钱学森国防科研系统工程思想的内涵特征与实践载体

2025-10-31 14:35:28
来源:未来网

钱学森组织开展国防科研工作的突出特点是运用系统工程方法组织型号项目的研究、设计、试制、试验与生产,以保证尖端技术创新体系良性运转,适时为国家提供适用的尖端武器装备。钱学森关于国防科研工作的组织管理思想即国防科研系统工程思想,是其系统工程思想的重要组成部分,与钱学森军事系统工程思想、科研系统工程思想和工程系统工程思想密切相关。深入研究钱学森国防科研系统工程思想的内涵特征和实践载体,有助于更加全面地把握钱学森国防科研系统工程思想和钱学森系统工程思想。

一、钱学森国防科研系统工程思想的内涵特征

钱学森图书馆展厅

钱学森国防科研系统工程思想的内涵是系统思维,即强调物质世界普遍联系及其整体性的思想。他把国防科研对象、国防科研过程和国防科研团队都视为系统,并进一步指出物有物理,事有事理,人有人理。钱学森认为,国防科研工作必须尊重物、事、人的规律,领导干部应该懂物理,明事理,通人理。基于这种认识,钱学森国防科研系统工程思想具有以下四个显著特征:大科研、重视预研、抓住主要矛盾、一切从实战需要出发。

(一)大科研

大科研是钱学森国防科研系统工程思想的首要特征,突出表现为“科研范围广、机构设置全、全国大协作”这三点。“科研范围广”主要有两层含义。第一层含义是指国防科研人员不仅要研究怎么制造新式武器,还要研究制造怎样的新式武器和如何运用新式武器。1956年,钱学森在作关于火箭导弹的专题报告时指出,我们需要有对燃料的研究、关于火箭推进机本身的研究、空气动力学的研究、冲击式喷射推进机的研究、结构的研究、控制系统的研究、控制元件的研究、运用学的研究。他还强调说,一种新武器的运用是很重要的,我们要注意武器本身的各种性能,仔细考虑应该如何运用,所以要有对运用问题的研究。1979年,钱学森在题为《军事系统工程》的报告中指出,在我军科研装备管理工作中存在这样的情况:有时一种新武器系统已进入研制定型阶段,可是对它的使用方式却尚未确定;有时一种新武器系统已经研制完成,却还在争论是否需要这种装备;有时一种新武器系统刚刚交付部队,就发现在战术使用和技术性能方面存在较大缺陷,不得不大大压缩装备生产数量。显然,钱学森提出国防科研人员要扩大研究范围的主张具有很强的针对性。

在中国连仿制的导弹还没有时,国防部第五研究院就在钱学森的领导下于1956年底开始筹建一个特殊的机构——作战使用研究处。五院把这个处与发动机研究设计室、炮兵教导大队并列为五院的重要部门,并且排在了第一位。作战使用研究处的主要任务是:从作战要求出发,以运筹学为工具,进行导弹设计的战术指标和有关作战使用问题的研究。这个处的第一项重要工作是对导弹武器的研究发展方向进行研究论证,第二项重要工作是对导弹武器使用方面的研究。从作战使用研究处的机构设置和所做的工作看,它鲜明地体现了钱学森从系统的角度考虑五院发展和导弹研制方向的思路。这是钱学森在航天科技事业实践系统工程的最初尝试,也是系统工程分析方法用于中国国防科研工作的起源。

“科研范围广”的第二层含义是指国防科研人员不仅要从事型号研制,也要从事应用研究。钱学森从技术科学思想出发,认为科学技术研究就其性质可以分为基础研究、应用基础研究、应用研究和型号研制这四种。基础研究对应基础科学,应用基础研究对应技术科学,应用研究和型号研制对应工程技术。这四类科学技术研究是有关联的,前一类的结果也是后一类研究的依据和指导,反过来,后一类研究又不断为前一类研究提出新的课题和提供赖以总结、提高的实践基础。钱学森认为,国防科研人员不能只做型号研制工作,即通常所说的设计工作,还要从事应用研究工作。换句话说,国防科研人员既要搞设计,也要做研究。因为现代化的武器装备研制费用非常高,所以钱学森强调型号研制必须在应用研究的基础上,做到确实有把握才能启动。

