張惠平、王輝、尚騰、林平、姚寅偉、路坤鋒 /北京航天自動控制研究所

一、項目背景

北京航天自動控制研究所系統(tǒng)方案研究室是北京航天自動控制研究所在研型號和背景預研型號控制系統(tǒng)方案論證、系統(tǒng)研究與驗證的總體單位。筆者綜合分析內(nèi)外部環(huán)境，梳理科研任務、技術(shù)創(chuàng)新等方面的形勢，結(jié)合研究室當前發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)目前科研生產(chǎn)任務具有如下特點：

一是國家重大科技工程任務密集開展，高強度密集研制、發(fā)射成為常態(tài)。

2020 年，研究室全年必須確保所有飛行試驗和發(fā)射任務圓滿成功。以探月工程、載人空間站、“北斗”三號、深空探測等為代表的重大工程政治責任空前重大，影響深遠，必須確保萬無一失。

二是新型號競爭日趨常態(tài)化，方案論證能力提升需求迫切。

新型號性能要求高，技術(shù)跨度大，競爭日趨激烈。傳統(tǒng)的系統(tǒng)方案無法滿足新型號競爭下的能力需求，需要創(chuàng)新方案設(shè)計，實現(xiàn)方案閉合；系統(tǒng)方案的優(yōu)劣直接決定著裝備的戰(zhàn)技性能、質(zhì)量、成本，并極大地影響競爭成敗。同時，專業(yè)基礎(chǔ)能力不足、技術(shù)儲備不足，難以支撐新形勢下的方案論證。

三是實現(xiàn)智能控制技術(shù)階段目標的技術(shù)創(chuàng)新任務艱巨，“十三五”收官及“十四五”布局責任重、難度大。

2020 年，圍繞實現(xiàn)智能控制技術(shù)階段目標，研究室必須實現(xiàn)多項關(guān)鍵技術(shù)突破；預先研究技術(shù)創(chuàng)新難度大，任務艱巨。同時，2020 年重大背景項目推進責任重大，領(lǐng)域布局責任重大。

四是全面競爭成為常態(tài)，科研模式優(yōu)化升級，推進三高發(fā)展需求迫切。

外部競爭態(tài)勢越發(fā)激烈，用戶主導下的全面、全程、分級競爭已成常態(tài)。面對急劇增長的研制任務及研制進度要求，需結(jié)合研究室工作特點，采取有效措施，大力做減法，切實持續(xù)深化科研生產(chǎn)模式優(yōu)化升級。

在這種任務特點下，保型號成功和技術(shù)創(chuàng)新壓力巨大。在人員緊張、資源有限的條件下，研究室優(yōu)化升級科研生產(chǎn)模式，提出“減、加、建、控”的科研管理方法，通過統(tǒng)籌資源，以統(tǒng)促減，以減促簡，提高效率；將釋放的資源投入方案論證、首飛重大型號研制及技術(shù)創(chuàng)新上，以減促加，提升核心競爭力；同時建立專業(yè)能力、缺省平臺與責任體系，嚴控系統(tǒng)各項風險，確保了各項科研生產(chǎn)任務的圓滿完成。

二、工作與實踐

研究室在長期的科研生產(chǎn)與管理實踐中總結(jié)提煉出了“減、加、建、控”科研管理方法，并以此方法指導科研管理工作，取得了良好的效果。

1.方法內(nèi)涵

“減、加、建、控”科研管理方法以“減、加、建、控”4種管理手段為主要抓手，以提效益、提效率、控風險、保質(zhì)量為目標導向，其具體內(nèi)涵如下：

減：以統(tǒng)促減，以減促簡，方案統(tǒng)籌，將減字落實在全年工作始終，大力做型號減法、提高效率。

加：增加方案論證、首飛型號研制資源投入，擦亮“精度”金名片，提升核心競爭力；增加技術(shù)創(chuàng)新，加速智能技術(shù)發(fā)展，實現(xiàn)智能控制技術(shù)階段目標。

建：建專業(yè)能力，不斷豐富新方案新算法，加快缺省模式設(shè)計平臺建設(shè)和應用，建立責任體系，有效促進型號科研生產(chǎn)模式優(yōu)化升級。

