李凌云、刘俊庆、牛四东、邓琦、郭津廷 /北京精密机电控制设备研究所
北京精密机电控制设备研究所作为航天伺服产品设计制造一体化单位，专业多，产品种类丰富，科研生产过程复杂。近年来，研究所的项目任务激增，在研项目相对2006 年增加了5 倍，交付数量相较2006 年翻了近10 倍。多项目并举，批产和研制任务并重的形势，使得传统计划、物资、外协和库房管理方式已远远无法满足科研生产管理需求，迫切需要建立一套科学、系统、规范的管理模式。经调研，虽然外部已有可实现科研生产过程管理功能的成熟软件，但均需作出不同程度的改造才能适应研究所的需求，而且后期维护、升级投入较大，可持续性较差。同时，研究所前端设计和工艺信息化程度并不具备集成成熟科研生产管理系统的条件。为此，确定由科研生产处牵头组织，依托研究所信息中心的技术力量自主开发一套适应自身管理需求的科研生产管理系统，即“产研通”平台。
“产研通”平台是以科研生产过程信息管控、过程质量管理和经营管理3 条线为牵引，按照“顶层策划，分级实施，灵活拓展”的建设原则，100%自主开发的系统。其中，科研生产任务线以项目任务为源头，按照科研生产流程聚焦计划闭环管理；
质量管理线聚焦过程质量信息的采集、传递以及应用；
经营管理线聚焦产品交付和成本信息的采集、传递及应用。
“产研通”平台系统克服前端设计和工艺BOM 缺失的弊端，独立建立BOM，基于BOM 驱动实现多层级库房管理，建立计划编制模型，提高了计划编制的准确性、完整性和科学性。通过实物提交计划闭环，形成了一套公开、透明、公平的考核机制，强化了计划的严肃性；
通过对过程信息的实时监控，为计划排产提供预警和决策功能。“产研通”平台在实现科研生产过程管理的同时具备较强的扩展性，现阶段已实现与中国运载火箭技术研究院物资、内部结算、材料核算、MES（仅第二、四事业部）系统的集成，后续将开展与A5、MPM、研究院大数据驾驶舱和装机系统的集成，进一步整合科研生产过程资源信息，推进由数据驱动逐步向智能分析方向发展，为研究所管理决策提供有力数据支撑，为所级ERP 平台建设奠定基础。
通过对“产研通”平台的建设和应用实践，完善了研究所科研生产管理体系，推进了基于数字驱动的科研生产管理模式。目前“产研通”平台已实现正品、预研和产业多领域广泛应用，BOM 达到200 个，入库数据达25 万条，出库数据达到40 万条，配套达2 万次以上，在科研生产管理过程中发挥了重要作用。
1.建设思路
“产研通”平台以BOM 为核心，以产品结构树和计划结构树为依托，首先引用物资中心数据库，建设研究所物资资源库，由工艺人员关联资源库中物资节点，建立产品结构树，并在结构树相应节点上建立工艺定额和配套表。由项目计调人员引用产品树上的节点下达科研生产计划，除研制计划外，其他计划均为产品实物入库后计划闭环。库房实现入库、出库管理，并根据配套表对物资和零组件产品进行配套出库，将产品入库信息和物资信息分别推送至结算平台和材料核算平台，包括计划管理、产品配套、入库管理、出库管理、过程监控、物资报销、数据字典及基础信息8 个功能模块，实现BOM、计划、物资、外协和过程监控管理功能。“产研通”平台示意图见图1。
图1 “产研通”平台示意图
2.实施步骤
（1）基于标准化数据库建立BOM
产品配套物资种类繁多，各项目分别建立重复工作量大，而且手工录入容易出现信息错误、重复录入等情况。基础数据不唯一，引用混乱将导致采购失败或采购错误的物资，影响生产效率。因此，“产研通”平台在建立BOM 之前先行建立物资基础库，供各项目共同引用，正品物资要求通过研究院物资中心集中采购。为保证物资信息准确，物流中心对各项物资均进行了编码（又称YY 码）。为了确保数据源标准、规范，同时充分落实研究院的相关要求，“产研通”平台物资基础库与研究院物资系统集成，同步引用研究院物资基础库，获取物资编码及相关属性信息，从而实现物资数据源规范管理，保证了物资基础数据标准化。
“产研通”平台建立数据字典，对项目种类、供应商名录、交付地点等信息按照数据字典的形式进行维护和引用管理，确保数据源标准统一，为后续数据统计、分析奠定基础。
（2）规范计划编制，实施考核闭环管理
