一种适用商业航天的改进型敏捷项目管理方法研究
发布时间:
2025-11-13
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王迅、孟兆威 中国运载火箭技术研究院 本文刊登于《航天工业管理》杂志2025年第09期

航天型号研制具有鲜明的系统工程特征,这决定了其项目管理必须兼顾严格的过程控制要求与必要的灵活性。N-P-5-3-1(即全寿命周期计划—项目计划—5年市场计划—3 年滚动计划—年度计划)航天计划管理方法以其阶段明确、远粗近细的优势,长期以来在航天领域占据主导地位。该模型通过WBS 工作任务分解的形式,自上而下同时按需求分析、指标分解、方案设计、物资备料、产品齐套、总装测试等步骤逐步推进,确保了复杂系统的完整性和可追溯性。以某型运载火箭研制为例,从方案论证到首飞往往需要几年时间周期,其间涉及数万项技术指标的逐级分解与验证,基于N-P-5-3-1 及WBS 的任务结构化计划管理方式为此类长周期、多接口任务提供了可靠的管理模式。然而,随着商业航天的快速发展和用户需求的多样化,这种刚性管理模式的局限性日益凸显。一个突出的问题是需求变更的响应迟滞,在型号研制后期,即便是细微的技术调整都可能引发连锁反应,导致进度延误和成本增加。这种情况在商业卫星发射任务中表现尤为明显。

正是在这样的背景下,源自软件工程的敏捷方法开始引起航天项目管理者的关注。有管理者提出商业航天软件研制中实践本地化敏捷开发方法,可在提升商业软件质量和开发效率中探索新的途径。有管理者探讨了商业航天运营中如何运用敏捷软件开发涉及的“重构”“自测试”“简化文档”等思路提高管理效能。有管理者应用算法优化实现敏捷总装混流航天产品的排产工作。还有管理者研究了星时代高效创新的军用装备软件敏捷研发过程模型。敏捷开发强调迭代增量、持续交付和快速响应变化,这些理念对于提升航天项目在新时代新形式下管理能力具有重要意义。

一、纯敏捷管理在航天型号研制中的适应性分析

纯敏捷方法在航天系统工程中的直接应用面临着诸多障碍。如果仅仅把敏捷理解为“快速”+“低成本”,仅仅为降低成本盲目删减测试项目,使用低等级的航天器件,因航天系统固有的高复杂性和高风险性,只会给项目研制带来不必要的困难。

航天产品的物理特性决定了硬件迭代的进度相对固定。一枚火箭发动机的试制周期往往以月计,一件航天典型结构产品及电缆的生产周期往往以周计,这与敏捷管理要求“日更”这种快速反应形成鲜明对比。更关键的是,航天型号研制严格的逐级评审和技术状态管理要求,与敏捷倡导的“轻文档”原则存在本质冲突。

另一方面,使用纯敏捷方法在“小步快跑”迅速推进的前提下可能出现所谓“技术债务”问题。由于迭代各系统推进步调不一致,各专业信息交互不畅,可能导致前期因工作快速推进而带来一定的技术隐患。在进入实物装配甚至验收试验时暴露问题,会造成产品返厂改制,甚至指标不能满足要求的被动局面。

二、基于系统工程及敏捷思想混合的创新改进尝试

基于对这两种方法局限性的思考,中国运载火箭技术研究院尝试提出混合管理模式。这种模式不是将两种方法进行简单地机械叠加,而是根据航天项目特点将两者进行有机融合。某型商业航天任务研制过程中,按照“整体上阶段式混合管理,按需开展并行式混合管理”方式指导科研生产及技术方案论证。

1.阶段式混合管理方法

阶段式混合,即在项目生命周期的不同阶段采用差异化策略进行管理。该型航天型号的研制就采用了这种思路:在总体方案和分系统任务初样设计阶段严格执行系统工程管理方案,从研制策划开始做好系统谋划。在方案转段评审、分系统任务书评审等节点严格确保方案闭合,将关键过程文件受控,确保后续不发生方案翻车风险。而在载荷环境参数优化、软件开发等控制系统参数闭合等方面转入敏捷模式,按半周为周期持续迭代论证。在子系统或少数关联的分系统内通过临时IPT(联合办公)、实时语音会议等多种形式加快迭代。迭代过程及论证不影响上一步通过系统工程方式推演发布的性能指标分解结果。这种分段策略既保证了系统指标闭合的有效性,又为评判既有产品环境适应性、关键指标优化提升预留了空间。

2.并行式混合管理方法

并行式混合,即在特定时间段针对涉及的任务子系统同时采用系统工程分解及敏捷化处理策略。以某关键航天动力伺服耦合系统为例,动力、伺服系统结构、防热、电气连接等硬件系统沿用传统的系统工程研制模式,以确保每个技术状态都经过充分验证,并顺利进入总装测试步骤;而该系统的某关键参数,通过冲刺计划会、每日站会等敏捷管理形式在产品论证及生产的同时加速迭代论证。在项目执行的关键阶段,为摸清该指标能力极限,型号决策采用已制产品组织开展精简的伺服动力联试试验。通过采用简化试验方案,保留关键特征参数,精减人员组织模式等方式,在型号总装总测开展的同时并行组织了性能验证性伺服动力联试试验,验证了某关键指标能力极限,化解了型号任务成功的风险。该简化试验的完成周期仅是同类传统试验的1/3,通过并行组织的形式为型号保成功提供了重要支撑。