“机构设置全”是指国防科研单位在机构设置上要全面,兼顾研究、设计、试制和试验。国防科研具有明确的军事目的性,即为国防服务,所以其中“研”字是指“研制”,而非“研究”。钱学森认为,研制是研究、设计、试制的综合,包括科学研究,但目的是出产品,能达到一定预先制订的目的和性能的产品。1956年2月,钱学森在呈送给周恩来总理的《建立我国国防航空工业意见书》中建议火箭导弹设计院的组成部分为空气动力学研究所、材料研究所、燃料研究所、结构研究所、火箭推进机研究所、冲压推进机研究所、透平式推进机研究所、控制系统研究所、运用研究所、设计局、试制工厂、试飞站。虽然当时钱学森刚回国不久,但是他已经意识到在计划经济体制下,生产工厂对于小批量的试制任务并不感兴趣,所以在科研单位内部设置专门的试制工厂更加合适。钱学森在主持制订《1956-1967年科学技术发展远景规划》(简称“十二年科学规划”)中的第37项任务“喷气和火箭技术的建立”时指出,实现该项任务的突进,“必须尽快建立包括研究、设计和试制的综合性的导弹研究机构,并逐步建立飞机方面的各个研究机构”。按照钱学森的设想,国防科研机构不仅要负责武器装备的型号研制,还要负责前期的相关预研工作,同时要负责试制和试验。

“全国大协作”是指大规模的国防科研项目需要国防科研单位和其他科研单位在全国范围内合作完成。钱学森在《建立我国国防航空工业意见书》中明确提出,在工业基础非常薄弱的新中国,必须依靠全国大协作,才有可能完成从仿制到自行研制导弹的任务。在钱学森的大力推动下,国防部五院在建院初期就与中国科学院及其下属研究所、清华大学、北京航空学院、北京工业学院、哈尔滨军事工程学院、西北工业大学等有关研究机构和高等院校,与三机部、化工部、冶金部等有关工业部门,签订了多项合作协议。聂荣臻主张国防科研机构、中国科学院、高等院校、工业部门和地方研究机构要大力协同,互相支援,并把它们称为科研攻关的五个方面军。钱学森非常赞成聂帅的这种提法。

P-2导弹仿制工作面临的头一个问题就是国防部五院没有工厂,只能依靠全国大协作来完成仿制工作。在仿制P-2导弹的过程中,全国直接间接参加会战的单位多达1400多个,主要承制工厂有60多个,涉及航空、电子、兵器、冶金、化工、建材和轻工等众多领域。五院作为设计方派出代表,带上图纸及有关技术资料实物样品,同苏联专家一道下到定点协作厂安排试制。1975年9月10日,为了解决洲际导弹的弹头防热问题,钱学森在七机部主持召开会议,号召全国高超声速气动防热领域的专家和科技人员打好这场空气动力学的“淮海战役”。这次会战先后有工业部门、研究院、科学院、高等院校中的116个单位上千人参加,形成了一个跨部门、多学科、横向联合的研究体系。中国航天借助举国体制,实现了举国意志,统一目标,统一行动。进入21世纪后,通过举国体制解决基础工业技术短板问题仍然是中国航天事业取得成功的方法之一。

(二)重视预研

重视预研也是钱学森国防科研系统工程思想的重要特征。研制一个新型号的武器装备,必然会应用老型号所没有用过的某些新技术。因为人们对新技术不像对老技术那样了解,所以在正式研制新型号之前,要针对新技术进行打基础性质的预先研究工作,验证运用这种新技术的可能性和可行性。如果冒冒失失地直接开始新型号的正式研制工作,就会欲速则不达。钱学森认为,在现代大规模科学技术研制工作中,全过程分为三个阶段:第一阶段,预先研究;第二阶段,型号研制,包括设计、试制、试验和定性(或鉴定);第三阶段,正式生产。这是聂荣臻领导钱学森等第一代航天人发现的、符合中国国情的大规模科学技术研制工作的客观规律。钱学森总是强调三个1/3,即1/3搞科研,1/3搞设计、生产,1/3搞管理。没有预研,就没有后劲,要赶超必须要有自己的研究,否则永远赶不上。

相对于型号研制,钱学森更加强调预先研究的重要性,因为预先研究往往被很多非技术出身的党政干部所忽视。钱学森在《建立我国国防航空工业意见书》中开门见山地指出,健全的航空工业,除了制造工厂之外,还应该有一个强大的为设计而服务的研究及试验单位,应该有一个作长远及基本研究的单位。他接着介绍了为设计而服务的研究和长远及基本研究的区别。显然,钱学森在意见书中把预先研究和型号研制放在同样重要的位置。1958年,中国科学院力学所在钱学森主持下根据国防科研的长远需求,拟定了一批重大航天技术预研项目,如液氢液氧火箭发动机的燃烧与传热研究;飞行器再入大气层的气动力与防热研究;高温结构研究;高超声速冲压发动机研究;爆炸成型研究;推进剂研究;亚音速飞行减阻问题研究;高超音速气动学;稀薄气体动力学;弹性体振动等等。这些项目大部分付诸实施,为航天科技事业提供了可供参考的理论、方法和技术手段。

