马雪梅、李雅琼、雎冬名、卜朝燕、胡良元 /中国航天系统科学与工程研究院
航天型号研制是由相关部门开展的航天器、运载火箭及导弹产品的研制工作，以项目团队为主体完成型号方案设计、初样研制、正样研制、飞行验证或在轨测试等过程，一般包括计划论证阶段、方案阶段、工程研制阶段和定型阶段。航天科研生产研制模式是为了满足和实现航天科研生产和成功研制的既定目标，组织相关研制资源与要素，形成贯穿型号研制全生命周期（研究、开发、设计、生产制造、试验、发射）的一整套相对稳定的方法、活动和组织运行方式，主要回答“研制什么”“由谁研制”“如何研制”“在哪研制”“如何组织管理”等一系列与型号研制相关的问题。
党的十九大明确提出了建设航天强国的宏伟战略目标。未来航天重大工程任务复杂度更高、技术难度更大、研发周期更长，对航天型号研制的技术、工艺、试验能力都提出了更高的要求，急需能提升研制效率的生产管理方法，来提高型号研制效率，降低研制成本、缩短研制周期、满足进度需求、提升产品质量。相较于国外主要航天国家简化设计、降低成本、大协作和短流程的科研生产研制模式，我国航天科研生产研制模式仍处于发展与探索阶段。另一方面，我国航天在取得一系列举世瞩目成就的同时，也日益呈现出多型号研制并举、高密度发射的研制特点，但航天主要科研生产及研制单位均面临不同程度的研制能力不足、短期内研发能力无法实现较大提升、研制进度紧张、技改技措条件建设落后于型号研制进度和需要等问题，科研生产研制模式已不适应当前社会发展，因此，急需对我国科研生产的研制模式进行改进，通过简化设计、降低成本的精益化研制，实现降成本、提质量、缩周期，推动我国航天科研生产能力的提升。在我国迈向航天强国的关键时期，如何优化和创新我国航天科研生产研制模式尤为关键。
在当前中国从航天大国迈向航天强国的关键时期，具备一流的航天科研生产研制模式是建设成为航天强国的必要保证，加快航天科研生产研制模式转型升级，对我国航天强国建设、国家综合实力提升有着十分重要的意义。
1.调整、优化和创新航天科研生产研制模式是驱动航天技术跨越发展的重要引擎
创新航天科研生产研制模式是未来我国航天工业发展的重要方向和战略任务。推动航天科研生产研制模式转型升级，可以强力引领机、电、光、液等各个领域技术的改造升级、创新和迅猛发展，牵引精密制造技术、新材料、新工艺等相关领域科研能力、生产能力的大幅度提升，对我国科学发展和技术进步发挥巨大的牵引作用，提升我国工程技术整体发展水平和科技综合实力，进一步推动我国在一些关键领域形成引领世界相关技术发展的优势能力，实现航天技术的新跨越，强有力地支撑航天强国建设。
2.调整、优化和创新航天科研生产研制模式是支撑和带动我国航天工程任务的核心基础与必要保证
推动航天科研生产研制模式转型升级，是我国进一步开展载人航天、月球探测、火星探测、太阳系行星探测等一系列重大航天工程任务的必然要求，可大幅提升我国进出空间、利用空间、控制空间的能力，满足我国探索深空、大规模开发和利用空间、拓展人类生存空间、维护我国日益扩大的太空利益的战略需求，保障后续航天任务的顺利开展，为我国航天未来发展提供更大的舞台，是航天强国的重要标志，对我国国家工业发展、航天发展、国防发展都具有非常重要的意义。
3.调整、优化和创新航天科研生产研制模式可有效带动相关工业基础能力迈上新台阶
推动航天科研生产研制模式转型升级，在协调模式、组织模式、监管模式、实施模式、运行模式、保障模式、提供模式、执行模式等方面将产生必要和重要变革，可以提高航天型号设计、仿真、设计生产和试验验证能力，完善关键零部组件的研制保障能力，带动航天研发制造体系转型，同时牵引航天发射场、测控、地面应用、航天器等其它相关领域的协调发展。此外，推动航天科研生产研制模式转型升级，不仅能促进航天技术的进一步发展，还可应用于核、航空、电子、船舶等其他重要领域，加速推动相关行业的技术创新发展和跨越，推动国家基础工业水平的整体提升，带动我国现有研制模式的整体变革和创新，增强国家核心竞争力。
4.调整、优化和创新航天科研生产研制模式是航天践行国家军民融合深度发展战略的重要支撑
推动航天科研生产研制模式转型升级，可以最大程度利用社会智力和条件资源，集智攻关使研制流程更优，利用军民协同提升型号的研制效率，全国协作共同完成研制任务，同时带出若干符合市场需求的产品、技术和能力，带动航天产业发展。
