贾宇飞

摘要：过度设计是与设计不到位相对应的一种缺陷，设计者在设计过程中过度追求一些体验的完美或者需求的满足，反而导致最终的实际使用体验下降，或者偏离产品设计初衷。该现象在航空装备领域比较普遍，带来了装备制造难度大、生产速度慢、保障费用高等一系列问题，而且因为航空装备更新频率低、生产批量少、技术状态复杂而表现地更为突出。其产生的原因和要素是多方面的，既有技术成熟度不足的原因，也有管理机制和价格机制以及认识不足的因素。为此可以从完善机制、加强管理、明确责任等方面采取措施加以解决。

关键词：航空装备;过度设计;全寿命周期;费用

中图分类号：E92文献标志码：A

1前言

过去近二十年，我国航空武器装备呈集群式快速发展样态，但受产业基础和任务需求的影响，产品研发大多处于时空被高度压缩、生产力要素与资源匹配不到位的大环境中，由于在设计开发过程中，过多地偏重于解决有无和设计不到位问题，忽视了对用户需求的全面理解和对全寿命成本的管控，导致装备普遍存在着过度设计的现象，带来了装备制造难度大、生产速度慢、保障费用高等一系列问题。而且这一问题因为航空装备更新频率低、生产批量少、技术状态复杂而更为突出。

2概念及基本特征

2.1概念定义

现代工业产品设计是在主客观多维约束条件下谋求解决需求与可能矛盾、有限实现和阶段性寻优的过程，具有设计者强烈的主观行为特征，因此每一个新产品难免会隐含不合理设计。包括：产品功能与用户需求、产品形式与功能，产品受众与产品目标用户，产品设计与实现技术，产品定价与用户支付能力等要素之间的一致性以及匹配性。

按照这种一致性和匹配性来分，不合理设计分为设计过度和设计不足两种情况。其中，设计过度主要是超出顾客需求或支付能力，存在过剩功能（性能）、过度复杂形式、过度包装以及由此带来过度复杂的制造内容等。用户想要A，你给了他ABCDE，结果BCDE全部用不上，既让用户选择困难，又浪费了团队开发时间。即使是有经验的设计师，有时也容易陷入自己的“小循环”中难以自拔，过度追求一些体验的完美、或者需求的满足，而导致最终的实际使用体验下降，或者偏离产品设计初衷的悲剧结果。

导致这种不合理设计的关键原因是设计师团队的价值取向有误和设计技术能力水平不足。

2.1.1主要特征

过度设计有如下几个特点：（1）问题的判断较困难，经常会因人因时因势而异，由于问题的形成具有强烈的主观特色，对设计合理性的判断只能通过其他相关因素的比照来进行，这正是管理的困境所在;（2）问题的表现很隐蔽，而且可能在较长的时间内都不会暴露，与之相对应的设计不足的问题能够通过功能验证考核很快发现，而过度设计的问题可能要到产品使用一段时间后才能表现出来。（3）问题的影响范围较广，不像设计不足的问题，通常只影响一两个系统或功能，设计过度造成的危害经常会蔓延到产品的配套、制造、使用、保障等多个环节。过度设计是可扩展性的大敌之一，设计一个超过实际需要的方案就是在浪费金钱和时间，浪费处理资源，增加系统扩展的成本，限制系统的整体可用性，过度复杂，还会影响扩展，导致越来越难以维护，出现问题时将很难进行查错。

2.1.2 形成背景

过度设计在任何时候都可能发生，但它的集中和普遍发生必然受背景因素影响，总体而言包括两个方面：（1）国家制造水平大背景约束性。我国的制造业水平在世界范围内总体处于第三梯队，在这样的大背景下，虽然设计技术局部占优，但整个设计工作仍面临显著的技术与资源困扰，尤其在兼顾装备先进性和经济性上仍存在不少弱点和难点。（2）时空压缩、加速发展语境下的选择困境。由于我国是在较差的工业基础上应急追赶发展航空装备，在研发时空和资源高度压缩的条件下，军地双方存在把管理重点放在防控设计不足上的阶段性权益选择。这种做法有它独特的时代背景和产业背景，客观上弥补了工业基础不足的短板，解决了装备急需，但也是过度设计问题发生的诱因之一。