3.沟通协调机制必要性

在整个研制周期内,项目管理者都需要建立精密且实效性强的接口协调机制。项目组通过周调度会的形式,及时组织各方同步对齐技术状态,确认产品及参数全面、完备、正确。任何一方的变更都做好充分的各方告知,以及触发更改影响分析,有效避免了传统复杂技术管理中出现的“信息孤岛”问题。

三、实施敏捷式航天任务的关键环节保障

1.敏捷式航天任务管理的技术保障 在技术实现层面,混合方法对项目管理工具提出了更高要求。基于模型的系统工程(MBSE)为混合方法的实践提供了新的技术支撑。以研究院某电子平台为代表的全流程数字化平台通过流程电子化的一站式数字模型及仿真结果归档方式,打通了各专业沟通壁垒,有效降低了需求理解的偏差率,提升了跨专业沟通效率。数字孪生技术的成熟为混合管理提供了新的可能性。通过构建物理系统的数字化镜像,项目团队可以在虚拟环境中提前验证技术方案,大大降低了实际迭代的成本和风险。某关键结构总体研制过程中,受到空间尺寸约束小、内装物数量多的矛盾限制,团队采用数字孪生技术,将数字模型按真实尺寸及设计偏差规范化归档,同时组织各方及时反馈产品结构特征变化,将传统的“设计—制造—验证”循环从数月缩短至数周,同时节省了数百万元的实物模装费用。 随着航天领域数字化转型的深入推进,混合项目管理方法迎来了新的发展机遇。云桌面、云文档等共享平台的成熟打破了组织边界,使分布式的敏捷协作更加高效。随着人工智能技术在风险预测、资源优化等方面的应用,混合管理的效能将有望进一步提升。 2.敏捷式航天任务管理的质量保证 质量保证是实施改进方法过程中的一项关键遵循。敏捷式航天型号管理与严格有效的质量管理体系并无矛盾。在实施系统工程与敏捷式混合管理的过程中,应该开展双重质量评审机制。一方面,按照国军标质量管理相关要求,严格在方案转段、投产等关键环节做好技术状态文档的归档及质量评审;另一方面,针对敏捷式迭代论证出现的局部状态偏离,也应做好小迭代的质量审查,对快速迭代更新的过程文件做好留档以方便回溯。针对各项变更均应开展影响域分析,形成待办事项严格跟踪落实,防止因进度过快,协调方较多而引起工作疏漏,为后续深化论证埋下隐患。 在整个论证过程中,按照总体目标将论证过程拆分为多个子项目,各个子项目成果都经过测试,具备可视可集成特征。各个论证子项目互相联系也可独立运行,无需在项目启动就完成所有准备工作,可依靠递增迭代完成整个论证。 图1是某分系统与总体联合论证框图。团队基于知识库建立了总体/分系统目标相对于改进因素的偏导数学模型,按照总体优化+性能挖潜方式,对比了上百种论证参数,优选成熟通用化单机,按照成熟一批、发布一批原则指导产品备料投产等启动性工作,在分阶段逐步细化论证过程中优化参数指标及技术细节,最终在方案指标闭合的前提下,获得了指标性能优异、成本控制良好的总体技术方案。 图1 总体与分系统联合迭代示意图 3.敏捷式航天型号管理的组织文化要求 混合方法成功实施的最大挑战往往不是技术层面,而是组织文化和人员思维的转变。航天机构通常具有深厚的工程文化传统,强调严谨规范和层级管理,这与敏捷方法倡导的开放协作、快速试错理念存在一定冲突。成功的转型案例表明,采用渐进式的组织变革策略更为可行有效。可以先在非关键子系统开展敏捷试点,通过实际成效建立组织信心;然后逐步向其他领域扩展,同时注意保持核心系统的稳定性;最后形成全项目范围的管理体系。在这个过程中,领导层的坚定支持至关重要,需要建立专门的转型指导团队,构建鼓励创新、面向变化、包容尝试的文化氛围,并提供有效的培训,及时解决实施过程中出现的各种问题。 4.敏捷式航天型号管理的人员能力要求 人员能力建设同样不容忽视。混合方法要求项目团队成员具备更全面的能力素质:总体设计人员需要理解敏捷的基本原理,能够为迭代开发提供适当的技术约束;分系统设计人员则需要增强系统工程思维,理解其工作在整体系统中的位置和影响;型号管理人员需要具备快速响应的沟通协调能力及足够的技术迭代理解力。航天研究院部分厂所实施的跨专业轮岗、联合项目实践等方式,既培养人员专业深度,又拓展其知识广度,为混合方法的实施储备了必要的人力资源。统计显示,参与该计划的项目团队,在采用混合方法后的适应期比普通团队缩短了50%,项目绩效显著提升。

四、结束语

面对日益激烈的商业航天竞争,本文分析了敏捷式管理方法在传统航天型号研制中出现的一些有待提升的方面,分析提出并实践了混合式航天敏捷项目管理改进方法。该方法强调“整体上按照阶段式混合管理,按需开展并行式混合管理”。研究院各单位各类数字化平台为改进方法提供了坚实的技术支撑;严格的全环节质量风险控制及问题督办机制是避免技术债务的有效抓手;鼓励包容的组织文化建设及跨专业全面的人员素质是实施改进敏捷式管理方法的全面保障。在系统可靠性未降低的前提下,使用本文提到的管理手段,可平均缩短20%以上的研制周期,降低15%以上的质量成本,同时提高技术创新成功率。这些成果对于推动我国商业航天项目管理现代化具有重要的理论和实践价值。
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