尚志 连宇 崔彪
(1 中国航天科技集团有限公司，北京 100048)(2 中国空间技术研究院，北京 100094) (3 北京空间科技信息研究所，北京 100094)
载人航天工程，是我国航天领域规模最大、系统最复杂、可靠性和安全性要求最高的一项跨世纪国家重点工程，代表着国家的综合国力和科技实力，是航天强国的标志性工程。载人航天器系统作为航天员进出空间、在轨生活工作的载体，是工程立项之初确定的主要系统之一，处于工程大系统的核心位置，其科研管理的发展历程体现了整个工程管理的基本要求和特点规律。
30年来，在载人航天器系统的研制和建设中，广大科研管理人员以钱学森系统工程理论为指导，勇于创新、大胆实践，将现代项目管理理念和方法与型号研制的具体实践相结合，探索形成了具有较强的系统性、创新性和实用性的中国特色载人航天工程项目管理模式和方法，为突破关键技术、加快工程进度、提高建设质量和建设效益提供了可靠保证，对航天领域其他系统乃至其他行业的工程管理都具有很好的借鉴和参考作用。
1.1 载人航天器项目管理要求
载人航天工程系统复杂、关键技术多、协调面广、影响范围大，每一个项目都是大型复杂系统。载人航天器因其有人参与的特点，以及特有的运行方式和环境，对可靠性、自主性、功能密度以及人机交互要求极高，且载人航天器与航天员、运载火箭、发射场、着陆场、测控通信以及空间应用任务有极其紧密的联系且相互约束，使其项目管理工作有着不同于其他领域的特点。
主要表现为以下5个方面[1]。
(1)技术难度大。载人航天器项目具有极强的探索性、先进性、复杂性，特别是在立项之初，载人飞船要越过美苏开展载人航天起步时的单舱及两舱飞船模式，直接研制三舱式飞船，技术起点高，需突破的关键技术多，技术管理难度大。
(2)可靠性、安全性要求高。高可靠性、安全性和人-机-环境三者高度协调是载人航天器有别于无人航天器的显著特点，除保障在轨正常运行外，必须在发射、运行、返回、着陆等各个环节保障航天员的安全，地面试验复杂、验证难度大。
(3)研制约束条件严。技术方面，存在与其他系统间各类接口限制等约束条件；
进度方面，载人航天工程“三步走”战略目标要求刚性，且各航天器发射窗口约束严格；
费用方面，经费投入有限，需满足成本控制要求。
(4)系统复杂、协作范围广。载人航天器系统庞大，涵盖的专业技术学科、行业领域非常广泛，参研单位涉及高校、军工科研院所、民企等近3000余家单位，技术与管理水平、工程研制经验相差较大，对统筹协调和组织管理提出了更高的要求。
(5)风险控制要求高。“载人航天、人命关天”决定了载人航天器项目必须确保万无一失，必须实施全方位的风险管理，充分识别、分析和应对各级各类风险，提高对风险事件的解决能力。
1.2 载人航天器项目管理发展历程
载人航天器项目管理与我国航天事业的发展和工程“三步走”发展战略任务紧密关联，在继承已有成功管理经验的基础上，充分借鉴了国内外项目管理发展的最新成果，结合我国航天事业的实际和载人航天的特点，坚持应用与创新相结合，在实践中探索、研制中创新，随工程任务实施逐渐走向成熟。
第一步：探索实践阶段。
我国航天领域早期管理方式基本上是计划经济体制下的综合经验管理，到20世纪80年代中期，在航天型号中设立总指挥、总设计师两条指挥线，明确以总指挥作为航天器型号负责人，从综合管理逐步向以具体型号为主的项目管理方向发展。
1992年，载人航天工程立项，载人飞船启动研制，管理任务急剧增加，项目管理作为一个新的课题，随工程实践开始初步探索。在飞船系统方案和初样研制阶段，重点进行了系统级项目组织结构建设、完成了载人飞船项目管理体系策划和团队文化建设探索，建立了有效的进度管理基准和沟通评估机制。在无人飞行研制阶段，逐步规范系统级进度、质量、成本、物资等管理，推广项目管理各专业领域技术应用，形成了较为完整的载人飞船项目管理体系[2]。