随着装备建设对提升费效比的要求不断提升，对由于装备设计过度所带来的装备全寿命成本增加、制造合格率低、周期长、保障难，军队买不起或用不起等问题，迫切地需要客观正视和系统解决。

2.2 过度设计的主要表现

2.2.1设计裕度、制造精度、冗余配置超过合理的水平

在产品设计中，有以下几种过度设计的典型現象：

（1）选择了超过必要的机械性能裕度，如增加材料尺寸、提高选材规格等。不仅直接导致材料浪费、成本增加，同时也导致整机单位重量效能值降低、能耗增加。

（2）选择了超出必要的尺寸精度、配合精度等精度水平，导致加工手段升级或者在制造水平达不到条件下的合格率大幅降低，增加了制造成本、周期以及用户维修保障的难度和资源投入。

（3）配置了超出必要的机械、电子备份种类或数量，在软件设计中增加的反复核实等。不仅增加整机结构和系统构架的复杂性，增加了产品制造与维护成本，也降低了特定功能实现的效率。

2.2.2 片面追求技术先进而设计出的“豪华”配置

有的为了体现设计水平或突出创新发明，超出需要领先使用先进技术、先进材料，或者处于概念阶段的新技术。比如：某型发动机在初始设计中选择应用仍在探索的某特殊焊接技术，结果因技术成熟度和应用经验不足引发大量附加费用。

有的为追求技术完美，为产品配置超出顾客需要的高性能和缺乏实际效用的功能。比如：在设计中使用尚未工程化的特种材料，以及在军机上增加与提升性能无关的飞行员特殊体验功能等。

2.2.3 不同装备或系统间缺乏共享、互换、组合的理念

这类情况体现在不同型号的产品之间难以实现通用功能接口的标准化和多功能的组合集成;在原材料、元器件、标准件的品种、规格选用上过于分散;过度强调型号特点，一个型号一套设计风格，一个飞机一套随机设备设施等。

由此带来材料品种或标准多、批量少，供应链长而配套关系复杂;不仅致使产品研制生产费效比大幅降低，也制约了用户装备使用、维护效率提升以及成本控制。

2.2.4 项目总体层面不顾成本约束的整体过度设计

脱离业已明确的产品定位以及周期、费用和目标成本的限制，大量采取全新的技术或实现手段，以及通过增加系统复杂度和附加功能简单回应军方对提升性能的要求，是在产品层面的整体过度设计。

3 导致过度设计的主要原因

3.1装备研制管理机制局限造成的设计动力不足

3.1.1研制经费管理体制和定价机制自身缺陷

目前装备购置目标价格形成机制和过程成本监控与激励约束机制在运行中存在行政约束作用突出、计划经济色彩浓厚的特点;整体上尚未形成连续驱动企业谋求设计趋向更合理、主动关注装备全寿命成本控制的动力机制，难于调动承制单位主动降低成本的积极性。

3.1.2 装备研制、订购、使用部门的思路不一致

其中，研制管理部门更注重装备的先进性，而对生产与使用成本不敏感;对提升作战效能的急需使得使用部门对维修、保障方面的意见让位于战技要求;采购部门在现行定价机制下，很难发现过度设计对成本上升的支撑作用。这些因素的综合作用和反复迭代增强，导致过度设计的大行其道。

3.2 承制单位内生动力不足

3.2.1总设计师系统缺乏成本管理约束机制

型号行政总指挥虽是名义上的项目负责人，但由于难以全面介入设计过程，再加上整体缺乏设计经济性评价的数据基础、方法运用、阶段把关环节和专业的管理力量，这就在客观上造成了设计师团队追求技术先进性的偏好和造成过度设计的趋势得不到有效控制。