控：控風險、控出室最后一道關(guān)。

2.方法具體實踐

（1）以統(tǒng)促減，方案統(tǒng)籌，將“減”字落實在全年工作始終

“減法”工作不是一味追求減少工作量，簡單粗放地減少工作項目和工作內(nèi)容，而是要通過科學的分析，在保證質(zhì)量的前提下，將原先多余的、浪費的、重復的工作減掉，通過“減”來提高效率，通過“減”來釋放資源，以減促簡。為實現(xiàn)科研模式優(yōu)化升級、實現(xiàn)系統(tǒng)方案從定制設(shè)計向平臺化設(shè)計的轉(zhuǎn)變，研究室開展了方案統(tǒng)籌、產(chǎn)品統(tǒng)型、過程工作簡化等工作。從專業(yè)內(nèi)實現(xiàn)各型號方案橫向一致，體現(xiàn)專業(yè)擔當、專業(yè)抓總。向下開展關(guān)鍵單機技術(shù)指標的整合和歸集，篩選優(yōu)選產(chǎn)品目錄，提供選型指南。減少重復工作，優(yōu)化工作流程，節(jié)省資源實現(xiàn)過程工作簡化，將“減”字落實在全年工作始終。

一是方案統(tǒng)籌。

當前，研究所多個新研、新論證型號存在外部競爭壓力大、研制周期短、總體技術(shù)指標要求高的特點。研究室結(jié)合新型號論證和研制中的特點，提出基于現(xiàn)有缺省設(shè)計平臺方案庫和算法庫，結(jié)合型號任務需求，采用成熟技術(shù)和方案解決共性問題，進而實現(xiàn)型號間方案橫向一致，減少重復性的設(shè)計工作，提高方案設(shè)計的效率，實現(xiàn)快速方案論證和系統(tǒng)研制。同時，通過制定新型號方案決策評審報告編制規(guī)范，以及新型號方案決策評審報告審查要點，確保型號論證方案正確性和各型號間橫向一致，實行過程和結(jié)果把控，確保使用成熟技術(shù)和方案；2020 年，研究室完成了多個型號的系統(tǒng)方案決策評審，有效保證了型號間方案橫向一致。

二是產(chǎn)品統(tǒng)型。

當前型號任務中，慣性器件、伺服機構(gòu)等單機多采用單個型號定制化設(shè)計，造成研制周期長、質(zhì)量問題頻出、技術(shù)指標差異性大等問題。針對該問題，研究室開展了慣性器件單機的統(tǒng)籌工作，對各單機指標完成了歸集，形成了優(yōu)選產(chǎn)品目錄，為選型提供指南；對不同型號、不同類型伺服機構(gòu)進行橫向比較，對伺服機構(gòu)主要指標進行歸集歸類，規(guī)范主要指標的測試要求，實現(xiàn)各型號伺服機構(gòu)指標橫向一致。在一定情況下，采用上述管理辦法，可以有效縮短單機研制周期，降低單機研制進度風險和質(zhì)量風險。

三是過程工作簡化。

研究室出臺了仿真試驗必要性作業(yè)指導書等指導文件，依據(jù)PDCA 閉環(huán)迭代思想，不斷精簡優(yōu)化試驗項目，做到減法有依據(jù)，減法有實效，切實推進型號減法工作，化解減法工作落實浮于表面、措施執(zhí)行不徹底的問題。研究室對開展的40 余項仿真試驗中的14 項進行了裁減，減少了軟硬件環(huán)境調(diào)試、總體中間輸入狀態(tài)驗證、實物狀態(tài)仿真驗證等環(huán)節(jié)共計約150 人·天的工作量；梳理形成《控制系統(tǒng)諸元生成與測試工作規(guī)范》，對研究所諸元生成和測試等管理工作、團隊判讀機制提出了優(yōu)化建議，從諸元設(shè)計等源頭方面，開展實施諸元生成和測試工作的減法。

（2）增加方案論證、首飛型號與技術(shù)創(chuàng)新資源投入

2020 年，宇航型號任務繁重、壓力巨大，按時保質(zhì)完成任務的形勢嚴峻，研究室必須確保全年飛行試驗和發(fā)射任務圓滿成功；與此同時，需要增加技術(shù)創(chuàng)新儲備，加快推進核心技術(shù)攻關(guān)和重大項目突破，為型號研制和后續(xù)發(fā)展提供支撐。