当中国导弹科技事业进入自主研制阶段后,加强预先研究的重要性空前凸显。1961年5月18日,钱学森主持召开五院与力学所科研协作会议,确定了五大协作任务:液体火箭发动机燃烧 、传热理论与实验研究(代号101任务); 导弹气动力学问题研究(代号102任务);导弹弹体结构强度研究(代号103任务);冲压喷气发动机的关键理论问题(代号104任务);金属薄板典型零件爆炸成型的基本理论研究(代号105任务)。这五大任务属于走在导弹和火箭型号研制之前的探索性研究工作,目的是为五院研制中远程导弹、运载火箭提供设计数据和方法。此后,力学所将这五大任务作为全所研究工作的重中之重。

(三)  抓住主要矛盾

钱学森认为,中国国防科技要想在较短的时间内接近或赶上世界先进水平,必须抓住主要矛盾。1955年末,他在东北考察期间曾对陪同人员朱兆祥说:“实际现象很复杂,看不出头绪,因素很多,不能在研究中全加考虑,因此,要把其中的主要因素和非主要因素分开。有经验的科学家会在少数重要因素中再选择其中的主要因素,这是一个创造过程。”钱学森在《建立我国国防航空工业意见书》中指出,发展我国火箭导弹工业原则上是研究、设计和生产三面并行,而在开始时,重点放在生产,然后兼及设计,最后兼及研究。

钱学森在回国初期多次强调控制问题是导弹研制过程中最大的难点,是需要重点突破的关键问题。1955年12月27日,他在向时任中国人民解放军总参谋部装备计划部部长万毅报告如何发展我国火箭导弹技术时表示,我国如果要研制射程为500公里的近程导弹,80%的问题将是飞行自动控制问题。1956年,钱学森在作关于火箭导弹的专题报告时指出:“按照一般的估计,关于结构、空气动力、推进的这些问题,整个加起来,也不过是整个飞弹设计问题里面的20%,其余的80%完全是控制的问题。当我们谈到设计研究与控制导弹的问题时,必须要注意到这一点:控制问题是里头的绝大多数的问题。我们要是不能够解决重力花在哪个问题上面,那么,对整个研究设计制造导弹的问题,那可以说完全是不对头的,计划可能不能实现。”

在制定十二年科学规划时的“飞机与导弹”之争中,钱学森主张优先发展导弹,理由是:从技术上看,导弹技术并不比飞机更难,研制进度会快得多,况且导弹的使用是一次性的,相对飞机要容易解决得多,发展导弹技术唯一要解决的难题是制导问题,但这在短期内可以突破。如果我们从导弹入手,几年之内国家的防空问题可以解决,不挨打和还击敌人的问题也可以解决。中国当时首要任务是如何不挨打,然后是如何还击敌人。从这个角度看,钱学森抓住了“飞机与导弹”之争中的主要矛盾,也抓住了研制导弹过程中的主要矛盾。

在通过仿制P-2导弹初步解决制导问题后,钱学森开始强调发动机问题。因为动力是导弹飞行的基础,所以他形象地比喻为“动力先行”。从研制“东风二号”导弹开始,“动力先行”成为中国航天人研制任何新型导弹、火箭的一项基本原则。20世纪60年代初还在改进设计“东风二号”导弹时,钱学森就已经安排对“东风三号”导弹的发动机和制导系统进行预研。等到1964年“东风三号”导弹开始研制时,发动机和制导系统已经积累了很多预研成果,具备了坚实的技术基础。因此,虽然“东风三号”导弹的发动机和制导系统采用了一系列新技术,但是“东风三号”导弹研制进度依然很快。

(四)一切从实战需要出发

钱学森国防科研系统工程思想强调在处理科研系统与作战系统的关系时,必须一切从实战需要出发。1963年在讨论制定地对地导弹技术发展途径和步骤时,争论很大的一个问题是我国第一种中程导弹究竟使用什么燃料。一种意见主张用煤油/液氧,理由是性能好、便宜;还有一种意见是使用偏二甲肼/红烟硝酸,理由是技术成熟,可靠。钱学森对此引导说,讨论问题不要就事论事,首先要搞清楚选用推进剂的原则,这个原则应该是一切从实战需要出发。明确了原则,大家很快就统一了认识,我国第一种中程导弹“东风三号”就使用了可贮存的偏二甲肼/红烟硝酸推进剂。在研制“东风四号”导弹的过程中,钱学森建议科技人员研究战略导弹使用机动发射的方式,以提高战略导弹的生存概率。他说,我们的导弹要能对付核战争,如果我们只采取井下发射的方式,那敌人的导弹一打来,我们的导弹很可能还没有还手就被炸掉了。几十年后的事实证明,钱学森的建议非常具有预见性。

