基于数字化转型的装备低成本高质量可持续发展研究.pdf

技术热点Technical Focus信息技术与标准化http:/821 引言随着我国国防事业的飞速发展，国防科技工业水平日益增强，现代化建设在迈入高质量发展新时代的同时，对装备低成本高质量可持续发展也提出了更高的要求。推进实施装备低成本高质量可持续发展，逐步适应相关领域日益激烈竞争的行业形势，既是贯彻落实推进装备国家发展战略的必然要求，也是企业实现提质降本增效、转型发展的必然选择。当前，装备采购已从军工企业间的适度竞争，发展到鼓励和引导民营企业进入军工科研生产领域，行业竞争日益激烈，进而带来装备采购模式和价格体系的变革1。近年来，随着科研院所的发展规模和自身产值逐渐扩大，对装备的快速研制、准时交付、高效保障提出了更高的要求。科研院所作为军工电子国家队、主力军，如何适应外部竞争性采购模式的转变，制造出成本经济、管用好用的装备，进而实现装备研制成本效益、质量水平能力全面提升，已成为面临高质量发展的强烈内在需求。2 基于装备全寿命周期业务一体化管控的总体思路针对装备低成本可持续发展需求，基于军工科研院所低成本高质量可持续发展的基础条件，立足于在装备全寿命周期落实成本管控意识，围绕装备全寿命周期业务，以“做好 1 个平台、管好 3 大阶段、夯实 1 个基础”为总体思路，推进实施装备科研生产全流程体系化管控。“1 个平台”即一体化成本管控平台，通过数据驱动式管理，实现成本管控工作的横向贯通和辅助决策；“3 大阶段”即产品设计、编辑：胡欣E-mail:中国电子科技集团公司第十研究所 王中华Research on Low-cost,High-quality and Sustainable Development of Equipment Based on Digital Transformation摘 要 基于装备特点和科研生产，以数字化转型为目标，从组织架构、管控体系、管理流程、信息化手段等方面构建以科研生产流程为主线的一体化管控体系，围绕装备设计、制造、运维 3 个阶段，通过 IT 工具研究探索转变业务模式、创新管理方式、优化管理流程等方式，不断改进和提升装备全寿命周期业务管控运行机制，推动形成装备低成本高质量可持续发展的新格局。关键词 数字化转型 低成本高质量 可持续发展Abstract:Based on the characteristics of equipment and scientific research production,with the goal of digital transformation,an integrated control system with scientific research production processes as the main line is constructed from the aspects of organizational structure,control system,management process and information technology.Around the three stages of equipment design,manufacturing and operation and maintenance,IT tools are used to research and explore ways to transform business models,innovate management methods and optimize management processes.Continuously improve and enhance the operational mechanism of equipment lifecycle business control,and promote the formation of a new pattern of low-cost,high-quality and sustainable development of