一是增加方案論證。

針對型號研制過程中新技術(shù)能力不足、方案論證能力不強、對相關(guān)技術(shù)牽引不夠等問題，重點圍繞系統(tǒng)方案論證，形成了“方案論證主管室領(lǐng)導”牽頭，“主任專業(yè)師”負責，涵蓋主任設(shè)計師、單機專家、智能隊伍，以及室級專家委員會進行專業(yè)審查的組織機制。發(fā)揮“系統(tǒng)方案論證牽引技術(shù)研究與布局”作用，確定了數(shù)十項需要在2020 年內(nèi)完成突破的關(guān)鍵技術(shù)，以需求牽引來推動技術(shù)研究與布局。

二是增加首飛及重大型號資源投入。

針對首飛及重大型號任務，加大研制力量投入，在導航、制導和姿控各個專業(yè)增加研制人員投入，同時協(xié)調(diào)組織好試驗資源、工作環(huán)境等各方面保障。首飛型號專家為系列內(nèi)專家1 名，系列外專家1 名；新狀態(tài)首飛，專家2 名；重大飛行任務在飛型號，專家至少1 名。專家組組長一般由主任專業(yè)師擔任，在主要專家的基礎(chǔ)上，再增加部分年輕員工配合工作，增加首飛及重大型號的人力資源投入。

三是圍繞智能控制技術(shù)階段目標，增加技術(shù)創(chuàng)新資源投入。

聚焦首飛及重大型號技術(shù)難點，增加資源保障，圍繞某領(lǐng)域多項關(guān)鍵技術(shù)成立室級專業(yè)攻關(guān)團隊，共性技術(shù)集智攻關(guān)，確保關(guān)鍵技術(shù)突破，支撐型號研制。

對標智能控制技術(shù)階段目標，梳理未來5 年需攻關(guān)突破的技術(shù)、本年度重點突破并驗證的技術(shù)、型號中布局轉(zhuǎn)化應用的技術(shù)，以及外協(xié)課題項目，形成相應的技術(shù)清單，針對清單中的每項技術(shù)逐條制定攻關(guān)方案，明確責任領(lǐng)導、專家與設(shè)計師，持續(xù)推進。通過成立室級專業(yè)攻關(guān)團隊，增加資源保障，實現(xiàn)共性技術(shù)集智攻關(guān)，確保多個關(guān)鍵技術(shù)取得突破，保障了智能控制技術(shù)階段目標圓滿實現(xiàn)。同時，在先進技術(shù)方面布局重大預先研究項目，首次實現(xiàn)軍科委基礎(chǔ)加強2個項目成功立項的重大突破，為后續(xù)型號立項研制和“十四五”發(fā)展提供支撐。

（3）建專業(yè)能力、缺省平臺與責任體系

為應對專業(yè)能力不足和專業(yè)研究方向缺失的問題，進行專業(yè)細分和系統(tǒng)整合，新成立2 個專業(yè)班組；牽頭形成缺省模式設(shè)計平臺的頂層規(guī)劃與實施方案，組織實施“融合研制流程”的型號應用模式，并在實施和應用過程中不斷完善；強化責任擔當、堅持崗位責任清單、多維多層落實責任，有效促進型號科研生產(chǎn)模式優(yōu)化升級。

一是開展組織機構(gòu)調(diào)整，新增專業(yè)班組，加強專業(yè)能力。

針對新技術(shù)領(lǐng)域儲備不足、方案論證能力不強、對相關(guān)技術(shù)牽引不夠等問題，細化專業(yè)分工，新成立2 個專業(yè)班組，以提升研究所新領(lǐng)域理論方案論證、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、核心產(chǎn)品研發(fā)和型號應用與市場推廣能力。新班組成立后，以某場景為切入點，開展了多項關(guān)鍵技術(shù)的研究工作，申請了多項軍方研究項目，并積極與總體單位進行對接，加強對總體的支撐。

二是持續(xù)完善缺省平臺、設(shè)計與試驗能力建設(shè)，拓展新形勢工作機制。

面對急劇增長的研制任務及研制進度要求，持續(xù)深化科研生產(chǎn)模式優(yōu)化升級，持續(xù)建設(shè)缺省模式設(shè)計平臺，截至目前，完成了多個典型平臺方案、導航制導姿控算法的審查入庫。針對傳統(tǒng)姿控系統(tǒng)研制調(diào)參工作量過大、設(shè)計智能化水平過低等問題，設(shè)計完善基于智能算法的姿控參數(shù)自動設(shè)計工具，將姿控研制效率提升90%以上。

