基于PFMEA的大科學(xué)工程項目管理過程自評估

申晨 王成程 何偉 楊敏 蔣智洋 鄭萬國

(中國工程物理研究院激光聚變研究中心，四川 綿陽 621900)

基于PFMEA的大科學(xué)工程項目管理過程自評估

申晨 王成程 何偉 楊敏 蔣智洋 鄭萬國

(中國工程物理研究院激光聚變研究中心，四川 綿陽 621900)

大科學(xué)工程的項目管理已日漸成為項目管理中一個發(fā)展迅速的單獨門類。在對PFMEA方法進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，經(jīng)過合理性分析將其創(chuàng)新性地應(yīng)用于大科學(xué)工程項目管理過程的自評估，提出了自評估模型的建立方式和量化標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合具體案例進(jìn)行了構(gòu)建和分析，得出了有價值的分析結(jié)論和改進(jìn)措施。

PFMEA；大科學(xué)工程；自評估方法

0 引言

大科學(xué)工程，一般而言指的是面向國家國防、社會或經(jīng)濟(jì)等層面的戰(zhàn)略性需求，在明確的科學(xué)目標(biāo)和任務(wù)目標(biāo)的牽引下，通過大規(guī)模的經(jīng)費投入和國際前沿的科學(xué)技術(shù)，在國際學(xué)術(shù)領(lǐng)域占據(jù)重要地位，同時為國家發(fā)展做出戰(zhàn)略性貢獻(xiàn)的重大科學(xué)工程，也是“科學(xué)、技術(shù)、工程”三大要素相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)換的動態(tài)過程。

在大科學(xué)工程中，“工程”二字的含義，從廣義和狹義上的解釋是不同的。從狹義上理解，工程指的是“技術(shù)的集合體及其實現(xiàn)過程”。但科學(xué)技術(shù)并非總能夠直接轉(zhuǎn)化為工程，特別是對于大科學(xué)工程而言，參與人數(shù)龐大、涉及單位眾多、組織形式復(fù)雜，如何使所有人盡可能地各司其職、密切協(xié)作、高效工作，就成為影響工程成敗的關(guān)鍵問題之一。因此，廣義上的“工程”必須包括以項目管理為內(nèi)容的社會工程。大科學(xué)工程自身越龐大、越復(fù)雜，管理的難度也隨之呈幾何級數(shù)增長。因此，必須在項目管理上投入大的精力和資源，才能使大科學(xué)工程建設(shè)有序、可控地開展。

大科學(xué)工程項目管理天然處于規(guī)模大、周期長、風(fēng)險高的外在環(huán)境，并且具有多學(xué)科、多部門、多層次的內(nèi)在特點。因此，不僅需要通過外部的考核和評價進(jìn)行總結(jié)提升，而且還需要在項目管理團(tuán)隊內(nèi)部建立相應(yīng)的自評估手段，對其自身的實施過程進(jìn)行更加細(xì)致、務(wù)實、有針對性的評估和分析，以保障大科學(xué)工程順利高效實施。

1 理論背景

1.1 PFMEA方法介紹

故障模式及影響分析(Failure Mode and Effects Analysis，F(xiàn)MEA)，是諸多可靠性分析方法中較為常用的一種，其真正含義還應(yīng)在前面加上“潛在”二字，即潛在失效模式及影響分析。其定義是分析產(chǎn)品中每一個可能的故障模式并確定其對該產(chǎn)品及上層產(chǎn)品所產(chǎn)生的影響，以及把每一項故障模式按其嚴(yán)重程度予以分類的一種分析技術(shù)。FMEA傳統(tǒng)上一般以具體的產(chǎn)品為分析對象，應(yīng)用階段可貫穿論證與方案階段、工程研制與定型階段、生產(chǎn)階段和使用階段，在對象和方法方面又可分為功能FMEA、硬件FMEA、軟件FMEA、損壞模式及影響分析(DMEA)和過程FMEA，其根本目的均是從不同角度出發(fā)發(fā)現(xiàn)缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，并采取有效的改進(jìn)和補償措施。

過程FMEA,即過程失效模式及影響分析(Process Failure Mode and Effects Analysis，PFMEA)，其標(biāo)準(zhǔn)定義是一種用來分析和識別產(chǎn)品在各項實施過程中可能出現(xiàn)的失效模式，以及這些失效模式發(fā)生后產(chǎn)生相應(yīng)影響的系統(tǒng)分析技術(shù)。這種分析技術(shù)針對的是過程的分析，目的是最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關(guān)的起因/機(jī)理得到充分地考慮和論述，從而有針對性地制定出控制措施以避免故障或減少發(fā)生，達(dá)到提高質(zhì)量水平的目的。

