面向裝備體系工程全過程的信息化建設

毛羽飛，劉亞民，郝書婷

（上海船舶電子設備研究所，上海 201108）

0 引言

體系思想引起了軍事領域的深刻變革。近年來美軍具有代表性的體系發(fā)展項目主要包括未來作戰(zhàn)系統(tǒng)、海軍未來遠征作戰(zhàn)體系、彈道導彈防御體系和全球對地觀測體系等。由于技術發(fā)展、政策導向和多樣化任務的不確定性，裝備體系發(fā)展建設方案具有一定的靈活性、適應性和魯棒性。

隨著裝備體系工程研究成果在工程中的應用和發(fā)展，面向裝備體系工程全過程的信息化建設成為研究的必然趨勢。信息化建設在完善現(xiàn)有成果的同時，還應放眼體系工程的發(fā)展遠景，提前開展研究以適應裝備的發(fā)展趨勢。

近些年來，在航天和兵器等領域針對裝備體系工程過程的重點要素開展的信息化創(chuàng)新研究和實踐取得了很好的成績。中國兵器工業(yè)第二〇八研究所構建了輕武器數(shù)字化協(xié)同研制模型，總結了輕武器數(shù)字化協(xié)同研制模式的運行步驟，通過引入并行工程和成熟度的理念，成功實現(xiàn)各類資源的共享使用，開創(chuàng)了輕武器并行協(xié)同研制新模式，是數(shù)字化協(xié)同設計的實踐典范。北京航天長征飛行器研究所基于信息化平臺的集成裝調型生產(chǎn)現(xiàn)場建設，以信息化手段為抓手，高效銜接和集成各生產(chǎn)業(yè)務，打造集生產(chǎn)裝配、調試測試、檢測交付于一體的精益生產(chǎn)體系，可有效降低生產(chǎn)成本、促進經(jīng)濟增長、推動研究所的可持續(xù)性發(fā)展。中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所提出了基于企業(yè)級知識平臺框架的裝備信息化平臺規(guī)劃、設計和建設方案，優(yōu)化裝備管理流程，整合資源，推進裝備信息化與研究所整體信息化的協(xié)同建設。在研究所頂層設計中，該研究所通過將多維度融合驅動裝備保障與知識化和智能化相結合，達到試驗裝備高效、可靠、智能的運行效果，實現(xiàn)裝備保障的智慧化變革。本文以現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)為基礎，提出一套可實現(xiàn)全要素管理、全過程管理、體系管理和知識管理的完整體系。

1 裝備體系工程信息化需求分析

國際形勢的發(fā)展、科研院所普遍承擔繁重任務的現(xiàn)狀，以及高新技術武器裝備研制任務的迫切需求，均要求研究所在科研手段和管理體系上具有更強的科學性和先進性。面向裝備體系工程全過程信息化系統(tǒng)的研究和建設成為承制單位的必然選擇。

首先，在進行裝備體系工程信息化需求分析時，應總結和繼承傳統(tǒng)信息化需求分析的優(yōu)點。優(yōu)秀信息化平臺的需求分析能夠覆蓋項目立項、預研、設計驗證、結題交付、成果轉讓和售后服務等整個生命周期，并能夠實時、有效地控制項目進度，方便相關部門間的協(xié)同合作，實現(xiàn)資源最優(yōu)化利用，提高研發(fā)、試驗和科研的管理水平，縮短開發(fā)周期，提升產(chǎn)品的設計質量，降低成本。

其次，要針對裝備體系工程的特點，總結過程要求。裝備體系工程強調通過建立和實現(xiàn)某種高標準來推動內部分系統(tǒng)間的相互操作。構成體系的各要素之間為松耦合關系，具有較強的獨立目標和工作能力，可根據(jù)不同任務需求進行快速重組和分解。面向裝備體系工程的信息化平臺的需求分析應覆蓋體系開發(fā)與管理的全過程，針對需求實現(xiàn)建模與分析、體系仿真、數(shù)據(jù)資源管理、供應鏈管理、產(chǎn)品壽命周期管理等功能，以數(shù)字化產(chǎn)品為核心實現(xiàn)模型傳遞和業(yè)務流程優(yōu)化，具體見表1。