三是建責任體系。

明確分工、統(tǒng)籌兼顧、閉環(huán)管理，形成主任專業(yè)師、班組長、正副主任設(shè)計師（研究師）、項目負責人、主管設(shè)計師崗位責任清單，并強化責任落實；為每個型號指定責任專家，從不同層面對各型號、項目任務情況、資源情況進行深入分析和策劃，明確重點、辨識風險、提煉共性、統(tǒng)籌攻關(guān)，對技術(shù)重點難點、人力資源安排、設(shè)備資源需求、關(guān)鍵與薄弱環(huán)節(jié)做到心中有數(shù)。

（4）控風險、控出室最后一道關(guān)

強化風險管控，形成首飛及重大飛行試驗任務風險清單，持續(xù)閉環(huán)跟蹤，確保風險可控；依托專業(yè)力量，為每個型號指定責任專家，實施責任專家對型號全生命周期負責制；形成質(zhì)量控制專業(yè)人員庫，以復核復算、專業(yè)放行作為質(zhì)量控制抓手，做到即使只有一個設(shè)計人員負責的情況下，設(shè)計方案和結(jié)果也是通過專家和專業(yè)確認的，不會出現(xiàn)一個人水平代表一個專業(yè)水平的情況出現(xiàn)。

強化風險管控，形成首飛及重大飛行試驗任務風險清單，持續(xù)閉環(huán)跟蹤，確保風險可控；依托專業(yè)力量，為每個型號指定責任專家，實施責任專家對型號全生命周期負責制；形成質(zhì)量控制專業(yè)人員庫，以復核復算、專業(yè)放行作為質(zhì)量控制抓手，做到即使只有一個設(shè)計人員負責的情況下，設(shè)計方案和結(jié)果也是通過專家和專業(yè)確認的，不會出現(xiàn)一個人水平代表一個專業(yè)水平的情況出現(xiàn)。

一是風險清單管理，持續(xù)閉環(huán)跟蹤。

策劃制定《風險管理清單》，全室統(tǒng)籌管理各項目風險，持續(xù)跟蹤風險項動態(tài)。完成了《導航制導專業(yè)風險辨識指南》和《姿控專業(yè)風險辨識指南》兩項風險辨識指南，規(guī)定了專業(yè)風險辨識的工作方法，指導型號和預研項目導航、制導和姿控專業(yè)風險辨識工作。根據(jù)風險辨識指南辨識出多項技術(shù)風險，通過研制信息按月報送制度，針對首飛型號，執(zhí)行有事隨時報送制度，及時把握各個型號的工作進展；召開室領(lǐng)導班子、班組長周碰頭會，隨時協(xié)調(diào)解決出現(xiàn)的各種矛盾和問題。

二是實行型號全生命周期專家負責制，堅持獨立復核復算，嚴格專業(yè)放行，確保設(shè)計質(zhì)量。

為充分發(fā)揮以主任專業(yè)師為代表的責任專家在型號研制中的保障作用，研究室為每個型號指定責任專家，實施責任專家對型號全生命周期負責制，開展相應的復核復算和專家把關(guān)，完善《型號專業(yè)放行準則》，有問題絕對不放行。

三是深化質(zhì)量復查，持續(xù)提升質(zhì)量保證能力。

形成了《系統(tǒng)方案研究室各專業(yè)型號質(zhì)量復查項目要求》，規(guī)范了型號質(zhì)量復查工作并做到橫向一致。在質(zhì)量復查期間，研究室成立全面質(zhì)量復查和質(zhì)量提升工作組，形成《系統(tǒng)方案研究室停產(chǎn)整頓型號產(chǎn)品全面質(zhì)量復查和質(zhì)量提升工作實施方案》，對重點型號成立了質(zhì)量復查工作組，組織實施質(zhì)量復查工作，對技術(shù)指標符合性、技術(shù)狀態(tài)更改落實情況、關(guān)鍵單機指標滿足情況、質(zhì)量問題舉一反三情況等逐項進行復查確認，以確保飛行試驗圓滿成功。

持續(xù)跟蹤國內(nèi)外控制系統(tǒng)相關(guān)的質(zhì)量案例，并對研究室設(shè)計和試驗過程中的問題進行總結(jié)分析，定期更新《系統(tǒng)方案研究室設(shè)計隱患啟示錄》，2020 年新增14 個案例并向全室發(fā)布和培訓，以確保不出現(xiàn)重復性、低層次問題。持續(xù)加強標準體系建設(shè)，2020 年制定并發(fā)布小微標準10 項，各項作業(yè)指導書和標準規(guī)范6 項，并進行全室宣貫學習，強化標準規(guī)范的執(zhí)行力。

