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两化融合管理体系在国防科研院所中的应用与实践

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赵晓虎孔辉

[摘要] 面对工业4.0时代的到来，国家“建设制造强国”的战略部署，认为推进“两化融合”战略是国防科研院所的时代选择。运用“两化融合管理体系”的管理理论和管理方法，对新时代科研院所的内外部形势进行了分析；阐述了对“两化融合”以及“兩化融合管理体系”的认识与思考，以及开展“两化融合”实践的过程与成效，体现了技术、业务流程、组织结构等要素的基础性作用，强调了数据作为“创新驱动”的核心要素在企业创新发展中的重要作用。

[关键词] 工业4.0；工业互联网；中国制造2025；两化融合；两化融合管理体系

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 19. 031

[中图分类号] F270.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2018）19- 0071- 05

1 前言

中国改革开放40年来，以“难以用语言来形容的”速度改变着，现已成为世界第二大经济体、第一大工业国。党的十九大报告指出“中国特色社会主义进入新时代”，并做出“加快建设制造强国”以及“深化国防科技工业改革，形成军民融合深度发展格局”等一系列重大战略部署，为新时代国防科研机构创新发展指明了方向。

随着信息技术和工业技术的突飞猛进，带来了工业领域的第四次变革，以信息物理系统（Cyber-Physical Systems，CPS）为技术基础的工业4.0时代已悄然走近[1-3]。

德国率先提出“工业4.0”战略，犹如一石激起千层浪，迅速在全球工业领域引起极大关注。该战略侧重在其原有先进工业模式基础上，加强软件发展，并引入互联网；美国提出“工业互联网”战略，是以美国在软件及芯片等领域的优势为基础，补充“缺失”的硬件。

“中国制造2025”战略，是基于中国国情提出的，面对工业化尚有不足、信息化刚刚起步的现状，我国需要在发展先进工业技术的同时，大力发展信息产业[4]，实现两者的融合与共进。《中国制造2025》明确提出：“推进信息化和工业化深度融合，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向”。这是自十六大首次提出“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”、十七大明确 “两化融合”、十八大强调“两化深度融合”以来，对“两化融合”战略的内涵进一步诠释与深化。

2 新时代国防科研机构创新发展面临的挑战

西南电子技术研究所（以下简称研究所）是新中国成立后创建的第一个综合性电子技术研究所，属于国家一类科研事业单位。近年来，随着业务的快速、高效发展，两化融合建设也在不断深化，经过起步建设、单项覆盖，当前处于集成提升阶段。

随着工业4.0时代的到来、根据国家战略的部署，以及研究所自身发展要求，原有相对孤立的信息化、工业化手段已无法匹配支撑业务发展速度。运用“两化融合”管理理论，围绕战略，对内外部环境进行分析，建设新时代国防科研院所，不仅需要传统模式转型升级[5]，又要实现弯道超车，面临内外双重压力的考验。

2.1 外部环境

（1）世界先进军工企业已走在前列。波音777飞机是世界首个采用全数字化定义和无图纸生产技术的大型工程项目；洛克希德·马丁在F-35项目中，构建了一套完整的“设计制造一体化”解决方案，并实现了与合作伙伴、供应商的实时在线协同；泰雷兹集团提出了一套专用系统工程方法论，以推动传统研发模式的转变。

（2）国内国防装备市场竞争日益激烈，改革逐步深化。市场需求变化频繁、武器装备要求越来越高、研制周期越来越短、国防产品复杂程度越来越高。

2.2 内部问题

对标世界先进水平，存在协同设计能力不足、工业设备孤岛现象严重、“设计制造一体化”研发模式尚在形成、标准规范不够健全、知识复用与决策支持能力欠缺等问题。

2.3 认识误区

尽管我国开展了多年的两化融合建设，但在信息化作用和认识上尚存误区，导致“信息化”和“工业化”的融而不合、推而不动。

2.3.1 有工具≠有能力

建设中，尽管我国引入了一批先进的工具、软件，以及设施、设备，使研发生产的手段得以建立、能力得到提升，但拥有一流设计工具，并不意味可以设计出一流产品，更不等于拥有了一流的设计能力。面向未来，要使工具、软件等发挥最大效能，还需开展大量工作。

2.3.2 有接口≠有集成

当前普遍存在“打通系统之间接口，即视为实现信息集成”的认识误区，因而导致系统间“通”而不“畅”、信息“流”而不“达”等问题。真正的“集成”应该是将信息、流程、工具、软件等统一整合，充分协同，形成能力的过程。

2.3.3 有数据≠有知识

各国防科研机构在长期的发展实践过程中，都积累了大量的设计数据、仿真数据、生产数据，并进行了严格的归档管理，但有数据≠有知识，它需要提炼；有归档≠能应用，它需要手段。因此，如何挖掘和利用数据价值，已然成为国防科研机构新时代创新发展的又一课题。