前期计划编制要求并不明确，计划分解颗粒度不一致，计划不完整的情况时有发生，而且计划以红头文件形式下发，及时性较差。在“产研通”平台建设过程中，细化了计划分类，确定各类计划不同的编制规则，依托BOM 建立了计划编制模型，保证了计划编制的规范性、完整性。同时强调实物入库，库房确认计划自动闭环。改变计划红头文件下发的方式，在“产研通”平台进行审批、受控、下发。
不同类别计划管理方式如下：
研制计划可在系统实现编制下发，但与A5 尚未集成，无法关联实物提交，2021 年转至A3系统管理；
物资备料计划依据备料计划引用材料定额，通过利库，生成物资申购计划，审批通过后提交研究院物资中心系统。物资中心出库，“产研通”平台扫描入库，物资出库信息集成至产研通平台；
机加计划承接金属、非金属物资信息，实物入库完成计划闭环提交（前期金属、非金属物资直接配送至现场，未在平台中管控，2021 年11 月开始全部纳入“产研通”平台管控）；
装调计划与库房配套信息相连，装配所需的各项物资、产品信息推送责任单位。装调计划通过实物入库或空入空出2 种方式分别满足单机及元件以下产品物资和系统级产品的入库方式，并形成投入产出报表和外场交付台账；
典寿试计划。典寿试试验结束后，将典试产品提交检测中心库房，确认后典寿试计划闭环，同时规范了典试品实物管理；
大型试验计划完成同步采集参试产品、试验时间、试验地点及试验结果等信息，形成试验台账，完善大型试验及飞行任务管理；
外协计划。责任单位引用供应商名录，支持上传外协产品证明文件，为后续对供应商评价和复查提供数据基础。
在计划闭环管理的基础上引入计划考核，支持按项目、按部门多维度实施计划考核管理，数据公开透明，保障科研生产顺利实施。
（3）基于同一BOM 实现多层级库房管理
研究所库房分为中间库、电讯库、事业部和检测中心库房，所管产品的属性、库房面对的对象不同，导致了管理模式不同。
前期仅中间库、电讯库和事业部库房管理相对规范，其他库房管理相对薄弱。在“产研通”平台建设时重点论证了基于同一BOM 实现多层级库房管理，强化中间库、电讯库和事业部库房的管理，同时将检测中心典试品库房、事业部库房也纳入平台管理，针对不同用途增设预研库房、代储库房（建设中）、危化品库房（建设中）和隔离库房（建设中）属性。
“产研通”作为统一的库房管理平台针对各个库房制定了不同的管理模式，保证了库房分层级管理，即各库房统一平台，以计划为源头，实现数据分类、传递，统一操作界面，通过权限控制，满足不同管理需求，实现入库、出库、预配套、配套、退库管理，出库信息可实现MES 承接。其中，中间库负责第一、二、四、五事业部的机加件、标准件、外购件及单机元件产品管理；
电讯库负责电子元器件产品管理和金属、非金属物资台账管理，与物资报销和材料核算系统集成；
伺服阀事业部库房独立，负责其配套机加件、标准件、外购件等产品的管理；
检测中心库房用于例试品的存放及管理，实现对典试品入库、出库管理功能；
预研库房用于预研领域产品和物资管理；
事业部库房可实现配套生产物资、工装和设备管理，目前未应用。
（4）基于全周期物资采购及应用管理
传统物资申购由物资计划依据备料计划，借阅纸质材料定额表，人工计算申购数量，并登陆物资中心平台进行申购，工作量大，效率低，而且容易发生录入错误。“产研通”平台与物资中心系统集成，内置物资报销模块，并衍生材料核算系统，实现从物资编码应用、物资计划下发、物资申购、入库、领用出库至付款报销的全流程管理。物资备料计划引用材料定额，自动计算需求数量，通过利库确定最终申购数量，经审批后提交物资中心系统。物资中心负责物资出库，电讯库扫码入库，物资属性信息及检测信息同步至所内系统，同时在财务核算系统生成预付物资台账，支持物资付款。物资领用后质量信息向MES 系统传递，提供产品装机，同步传递至材料核算系统，实现物资报销。以上功能的无缝衔接使得“产研通”平台真正实现了基于全周期物资采购及应用管理。
（5）基于科研生产全过程的信息管理
为了实现科研生产过程信息数据的显性化，加强统计、分析并便于管理人员应用，建立过程监控模块。对科研生产全过程从任务策划、计划下发、入库、出库、配套、考核、投入产出、试验至交付等环节过程信息进行统计，通过不同维度进行展示或查询，便于数据应用。