表1 全過程信息化需求分析

最后，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)面向不同領域專家的設計和開發(fā)服務。通過信息化平臺實現(xiàn)交互操作，并逐步積累各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析手段，形成知識圖譜，為頂層決策提供準確支撐。

2 總體方案設計

2.1 目標

面向裝備體系工程全過程的信息化建設目標見表 2，在現(xiàn)有信息化系統(tǒng)實現(xiàn)的業(yè)務管理、重點過程管理、裝備自身管理和信息管理的基礎上，實現(xiàn)全要素管理、全過程管理、體系管理和知識管理。

表2 信息化建設目標

2.2 總體方案

面向體系工程全過程的信息化總體方案以追求卓越產(chǎn)品為目標，以人為本，提高信息化平臺用戶的體驗感，構建具有面向體系工程全過程要素的信息化能力體系。

如圖1所示，該總體方案重點從以下5方面開展建設規(guī)劃：

圖1 總體方案

1）建立統(tǒng)一高效的管理平臺，開發(fā)基礎平臺層，形成可編輯的管理流程，實現(xiàn)開放智慧管理。

2）搭建基于模型的多專業(yè)協(xié)同設計平臺，建立基于一體化物料清單（Bill of Material，BOM）的產(chǎn)品協(xié)同研制過程，構建產(chǎn)品數(shù)據(jù)的唯一源頭，形成多專業(yè)、多學科并行優(yōu)化設計模式，從而提升產(chǎn)品設計效率、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、強化產(chǎn)品質量管控力。

3）集成智能開放的集成制造平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的精細化管理，進而大幅提升生產(chǎn)管理水平，實現(xiàn)降本增效的目標。

4）推進產(chǎn)品壽命周期管理，實現(xiàn)有計劃、有針對性的全壽命周期數(shù)據(jù)和信息的跟蹤和管理。

5）建立數(shù)據(jù)庫和分析系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)積累和精準分析，通過大數(shù)據(jù)分析手段，形成知識圖譜，為頂層設計和決策提供準確有效的支撐。

3 建設要點

3.1 建立統(tǒng)一高效管理平臺

以建立統(tǒng)一高效的管理平臺為目標，重點完成基礎平臺層的搭建，形成流程自主、柔性且可編輯的基礎平臺，實現(xiàn)管理流程化、流程標準化、標準數(shù)字化、數(shù)字表單化。整合現(xiàn)有多個辦公信息系統(tǒng)，實現(xiàn)協(xié)同管理，提高工作效率，增強業(yè)務操作便利性和靈活性，助推單位科研和管理綜合業(yè)務能力的提升。

科研院所的管理理念落實到管理制度及管理流程后，最終將體現(xiàn)在管理的信息化建設上。信息化建設要格外注意創(chuàng)新工作方式，追求開放和高效的管理。信息化系統(tǒng)不能固定不變，要能夠隨理念和制度的變化相應做出適應性改變。

在管理平臺信息化建設的過程中，若效率和質量發(fā)生沖突，需要優(yōu)先考慮質量，把質量作為管理工作關注的重點。

3.2 搭建數(shù)字協(xié)同設計平臺

科研院所研發(fā)任務難度大、技術含量高、研制周期短，傳統(tǒng)基于文檔的設計模式已很難滿足需求，迫切需要更新研制模式以縮短研制周期、減少研制成本。

通過數(shù)字化協(xié)同設計，實現(xiàn)總體與分系統(tǒng)之間的有效溝通，可大幅提高設計效率、產(chǎn)品的工藝性、可裝配性及競爭力，如基于模型的系統(tǒng)工程方法具有知識表達無二性、可重用、系統(tǒng)設計一體化等優(yōu)點。

在協(xié)同設計平臺建設中，需針對專業(yè)特點，詳細開展需求分析、交互操作分析和流程分析，進行本行業(yè)、本單位的本地化適應性改進，照搬其他單位的先進成果不一定適應本單位研制任務的特點。

3.3 集成智能裝備制造平臺

可分期建設和集成智能裝備制造平臺，利用科研院所體系完善、管理規(guī)范、研發(fā)能力強的優(yōu)勢，推進研產(chǎn)一體化，實現(xiàn)降本增效。