3.2.2 厂所在研制成本控制方面价值追求不一致

在主要承制单位厂所分离的状态下，设计单位与制造单位价值追求不一致，缺乏对设计单位知识产权的有效回报机制。这就造成主机所倾向于靠更高的设计难度和技术水平赢得更多的投入，而无须为飞机成本上升承担责任。而主机厂处于被动或弱势地位，既愿意从设计中带来新的能力改造机会，也不得不被动地接受過度设计带来的成本增加。

3.2.3 经济性设计缺乏足够的关注和能力

主机设计所在经济性设计和管理方面存在较大短板。一方面，装备经济性意识比较欠缺，缺乏从设计角度降低研制经费和制造成本的主动性;另一方面，经济性设计工具和手段欠缺，设计人员不能及时了解其设计结果的经济性后果。

3.3 技术不成熟、不均衡导致的过度设计

3.3.1新技术储备不足或成熟度不足，导致设计风险高

由于长期走仿制路线所积累的“八国联军式”的技术支撑体系基础不完备，在新装备开发的技术体系成熟度、功能/性能验证、设计知识库支撑等方面存在明显的不足，导致设计师系统存在技术不自信，为降低风险，只能依靠增加设计裕度、或采取更先进材料及更高水平加工要求等来确保产品指标的实现。

3.3.2 行业和系统间技术水平不均衡导致过度设计

由于行业技术水平差距大，配套产品层次参差不齐，在“木桶效应”下，一些先进的核心系统受落后的配套系统限制也很难发挥出应有的效能。此外，设计技术与制造技术之间局部存在代差，由此导致设计要求超过制造技术水平，也会形成过度设计，导致制造质量合格率、一致性降低，制造成本和使用成本增加。装备发展跨度越大、新技术占比越高，这类问题的严重性越突出。

3.3.3 备全寿命费用分布不合理，研制周期不足

以美国为例，航空装备科研费用在装备立项前技术验证、立项研制与鉴定、装备作战能力形成的三个阶段的经费比例约各占1/3;而我国对预研投入整体较少，工程背景的演示验证也不是很充分，研制周期偏紧，难以满足大型复杂系统设计需要迭代2.3次以上的工程经验值要求，这就导致设计方案偏保守，由此产生的过度设计以及带来的风险和成本失控比较普遍。

4 解决问题的措施和方向

要从根本上解决过度设计问题，必须从它产生的根源着手，突破这一困境的关键是有效管理设计工作和设计师。其中包括确定共同的判定准则，培养设计师的谨慎和自我质疑品德与能力，确保在“用户新需求提出、设计创意、低成本制造、顾客购买和体验”等产品开发主流程各阶段的有效衔接、匹配和闭环反馈互动。解决设计过度问题的难点是对设计合理性的判断，从国外的经验看，设置产品目标成本基准并开展动态跟踪管理，以及开展设计的可制造性评价等都是已被证明的有效途径。

针对航空装备研制的实际，可以从以下方面采取措施：

（1）在研制过程管理上，在立项论证阶段，提高对目标价格论证的重视程度，加大科研费和装备目标成本论证的力度;在工程研制阶段，实施经费按工作包预算分解和目标成本按产品结构分解，并作为研制基线管理;实现经费与任务相匹配，形成过度设计防控机制和成本控制自律机制。

（2）在制度完善上，把成本评价和审核纳入正常的科研程序之中，列入项目的考核指标，实现关键研制节点技术、质量与经济性审查把关同步实施。形成考核导向的驱动机制。

（3）在责任分解上，把科研项目的经费管理责任落实到总设计师系统肩上，通过责任分解传递，像分解重量指标一样，把经费管理、成本管控的需求压力传递到设计者肩上。

（4）在缩小技术成熟度差距上，通过加大预研攻关力度，提高设计用新技术新材料的技术成熟度，提高设计团队的技术自信和设计裕度把握精准度。

（5）在设计与制造能力的匹配上，强调顶层设计，立足设计源头防止过度设计和提高制造能力设计匹配度，解决制造与设计技术不匹配的问题。