历经60 多年波澜壮阔的发展，我国航天按照系统工程思想逐步形成了适合中国航天型号研制需要的，由总体、分系统、关键单机设计、试验、生产单位构成的组织管理、运行机制和研制能力布局，在研发设计、生产制造、试验验证等方面奠定了坚实基础，建立了一套覆盖研发、设计、生产、制造、试验等环节的独立自主、完整配套的科研生产研制体系，在保障我国航天事业发展中起到了至关重要的作用，但现有研制模式已难以适应航天强国建设需要，与研制时间紧、任务重、经济性要求越来越高的发展趋势产生了较大矛盾。
1.研制思维与理念具有一定的局限性且研制手段欠缺
当前，航天科研生产研制的新方法、新理念、新手段均取得较大进步，但总体上，研制模式的进步越来越受思维习惯的制约，部分管理人员管理理念跟不上时代发展，研制思维与理念存在局限性，需要改变型号人员思维、理念和习惯。同时，研制手段也相对欠缺、创新不足。以航天器试验环节为例，虚实结合的手段欠缺、创新性的方案研究不够等问题突出。国际上采用的缩比验证、虚拟现实（VR）、3D 打印、飞行试验等创新性试验方案在我国应用并不多。以测试环节为例，我国智能化的分析手段和有效便捷的自动测试手段极为缺乏，多学科多专业联合仿真协同不够，且测试项目复杂，全周期测试流程长，导致需要投入大量的人力资源。此外，支撑航天科研生产研制所需的共性技术基础和关键工艺能力严重不足，缺乏高效的研制手段和保障能力。
2.航天各型号间及各研制关键环节间的融合共享不足
航天型号产品的系统性和复杂性决定了其不可能由某个单位独立完成，但现有模式缺乏系统性的“一盘棋”规划，型号之间以及各研制关键环节之间的管理缺乏有效的协同和交流，导致部门、单位之间的资源、技术、信息和人员的融合共享不够充分，同时固有的统筹能力不强的特点又加剧了协调工作的难度。型号研制进度与物资采购、生产制造、计划调度、人力资源以及绩效考核等方面的配置不完全协调，部门、单位内部型号之间相互争夺资源的现象时有发生，这也逐渐成为制约航天科研生产研制模式优化和创新的瓶颈问题。此外，传统的依靠设计经验的分布式设计和串行大周期迭代工作模式，带来研制链条长、管理流程僵化、技术状态不统一、通用性差的问题，研制总体和分系统、多学科多专业并行协同不够、单位壁垒多、专业耦合性差，难以解决复杂耦合问题，造成研制周期长、重复性劳动较多、资源使用效率低下、研制成本居高不下。
3.航天科研生产研制的知识和数据管理能力亟待提升
在航天60 多年型号科研生产研制过程中，随着型号种类和数量的日益增多，积累了大量全寿命周期的研制数据和宝贵研制经验，这些历史数据对于推动航天科研生产转型升级具有重要价值。但是，目前还缺乏深度的知识、数据发掘及管理，知识化、平台化能力不足，行业之间、单位之间、型号之间知识共享不够，跟不上研制任务的需要。知识和数据管理手段亟待完善，实际的管理水平不高、难度大。例如，一些业务还在以纸质文件流转，业务过程执行效率偏低，且无法实现业务过程的统一管理，也无法保证数据的准确性和标准化，质量追溯和持续改进能力不足。
4.信息化、智能化水平与世界一流水平存在较大差距
当前，基于信息化、智能化的协同管理手段不足，航天科研生产尚未形成相对系统的自动化能力，研制生产过程的自动化控制、数字化加工水平低，智能化、柔性化制造发展水平不够，具体表现在：信息智能技术尚未融入研制全流程，模式手工作业仍然占据一定的比例；
数字化建模和仿真、先进的研发设计理念和方法应用不够，基于模型、集成供应链、虚实融合的研究理念急需提升；
相配套的自动化辅助工艺装备严重不足，难以保证型号制造过程的稳定性和持续优化。
瞄准我国航天强国建设和未来航天任务需求，对标世界一流航天科研生产的研发、设计、制造、试验和验证体系水平，航天科研生产研制模式建设应立足长远、着眼未来。以全寿命周期管理为主线，以提高研制质量、效率和效益为目标，统筹整合需求和能力、优化配置构成和布局。从理念、标准、工具和手段等方面进行革新，通过坚持不懈的努力，使我国真正具备完备的先进设计、制造和试验等保障能力和技术基础，确保研制生产的先进性、经济性和适用性，实现研制水平国际一流，助力我国航天工业发展，支撑航天强国建设。