1.2 在自評估過程中應(yīng)用PFMEA的可行性分析

大科學(xué)工程項目管理作為一類工程過程，與具體產(chǎn)品的生產(chǎn)、運行過程相比，其內(nèi)在邏輯上并無本質(zhì)的區(qū)別。PFMEA方法的優(yōu)勢在于可以較為細(xì)致、全面和前瞻性地對一類過程進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的多層次影響分析，并考慮到改進(jìn)措施的不斷迭代，與大科學(xué)工程項目管理過程的吻合度相當(dāng)高。而實施PFMEA需要對全過程有較為細(xì)致和深刻的理解才能達(dá)到較好的效果，更適用于自評估而非由其他部門進(jìn)行的評價。因此，創(chuàng)新性地將PFMEA方法應(yīng)用于大科學(xué)工程項目管理自評估是具有較好可行性和契合度的。

2 項目管理自評估PFMEA模型及案例分析

PFMEA的本質(zhì)是在研究對象邊界和目的定義清晰明確的基礎(chǔ)上，將研究對象進(jìn)行層次劃分，辨識出各項最低約定層次的失效模式和失效影響，結(jié)合量化的風(fēng)險優(yōu)先數(shù)(RPN)有針對性地進(jìn)行改進(jìn)完善。實施流程見圖1。

圖1 PFMEA實施流程

為了直觀地表述實施PFMEA的具體過程，下面以外協(xié)采購過程為例進(jìn)行案例分析。

2.1 系統(tǒng)定義

外協(xié)采購管理工作的要求是在大科學(xué)工程項目管理的整體框架下，在規(guī)定的時間內(nèi)按照項目安排合法、合規(guī)地完成各項外協(xié)采購工作，滿足項目的經(jīng)費、進(jìn)度和質(zhì)量要求。按照PFMEA流程要求，對各級工作內(nèi)容進(jìn)行符合實際情況的分解，見表1。

表1 工作內(nèi)容分解表

這三級內(nèi)容對應(yīng)典型的PFMEA方法中各級約定層次，其中任何一個層次出現(xiàn)了問題，即認(rèn)為該板塊工作出現(xiàn)了缺陷或薄弱環(huán)節(jié)。

2.2 RPN量化標(biāo)準(zhǔn)

在PFMEA實施過程中，要求從底層工作內(nèi)容著手，逐一對可能的缺陷或薄弱環(huán)節(jié)(潛在失效)進(jìn)行分析。但對于實際工作而言，并不是每一種潛在失效模式都應(yīng)該予以同等程度的重視和改善力度。因此，通過風(fēng)險優(yōu)先數(shù)綜合量化每個潛在失效模式的嚴(yán)重度(SEV)、發(fā)生頻度(OCC)和被檢查難度(DET)，找出執(zhí)行糾正、改進(jìn)的重點，在實踐中有著重要的意義。

2.2.1 嚴(yán)重度

SEV指的是潛在失效模式發(fā)生后對各利益相關(guān)者以及下一步工作內(nèi)容的影響程度。按影響大小將嚴(yán)重度分為10級，評級方法見表2。

經(jīng)常發(fā)生的，或一項潛在失效模式對各利益相關(guān)者以及下一步工作內(nèi)容同時有影響，則取高分值。

表2 嚴(yán)重度(SEV)評級表

2.2.2 發(fā)生頻度

OCC是指對于潛在失效模式發(fā)生的預(yù)計頻度，同樣分為10級，見表3。

表3 發(fā)生頻度(OCC)評級表

這里的預(yù)計既可以基于長期經(jīng)驗，也可以采納相關(guān)實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)。同樣的，可以參考表3中的發(fā)生概率參考值，也可以采取相對值打分的方法。

2.2.3 被檢查難度

DET指的是一項工作內(nèi)容中的缺陷或薄弱環(huán)節(jié)通過某種檢查方式被發(fā)現(xiàn)的可能性大小。被檢查難度同樣分為10級，此外還需注明采用的檢查方式(A，B，C)，見表4。

表4 被檢查難度(DET)評級表

(續(xù))

注：檢查方式分三類，即A表示管理程序控制；B表示上級或第三方檢查；C表示自行復(fù)查。

2.2.4 風(fēng)險優(yōu)先數(shù)