1964年,国防部五院二分院将“543”(代号“红旗一号”)地空导弹仿制成功定型后,钱学森提出了改进“543”的任务,并提出三个任务要求:第一,要扩大作战空域,要求打得更远,打得更高;第二,要抗干扰,美国U-2高空侦察飞机,带有侦察和干扰设备,如果不能抗干扰,武器就没有用;第三,要提高命中精度,要打得准,少浪费几发导弹。一发导弹约100万,平常“543”打一架飞机是一连发射3发导弹,若是打得准的话,1发或2发就够了。根据钱学森的要求,二分院搞出了两个设计方案:第一个方案是照射雷达体制方案,第二个方案是单脉冲雷达体制方案。钱学森在听取了两个方案的介绍、技术关键和可行性论证、优缺点比较后,从实战需要出发,确定了“红旗二号”地空导弹选择照射雷达体制方案。此后只过了三年,“红旗二号”地空导弹就装备部队试用,定型后批量生产,成为我国空军的主战防空武器。张履谦院士对此回忆说:“这件事给我们之后研发工作的启示是要从实际出发,一要满足指标要求,符合部队扩大空域、能在干扰条件下作战的需要;二要在部队迫切需求的较短时间内,能攻克技术关键,研制出产品来。”

二 、钱学森国防科研系统工程思想的实践载体

钱学森航天系统工程思想作为钱学森国防科研系统工程思想的集中体现,在中国航天事业的发展过程中发挥了突出作用。好的指导思想必须要依靠好的实践载体才能充分发挥作用,科研工作中最为关键的实践载体就是各种体制和机构。钱学森航天系统工程思想的实践载体分为宏观、中观、微观三个层次,分别是以型号研究院为主体的科研生产组织体系、以两条指挥线为特征的组织管理体系、以总体设计部为核心的型号设计体系和以总调度室为核心的计划协调管理体系。钱学森航天系统工程思想的实践载体完全可以推广为其国防科研系统工程思想的实践载体。

(一)以型号研究院为主体的科研生产组织体系

多年来,人们在总结中国航天事业取得辉煌成就的原因时总会得出一个结论:从中国航天事业创建之日起,中国航天一直坚持以研究院为主体的科研生产组织体系,特别是以型号研究院为主体的科研生产组织体系。以研究院为主体的科研生产体系解决了航天科研系统内部的关系问题以及航天科研系统与航天生产系统之间的关系问题,也是钱学森航天系统工程思想在宏观层面的实践载体。

中国航天系统的科研生产组织体系最初是按照苏联的专业研究院模式设计的。1957年11月9日,国防部五院成立一分院和二分院。苏联援助的设计任务书中规定:一分院的基本任务是各类导弹的总体设计和弹体、发动机的研制;二分院主要负责控制系统的研制和生产。1961年9月1日,国防部五院又成立三分院,主要负责大型地面试验的设施建设和试验。这种按专业设置的组织结构看起来分工明确、有利于各专业的发展,但是在实际工作中带来很多不便,各专业院之间产生了大量协调与合作问题。在多型号并举的情况下,每个型号的研制都要横跨两三个行政单位,指挥渠道迂回,协调关系复杂,工作效率低下。

针对这种情况,根据钱学森的建议,国防部五院常委会议于1963年9月14日做出了各研究院从专业院向型号研究设计院转型的重大决定。会议确定,一分院集中力量研制地对地导弹和运载火箭,二分院集中力量研制地对空导弹,后来又确定三分院集中力量研制海防导弹。1964年4月4日,国防部五院以固体火箭发动机研究所为主体组建了四分院,作为研制固体导弹的总体院。这样,国防部五院组建完成了四个型号分院:弹道式地对地导弹研究设计院、地对空导弹研究设计院、海防导弹研究设计院和固体导弹研究设计院。每个分院主要负责一类型号的总体、分系统的研究设计、试验和试制,自成体系。这样从根本上解决了过去那种办一件事要通过四五个关口的局面,在一个研究院内将党委、行政、技术、经济等部门组合成一个有机整体,从而使各类型号的研制工作蓬勃地开展起来。钱学森对型号研究院的组织定位非常清晰:以科研为主导,科研、生产相结合,承担航天型号总体任务,是自主研发、技术创新的主体。型号研究院从此成为整个航天系统的龙头老大和中流砥柱,一般的科研生产活动大多在院一级组织实施。