2003年，神舟五号首次载人飞行任务取得圆满成功，项目管理作为任务实施的重要支撑，进入了全面实施阶段。管理体制由面向专业划分的职能式管理转为面向型号划分的矩阵式管理，管理要素由原来强调进度、质量、物资等要素管理，进一步扩展并规范了技术状态、集成、沟通与信息、软件工程化、风险等管理要素，实现了型号研制由两条指挥线向实施项目经理制的转变，形成了适应载人航天特点的现代化项目管理体系。2006年，神舟六号飞船项目管理获得国际项目管理大奖，树立了航天领域项目管理的标杆，标志着载人航天器项目管理日臻成熟，项目管理的理念、方法和工具对后续载人航天器以及月球探测器、卫星等其他型号的研制、生产、试验管理起到了重大的借鉴作用和辐射效应。
第二步：创新发展阶段。
进入载人航天工程“第二步”之后，多艘飞船并行研制、初样与正样齐头并进、多项试验交叉进行，技术和风险较大。结合任务要求，项目管理队伍全面引入了现代项目管理的理念和方法，如系统原理、权变理论、全寿命理论、关键链理论、统筹思想、产业链模式等，项目管理的对象由单项目向多项目转变，相关要素的管理内容不断丰富完善，管理水平也随之不断提升[3]。
技术状态控制的深度和广度不断扩展。神舟七号新增出舱活动，天宫一号为新研型号，神舟八号新增交会对接功能，神舟九号首次执行载人交会对接任务，技术状态复杂、更改项目多、管理难度大。项目队伍从组织层面建立了技术状态控制组织机构，对每项状态变化涉及的操作、程序、接口等进行全面分析并建立详细档案，围绕整船(器)、分系统、单机各层级详细记录软、硬件产品技术状态，同时增加了对元器件、原材料、工艺、地面设备等方面的控制要素，实现了技术状态的全产品、全过程、无遗漏的跟踪、查核和控制。
形成了基于风险动态评估的进度管理方法。建立了完整的计划管理组织和计划管理体系，在管理层级方面分为系统级、分系统级、项目组3个层次；
在计划体系方面建立了系统、分系统、单机、结构(专题)计划；
在时间维度上分为了全生命周期、年度、阶段、月、周、日计划，关键节点计划颗粒度精细化到小时。同时，将技术、质量与计划管理相融合，利用航天器风险分析矩阵，建立了“风险管理活动计划表”、“风险事件跟踪控制单”等表格化管理方法，及时对计划偏离进行纠偏和动态调整，有效保证了各型号任务的按期完成[4]。
建立了基于数据包的过程质量控制方法。针对载人航天工程“第一步”任务单机质量问题在AIT阶段暴露多等问题，全面推行精细化质量管控方法，建立了产品数据包体系，对单机产品的性能指标证明文件、过程质量记录、质量信息记录、关键项目过程控制记录等数据资料进行收集、汇总和检查，形成了面向产品、面向过程的质量管理模式，在保证产品过程质量受控的基础上，提升了质量管理效率[5]。
建立了联合飞控组织模式。针对首次交会对接任务载人飞船和空间实验室飞控任务协同工作、并行管理、决策实时性和有效性要求高等特点，成立了联合飞控试验队，统筹两型飞行器飞控岗位设置，建立了联合决策体系，统筹两型飞行器飞控工作，强化协同推演演练、故障预案分析及制定、关键事件决策实施等，有效保证了首次交会对接任务的圆满成功。
第三步：持续完善阶段。
步入载人航天工程“第三步”—空间站建造阶段，载人飞船、货运飞船和空间站三个大型项目协同推进，项目的组织实施过程由以前的序贯式实施转变为多个项目并行实施，项目战略目标的集成性复杂、资源网络分散且共用性强、技术复杂且共用技术多，对多项目管理提出了新的要求。
项目管理队伍基于“项目化管理”的思想和现代项目管理理念，围绕多项目管理目标、任务、资源三大要素，建立了项目群管理机制(见图1)，运用大型计划管理理论与方法，对目标、任务与资源实施全面科学管理，形成了由管理组织(结构与职责)、管理流程(程序与步骤)、管理方法与工具(记录文件)、管理人员(项目管理专业人员)和管理知识(支持文件)等要素组成的项目群管理体系(见图2)，为实现“第三步”任务目标筑牢了基础。