初期，針對規(guī)模小、效率高、信息化程度高、有一定批量生產(chǎn)能力的項目，建成、集成裝調生產(chǎn)線。

中期，持續(xù)改善、推廣建設，以適應日益增長的型號批生產(chǎn)能力，逐漸完成生產(chǎn)線、流程、分工等信息化條件建設。在硬件條件方面，建成代表性的集成調試、總裝、試驗、檢驗的裝備制造部門；在軟件條件方面，制定管理辦法、任務流程、工藝規(guī)范和成本統(tǒng)計等，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的信息化管理。

后期，建立生產(chǎn)體系與科研體系的關聯(lián)，利用信息化系統(tǒng)對各生產(chǎn)要素進行信息化管理，不斷完善，持續(xù)升級，助推科研院所向智慧化方向發(fā)展。

3.4 推進產(chǎn)品壽命周期管理

產(chǎn)品壽命周期數(shù)據(jù)的積累和管理非常重要，從產(chǎn)品規(guī)劃到產(chǎn)品報廢的整個壽命周期中，各種復雜的數(shù)字化信息數(shù)據(jù)越豐富，信息管理系統(tǒng)的運轉就越有效，對生產(chǎn)、決策和運營的支撐準確程度就越高。

從產(chǎn)品壽命周期履歷和維修保障等的管理入手，實時采集生產(chǎn)過程質量數(shù)據(jù)，關注事中控制和事后分析，持續(xù)改善產(chǎn)品質量。豐富大數(shù)據(jù)的內涵，推動建立裝備智慧保障體系，進而更好地支撐裝備的研制。

3.5 建立數(shù)據(jù)庫和分析系統(tǒng)

建立數(shù)據(jù)庫，提前規(guī)劃數(shù)據(jù)分析框架，通過全面、準確、及時地獲取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)精準數(shù)據(jù)挖掘，從而為管理決策提供輔助。利用大數(shù)據(jù)分析手段整合零散信息，并通過內部量化評估模型進行實時分析和動態(tài)監(jiān)控。

在實際建設中，要特別注意傳統(tǒng)檔案管理系統(tǒng)和辦公自動化（Office Automation，OA）系統(tǒng)使用的載體不同，做到數(shù)據(jù)存檔無縫鏈接。在系統(tǒng)開發(fā)中，將OA系統(tǒng)和檔案系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)兩系統(tǒng)物理上或網(wǎng)絡上的無縫鏈接。逐步健全檔案管理系統(tǒng)后，統(tǒng)一管理檔案中的數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析。提升信息化數(shù)據(jù)的挖掘和提取能力，提升智慧輔助決策功能，為后續(xù)的發(fā)展提供基礎支撐。

4 信息化建設發(fā)展原則

4.1 堅持統(tǒng)籌兼顧

信息化建設應堅持統(tǒng)籌兼顧的原則。信息化建設項目推進過程中涉及較多的部門，強化信息化建設頂層設計往往需要各相關部門間的高度支持與配合。成功的信息化建設大多經(jīng)歷多期建設和升級優(yōu)化，往往需要在建設和使用過程中經(jīng)過多次規(guī)模較大的修改。這就需要在建設規(guī)劃之初，堅持統(tǒng)籌兼顧，分步實施，構建方法科學、機制靈活、技術先進、政策精準的工作體系，持續(xù)提升質量效益。

4.2 堅持自主可控

信息化建設應堅持自主可控的原則。確保數(shù)字化技術應用的核心技術、關鍵工具、關鍵裝備和關鍵基礎設施自主可控。國產(chǎn)互聯(lián)網(wǎng)技術（Internet Technology，IT）基礎設施（芯片、服務器、存儲、交換機、路由器）和國產(chǎn)基礎軟件（數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、中間件）已經(jīng)可為建設兼容環(huán)境的信息化平臺提供良好的軟硬件支撐，具備自主可控的條件。堅持安全和發(fā)展雙輪驅動，面對網(wǎng)絡與信息安全新形勢、新技術和新場景，要嚴守安全紅線。

5 結論

信息化建設的過程是不斷追求改進和完善的過程。本文針對面向裝備體系工程的信息化系統(tǒng)，提出了初步總體方案、實施要點和發(fā)展原則，下一步還將在具體的平臺體系架構、信息流和數(shù)據(jù)流等方面加強研究，不斷細化建設方案。隨著全球產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的進一步重塑，挑戰(zhàn)與機遇將長期并存。