简析国外航天工程项目管理实践论文
1 概述
1.1 项目管理概述
项目管理就是将知识、技能、工具与技术应用于项目活动， 以满足项目的要求。美国国家标准ANSI / PMI 99-001-2008 《项目管理知识体系指南》将5 大项目管理过程组， 即启动、规划、执行、监控、收尾， 根据其逻辑关系细分为42 个项目管理子过程， 42 个管理子过程可以归为9 个项目管理知识领域。
在成熟的项目管理组织中， 项目管理会处于一个由项目集管理和项目组合管理所治理的更广阔的环境中。项目集是一组相互关联且被协调管理的项目。项目集管理是指对项目集进行统一协调管理，以实现项目集的战略目标和利益。项目集中的项目通过产生共同的结果或整体能力而相互联系。如果项目间的联系仅限于共享顾客、供应商、技术或资源， 那么这些项目就应作为一个项目组合而非项目集来管理。项目集管理重点关注项目间的依赖关系， 并有助于找到管理这些依赖关系的最佳方法。具体管理措施可包括： 解决系统中影响多个项目的资源制约和/ 或冲突， 调整对项目和项目集的目的与目标有影响的组织方向或战略方向， 处理同一个治理结构内的相关问题和变更管理。
1.2 航天工程概述
航天工程项目以完成空间任务为目标。由于规模庞大， 航天工程项目通常涉及到多种技术、多个工业领域。根据层次结构和关注焦点的不同， 航天工程项目可以具体分为工程和一般项目两类。
1) 工程： 战略投资行为， 有确定的体系结构和/ 或技术方法、要求、经费水平以及启动和指导一个或多个项目的管理结构。航天工程体现了一个国家的航天战略发展方向。
2) 一般项目： 工程计划中确定的具体投资，有明确的要求、寿命周期成本、开始和结束日期。一般项目也有管理结构， 可能与其他项目、政府机构以及国际伙伴有接口关系。
航天工程的启动和实施是为了完成科学目标或探索目标， 实现该目标通常需要一组相互支持的项目。工程组合并管理这些项目， 并向项目和相关方提供逐渐形成的辅助系统、活动、方法、技术研制和反馈。由于各个工程的科学目标和探索目标差异很大， 因此需要不同的工程实施策略， 既有非常简单的， 也有非常复杂的。
1.3 航天工程项目管理概述
航天工程项目管理着重关心3 个方面。
1) 技术上的： 规格、外部接口、性能要求、产品质量要求;
2) 时间上的： 实施各阶段交付时间;
3) 资金上的： 按照正常时间计划约定的成本以及支付计划。
技术上不合格是指未能满足合同上1 项或者多项技术指标要求， 造成交付延迟以及费用超支， 为了获得满意的目标需要额外的支出。如果管理计划没有充分考虑这种情况， 可能会对项目的执行产生负面影响。
时间上不合格是指未能按照交付进度要求交付产品， 除了技术上不合格可能会造成时间上不合格之外， 供应商延误、对研制时间的低估也会造成时间上的不合格。
资金上的不合格包括由上述两种不合格造成的费用超支。如果技术不合格是由于合同未能预见到的顾客更改需求导致， 那么应当重新就合同内容进行谈判， 增加项目资金。
2 航天工程项目管理标准规范
航天工程体现了一个国家的航天战略发展方向。由于涉及到的工业与经济规模庞大， 航天工程通常是在国际合作的框架下进行的。规范的制定为技术交流等提供了统一的接口。
国外在航天工程项目实践过程中， 重视对规范的制定。国际空间站在实施过程中， 制定了相应的技术状态管理标准SSP50123， 对空间站的技术状态进行管理。空间站每一次组装的技术状态均要求作为一个特殊的空间站， 从结构、硬件和运营系统等多个方面分别建立设计基线。针对载荷接口的匹配， 美国国家航空航天局(NASA) 及其国际合作方也制定了多个接口协议以及验证方法， 其中一个最重要的方法是对每一构型制定复杂的试验计划以及硬件/ 软件方案， 然后对空间站组件进行多要素综合试验。另外， 大量的标准文件(SSP41160、SSP41162 等) 结合制定的接口协调标准和规范对空间站规格进行了明确， 这对多个合作方之间工作的有效整合和实现空间站的成功在轨组装起到了重要作用。
目前航天行业已经基本形成了较为完善的行业标准以及企业标准， 在这些标准规范体系的支持下， 包括一些政府标准以及军事标准的支持， 航天工程根据自身特点建立其标准规范体系。在航天工程执行过程中， 通过工作分解结构， 将航天工程分解为一系列的子项目， 每个子项目的标准规范体系一方面继承了工程标准规范体系， 另外一方面，子项目层面的标准规范体系涉及到更加具体的系统实现过程， 受到其实施单位的单位标准体系的支持