equipment.Keywords:digital transformation;low-cost and high-quality;sustainable development基于数字化转型的装备低成本高质量可持续发展研究技术热点Technical Focus2023 年第 9 期http:/83制造、运维，通过质量管理体系与不同类别业务体系的深度融合，开展装备研发生产现状梳理和数据治理，并借助信息化平台赋能包括成本、效率、质量在内的管理手段；“1 个基础”即推进装备低成本高质量可持续发展的构建基础，通过流程改进、机制建立、团队打造等，提升全员低成本高质量可持续发展意识，并融入装备科研生产全过程。详见图 1。3 基于装备全寿命周期业务一体化管控的实施路径3.1 构建成本管理架构，筑牢可持续发展的基础条件3.1.1 建立项目价格管理组织，实现精准管理决策传统的成本管理组织存在管理层级多、系统性管控弱、跨层级的业财融合不足等问题，导致各项成本管理举措无法有效落实。为进一步贯彻规范、强化价格管理工作，设置价格管理委员会，并结合内外价格管理实际，在价格管理委员会下设立科研价格、装备价格、采购价格、标准价格 4 个分委员会。价格管理委员会主任由最高管理者担任，副主任由主管财务的高层领导担任，其余主管业务的高层领导担任成员。财务部门作为支撑部门，负责价格管理顶层策划、体系建设、重大问题/事项决策以及争议裁决等。4 个分委员会分别由高层领导担任主任，各相关职能及业务部门作为支撑部门，负责科研、批量订购以及采购、标准价格管理制度、标准制定，价格审核及管理指导工作。价格管理委员会的建立明确了职责分工，分两个层级开展顶层策划与价格管理，分类制定管理制度，协同各职能管理部门与业务部门间的关系，统筹推进价格管理工作进程。3.1.2 建立项目财务管理体系，推进业务与财务有效融合财务管理信息化是企业在发展过程中必然要经历的一个阶段，通过财务管理信息化实现企业的综合实力进一步的提高，将企业各个部门的数据进行链接和共享，实现监管的时效性、数据的准确性以及制度的完善性2。军工科研院所通过梳理自身科研生产流程的业务活动，寻求业务与财务的关键契合点，在业务活动上叠加财务活动，并根据活动类型建立财务管理体系，包括 6 个方面：项目测算、项目预算、项目财务评审、项目成本控制、项目财务预警及项目成本分析，每个方面均构建流程、设置关键活动及制定相应的管理制度，该体系基本覆盖了项目的全生命周期的事前预算、事中监控、事后评价的全过程财务管理，为精准实施项目成本管控打下坚实的基础。同时，在项目财务管控体系的顶层框架下，制定基于流程驱动的项目全周期成本管控规则，以项目全寿命周期预算管控为手段，立足于科研生产流程，按阶段梳理成本管控关键控制点，对论证、方案、研制、鉴定、保障全过程跟踪参与，逐步实现项目成本事前测算、事中控制、事后评价的过程管理。3.1.3 建立项目成本管理模式，实施全寿命周期经费管控以目标价格为导向，围绕价格确定、成本分解、成本管理、价格调整 4 个方面，制定目标价格管理制度，明确各研制阶段目标价格管理分工、成本控制图 1 基于装备全寿命周期业务的一体化管控总体思路技术热点Technical Focus信息技术与标准化http:/84要求，通过建立项目论证阶段、实施阶段、售后阶段的经费分解数据，并将经费分解数据贯通至项目全周期预算实行经费管控，实现项目实际开支经费受项目经费分解数的刚性控制，全面实现降本增效。同时，基于定额数据的批生产项目，首先建立批产装备返利机制，通过经济杠杆促进有批量前景的产品一定时间内由研发部门研制转至生产部门生产，释放设计师资源，降低生产成本；其次建立生产定额计算方法和标准，形成批产项目定额成本数据库，加强定额过程管理，并根据年度生产任务和产品定额数据，对生产部门下达生产定额目标，规范生产过程执行；再次建立批产装备设计改进专项奖励机制，按材料成本节约总额的一定比例对改进部门予以奖励，促进材料成本降低，生产损耗率可控。