面对外部压力和内部问题，我国迫切需要一套科学的管理理念和行之有效的管理方法，支撑研究所形成先进的军品研发支撑能力、快速的市场响应能力、精细化生产管控能力以及高质量的产品交付能力，从而实现企业战略目标的达成。

3 构建两化融合管理体系

“两化融合管理体系”是在探索信息时代发展规律的过程中，形成的制造业管理新模式，为企业提供了一套科学的管理理论和行之有效的管理方法。

结合研究所构建“两化融合管理体系”以及贯标全过程，总结体系构建不同阶段的理论依据、主要任务和关注要点。

3.1 能力策划阶段

本阶段核心任务是寻找可持续竞争优势需求。围绕企业战略目标，识别内外部环境变化，以获取可持续竞争优势为关注焦点，明确拟打造信息化环境下的新型能力[6]。本阶段需重点把握“战略循环”，关注能力与战略的匹配，如图1所示。

3.2 体系建立阶段

本阶段核心任务是建立两化融合管理体系文件。在调研、自评估、标准学习、知识培训等基础上，首先，对照国家标准，构建两化融合体系框架；其次，对企业现有标准、规范、制度，以“原有文件符合两化融合标准要求的采用，局部不同的融合，缺少的新建”为原则，开展体系建设。管理体系如图2所示。

3.3 体系运行阶段

本阶段核心任务是依据“两化融合管理体系”实施两化融合项目。在实施过程中，围绕数据、技术、业务流程与组织结构等核心要素，遵循策划，支持、实施与运行，评测与改进的“管理循环”，实现新型能力打造与提升。并根据体系要求，开展监视测量、内部审核、管理评审等工作。此阶段，应充分关注领导核心作用的发挥。

3.4 认证与持续提升阶段

体系认证阶段主要是针对体系运行过程中发现的问题及新增需求等进行纠正、预防和持续改进，并申请评定机构审核，以获取认证和资质。

持续提升阶段主要是“两化融合管理体系”在企业的持续运行。持续实现新型能力的打造和提升，实现企业战略的落地。此阶段，应关注四要素的互动创新和持续优化。

4 基于“国防产品数字化生产管控能力”打造的两化融合管理体系实践

国防产品数字化生产管控能力作为支撑研究所未来发展的核心竞争力之一，需要通过构建覆盖产品全生命周期的研发生产一体化的管理平台，以及适应国防产品的柔性生产线，来提升适应小型化、轻量化、精密化的制造能力和规模化生产的加工与配套能力。

通过对国防产品数字化生产管控能力建设目标的分解，明确如下量化指标：

年度工序级过程检验合格率（FPY）≥60%（指标定义： FPY=FPY机×FPY装，FPY机=（FPY=P1×P2×…×P15），FPY装=（FPY=P1×P2×…×P10））

年度平均生产准备周期≤4天

平均产品调试周期≤48天

安全库存物资年度采购频次≤12次

季度平均齐套时间≤2天

为实现国防产品数字化生产管控能力目标（以下简称“能力目标”），应用“两化融合”方法论，对项目实施方案进行策划，从业务流程优化、管理技术提升、信息技术融合、工业技术改进及数据开发利用方面予以实现，过程中同步进行了组织结构的调整。

4.1 基于管理改革的流程优化

围绕国防产品数字化生产管控能力的打造，进行了流程梳理与再造。成立的流程梳理专职机构，由职能部门、研发部门、生产部门和保障部门骨干组建联合团队，采用自顶向下的原则，梳理出研发体系组成的管理制度、流程、子流程和活动，包括 4类主要研发流程在内的共7个流程架构、56个流程、495个模板/作业指导书等流程文件。并建设了EPROS流程管理系统。

4.2 基于精益生产的管理模式变革

在能力打造过程中，一方面对流程进行梳理和优化，另一方面，通过“精益生产”管理项目，对生产管理模式进行调整。通过均衡计划、准时物流、工艺改善、质量提升、生产现场改善等专题研究，达到“提质、增效、降本”的目标。从管理技术上，促进能力目标的实现。

4.3 以BOM数据为核心的信息系统平台建设

生产管理方面，建立了精益生产管理信息系统，覆盖综合物资管理、制造执行管理、综合质量管理和环境试验管理等业务功能。并随着流程的不断优化、管理模式的改革等，不断推动系统的优化改进。比如：配合物资体系改革，同步对系统综合物资管理板块功能进行调整，进行了“采购”“库存”“齐套”等功能的优化，缩短了采购周期、齐套周期，提高了库存利用，实现了降本增效。生产管理系统如图3所示。