国际上主要的航天组织均形成了较完整的航天工程项目管理标准规范体系。这些规范体系对航天工程及项目的项目管理过程及要求进行了规范，通常这些规范体系并不明显区分是航天工程还是规模较小的项目， 即这些规范体系并不是针对航天工程做出一套项目管理标准， 同时针对规模较小的项目再做出另外一套标准，而是采用A+B 的模式， A模块形成航天项目管理的各类规范、手册等， B 模块对寿命周期费用大于2.5 亿美元的大型航天工程提出加严要求。这样采用一套标准，对降低标准工作人员、设计人员、管理人员的劳动量， 促进管理要求的统一是很有效的。
对NASA 的项目管理系列标准进行分析，可以发现， “B” 部分针对大型航天工程的特殊要求并不是很多， 在《NASA NPR7120.5D 航天飞行工程管理要求》中， 对于寿命周期费用大于2.5 亿美元的工程项目， “B” 部分仅有以下3 点要求。
1) NASA 要求其工程项目经理必须获得工程项目经理认证。
2) NASA 要求其工程必须进行成本与进度联合置信区间(JCL) 分析。
3) NASA 要求对其进行独立寿命周期评审。
3 国外航天工程项目管理组织结构
通常， 航天工程具有在轨运行时间长、项目周期长、涉及到多次发射活动、数万件部件设备的维护维修工作、多种载荷的管理及其操作规划等特点。这使得航天工程的方案、实施阶段(包括运营) 的项目管理相当复杂， 必须有专门的机构、使用专门的系统进行统筹管理与运营。此外， 航天工程项目管理组织结构还受到具体的实施单位、不同的企业文化、不同的工程特点的影响， 这使得其没有一个统一的项目管理组织架构。
项目规划的多层次划分决定了项目管理组织架构的多层次划分。国际空间站的项目管理组织架构采用3 级结构， 由空间站项目办公室、任务操作委员会和空间站应用研究中心3 个职能部门来完成管理任务。
层次化的项目管理组织结构使得顶层(管理层) 可以把关注点更多的放在项目范围控制、接口协调上， 对于底层的子项目实现， 更多的是由执行单位进行管理。通过这样的分解结构， 航天工程被分解为一个一个的小型子项目， 其项目管理组织机构与一般航天项目的项目管理组织机构基本上是一致的。
4 国外航天工程项目管理方法
航天工程项目作为项目的一种， 继承了常规项目管理的理念、管理过程、方法工具。与普通的工程项目相比， 航天工程项目规模更大、参与方更多、时间跨度长、风险大， 在继承常规的工程项目管理方法、模式的同时， 也发展、形成了具有航天特色的实践方法。
5 国外航天工程项目管理的主要特点及启示
5.1 国外航天工程项目管理特点总结国外航天工程项目管理可以得到以下特点。
1) 具有健全的规章制度和管理体系航天工程是一个国家航天战略发展方向的体现， 在研究了国外航天工程之后发现， 国外的项目管理组织都有明确的核心价值。以NASA 项目管理委员会为例， 任务成功要求坚定地坚持安全第一、追求卓越、团队合作和诚实正直， 这4 点是NASA工程项目管理的基础。在此基础之上， NASA 又确定了工程线与组织线管理机构分离的管理模式， 强调通过利用不同组成单位应对问题的不同方面实现任务成功。对于工程线方面， 明确指出了工程和项目管理的角色与权限。
按照项目管理的模式， 任命一位项目经理是必要的。项目经理对实现项目管理的目标负全责。项目经理应当具有对项目整体综合控制的能力， 具有人员管理、进度管理、成本管理， 合同管理、质量管理、风险管理、沟通管理的能力。航天工程往往包含多个项目组合或项目集， 以多项目任务为主的组织机构往往会采取矩阵结构的组织形式。在矩阵横轴上， 是各个工程专业和不同的职能部门， 为项目提供必要的资源。在矩阵的纵轴上， 是不同的项目， 利用各种资源通过各阶段活动来保证工程和项目目标的实现。
2) 强调风险管理
航天工程项目的成功面临5 种风险， 即技术风险(与系统性能有关)、计划风险、费用风险、进度风险、保障性风险。如何协调处理好这些风险是项目成功的关键因素。这些风险之间的关系复杂，所以对于航天工程项目的风险管理一般分为4 个阶段： 制定风险管理计划、风险评估、风险分析、风险处理。这些风险管理方法是项目成功的重要保障。
早在20 世纪60 年代， 美国阿波罗飞船的工程管理人员就将风险管理成功地用于阿波罗工程， 他们采用失效模式及其影响分析(FMEA) 和关键项目列表(CIL) 方法对阿波罗飞船进行风险管理。阿波罗工程的巨大成功， 促使了FMEA / CIL 方法在NASA 内部应用的制度化。
