空间站工程中的产品研制项目管理模式研究

张帅 /北京空间飞行器总体设计部

闫峰 /深圳航天东方红海特卫星有限公司

1971—1985 年，前苏联先后发射了7 个“礼炮号”系列的空间站，1973 年美国也成功发射了“天空实验室”空间站，但此期间发射的空间站都为单项目的空间站，采用传统的单项目管理模式。1986—1996 年，前苏联/俄罗斯共发射了7 个不同型号模块，并由此组建完成了“和平号”空间站。“和平号”空间站由前苏联/俄罗斯一国建造，发射和组建的周期较长，且各模块型号构型和用途各不相同，是典型的多项目管理模式。现有的国际空间站是从1998—2011 年历时13年由美国、俄罗斯、日本、加拿大和欧盟共同组建完成的，也是迄今为止最复杂的空间站，大部分模块由不同国家设计建造，且利用跨国合作模式最终完成组建。国际空间站的项目管理特点与我国空间站工程的项目管理特点较为相似，但各国利用各自的优势资源分别开展项目管理，与我国国情不同。我国空间站工程将在未来几年时间独自完成在轨组建，组建期间将完成十余次载人航天器的发射任务，发射密度之高，在载人航天发展史上实属罕见。因此，如何在短时间内完成不同类型载人航天器的研制和巨量航天产品的生产，如何解决好资源冲突严重、人力资源复用率低和复杂产品多专业协同效率低等问题，都是空间站工程项目管理从未涉及到的问题。

此前，国内外学者从不同的角度对项目群、多项目管理方法进行了研究，项目群管理理论也趋于成熟。2009 年，中国海洋大学的纪曙光研究了基于复杂系统的多项目管理理论与应用，利用复杂系统理论可以解决多项目管理中的目标不协同、信息沟通不畅和资源冲突等问题。2015 年，湖南大学张人龙研究了多项目关键链柔性资源配置模型及其算法，指出多项目管理的核心是如何提高项目资源配置效率。2011年，南京师范大学的江超开展了基于复杂系统理论的多项目资源冲突管理研究，研究表明，项目冲突管理是影响项目群管理成功的重要因素。这些研究和探索，对于解决我国空间站工程多任务的项目群管理模式和多线程产品研制管理中所面临的问题具有一定的借鉴意义。

上海大学陈珩结合工作实践对我国载人航天工程中的载人飞船项目管理进行了较为深入的研究，但未涉及载人飞船与货运飞船等多种载人航天器并行研制的多项目管理。中国空间技术研究院张宝对急剧增长的通信卫星系列任务的项目群管理模式进行了探讨，国内“北斗”导航卫星系统的项目群管理也给出了成功的案例，但对同时管理不同类的多个复杂的项目群管理模式没有提及。由于空间站工程任务和研制模式的特殊性，所面临的问题更为复杂，还不能直接应用上述这些成果。

在此，笔者针对我国空间站工程的项目特点，在吸收和借鉴国内外项目管理先进经验的基础之上，提出一种适用于多任务、短周期、高密度发射的空间站工程的产品研制项目管理模式，以期加快项目进度、高效利用资源、合理分配成本，进而快、好、省地完成空间站工程任务。

一、空间站工程的项目特点

我国载人航天领域航天器，如载人飞船、货运飞船、空间目标飞行器、空间实验室等传统的项目管理模式主要是单项目管理模式，即在组织内部设置专门的项目管理机构，按照项目管理要素开展单项目管理工作或多项目集成管理工作。分承制方一般配置专门的研制和管理队伍，并按照项目进行矩阵式管理，有利于促进项目产品体系和项目管理系统的高效运转。但是，空间站工程的项目管理呈现多任务、多项目的项目群管理特点。空间站工程不仅包括核心舱、实验舱I、实验舱II 和光学载荷舱4 个全新的载人航天器的研制任务，还包括多艘载人飞船和货运飞船这些成熟型号的工程研制任务，而且各工程研制任务之间交叉并行严重、任务研制周期紧张、资源冲突严峻，原有的单项目管理模式已满足不了空间站工程任务的需求。

空间站工程的产品研制呈现出“多任务、高密度、多线程”的特点，产品种类达到几百种，每种产品投产数量多达几十台，有些成熟、通用化产品甚至达到上百台的小批量量级。除了产品种类繁多、数量较多之外，产品的研制阶段也不尽相同，有的处于原理样机研制阶段，有的属于初样产品研制，还有的是正样产品研制。在同一时间产品设计、生产和试验等多线程并行研制已成为常态，分承制方的资源配置问题尤为突出。

此外，空间站工程的长寿命和在轨维修的需求决定了部分产品的复杂程度增大。例如，空间站中很多舱外维修需要借助机械臂等复杂产品的参与，这类复杂产品的典型特点是技术跨度大、专业覆盖广和过程控制难度大。

二、空间站工程产品研制项目管理模式

1.项目管理架构

基于对空间站工程任务和产品研制的特点分析，笔者提出如图1 所示的空间站工程产品研制项目管理架构，并从型号和产品2 个维度开展项目管理。一方面，由空间站工程项目办公室组织实施空间站工程多任务、多型号的项目群管理工作；另一方面，按照“设计与生产分离”与“新研和成熟分离” 的原则开展差异化的产品研制管理。根据宇航产品的成熟度和复杂度将空间站工程的宇航产品分为通用型产品、一般新研及改进型产品和复杂新研型产品3 种类型。