RPN表達(dá)了每個潛在失效模式帶來的風(fēng)險程度，以及在進(jìn)行應(yīng)對和改進(jìn)時提供了優(yōu)先順序的參考值。它的值等于SEV、OCC和DET這三個值的乘積，即

RPN=SEV×OCC×DET

針對高RPN的項目提出改進(jìn)建議和方向，這些建議通過人員的培訓(xùn)、管理流程的優(yōu)化等形式予以實施。建議在改進(jìn)工作完成后，可針對新的工作過程再進(jìn)行PFMEA，觀察RPN的降低來檢驗改進(jìn)的效果。此類自評估工作還可以經(jīng)常性地進(jìn)行，多次迭代以不斷提高管理質(zhì)量和效果。

2.3 PFMEA表及其分析

PFMEA的分析過程和分析結(jié)果都通過PFMEA表來體現(xiàn)，因此PFMEA表的填寫是最為重要的一個環(huán)節(jié)。只有對整個工作流程、目前工作效果和改進(jìn)后工作效果都非常了解的人，才能進(jìn)行細(xì)致的填寫，也可采用德爾菲法等方式綜合團(tuán)隊的共同經(jīng)驗。下面以談判策劃和合同談判兩項工作內(nèi)容舉例說明，見表5。

表5 外協(xié)采購過程PFMEA表(部分)

從表5中用于舉例的談判策劃和合同談判兩項工作內(nèi)容來看，RPN最高值為“評定方法不合理”這一項失效模式的180，應(yīng)最優(yōu)先予以關(guān)注和改進(jìn)。通過在管理辦法中對評定方法(包括選擇要求和評分格式)進(jìn)行細(xì)化和明確，使得管理人員在執(zhí)行時流程便捷、要求清晰，有效地降低發(fā)生頻度和被檢查難度，同時過程風(fēng)險大幅降低。

3 自評估方法在大科學(xué)工程項目管理中的應(yīng)用

大科學(xué)工程的建設(shè)通常要經(jīng)歷一個較長的實施周期，因此，項目管理細(xì)節(jié)上的缺陷和不足，往往會在后續(xù)建設(shè)過程中不斷復(fù)現(xiàn)和放大，最終給管理實施的效果和工程建設(shè)的質(zhì)量帶來負(fù)面影響。在以神光-Ⅲ項目為代表的大科學(xué)工程建設(shè)過程中，應(yīng)用上文介紹的自評估方法，各個環(huán)節(jié)不斷進(jìn)行自評估并實施管理措施進(jìn)行改進(jìn)和完善，取得了良好的效果，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

3.1 實行覆蓋項目全維度的項目管理

本文所描述的自評估在操作中雖然是以項目管理過程作為對象，但本質(zhì)上仍然是關(guān)注大科學(xué)工程建設(shè)本身的完成效果和質(zhì)量。因此，只有當(dāng)開展了全面的項目管理，將項目的全維度納入項目管理的框架和軌道中，才能真正通過自評估工作全面地指導(dǎo)項目建設(shè)。這里的“全維度”包括時間、空間和管理組織模式三個層面。時間上，項目管理人員需要參與項目的全生命周期，并在項目啟動至項目驗收的過程中進(jìn)行直接管控；空間上，不僅關(guān)心項目建設(shè)地點的管理工作，還要將管理外延至外包設(shè)計、外包加工制造等環(huán)節(jié)，對重大的外協(xié)過程做到視同己方管理；管理組織模式上，將計劃管理、經(jīng)費管理、外協(xié)管理、質(zhì)量管理等各板塊都納入到項目管理的體系中統(tǒng)籌安排。

3.2 完善控制節(jié)點，建立處置預(yù)案

本文提出的自評估方法對項目管理過程開展評估，可以通過得出的風(fēng)險優(yōu)先度，采用不同的優(yōu)先級別進(jìn)行整改、完善，對實際工作而言最重要的仍然是整改措施的可行性，以及整改、完善后的實際效果。從降低SEV、OCC和DET三項指標(biāo)的角度分析，通常來說，以下兩類措施是最簡單、有效的。

一是通過完善控制節(jié)點等措施，降低OCC和DET。在某項工作缺乏控制節(jié)點的情況下，錯誤容易發(fā)生且不易被查出。完善控制節(jié)點的直接效果是降低被檢查難度，與此同時由于檢查力度增大，具體執(zhí)行人員也會更加重視，因此同步降低了發(fā)生頻度。特別要說明的是，控制節(jié)點數(shù)量和效率往往存在負(fù)相關(guān)，這里強調(diào)的是“完善”而不是“增加”，不能簡單地一味增加硬性控制點，而要根據(jù)實際情況綜合考量。