（6）统一数据源，灵活扩展应用
充分利用“产研通”平台的数据源，与内部结算系统集成，推送产品完成信息，支撑内部实时结算，缓解过去人为统计、手工录入工作量大的局面。实现与部分事业部MES 系统集成功能，输出计划和配套信息，实现数据同步传递。后续，将开展下沉工控网论证工作，进一步与MES、MPM、A5 等系统融合，陆续开发与研究院大数据驾驶舱和装机系统等的集成功能。
1.完善了科研生产管理体系，实现多领域广泛应用
研究所发布了科研生产管理系统管理办法，规范了“产研通”平台需求和开发管理。发布了产品结构树信息化管理规定、产品配套资源库信息化管理规定等8项应用标准，制定了“产研通”平台操作手册，编制了在研正品项目科研生产计划编制指导书。
“产研通”平台已实现正品、预研和产业多领域广泛应用，在科研生产管理过程中发挥了重要作用。截至2021 年11 月10 日，共计建立几百项BOM，产生库房数据几十万条。
2.推进基于数字驱动的管理模式，大幅提高管理效率
在“产研通”平台的建设中，重新梳理管理流程，推进了基于数字驱动的管理模式。规范了数据标准，基于BOM 驱动实现多层级库房管理，建立计划编制模型，实现了从计划编制、物资采购、机加投产、装配调试、典寿试、出入库、产品交付直至物资报销全过程的数据驱动、闭合管理，极大的提高了管理效率。研究所典型业务系统应用前后对比见表1。
表1 典型业务系统应用前后对比表
3.实现计划闭环管理，强化了计划的严肃性
基于BOM 的计划管理，做到了各项计划均有明确的完成形式和提交物。产品入库计划完成，通过计划实物闭环管理，形成了公开、公平的考核机制，提高了各部门对计划的重视程度，强化了计划的严肃性，极大的促进了科研生产顺利开展。
4.实现过程数据实时监控，提高了生产效率
通过实时监控计划进展情况，动态掌握各库房产品和物资的入库、出库及库存状态，实现了对计划的预警、监控和决策。通过投入产出信息和预配套功能，可提前了解缺件情况，有利于促进齐套及时性，提高生产效率。
5.实现产品过程信息可追溯，提高了质量复查效率
通过物资和产品的编号管理，保证了产品的质量信息与实物深度捆绑，通过扫描产品条码或输入合格证信息即可方便快捷地对产品过程质量信息进行追溯，极大的提高了质量复查效率。
6.实现基础数据共享，促进了各系统集成
通过对“产研通”平台计划、物资、出入库等源头数据的共享，解决了MES 系统和研究所结算系统数据来源问题，促进了材料核算系统的建设，避免了系统之间的信息孤岛。对产品价格信息共享以及为报价、审价和成本分析提供支持。后续，将陆续开展下沉工控网论证、与研究院驾驶舱和装机系统集成工作，进一步促进与A5、MPM、智能线和院信息系统的融合。
7.促进技术提升和队伍培养，为其他系统建设奠定坚实基础
通过“产研通”平台多年的开发，研究所信息中心积累了较丰富的开发经验，为其他系统快速开发奠定了坚实的基础。其中，计划闭环管理功能后续广泛用于研究所战略绩效考核管理和质量闭环管理系统，培养锻炼了一批开发人员，使其在信息化管理方面能够发挥更大的作用。
“产研通”平台运行实践中依然存在不少问题，如其依托于“天鸿”系统进行开发，运行效率和数据量限制较大，随着生产过程中数据量的不断增加，运行效果也越来越差；
另外，该系统更多针对生产和交付过程，对前期订单获取、研制过程等信息并没有相应流程。因此，后续应持续改进以下几点：一是进行环境开发，建立一套脱离“天鸿”系统的“产研通”管理软件，提升数据处理能力和运行效率；
二是与合同管理系统进行集成，进行订单管理与分解；
三是依据项目研制流程体系管理文件，建立研制开发管理模块，并纳入项目全流程管理中，与订单管理、生产管理、交付及售后管理共同形成全流程项目管理。
研究所科研生产管理系统的建设与应用实践，最终目的是建立一套流畅运行的适用于研究所特色的项目全周期管理系统，实现经营、科研、生产的动态信息化管理，提升科研生产的效率和统计准确性，推进由数据驱动逐步向智能分析方向发展，为管理决策提供有力的数据支撑。
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