70 年代， 美国的核工业界开始尝试使用一种定量风险分析法——故障树分析法， 对核工厂安全进行风险分析， 但在NASA 内部仍把定性分析法作为主要风险分析工具， 直到1986 年挑战者号航天飞机爆炸事故后， NASA 才把概率风险分析(PRA) 作为对航天飞机进行风险分析的方法。挑战者号航天飞机爆炸的灾难使ESA 对航天工程的风险分析有了新的认识， ESA 开始吸收美国的风险评估和概率分析技术， 并制定了风险管理标准(ECSS-M-ST-80 《风险分析要求和方法》)。
3) 强调评审
国外航天工程项目的评审工作贯穿于整个项目的全部阶段， 评审是航天产品研制的重要环节， 是保证产品固有质量与可靠性的重要手段， 是进行研制阶段把关的重要方法，是一个研制阶段完成并转入下一个研制阶段的控制点。在航天工程寿命周期中，工程评审是执行、管理、评价和批准工程进展的必要元素。
以NASA 为例， 评审分为内部评审和独立评审。为了建立基线并管理工程或项目基线， 工程和项目要进行内部评审， 内部评审为工程/项目计划、技术方法和计划协议的决策提供支持。独立评审为NASA 提供了重要的'、定期的寿命周期关键点上工程或项目情况和实施状态的无倾向评估。NASA 特别强调保持由独立的常务评审委员会(SRB) 执行独立评审的公正性。
5.2 国外航天工程项目管理实践的启示
针对以上所提出的国外航天工程项目管理的特点， 可以得到以下启示。
1) 进一步优化项目办公室的组织机构
我国的航天型号研制管理采用“两条指挥线”，随着国防建设要求的不断提高， 以最短时间、最少资源完成型号研制任务，已经越来越明确地成为新形势下的管理目标。针对这一情况， 建议： 优化项目管理机构， 建立组织级项目管理平台， 按照领域项目群建立项目办公室， 负责管理同一领域和同一平台的多个型号任务; 在组织级建立项目管理办公室， 负责企业项目组合的管理，完善企业项目管理组织体系。
2) 进一步优化风险管理
项目管理的目标是性能指标、进度、成本3 要素的优化，即按进度要求，在预算范围内研制出满足性能指标的产品。按照这些目标，项目管理应当在型号研制的全过程中关注和分析风险、控制风险，在全过程中实现质量控制。
风险管理是项目成功的重要保障。我国的风险管理虽然也借鉴了国外的基本思路， 但是还没有形成完整的知识体系。国外许多成熟的工具与技术并没有得到运用， 我国可以更多地借鉴国外风险管理的成功经验， 深入研究各种成功的风险分析方法，制定风险管理规范与标准， 填补我国在风险管理方面的空缺。
3) 着力建设国际化航天工业网络
对于我国航天工程而言， 国外这种多国合作模式既是发展的机会也是值得借鉴的模式。从机会上讲， 既带来了壮大我国航空航天产业的机会， 更重要的是可以学习先进技术， 走模仿创新到集成创新， 再到自主创新的道路。从模式借鉴看， 我国的航天工业在引进来的同时也需要全盘思考国际国内两个市场和利用国际国内两种资源的问题， 如此才能够成为与美欧国家相抗衡的一流企业。综上所述， 未来我国大力发展航空航天产业， 不仅需要在思想观念和产业政策方面引起重视， 而且需要在体制机制上进行大胆的创新。
4) 进一步完善项目管理的规范制度
国外宇航局都有自己的一套规范和要求手册，项目管理体系的规范化、标准化在国外宇航公司中受到广泛重视， 它们通常都制定有相应的项目管理手册和规范， 作为项目管理实施的标准， 以及在企业中推广项目管理理念的工具。国外已经形成较为完整的项目管理手册和规范体系， 我国航天组织有必要加强项目管理手册和规范的制定及宣贯。
5) 规范成本管理， 确保经费的使用效果
国外航天工程都有大量的资金投入， 针对我国航天工程成本管理的实际情况， 应结合工作实践，逐步形成一套成本控制、价格制定、经费拨款、经费使用的管理方法和管理程序。应深入基层了解和掌握技术状态、计划进度、质量问题和物资保障等经费使用情况和需求， 确保经费信息的正确性， 及时解决研制经费的实际问题， 营造一个良好的科研经费管理为型号研制服务的环境氛围。特别是要坚持资源需要和现实可能相结合， 充分利用现有资源， 如充分利用现有仪器设备和基础设施， 努力避免重复投资和重复建设， 将有限的资金用在重点领域， 确保经费的使用效率。
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