二是通過建立處置預(yù)案，降低錯誤發(fā)生后的SEV。這里的“預(yù)案”指的是其廣義含義。比如合同內(nèi)容編寫錯誤，審核時未發(fā)現(xiàn)就進(jìn)行了簽訂，若不進(jìn)行處置，則可能在后續(xù)產(chǎn)生糾紛或其他影響。對此，神光-Ⅲ項目中建立了全面的合同更改審批流程，按照流程執(zhí)行更改后，可降低后續(xù)影響。對其他各類影響較深遠(yuǎn)的問題，也相應(yīng)建立了處置程序，從而有效地降低了管理風(fēng)險。

3.3 注重檢查迭代，鞏固實施效果

健康的項目管理應(yīng)該是一個動態(tài)的、有機(jī)成長的過程，因此，在每次基于自評估對管理過程進(jìn)行整改、完善后，應(yīng)針對改進(jìn)后的管理過程在一段時間內(nèi)的實施情況，迭代形成新的自評估量化結(jié)果。隨著這項工作逐漸成為常態(tài)，一種不斷循環(huán)的自我檢查機(jī)制也就逐步成型，從而促使項目管理人員對工作中的短板進(jìn)行思考，保障實施效果。

4 結(jié)語

近年來，項目管理在國內(nèi)外蓬勃發(fā)展，由于其組織實施高度契合大科學(xué)工程建設(shè)的自身特點，在物理、天文、航天等多個領(lǐng)域的大科學(xué)工程中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的良好效果。因此，探索適配大科學(xué)工程特點的項目管理方法，有著重要的實踐意義。本文通過對PFMEA方法進(jìn)行分析，將其創(chuàng)新性地應(yīng)用于項目管理過程的自評估，建立了全過程自評估模型和量化標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合具體案例進(jìn)行了構(gòu)建和分析，得出了有價值的分析結(jié)論和改進(jìn)措施。有理由相信，根據(jù)不同領(lǐng)域的行業(yè)特點研究有針對性的項目管理手段，將是未來發(fā)展的重點。

[1]李伯聰.工程哲學(xué)引論[M].鄭州：大象出版社，2002.

[2]弗雷蒙·E·卡斯特，詹姆士·E·羅森茨威格.科學(xué)、技術(shù)與管理[M].北京：國防工業(yè)出版社，1979：20.

[3]中國人民解放軍總裝備部電子信息基礎(chǔ)部.GJB 451A-2005可靠性維修性保障性術(shù)語[S].北京：中國人民解放軍總裝備部，2005.

[4]中國人民解放軍總裝備部電子信息基礎(chǔ)部.GJB/Z 1391-2006 故障模式、影響及危害性分析指南[S].北京：中國人民解放軍總裝備部，2006.

[5]王成程,鄭萬國,武藝，等.以進(jìn)度、質(zhì)量與經(jīng)費三控制為核心的“神光-Ⅲ”項目管理與控制分析[J].項目管理技術(shù)，2014,12(10):144-148.

[6]李建明,曾華鋒.“大科學(xué)工程”的語義結(jié)構(gòu)分析[J].科學(xué)學(xué)研究，2011，29(11):1607-1612.

[7]楊曉瑜,鄭萬國,王成程，等.神光-Ⅲ項目風(fēng)險管理過程與分析方法研究[J].項目管理技術(shù)，2010,8(6):65-69.

[8]洪莉莉.PFMEA在過程控制中的理解和應(yīng)用[J].輕型汽車技術(shù)，2005(7):26-28.

[9]楊曉瑜,鄭萬國,王成程，等.大科學(xué)工程項目過程質(zhì)量管理實踐：ICF激光裝置項目的質(zhì)量管理[J].項目管理技術(shù)，2012,10(11):60-63.

[10]高鎖文,王剛,馮健華.軍工科研院所項目管理的可靠性測度[J].企業(yè)管理，2009(2):187-188.

[11]劉楠,何海恩,何偉，等.大科學(xué)工程戰(zhàn)略合作伙伴供應(yīng)商關(guān)系管理模式淺析[J].項目管理技術(shù)，2016,14(1):95-98.

[12]劉戟鋒.兩彈一星工程與大科學(xué)[M].濟(jì)南：山東教育出版社，2004：184.

[13]樊怡辰,王成程，劉楠，等.基于德爾菲法的神光-Ⅲ工程項目管理成熟度評價[J].項目管理技術(shù)，2016，14(3)：80-84.PMT

2016-04-06