2.多任务的项目群管理

图1 空间站工程的产品研制项目管理架构

组建成立空间站工程项目办公室，按照载人飞船项目群、货运飞船项目群、空间站项目群和光学舱项目开展组织级的多任务项目群管控工作，在组织内对载人航天领域内的资源进行动态配置和管理。

在型号进度和质量控制方面，每个项目群配置专职计划管理人员，掌握型号的最新进展，确定进度的及时跟踪；产品保证管理人员则采用交叉兼职的配置方式，确保能够全面掌握产品过程管控质量要求的一致性。

在人力资源统筹方面，每个型号的每个分系统仅专职配置一名主任设计师，其他专业设计师和实施人员在不同型号、不同分系统间流动，以最大限度的人才复用实现专业共享和融合。

在产品研制方面，对一般新研和改进型产品，设计之初就按照“可通用化的定制产品”进行设计，尽可能减少产品的型谱；产品生产时强调产品的“批生产性”，特别是机械类、机电类产品，采用分批次、阶梯式投产的模式，使原材料、生产设备和试验资源等滚动备份，最大限度地提高资源的利用效率，减少资源的浪费和研制周期。

3.通用型产品的去型号化批生产管理

通用型产品是指应用于多个型号且成熟度较高、技术状态固化的产品。对于这类产品（如火工锁、天线、热管和热敏电阻等），关注的重点在于其生产过程的质量控制、产品性能的一致性和产品验收交付。

按照通用型产品“设计与生产分离”的原则组建产品办公室，主要负责技术状态固化的通用产品生产和集中管理。产品办公室组织实施通用产品订单式的采购—生产—验收模式，开展产品精细化管理，将计划、质量、经费等关键要素统一纳入管理系统中，通过订单管理实现“去型号化”组批投产。各型号根据研制任务需求，利用通用产品信息库完成“订单式”的产品选用需求，再由产品办公室对各型号的需求进行分析统筹，实施组批投产，并组织实施跟产、验收等工作，有助于有效减少不同型号在同一产品实现过程中的人员投入，大幅降低人力成本，实现通用产品的降本增效和进度保障。

4.复杂新研型产品的系统化项目管理

传统的产品研制是以专业进行划分的，这种模式对于复杂程度一般的产品来说，应该是可行的。然而，对于空间站工程中诸如机械臂、柔性太阳翼、压气机等复杂新研型产品，如果仍然以这样的研制模式开展研制，势必造成不同专业研制部门的接口协调量增加，造成管理的复杂化。同时，跨部门和跨单位协作过程中往往受部门利益的影响，在性能指标优化、沟通深度和频率上都大打折扣。

图2 机械臂研制的系统化管理与专业融合

图3 各项目间产品数量与人员投入数量对比图

对于空间站工程中复杂新研型产品，需要组建专门的研制部门或系统室，融合配置多个技术专业的人才队伍，集中负责系统设计、优化和研制，并将这类产品的研制管理从单机管理模式提升为按系统工程需求构建的项目管理模式。例如，空间站机械臂就是按照系统工程需求构建的组织架构（见图2），通过建立若干个分系统，统一指挥调度各专业间的协同融合，从而大大提高该类产品开发的效率，实现产品的最优最简目标。

三、应用成效

某航天器总体单位承担着空间站工程的大量分系统和产品的研制工作。为适应空间站工程研制任务的需求，该单位采用了适用于多任务、短周期、高密度发射的空间站工程的产品研制项目管理模式，组建了载人航天项目办公室、产品办公室和机械臂研究所，并应用图1 中的产品研制项目管理架构对空间站工程中的产品研制进行了项目管理实践。

载人航天项目办公室承担该单位全部空间站工程型号任务的管理工作，是典型的多项目管理机构，通过运用各种多项目管理方法实现项目管理目标；产品办公室统一对火工锁、天线、热管和热敏电阻等通用型产品实施组批生产管理；机械臂研究所内汇聚了总体人员和计算与控制、动力学、光学视觉、结构、机构、总装和测试等相关专业的专业人员，负责空间站机械臂等复杂新研型产品的研制工作。

图3 为载人飞船、货运飞船、空间站系统和整个空间站工程产品相对数量与人员投入相对数量比较示意图。空间站工程与某个载人飞船相比，产品数量增加了16 倍之多，而人员投入只增加了3.75 倍。可以看出，通过对组织管理模式的调整，大大提高了人员利用效率，降低了人力投入成本，极大地提高了整个空间站工程的研制效果。

适用于多任务、短周期、高密度发射的空间站工程的产品研制项目管理模式在项目实践中取得成功，其能实现成功应用的原因主要有3 个方面：一是针对我国空间站工程项目管理特点和产品研制特点，从型号和产品2 个维度改进项目管理模式，以适应空间站多任务的管理需要，减少组织内部型号间资源冲突和提高资源统筹利用效率；二是将产品按照一般新研及改进型产品、成熟通用型产品和复杂新研型产品进行差异化管理，将资源进行优化重组，提高人力的复用效率，降低产品研制成本；三是针对复杂新研型产品，按照系统工程需求构建系统级的组织架构，统一指挥调度各专业间的协同配合，提高该类产品研制效率，实现该类产品的最优管控。