1964年9月,根据三线建设和研制工作的需要,钱学森作为副院长协助国防部五院院长王秉璋从系统工程的角度,提出了组织机构的一整套设想,即型号研究院-总体设计部-专业研究所-总装厂序列,同时设立一系列独立于型号院的基础研究所。总体设计部、研究所和总装厂都是型号研究院的组成部分,在型号研究院的党政机关和科学技术委员会的领导下工作。型号研究院中的总体设计部负责型号总体的系统研究和设计,专业研究所负责分系统研究、设计和制造,总装厂承担试制和生产的总装任务。1965年1月,以国防部五院为主体组建的第七机械工业部(简称“七机部”)成立,负责导弹的研制和生产。1月22日,七机部颁发部属各单位名称和代号,标志着型号研究院的组织结构基本建成。

型号研究院这种结构形式不同于资本主义国家的企业集团或跨国的产业公司,因为它不单纯是一个经济的或经济与生产、经济与技术的联合体,而是一个适合中国国情、具有中国特色的政治、行政、技术、经济统一的政治实体、行政实体、技术实体、经济实体。这种“四体“合一 的结构体制建立之后,最大限度地缩短了技术协调路线,有利于党的领导、行政指挥、计划调度的统一,充分调动与发挥各院及部、所、厂的工作积极性与创造性。在型号研究院机构组织平台上,钱学森带领航天人不仅形成了以研究院为主体的航天科研生产试验体系,开创了独具特色的航天系统工程管理模式,而且迅速掌握了研制导弹的核心技术,在“文化大革命”的动乱环境下先后研制成功“东风三号”中程导弹、“东风四号”中远程导弹、“长征一号”运载火箭 、“东方红一号”人造卫星和“尖兵一号”返回式卫星。当有人在“文革”期间反对这个组织管理体制时,钱学森理直气壮地表示:“现在七机部的体制很好。”

(二)以两条指挥线为特征的组织管理体系

中国航天组织管理体制中最大的创新就是两条指挥线,这也是航天系统与其他科研系统在组织管理体制上最明显的区别。航天系统研制是一项需要跨部门协作的综合性活动,几乎所有的相关单位和职能部门都需要参与进来。如何借助强有力的指挥系统,打破职能化组织架构的壁垒,是航天项目成功实施的关键。经过实践、认识、再实践、再认识,不断对正反两面经验教训进行深刻总结的深化过程,中国航天逐步建立健全了独具特色的两条指挥线,实现了科研系统中人力资源的最优配置,科研人员和行政人员都能各负其责,人尽其才。

国防部五院建立初期,由于缺乏管理经验,加上仿制工作能够得到苏联专家的指导,所以对型号设计师系统不够重视,沿用了部队行政指挥系统进行组织管理,采取行政首长负责制。当时五院只有行政指挥线,没有技术指挥线,科研管理比较混乱。在“大跃进”中,为了搞“五一献礼”“七一献礼”“八一 献礼“”十一献礼”等,五院的科研计划不断被冲击,被改变。计划赶不上变化,献礼取代了计划。钱学森院长针对这种不正常现象提出要学习管理科学、学会科学管理,立即被五院的个别领导同志批评,“不要用资本主义国家的管理办法代替社会主义的管理”。在“左”的政治气氛下,由于对加强党对科技工作的领导认识不一,国防部五院支部(室一级)、党小组长和党员对技术工作干预过多,技术专家的意见常常在加强党的领导的名义下得不到尊重。随着自行设计工作的逐步开展,还在“东一”仿制时,五院就全面开展了“东二”的研制和“东三”的预研工作,几个型号梯次展开,更增加了科技工作秩序的混乱。

1960年9月30日,中共中央针对国民经济提出“调整、巩固、充实、提高”八字方针,为陷入困境的中国航天事业改革组织管理体制提供了契机。为了改变“大跃进”带来的“边研究、边设计、边生产、边试验、边定型”的头脑发热、不讲科学规律的做法,钱学森在聂荣臻元帅的指示和支持下,带领科技人员集中精力研究导弹研制的科学规律。钱学森强调要用“系统”概念将导弹的设计、研制和生产工作组织起来;同时要求建立技术责任制,明确总设计师和各级设计师的职责,并制订了严格的研制程序和工作制度。1962年3月,“东风二号”中近程导弹发射失败的教训使钱学森和国防部五院的各级领导对组织管理有了更深刻的认识。此后,钱学森花费大量精力协助五院党委整顿工作秩序,制订科研工作规范,用“系统”的概念将五院的工作纳入科学管理的轨道。有一次,他对身边的工作人员谢昌年说:“我现在改行研究科学管理了。”