另外，坚持深化典型装备批量采购阶梯降价，实行一次性签约、分批次交付、阶梯议价降价模式，根据供方配套层级、采购金额、供方性质(国企、民营)分为非自主重点、自主重点、自主非重点 3 类供方，针对供方特性，分析各类供方的痛点和需求点，求同存异，针对性的制定谈价策略和降价比例，且在谈价议价过程中持续跟踪，分层级协调，打造一体化产业链，充分发挥总体优势和分系统、产品研制企业的技术优势3，确保达到总体降价要求。3.2 推进研发数字化转型，提升装备正向设计质量水平3.2.1 建立基于模型的系统过程方法以 MBSE(Model Based System Engineering，基 于模型的系统工程)方法为指导，从需求工程、系统设计、软件设计和仿真分析方面，提升数字化设计和早期验证能力，可有效缩短研发周期、减少研制件投入、降低后期试验成本，同时提升装备质量水平。在需求层面，针对装备实际应用场景，构建了DoDAF 模型，通过仿真平台，开发装备应用场景仿真演示验证，牵引装备需求、系统能力分析，支撑型号论证。在系统设计层面，基于典型产品开展建模设计，完成系统需求分析与追溯、系统黑盒模型、系统白盒模型。同时，进一步利用 MBSE 方法革新现有设计开发手段。细化梳理形成需求条目,建立视图模型,形成 MBSE 建模指南,进一步提高研制水平和产品质量,缩短系统研发周期3.2.2 建立基于数字模型的产品平台产品平台以缩短研发周期，降低研发成本，提高研发效率为目标，采用模块化、标准化设计理念，打造产品平台和数字化产品样机，实现产品研发模式由定制开发向平台开发的转变，实现产品呈现方式由物理样机向数字模型的转变，实现产品能力展现方式由单一设备级能力向综合系统级能力的转变，形成多系列产品型谱和规范4，在提高产品设计质量的同时，进一步加快产品研发效率，降低产品研发成本。详见图 2。3.2.3 建立基于差异化质量管控流程的协同研发平台由于军工科研院所多专业化、定制化等特点，产品类型多样，通过识别各类装备研制过程要求，分步骤-任务-活动 3 个层级开展差异化研发流程的梳理和设计，聚焦任务/活动产出，以产出要求定义任务/活动；基于差异化流程开展质量合规要素的融合设计，将质量管控要素落实到差异化科研流程中，借助多专业协同研发平台，将人员、工具、流程、数据、知识等进行有机结合，构建基于任务研发流程的跨部门、跨专业、跨团队的协作环境，实现协同研发的管理模式，以及研制过程的设计协同、数据的动态传递、知识的有效共享和重用，纵向支撑跨业务单元、跨部门的组织级协作，横向实现多维度、多要素的研发过程数据管控，借助 IT 手段可视化监控质量管控流程落地执行,通过“工程经验模板化、工具软件集成化、产品设计协同化、项目流程规范化”的研发模式的持续推进,切实提高研发管理效率、专业设计效率和工作质量,实现研发过程持续性的提质降本增效，进一步促进质量管理体系在军工科研院所的落地生根，使得管理体系成为一个看得见、摸得着的实例化系统，质量管理的触角得以延伸到产品周期的任意具体环节中，规避过去侧重成品检验，忽略过程监督控制的做法，便于企业建立质量管理的长效机制5。详见图 3。通过“工程经验模板化、工具软件集成化、产品设计协同化、项目流程规范化”的研发模式的持技术热点Technical Focus2023 年第 9 期http:/85图 2 产品平台模式图 3 基于差异化质量管控流程的协同研发平台续推进，切实提高研发管理效率、专业设计效率和工作质量，实现研发过程持续性的提质降本增效。3.3 持续改善精益生产模式，推动生产流程节拍高效同步3.3.1 实行典型装备生产项目均衡化生产模式传统基于根据产品组成关系和生产加工顺序的计划是分节分段编制，前后关联紧密，调整度大、调整频率较高、管理成本较高，经常出现需求和实际脱节的情况。基于看板拉动的生产模式是根据总装需求，精确计算各工序看板总数，后工序按需求向前工序传递生产指示，具有分段计划自纠偏的功能，降低计划管理难度。建立“只生产必要量的必要物”货店，在生产线边就近存放，解决了工序不同步问题，在保证了准时化生产的情况下减少了过程品堆积和库存成本，缩短了产线领料转运时间，提升了产品准时交付率。详见图 4。