图1 载人航天器项目群管理机制Fig.1 Mechanism of project management of manned spacecraft
图2 载人航天器项目群管理要素结构图Fig.2 Elemental structure of project management of manned spacecraft
创新实践空间站系统组织管理模式。针对空间站系统多舱段构成、舱段间耦合度高等特点，项目管理队伍提出了“1+1+1=1”的设计理念，突出系统顶层设计，建立了系统和舱段两级管理模式，设立系统两总和舱段责任两总，强化系统总体在设计、研制、试验和飞控的抓住作用；
同时，构建了由系统、航天器、专业三层次共用一套专业队伍的组织架构，由一套专业分系统团队统一研制空间站各舱段，实现了三舱间系统融合，保证了空间站系统状态统一、系统最优。
建立了统一的标准体系和产品体系。空间站系统参研单位涉及军工、地方、高校和科研院所共3000余家，研制体系和技术水平不均，为确保产品安全可靠，建立了统一的设计与建造规范，涵盖产品设计、元器件和原材料选用、生产、试验、软件等各环节，保证各单位研制体系和标准统一；
同时，统筹三个舱段产品状态，构建了一套通用产品体系，舱段间产品通用化率达到80%，重要功能上在舱段备份的基础上实现了设备级备份，有效保证了系统可靠(见图3)。
图3 空间站系统组织管理架构图Fig.3 Architecture of organization and management of space station system
构建了多维度的全面风险管理体系。为确保空间站组合体15年以上在轨飞行安全可靠，从静态功能分析和动态任务事件开展了风险分析识别和控制，在静态功能方面，采用故障模式影响分析(FMEA)和故障树分析(FTA)，对系统功能故障模式进行分析，对重大故障模式作为系统级风险进行控制；
在动态任务事件方面，以飞行事件为线索，识别影响任务成功的故障模式和风险，通过指令、测控站、硬件备份设计、裕度设计和设计确认，实现事件可靠执行。
建立了基于模型的系统工程(MBSE)的设计验证体系。针对空间站系统在轨工况多、地面验证难度大等特点，实践应用MBSE方法，形成了总体、控制、机械臂等多专业集成仿真模式，并创建了“数字空间站”、“在轨空间站“和“地面空间站”三站协同运营的模式，实现了实时数据驱动伴飞、系统健康趋势预测、在轨任务仿真验证和专业技术支持，保证了空间站安全可靠运行。
实践形成了载人飞船和货运飞船脉动式生产模式。针对空间站建造阶段两年内连续实施4艘载人飞船和4艘货运飞船发射的任务特点，项目管理队伍创新实践飞船生产模式，建立了面向批产的“通用+专用”的文件体系、组批投产和分批交付的投产模式、标准化集中式产品验收模式、基于三维模型的协同总装模式、基于知识驱动的自动化测试模式，并持续优化发射场测发流程，研制效率显著提升，有力支撑了空间站建造任务圆满完成，也为后续运营阶段任务的实施奠定了良好的基础。
2.1 构建了完备的项目管理体系
经过30年项目管理的研究与实践，项目管理队伍构建起以战略目标为牵引，以单项目、多项目、项目群、项目综合为对象，以技术状态、进度、质量、经费、人力资源、物资保障、沟通与信息、软件工程化、风险、可靠性安全性、集成等管理要素为重点，以项目管理组织、项目管理配套机制为保障，以航天特色理念与文化为支撑的完备的载人航天器项目管理体系。在具体实施中，项目管理按照启动、计划、执行、控制、收尾5个基本过程，贯穿于载人航天器寿命周期及每个管理要素之中，综合运用各种方法、手段、工具，促进各项要素、功能和优势之间的互补、匹配，从而保证项目协调、均衡的实施，确保项目目标的实现(见图4)[6]。
图4 载人航天器项目管理体系模型Fig.4 Model of project management system of manned spacecraft