1962年11月8日颁布试行的《国防部第五研究院暂行条例》鲜明地体现了钱学森航天系统工程思想,明确提出建立健全两条指挥线。两条指挥线是指以总指挥为首的行政指挥系统(行政指挥线)和以总设计师为首的设计师系统(技术指挥线)。型号总指挥是型号进度、经费计划与控制的总负责人,是资源保障方面的组织者、指挥者。型号总设计师是研制任务的技术总负责人,是设计方面的组织者、指挥者,重大技术问题的主要决策者。这两个系统组成一个既相互协调、相互支持,又分工明确、相互制约的工程组织管理体系。当然,两条指挥线都要在党委的领导下协调工作,党委掌握方向,做最后决定,拍板。这是五院领导班子和广大航天工程技术人员在聂荣臻领导下,探索出来的适宜航天型号研制的一种较为成功的工程组织管理体系。

行政指挥线的主要任务是确定研制任务的组织与分工;组织研制协作配套网络,落实重大技术措施,制订型号研制计划并组织实施;进行日常的指挥调度,按行政管理渠道提供人力、财力的保障等,以保证设计师系统技术决策的实现与工程项目研制任务的按期完成。技术指挥线的主要任务是研究该型号发展技术的途径、关键技术的攻关和技术措施保障;审查型号的规划和通用化、系列化、组合化技术方案;负责该型号的重大技术方案调整及技术状态变更等一系列技术决策。在型号研制过程中,两条指挥线相互支持、密切配合,两者既有主管分工、各负其责,又相互交叉,是工程统一指挥中两个相得益彰的侧面。

在现代化大规模科学技术研制工作中,存在大量以制订和执行计划为主要表现形式的人力、物力、财力组织调配工作。钱学森认为,科研计划工作的两个基本问题是平衡和协调,计划中的人力、物力、财力安排问题可以归为计划平衡问题,计划中的进度安排问题可以归为计划协调问题。因此,科研单位需要有专职人员来负责计划平衡和计划协调工作。在航天系统中,技术指挥线是主管一个个型号、产品的,但是具体的研制工作又分散在专业技术单位和车间、工厂。每一个技术单位,每一个车间、工厂同时要承担不同型号、不同产品的工作。如何协调?这是管理和调度人员要解决的问题。为了做好这项工作,要有各级的调度指挥部门和负责每一个型号的调度指挥员。

航天型号的行政指挥系统通常分为三个层次,即战略决策层、决策管理层和组织实施层。对于一般的工程,只需要组织实施层,该层分为行政总指挥、行政指挥和基层行政指挥三级,由各级行政领导、计划管理部门和指挥调度部门构成,总指挥是整个工程的行政组织者和指挥者,起条件保证、计划综合协调的作用,主管科研生产的调度和计划的落实,检查、协调、考评承制单位和人员的工作以及思想政治工作等,保证总设计师的技术决策得以实现,对工程整体的计划、经费、质量负责。航天重大工程是在党中央、国务院的领导下,成立工程指挥部统一组织实施,由总指挥、总设计师联席会议研究决策工程实施过程中的重要问题。行政指挥系列包括总指挥、副总指挥、指挥、副指挥、主管调度、调度。

航天型号的设计师系统通常分为总设计师、主任设计师、主管设计师、设计师四层。总设计师是航天型号的技术总负责人,负责重大技术问题的决策和协调,制订研制计划,保证工程质量;主任设计师是分系统的技术负责人;主管设计师是单机的技术负责人;设计师是部件的技术负责人。航天系统通常还设有副总设计师、副主任设计师、副主管设计师,配合正职开展工作。各级设计师都有明确的岗位职责,形成一条纵向的技术指挥线。那些规模更庞大、技术更复杂的大型航天工程,例如载人航天工程和月球探测工程,还设置了更高层次的整个工程的总设计师和总指挥。例如,载人航天工程的总设计师是王永志,而载人航天工程下辖的载人飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统、航天员系统等七大分系统还有各自的总设计师。

两条指挥线既保证了技术决策的科学和民主,又保证了决策计划的有效执行和实施。钱学森后来对两条指挥线总结道:“现在科学试验的一个突出特点是大集体性。因此,首先要抓总体。一个武器系统,抓总是非常重要的,要有统一指挥,不能允许各个单位随意去干,那样非失败不可。这也就提出了组织纪律的重要性,指挥员的重要性。所以,要有技术指挥员,要有技术指挥线。与技术指挥线密切相关的是行政指挥线,即组织调度工作。大规模科学试验的多变交错关联,一个项目变了,可能牵动全局。因此,组织调度工作是非常繁重的,大规模科学试验的计划及调度比生产中的计划及调度还要繁重,这就是计划协调之类的技术是在大规模科学试验中产生,而不是在工业生产中产生的原因。”