3.3.2 开展基于标准作业的整流化作业拆分与重组基于 ECRS 分析法(取消、合并、重排、简化)优化后的整流化工艺明确各个工位的操作内容和作业时间，提高了产线平衡率，同时标准化程度提高，技术热点Technical Focus信息技术与标准化http:/86更具指导性。以某项目天线为例，通过基于标准作业的整流化作业拆分与重组优化后，可以极大提升装备生产效率，包括缩短工期和交付节拍，提升产线平衡率和年产能等。3.3.3 开展数字化柔性生产线建设不断充实先进制造装备和数字化生产线，探索推进自动化、协同化、智能化生产方式，建立数字化柔性加工、装配、表面处理和调试测试生产线，将不同生产工艺节点集中协同管理，提高生产效率，降低生产等待和制造成本，依靠现场感知和生产数字化转型，持续提升加工制造效率和年节约成本。同时，开展数字化调测系统建设，上线产品自动测试系统，打破了行业内传统的手工调试或半自动调试的模式，结合产线管控、工位管控等应用，实现了产品自动装夹、测试、上下线等作业流程，能够有效保障产品调测一致性和效率。3.4 建立运维过程精益保障模式，提升装备服务保障能力水平针对装备综合健康状态管理需求，研究装备状态综合状态评估和趋势预测技术，打造基于一体化平台架构的装备综合健康状态管理系统和故障诊断系统，建立装备健康管理模型和故障诊断模型，实现装备配置信息校验、装备状态综合评估、故障识别定位、早期故障预警和使用场景分析等健康管理功能。详见图 5。充分利用军地双方优势，深化与军内修理厂维修保障合作，探索建立“4S”店服务保障模式，开展多元化的服务保障模式的探索和实践，目前已初步形成修理厂“4S”运维保障模式，提升了装备保障效率，降低了服务保障运营经费。3.5 打造业务体系一体化管控平台，提升装备全过程协同效率基于数据驱动以及业务和财务融合理念，建立成本管控数据中台，通过季度、产品过程进度信息对生产过程成本数据进行统计，对执行过程情况进行分析和预警，有效促进生产过程成本管控，实现了项目完工成本核算、年度/季度成本核算、计划进度成本核算等相关功能的可视化，通过对承载成本管理业务、产品的成本数据开展分析，及时了解变化和趋势，提出改进建议，反向驱动各类业务工作和管理改善，指导资源配置，促进供应链上下游协同发展。同时，探索建立多企业协同设计、分布式制造、多区域运维数据动态共享、装备功能互调、调试结果互认、服务跨域协同模式，以数据融合、协同联试、故障诊断为典型业务，完成分布式设计制造运维平台开发。后续，通过分布式设计制造运维平台建设的深化，整个平台将接入配套单位、外协单位、维图 4 装备生产项目均衡化生产模式技术热点Technical Focus2023 年第 9 期http:/87修厂以及保障网点，对于应用单位对内打通信息孤岛，填补管理空白，实现“大平台+小 App”的应用，提升装备研制效率和质量，对外以供应链管理为抓手，打通配套单位、外协单位的资源管理、计划管理，形成新的管理模式。设计制造运维一体化平台的应用将开创新的业态和新的模式，实现思维方式、工作模式、沟通模式、数据形态的彻底转变，进一步提升装调工艺参数决策准确率,进一步缩短调试周期、联调时间和跨域故障维修周期。4 结语基于装备低成本高质量可持续发展的研究探索与实践，是围绕装备全寿命周期，以体系化、系统化、规范化的管理为主线，以成本、效率、质量的协同为目标，从研发设计、生产制造、运维保障 3 个阶段，充分结合数字化转型升级，通过研究探索建立低成本管控体系，变革产品研发模式，改善提质增效生产作业手段，打造一体化保障工作方式，既提升了成本效益，增强企业经营管理能力，又建强了装备质量水平，增强企业市场竞争力。参考文献1 冯鸿斌,吕宵.关于低成本外包管理体系的研究与践行 J.机械制造,2014(4):78-80.2 钟丽君.企业财务管理信息化应用研究 J.生产力研究,2020(2):130-135.3 罗渠,邱亮,刘畅.低成本航天器研制模式研究 J.国际太空,2018(4):56-58.4 周兵.支持 MBSE 的企业信息管理系统发展与启示 J.电讯技术,2018(7):130-135.5 冯茜,杨磊,薛陶.军工企业质量大数据管理系统的研究与实现 J.电子质量,2020(4):50-52.(收稿日期：2023-09-01)图 5 健康管理模型平台