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基于集成产品开发模式的航空发动机产品研发领域扩展团队通用阵型设计
产品研发领域扩展团队通用阵型,是企业在集成产品开发模式下,针对产品开发项目中的研发领域设计的统一的项目团队组织结构,它定义了研发领域内部纵向分层分级、横向拉通集成的团队组织模式。基于产品研发领域扩展团队通用阵型,企业的各类产品开发项目团队可制定契合自身研制任务特点,且符合企业统一的运营管理模式的研发领域扩展团队,从而保证本团队内部运作高效且与其他项目团队、相关实体组织之间保持顺畅协同。
1. 概述
集成产品开发,是一套产品开发的模式、理念与方法,它强调通过跨领域的业务集成和资源重整,实现提高产品质量、利润和开发效率的目的,从而为企业创造更大的价值。企业落实集成产品开发模式,主要通过流程和团队两方面的业务设计共同实现:
a)业务流程方面,主要通过产品开发流程落实,该流程包括概念、计划、开发和验证四个阶段,定义了各阶段的准入/准出标准,横向实现业务过程端到端拉通,纵向集成研发、制造、服务、采购、质量、财经等领域支撑流程,保证领域间的业务拉通和对齐。
b)业务团队方面,主要通过产品开发团队落实,该团队包括由项目经理及各领域代表所组成的核心团队,以及由各领域代表领导的本领域扩展团队,其中核心团队承接产品开发流程定义的角色职责和业务范围,领域扩展团队承接各领域支撑流程定义的角色职责和业务范围,从而保障组织与流程适配。
航空发动机产品研制具有技术复杂度高、业务集成度高、质量要求高等典型特点,相关企业在运行产品开发流程和产品开发团队的过程中,往往受到研发领域业务体量和业务复杂度的影响,而在研发领域扩展团队组建及运作方面出现瓶颈问题[1]。本文通过航空发动机产品研发领域扩展团队的通用阵型设计,为相关企业科学组建并高效运作研发领域扩展团队,提供参考和借鉴。
2. 产品研发领域扩展团队通用阵型的概要设计
组织与流程适配,是产品研发领域扩展团队通用阵型设计的基本原则。研发支撑流程,是产品开发项目中组织开展研发领域业务的执行流程,它遵循系统工程V模型,包括系统分析与设计(承接V模型左上支)、系统集成与验证(承接V模型右上支)及开发(承接V模型下部)三类子流程,从业务上落实基于需求的正向设计、设计驱动开发、分层分责验证的正向设计理念,实现三类研发专业(即设计、开发、试验)的能力聚焦与相互协作
对应上述三类业务流程,航空发动机产品研发领域扩展团队通用阵型中至少应包括设计、开发、试验三类业务团队,分别执行相应的流程;每类业务团队中,再按照相应流程中定义的流程角色,综合考虑航空发动机产品结构特点(例如,典型航空发动机产品分解结构PBS),设置相应的角色组负责具体执行流程,如图1所示。
3. 产品研发领域扩展团队通用阵型的详细设计
3.1 团队纵向的分层设计
根据研发支撑流程的层级结构,综合考虑航空发动机项目在研发领域的业务体量和团队规模,定义研发领域扩展团队的通用团队阵型由四个层级组成,即代表、经理、组长、组员,搭建分层分级的管理、汇报及考核关系:
a) 第一层:代表级
第一层主要是研发代表,其业务范围对应研发支撑流程,负责全面管理研发领域业务,组织开发出满足企业内外部需求的产品包。根据研发代表的需要,第一层可按需设置研发代表助理,负责运用项目管理专业知识,协助研发代表开展领域管理。
b) 第二层,经理级
第二层主要包括系统工程师、开发经理、试验经理、研发质量保证工程师、构型管理工程师及合作项目经理。
系统工程师,业务范围对应系统分析与设计流程,负责领导各设计团队实施产品设计,包括发动机系统需求分析、架构设计和部件/子系统设计等,对产品的技术竞争力负责;根据系统工程师的需要,第二层可按需组建系统工程师核心组,成员负责按照领域、专业或其他职责分工,辅助系统工程师进行技术指导与把关。
开发经理,业务范围对应结构开发等各类开发流程,负责领导各开发团队按照设计结果进行具体的开发工作,并与制造、服务、采购等领域实现协同开发;对于软件开发业务较重的项目,可单独设置软件开发经理。
试验经理,业务范围对应系统集成与验证流程,负责领导各试验团队对设计结果、开发结果进行充分验证,对产品的设计符合性、需求符合性等给出明确的验证结论,以驱动产品设计优化、质量提升。
研发质量保证工程师,业务范围对应研发支撑各子流程中的研发质量保证工程师泳道,负责代表质量领域监控产品质量目标在研发领域落地,通过监控并评估研发过程,驱动研发质量改进。
上述角色均是研发支撑流程中定义的流程角色,而构型管理工程师和合作项目经理是产品开发流程中定义的角色,只是考虑到与研发领域业务结合的密切度较高,才纳入通用阵型并随研发领域扩展团队运作。构型管理工程师,负责对产品构型数据进行管理,确保构型数据的完整性、一致性和可追溯性;合作项目经理,负责对航空发动机配套成附件的研制过程实施端到端管理,通过成附件项目的成功来支撑航空发动机产品的成功。