钱学森还进一步指出:“两个各有专职的系统,技术指挥系统和调度指挥系统,两个系统、两组指挥员都向部门的领导负责,在部门领导的领导下亲密协作,搞好一个型号、一个产品的研制工作。这就是我国通过国防尖端技术、导弹核武器和人造地球卫星研制工作逐步形成的大规模科学技术研制工作的现代化组织管理体制。”“这一套组织管理模式是完全符合科学的,又是具有中国特色的,符合中国实际的,是中国土生土长的。”应用这套组织管理模式,中国航天在后续的型号研制中,实现了高速度和高质量发展。

在中国航天事业初创时期,型号总指挥和型号总设计师各有所长,因此是平级关系,双方共同接受型号研究院党委的领导。进入20世纪80年代后,在战争年代指挥过大兵团作战的第一代航天型号总指挥逐步从一线退休,精通航天技术和组织管理的第二代航天型号总指挥逐渐成长起来。根据情况变化,国务院、中央军委于1985年4月颁发 《武器装备研制设计师系统和行政指挥系统 工作条例》,规定航天系统开始实行型号总指挥负责制,型号总设计师对型号总指挥负责。虽然型号总指挥和型号总设计师变成了上下级关系,但是继续坚持型号总设计师对技术负全责,突出了型号总设计师在技术上的领导作用。型号总指挥在研究院行政正职的领导下,在研究院统一协调、综合平衡的前提下,对与本型号研制生产有关的人、财、物,实行有效的协调管理。型号总设计师在型号总指挥的领导下,对型号研究、设计、试验、生产等技术工作负全责。

“两条指挥线”的组织管理体系在不同历史时期都发挥了巨大的作用,推动中国航天事业稳步向前发展。20世纪80年代,国防部长张爱萍上将多次提出要在国防科研工作中推广“两条指挥线”。1983年1月7日,他在国防科工委一九八三年计划会议上指出:“成套研制,首先要建立两个系统,一个是总设计师系统,还有一个是组织管理的调度系统。”1983年4月2日,张爱萍在国防科工委、各国防工业部领导干部会议上提出要建立健全两大系统:一个是总设计师系统,一个是行政调度系统。1986年4月23日,他在国防高技术座谈会上再次倡导建立健全“两条指挥线”。

(三)以总体设计部为核心的型号设计体系

在航天型号研制任务中,总体设计部是技术指挥线的核心机构,也是狭义的钱学森国防科研系统工程思想的实践载体。现代高科技工程都很庞大,也很复杂,一种意见对局部来说是好的,但对整体就不一定好。因此,在技术方面要有总设计师和总体设计部,在行政方面要有总指挥和总调度室。虽然国防部五院早在1958年4月就在一分院成立了第一总体设计部,后来又增加两个总体设计部,分别对口地对地导弹、地对空导弹、海防导弹的仿制和研制,但是总体设计部最初在型号研制过程中没能发挥应有的作用。1962年3月“东风二号”导弹试验失败使钱学森和五院党委班子对航天工程的综合性、复杂性、关联性有了切身体会,从而对总体设计部在导弹工程中的地位和作用有了更深刻的理解。同年5月,钱学森提出加强总体设计部建设,充分做好地面试验,把各个分系统关系协调好的观点。

1962年11月8日颁布试行的《国防部第五研究院暂行条例》规定,型号总体设计部是总设计师领导型号设计工作的参谋、顾问、执行和服务机构,主持制订总体设计方案和初步设计工作,草拟各分系统设计任务,并负责总体技术协调、全型号配套和分系统验收工作,主持总装测试、综合试验和设计定型等关键性技术工作。总体设计部是实现总目标、研制过程各阶段目标和实施飞行试验的技术核心。总体设计部的主要任务是科学地确定各级总体方案;严格控制技术状态;确保系统优化和整体优化。钱学森针对总设计师和总体设计部的关系曾总结说:“在我们这一行,一得之见多得很,有道理,可不见得全面。但是在我们这儿有一条,最后是总设计师拍板。由总设计师听了各种意见之后,经过分析平衡,最后拍板。总设计师也不是一个人,他还有一个总体设计部,还有一个大班子,用现在的话说就是系统工程的班子。他们运用系统工程,衡量各种因素,选择最优方案。总设计师听了各方面的专家意见,又看了总体设计部的报告,最后下决心拍板。拍了板,谁再有意见也不算数了。”