工艺管理方面，构建了数字化工艺集成设计系统，实现了工艺设计协同、工艺任务分工与管理、工艺设计与更改、工艺资源统筹管理等，形成了基于MBD三维设计模型的结构化工艺设计能力，实现了面向现场的交互式三维工艺文件发布应用，打造基于MBD数字样机的工艺与生产能力。

数字化工艺集成设计如图4所示。

集成应用方面，通过精益生产管理信息系统与项目管理系统、产品数据管理系统（PDM）、数字化工艺集成设计系统等的集成，打通了EBOM-PBOM-MBOM的链路；通过精益生产管理信息系统与数控设备、物资货柜、条码扫描设备等的集成互通，实现数据信息的自动获取与传递。为数据价值的开发利用以及无纸化生产模式的实现奠定基础，实现国防产品数字化生产管控能力的提升。

4.4 推行无纸化生产作业模式加速工业技术改进

随着产品数据管理系统、数字化工艺集成设计系统、精益生产管理信息系统等的应用，已初步具备了无纸化生产的条件。进一步通过三维可视化技术等的应用，取消现场图纸工艺等纸质文件，降低生产人员对二维图纸工艺的依赖，提高读图速度，提升生产效率和质量。

4.5 基于大数据技术的数据开发利用

随着上述各信息化系统的应用，以及工业设备与信息化系统的集成，使得数据的实时采集、获取、转化成为可能，跨业务领域数据综合分析应用與辅助决策支撑的需求逐步清晰。

在此基础上，开展决策支持系统建设，以数据的实时获取为基础，实现跨业务领域的数据综合分析与呈现，挖掘数据价值，辅助决策支持。本阶段系统主要包括人力、财务、物资、项目、质量等29个业务主题的数据分析呈现、10个指标预警分析、11个决策支持点分析。

同时，研究所在60年的发展历程中，积累了大量研究成果、历史经验，也需要充分挖掘数据价值，在后续的“两化融合”建设中将不断深化。

4.6 两化融合的绩效评价

在“两化融合管理体系”的指导下，通过国防产品数字化生产管控能力的打造，全面实现了预期能力目标：

年度工序级过程检验合格率（FPY）=60.12%

年度平均生产准备周期=4天

平均产品调试周期=47天

安全库存物资年度采购频次=11次

季度平均齐套时间=2天

同时，从计划、物流、工艺等维度对业务指标进行统计分析，亦取得显著成效：

研制项目生产计划完成率提升到97%

元器件类物资采购周期缩短了65.5%

作业等待时间由10天缩短到1天

批产类板级生产周期缩短了63.7%

通过实践，使我们充分体会到，“两化融合”对企业核心能力打造的积极作用，并认识到应以“战略绩效”的眼光看待企业信息化，形成两化与业务相互促进的良性循环。

5 结语

“两化融合”是一个不断演进的长期历史进程，也是一个复杂的系统工程[7]。通过“两化融合管理体系”的建立与运行，可以有效推动“两化融合”在国防科研院所的落地与实现。在本企业的应用中，虽然在国防产品数字化生产管控、数字化工艺建设、无纸化生产推行等方面初见成效。但面向未来，建设“新时代国防科研”，还需在协同研发平台构建、数据挖掘与决策支持、标准体系建立等方面大力推进。

同时，基于国防科研机构的特殊性，安全保密要求与互联网技术在国防科研领域应用之间的协调共存，将是国防科研行业共同面对的问题，比如，如何实现两化融合“协同与创新阶段”[8]所关注的“跨企业的业务协同”在国防科研机构的切实落地等。针对此类行业共性问题，也将与行业携手，在确保“安全保密红线不跨越”的准绳下，共同探索行之有效的解决之路。

主要参考文献

[1][德]乌尔里希· 森德勒.工业4.0[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2]陆颖.信息物理融合迎接第四次工业革命解读德国《未来项目“工业4.0落实建议”》[J].华东科技，2014（2）：28-31.

[3]柴忠东，刘厚俊.剖析美国回归制造业的新动向[J].福建论坛：人文社会科学版，2015（7）：51-57.

[4]周剑.企业两化融合管理体系构建研究 [J].产业经济评论，2013（11）： 16-26.

[5]汪向东.推进“两化融合”与加快工业现代化研究[J].中国信息界，2010（3）：4-14.

[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会. GB/T 23001-2017信息化和工业化融合管理体系要求[S].北京：中国标准出版社，2017.

[7]周劍.两化融合管理体系构建[J].计算机集成制造系统，2015，21（7）：1915-1929.

[8]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会. GB/T 23020-2013工业企业信息化和工业化融合评估规范[S].北京：中国标准出版社，2013.

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