c) 第三层,组长级
第三层主要是各类角色组组长,业务范围对应上述各流程中相应流程角色的泳道,流程中定义的角色职责即为相应角色组的团队职责。
d) 第四层,组员级
第四层主要是各类角色组组员,组员的业务范围根据角色组职责及具体项目特点,按需确定。不同项目中组的设置存在一定差异,且根据组的具体任务还可能导致组内成员构成的差异,因此无法统一定义第四层中的组员职责,在具体项目中推荐使用责任分配矩阵RASCI,将组的职责进一步分配给各组员,以方便团队运作管理。
3.2 团队横向的分类设计
航空发动机产品研发领域扩展团队内部,按照研发支撑各子流程的业务划分及其内部角色组,进行团队分类,各角色组之间通过相应子流程实现业务协同:
a) 第一类:设计团队
设计团队,承接系统分析与设计流程,相应的角色组包括架构师组、设计师组、试验设计工程师组及DFX工程师组:
架构师组,通常每个航空发动机产品开发项目仅设置一个架构师组,在系统工程师的领导下进行产品功能/逻辑/物理架构的设计,对产品架构及其技术竞争力负责。架构师组要求组员的专业能力既精且广,因此通常需要匹配航空发动机研发各领域、专业的技术专家。
设计师组,在通用阵型中可按研发对象(即典型航空发动机产品分解结构PBS)确定,例如压气机设计师组、涡轮设计师组等。在具体项目团队中,可根据项目立项阶段初步确定的产品参考架构识别研发对象,并在产品开发项目启动之初按照研发对象组建相应的设计师组。设计师组,承接架构师组的设计结果,开展具体的系统功能设计及各部件/系统/专项领域的设计和维护等。设计师组组长,通常由架构师组组员兼任,以保证设计思想的一脉相承;设计师组组员,根据具体研发对象而选择相关专业人员。
试验设计工程师组,同时接受系统工程师和试验经理的领导,负责对产品设计结果进行系统、全面的验证。试验设计也是面向研发对象的多专业协同设计,需要从气动、强度、传热等多专业视角充分验证设计合理性及需求符合性。因此,试验设计工程师组也基于研发对象组建,但为了保证验证的客观性,通常要求面向同一研发对象的试验设计工程师组与设计师组互相独立。
此外,材料应用工程师组和DFX工程师组,也属于设计团队。前者,负责航空发动机产品研制中的新材料、新工艺设计,对产品所需全部材料的可用性负责;后者,负责面向航空发动机产品的非功能属性设计。这两类角色是各设计师组的共用资源,项目运行中可按需进入设计师团队集中工作一定时期,平时主要负责技术支撑。
b)第二类:开发团队
航空发动机产品开发项目中,开发团队主要是结构开发工程师组,负责完成发动机结构件的详细设计等工作。因此,各开发组通常基于各研发对象的结构设计专业组建,按需纳入相关专业人员,也是多个项目的共用资源。具体项目中,组长应相对固定,组员可动态管理。如果设置软件开发组,则基于软件编码部门组建软件开发工程师组。
c)第三类:试验团队
试验团队的工作主要集中在航空发动机产品研制的中后期。此时,试验设计工程师组的业务更偏重于,基于前期的试验设计结果而指导试验工程师组开展具体的试验工作,由试验经理直接领导。试验工程师团队,是负责具体制定试验方案、编制试验大纲,执行试验任务的团队,通常依托试验部门组建,也是多项目的共用资源。
4. 产品研发领域扩展团队通用阵型的应用建议
通用阵型仅是项目团队阵型设计的基础和参考,具体项目应根据自身特点进行灵活适配,主要适配原则如下:
a) 明确责任:代表、经理、组长即为本层级业务的唯一责任人,建议不设副职(如果项目有特殊需要必须设置副职,应明确正、副职之间的业务分工和责权划分);
b) 按需扩展:设计师组、开发组、试验设计组、试验组,可根据具体项目的研发对象而扩展;
c) 按需融合:按照研发对象,综合考虑组间人员的交互频率、组内人员的合作程度等,可进行设计师组、开发组、试验设计组、试验组之间的合并;
d) 动态调整:第四层组员应根据项目WBS和科研计划而进行动态调整,根据项目不同研制阶段和任务性质的差异,团队阵型及其具体人数、人员等也可动态调整。
5. 结论
本文基于集成产品开发模式,按照组织与流程适配的原则,设计了航空发动机产品研发领域扩展团队通用阵型,明确了研发领域扩展团队的分层、分类方法及其具体应用建议。相关研究成果,可有效支持航空发动机企业在各类产品开发项目中制定契合自身研制任务特点,且符合企业统一的运营管理模式的研发领域扩展团队,从而保证本团队内部运作高效且与其他项目团队、相关实体组织之间保持顺畅协同。
参考文献
[1] 史妍妍,航空发动机集成产品开发团队(IPT)健康状况评价方法研究[J]. 安防科技,2022(21):262-263
作者简介:(史妍妍,中国航发动力所,研究员,主要从事AEOS体系建设相关研究工作)