《文汇报》刊载《组织管理的技术——系统工程》一文

1978年,钱学森在《组织管理的技术——系统工程》一文中针对总体设计部指出:“总体设计部由熟悉系统各方面专业知识的技术人员组成,并由知识面比较宽广的专家负责领导。总体设计部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分进行研制,对它的所有技术要求都首先从实现这个更大系统技术协调的观点来考虑;总体设计部把系统作为由若干分系统有机结合成的整体来设计,对每个分系统的技术要求都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑;总体设计部对研制过程中分系统与分系统之间的矛盾、分系统与系统之间的矛盾,都首先从总体协调的需要来选择解决方案,然后留给分系统研制单位或总体设计部自身去实施。总体设计部的实践,体现了一种科学方法,这种科学方法就是‘系统工程’。”

(四)以总调度室为核心的计划协调管理体系

如果说总体设计部是技术指挥线的基石,那么总调度室就是行政指挥线的基石。为了衔接和协调研究、设计、试制、试验、生产等诸多环节,国防部五院于1962年在钱学森的倡导下建立了总调度室,统管科研生产的计划协调管理。《国防部第五研究院暂行条例》明确规定,型号研制工作必须在统一的计划与调度下进行,必须建立以计划调度为中心的统一计划管理指挥系统。如果说总体设计部是总设计师的“大办公室”,是航天工程总体概念、方案、设计和技术协调措施科学性的体现者,那么总调度室就是总指挥的日常办事和执行机构,是航天工程计划与协调措施科学性和人、财、物调度权力的体现者。钱学森认为,党的领导、总体设计部和总调度室是解决现代化高度复杂科学技术工作的有效组织形式。

为了在千头万绪、错综复杂的型号研制工作中合理、有序地做好计划协调管理工作,钱学森于1962年提出在导弹总体研制工作中引进PERT,并将它翻译为“计划协调管理技术”,以此取代原先使用的简单的线条调度管理图。总调度室认真学习计划协调管理技术,很快就把导弹这样一个复杂的系统,用几张系统关系、技术流程和计划流程网络图画出来。按照流程图,各系统直到单机设备,层层分解任务,责任分明;既可对“短线”明察秋毫,又可对长线产品的潜力了如指掌,便于合理配置设施、物资、经费、人力,降低成本,确保质量。此后,在钱学森的积极倡导下,在许多计划和工程部门的墙上,都挂起了网络流程图,俗称“苹果树”图。1963年2月7日,五院下达了在院、分院和部、所、厂、站三级建立计划协调制度的决定。

型号计划并不是一成不变的,因此在计划调度中必须进行风险分析和控制,型号计划要有预见性,留有余地,要在动态评估的基础上,及时进行适应性调整。计划的权威性和严肃性则依靠执行力度来加以保证。各级科研单位都要建立强有力的指挥调度系统,强调统一组织,跟踪管理,过程控制,狠抓短线,科学调度,形成以任务为中心,横到边、纵到底,责任明确、有机协调的调度网,确保型号计划的有效执行。计划协调管理技术后来在洲际导弹、潜地导弹和卫星通信工程的研制任务中发挥了重要作用。

三 、结语

钱学森国防科研系统工程思想是大科学时代国防科研普遍规律与中国特色社会主义制度相结合的产物,也是钱学森对中国航天实践经验的理论总结。钱学森国防科研系统工程思想的内涵特征与实践载体在钱学森系统工程思想中都有所体现,同样都具有鲜明的中国特色。钱学森国防科研系统工程思想在中国航天事业初创时期发挥了重要的历史作用,对于新时代中国国防科研工作具有很高的参考价值。

推荐人:法学博士、上海交通大学钱学森图书馆副研究馆员 荣正通

推荐理由:纵观钱学森七十多年的科研生涯,从自发到自觉地运用系统工程思想来分析问题和解决问题,是他取得一系列成就的重要法宝。钱学森回国后创造性地将大科学时代国防科研普遍规律与中国特色社会主义制度有机结合起来,逐渐形成和发展了行之有效的国防科研系统工程思想。钱学森航天系统工程思想是钱学森国防科研系统工程思想的集中体现。本文基于详实的史料,不仅介绍了钱学森国防科研系统工程思想的四个显著特征——“大科研、重视预研、抓住主要矛盾、一切从实战需要出发”,还介绍了它在宏观、中观和微观三个层次的实践载体——“以型号研究院为主体的科研生产组织体系、以两条指挥线为特征的组织管理体系、以总体设计部为核心的型号设计体系和以总调度室为核心的计划协调体系”。

  编辑:瞿凯侠