1.贯彻系统工程思想，坚持继承、优化与创新并重
航天科研生产研制是一项庞大的复杂的系统工程，研制模式构成要素包括体制机制、组织架构、人才队伍、资源文化等，研制过程呈现控制因素多、过程阶段要求高等特点，需统筹做好顶层设计和规划，持续开展相关战略规划和研究，建立科学合理、创新、高效的组织机构和运行机制，及时协调设计、工艺、制造、实验、运输等环节的研制工作，保障研制过程中的重要、共性问题得到及时解决，保证研制目标、行动和能力的匹配，切实推动研制模式的创新和升级。特别要把系统工程的思想用在共性的型号研制管理、流程优化上，解决型号研制的共性问题，将经验升华为组织的知识。我国航天60年发展积累大量宝贵经验，如航天系统工程总体研制模式、指挥系统和设计师系统双线技术和计划管理模式以及成功的质量管理模式等，在充分继承这些宝贵经验的基础上，研究航天科研生产模式转型升级的关键要素、核心问题以及新方法、新技术、新手段在研制过程中的应用，创新研制各环节中需要改进的地方，如串行分布式设计模式、信息化水平较低的生产制造模式、传统试验方法以及相对传统的管理理念等。
2.建立健全数字化信息化研制体系，提升研制水平
强化航天科研生产研制全流程的数字化、信息化手段，促进数字化、信息化与型号研制业务相融合。以并行工程为指导思想，实施数字孪生、数字驱动，构建基于流程和知识管理，能够覆盖航天科研生产研制全寿命周期、全要素，数字化驱动的综合科研生产研制平台。构建完整的结构化知识库，加强数据资源管理能力，开展数据治理，突破设计、仿真、试验验证和生产瓶颈，实现各型号、各系统、各单位在统一架构下的互连、互通，实现各个设计、生产单位在几十年研制生产过程中积累的数据共享，实现设计、生产、试验、总装的一体化、信息化、智能化，实现全寿命周期、全要素数字化的综合管理，形成高效、可靠的数字化研制流程及成熟的先进技术应用能力，加快提升研制的整体效率和质量。统筹规划数字化相关软件建设，布局和积累一批核心知识产权，同时研究制定相关知识产权保护、共享、分配机制，促进在行业、单位、型号之间知识共享。广泛应用基于模型的系统工程，能够融入研制全周期，各专业各环节实现模型化，形成从概念到最后发射，从总体到单机，从试验到测试的全研制过程模型，全过程集成运用。打造具备数字化信息化技术及管理能力的人才队伍。
3.革新理念和方法，加强关键核心技术和技术基础布局
加强基于模型的研制思想（MBSE）、基于产品研发的思想（IPD）、集成供应链思想（ISC）等先进理念和方法在航天研制过程中的应用。突破一批制造关键共性技术，提升高档数控机床、工业机器人、增材制造装备、新型传感器、测量仪表水平，加强基础支撑技术建设。软件方面需要重点研究软件国产化、软件工程化、软件复杂度、软件自主可控等。加强标准、计量、可靠性、原器件材料、实验验证保障等技术基础，完善基础准则和规范。此外，标准规范是高效航天科研生产研制的通用要求，在研制工作中占有举足轻重的地位，要注重航天科研生产研制的标准和规范建设，按照“规范先行，标准跟进”的思路，建立覆盖基础、数据、技术、管理等多个维度的研制标准规范体系。
4.坚持“小核心、大协作”发展方向，实现军民深度协同
航天科研生产具有研制难度大、关键技术多、新材料新工艺多，技术跨度大等特点，对承研单位的技术创新能力和基础设施建设要求较高，协同创新的范围和规模大，需要全国军民多个部门大力协同，具有典型的军民协同创新需求和特点。因此，需要探索广泛的合作模式，最大程度利用社会智力和条件资源，鼓励航天系统内外企业、高校、民营企业广泛参与，集智攻关，提升型号研制效率。进一步解放思想，将成熟的型号整体推向市场，把国有科研力量从繁杂的生产任务中解脱出来，有助于提高待遇、专心科研，但所有型号研制生产都需经国家审批。针对全国协作共同完成研制任务，建立完整配套的产品和技术供应商网站平台，打破信息沟通的壁垒，可以从市场采购产品中非核心零部件，充分利用社会资源完善配套，实现全国大协作。军民协同的核心是标准的统一化制定，在军民协同标准化过程中，军用产品核心部件和先进标准一定要坚持自主可控。
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