四是持續(xù)推進“三再”（針對已完成的設(shè)計開展再分析、再設(shè)計和再驗證）復查及質(zhì)量改進工作。

研究室以“三再”項目為切入點，按照PDCA 循環(huán)改進方法，通過“再分析”識別產(chǎn)品設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié)，以“再分析”的結(jié)果作為“再設(shè)計”的輸入，對設(shè)計、試驗等方案進行改進設(shè)計，根據(jù)“再設(shè)計”的改進措施制定“再驗證”方案，對改進措施進行驗證，最終實現(xiàn)閉環(huán)。對研究室近年來的質(zhì)量問題進行分析和舉一反三，形成《制導、姿控專業(yè)質(zhì)量問題分析報告》，積極推進各項質(zhì)量改進和質(zhì)量提升工作。

三、實踐效果

在“減、加、建、控”科研管理方法指導下，研究室完成2020 年所有工作計劃，完成率100%，在全所研究室綜合排名第一。取得的具體成果如下。

1.確保國家重點工程任務取得圓滿成功

研究室參加的飛行試驗任務均取得圓滿成功。在優(yōu)勢資源保障下，圓滿完成了首飛任務和以探月工程、北斗為代表的國家重大任務。技術(shù)和管理問題數(shù)為0。關(guān)鍵技術(shù)取得突破，支撐了重大工程任務，持續(xù)擦亮了“精度”金名片。

2.技術(shù)創(chuàng)新成果豐碩，立項項目經(jīng)費創(chuàng)新高

研究室實現(xiàn)了多項技術(shù)突破；圍繞重點技術(shù)方向，積極開展預研項目申報與指南編寫。完成了以軍科委兩個基礎(chǔ)加強項目為代表的不同渠道課題申請多項，獲得后續(xù)研究經(jīng)費。組建了“十四五”規(guī)劃論證編寫組，完成了“十四五”規(guī)劃及中長期戰(zhàn)略專項報告的編制，完成了向各上級單位上報“十四五”規(guī)劃論證指南和項目建議書。

3.質(zhì)量保證能力持續(xù)提升

制定新型號方案決策評審報告審查要點及報告編制規(guī)范，發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，確保了型號方案論證質(zhì)量；實行型號全生命周期專家負責制，完成了40 余次獨立復核復算，確保了設(shè)計方案無反復，完成了各型號方案設(shè)計把關(guān)評審，制導和姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計評審通過率100%；以《系統(tǒng)方案研究室設(shè)計隱患啟示錄》《系統(tǒng)方案研究室復查要求指南》為抓手，持續(xù)規(guī)范化開展質(zhì)量提升工作。

四、后續(xù)思路

隨著中國運載火箭技術(shù)研究院在飛型號的高密度發(fā)射、在研型號數(shù)量的繼續(xù)增加，“減、加、建、控”科研管理方法將進一步助力科研生產(chǎn)模式優(yōu)化升級，后續(xù)的應用和推廣思路主要包括。

1.強化減法執(zhí)行，以減促加

強化減法工作成果的鞏固和執(zhí)行，進一步釋放人力資源，將人力資源整合后投入更加關(guān)鍵、核心的新技術(shù)方向，以更好地支撐“十四五”發(fā)展規(guī)劃。

2.持續(xù)建設(shè)，規(guī)范機制，嚴控風險

持續(xù)推進缺省平臺應用，繼續(xù)完善缺省模式設(shè)計平臺，持續(xù)補充梳理新技術(shù)成果入庫；完善平臺使用方案，充分發(fā)揮試點型號應用的示范效應，推進缺省模式設(shè)計平臺在更多型號的落地，不斷提升設(shè)計效率與質(zhì)量；依托風險清單、專業(yè)力量、質(zhì)量控制等手段持續(xù)強化風險管控。

“減、加、建、控”科研管理方法源自長期的航天科研生產(chǎn)實踐，凝聚了航天科研生產(chǎn)的管理智慧，在后續(xù)的“十四五”規(guī)劃及未來的發(fā)展中將進一步指導航天科研生產(chǎn)與管理，支撐航天強國建設(shè)。該方法中蘊含的提效益、提效率、控風險、保質(zhì)量等理念，對其他行業(yè)的科研管理也具有較強的借鑒意義。