需求统型进一步细化落地，由“方案反复汇报”向“先保证方案横向一致，统一审查”转变。产品统型后，需按照研究院和总体下达的格式，形成产品规范，对产品功能、性能、接口、质量保证等内容进行细化明确，在说明事项中对产品扩展性及替换性（可配置项）、技术状态基线及更改情况、自主可控情况、型号应用情况等进行说明，帮助型号、用户全面了解通用产品状图1 通用产品管理模式框图系统工程思维“A+X”问题导向重点发力结果导向全面落地目标导向关注过程存量沉淀增量规划制度保障+组织保障+队伍保障纲领思路路径保障以规范化标准为推广以典型化产品为示范以信息化手段为助力以精益化产保为保障以流程化研制为驱动以通用化设计为基础以型谱化规划为牵引以统型化需求为输入研究室2型号1压缩统型反馈说明点对点传递横向统筹厂所产保中心牵引沉淀研究室1研究室n总体产保中心型号2型号m图2“哑铃型”统筹管理模式2022年第12期91航天工业管理Research and Practice of Single-unit/Module Productization单机级/模块产品化研究与实践态并快速选用，同时杜绝对擅自更改通用产品状态。（2）型谱规划并行开展技术发展规划与型谱产品规划，指导其在产品预先研究时并行开展通用化设计，重点关注单机软件、硬件架构的通用化和可扩展性，实现产品 3.0版本的跨代升级，具备可持续发展能力。开展技术与型谱同步规划的前提是做好需求管理工作（见表1）。采用“三维一体”模式进行管理，从时间维、空间维、管理维 3 个维度管理需求，通过对不同时期、不同专业、不同来源的任务需求进行综合分析研判，形成任务需求包络，牵引产品规划发展。具体瞄准星座组网互联、任务自主协同等迫切任务需求，做好增量产品的型谱化规划。结合SIP、SOC、ASIC、AI 芯片等新一代自主可控器件推广应用，开展兼容多模体制的应答机、综合射频、芯片应答机等产品的型谱规划，同步开展统一软件无线电平台、网络化数据交互、自主化任务协同、跨域信息支援技术规划，构建好用、可靠、可重构的星载综合射频类产品架构，用于多模测控、星弹协同、网络互连等综合应用场景。二是目标导向关注过程。（1）通用设计以通用化设计为基础，遵循“A+X”设计原则，根据测控应答机产品特点设置软件级、电路级、模块级等不同层级配置参数，兼顾多用户需求。采用基于 CBB库的“敏捷开发”模式开展具体设计工作，提升设计效率与一次成功率。推动开展基于 CBB 库的“敏捷开发”模式开展具体设计工作，构建硬件 CBB 模块库和软件 CBB 模块库，对成熟的、功能独立的模块建库，进行动态管理。产品设计直接调用 CBB 模块库，进行敏捷集成开发，提升产品设计效率，同时实现产品可靠性和技术方案的迭代。CBB 库的建立具有正确性、时效性、精益性特点。其中，正确性以器件手册、典型产品、质量案例、各部门 3 层次文件等为输入，通过专家审查，确保 CBB内容的正确性；时效性对历史同类问题进行迭代，淘汰落后老旧经验，提炼具有时效性的产品研制要素；精益性注重文字凝练与图示说明，提高可阅读性，便于设计师快速理解掌握。（2）流程研制以流程化研制为驱动，探索实施“九个 1”工作模式（见图 3），贯穿科研生产流程，推动构建新型科研生产管理体系。组批选用输入 1 份产品规范，输出 1 份组维度要求措施时间维面向现在面向未来开展短期和中长期发展规划空间维面向新技术紧跟技术发展前沿，开展新技术应用论证面向新器件掌握集成电路发展动态，结合自主可控面向新工艺联合工艺专家，开展产品相关工艺研究管理维面向顶层体制需求专人常驻用户单位，紧跟顶层体制变化面向所有型号需求定期与总体研发中心、产保中心对接面向国内外发展趋势定期开展国内外同类产品发展趋势分析表1 需求管理要求与措施1份产品规范1个产品代号1次目外审批1个数据包模板1份采购订单基线升级1套生产文件1组研试文件1份验收细则1次状态更改“九个1”流程化研制组批选用组批研制组批交付图3“九个1”研制流程2022年第12期92航天工业管理Research and Practice of Sin