2.2 形成了独具特色的理论方法
项目管理团队在系统工程理论的指导下，广泛吸纳先进的项目管理理论精华，结合自身特点，在多个管理要素方面进行了理论应用创新实践，形成了基于成熟度模型的项目管理体系，基于系统原理的项目管理策划，基于贝叶斯网络的关键链项目管理模型，基于全寿命理论的生命周期管理，基于多维度、多变量的技术状态管理，基于关键链理论的进度管理，基于全过程、全系统、全要素多维模式的风险管理，基于产业链的供应商管理，以及基于国际卓越项目管理模型的项目管理评估等理论方法[7]。
2.3 支撑了型号任务的圆满完成
通过应用项目管理的方法，项目研制团队按照既定的技术、进度、经费、质量等方面要求，圆满完成了神舟系列载人飞船、天舟系列货运飞船、新一代载人飞船试验船、天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室、空间站天和核心舱、问天实验舱等型号的研制任务，支撑了24次(截止2022年9月21日)飞行任务的顺利实施，实现了我国载人航天从无人到有人，从一天到多天，从舱内活动到出舱行走，从单船飞行到空间组合体运行的跨越式发展，实现了23人次航天员100%安全往返太空，圆满完成了载人航天工程“三步走”发展战略中的前两步的任务目标，即将实现“第三步”目标，建成中国空间站。
2.4 突破了一大批关键核心技术
30年来，载人航天器研制队伍按照清晰的技术路线，突破并掌握了高可靠性三舱结构载人飞船研制技术、多人多天在轨支持技术、回收着陆技术、航天员出舱活动技术、交会对接技术、轨道控制技术、推进剂在轨补加技术、大型组合体在轨组装技术等国际宇航界公认的技术难题，提升了航天技术体系的系统性、完整性、先进性以及创新性。型号的关键能力指标不断优化提升，技术水平跻身国际先进行列。同时，工程技术突破有力带动了动力学、计算机仿真、测控与通信、环控与生命保障、载人航天医学等学科领域技术水平的快速提升。
2.5 造就了一支高素质人才队伍
载人航天器研制队伍在老一辈专家、领导的带领和示范下，广泛学习国内外项目管理经验，加强培训和交流，通过载人航天器的研制实践与探索，培养了一批年轻的项目研制技术和管理人才，有效解决了知识断层、人才流失等问题，并持续优化完善人才培养机制，从根本上保障人才队伍年轻化与知识的有序传承，培养造就了一支规模较大、专业齐全、结构合理的高素质人才队伍。
2.6 铸就了“四个特别”的载人航天精神
在载人航天工程30年的发展历程中，广大参研参试人员始终保持高昂斗志，敢于面对挑战，在十分艰苦和困难的条件下，夜以继日、顽强拼搏，以实际行动诠释了“用成功报效祖国、用卓越铸就辉煌”的庄严承诺，铸就了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神，凝聚迸发出拼搏进取、不懈奋斗的精神力量。
30年来，在载人航天工程“三步走”战略目标的指引下，坚持一张蓝图绘到底，广大科研管理人员以“质量第一、成功至上”的理念，探索并建立了现代化的大型航天型号项目管理模式，注重统筹管理、系统推进，超前谋划、源头控制，实现了资源的有效整合和合理投入，各方优势互补、团结协作，保证了工程任务的成功。
随着空间站即将建成并投入运营、载人月球探测工程即将立项实施，工程复杂性大幅增加。对此，应进一步发挥系统总体的统领作用，顺应数字化、智能化发展趋势，积极创新和改进项目管理模式，推进实施基于模型的系统工程与现代项目管理方法的有机结合；
并进一步对标“高质量、高效率、高效益”发展要求，创新空间站运营阶段组织管理模式，应用数字化等先进的技术手段，着力提高数字化设计、数字化研制、数字化协同和全系统、全周期的数字化项目管理能力，不断提升载人航天器的现代化、精细化管理水平。
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