基于CM2的變更影響評估過程研究

孫澤鵬

(中航通飛研究院有限公司，廣東 珠海 519040)

0 引 言

工程變更(Engineering Change,EC)是飛機構(gòu)型管理活動四要素中最重要組成部分，而變更影響評估活動是保證高效率實施工程變更的先決條件。按照CM2的原則，變更評審委員會（Change Review Board，CRB）在進行商業(yè)決策時需要對產(chǎn)品的變更進行技術(shù)決策，決策者必須了解所有影響和成本因素[1]。創(chuàng)建變更請求（ECR）標志著企業(yè)啟動企業(yè)變更評估（Enterprise Change Assessment，ECA）流程，為作出有效商業(yè)決定提所需的清晰信息。

變更評估實際上不僅僅涉及變更的技術(shù)影響，成本、進度和支持是在協(xié)調(diào)和評估ECR期間必須仔細評估的其他影響領域[2]。通常，成本變化不是問題，因為基本上所有的改變都是針對符合產(chǎn)品規(guī)格的。重要的是確保變更請求包括變更的全部成本影響，包括產(chǎn)品的運營和支持成本的變更，并且在提交變更委員會或變更批準機構(gòu)之前，作為變更審查的一部分，已經(jīng)對所有成本進行了充分的分析和評估。

1 工程變更影響分析

1.1 產(chǎn)品研發(fā)和ECA活動參與人

如圖1所示，CMII產(chǎn)品開發(fā)模型是四層九步開發(fā)流程的形象表達，其左側(cè)是文件的形成過程，右側(cè)是物理樣機的構(gòu)建過程。盡管研發(fā)活動的產(chǎn)出物就是被細化的文件，但物理樣機的構(gòu)建也是研發(fā)工作[1]。模型的右側(cè)是物理樣機的構(gòu)建過程，這也是研發(fā)活動而非生產(chǎn)活動，因為其目的是核驗下游需求對上游需求的一致性。每個活動都是為了核驗左側(cè)對應活動發(fā)布的需求文件是否得到了滿足，若發(fā)現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，則必須采取糾正措施。而研發(fā)活動的產(chǎn)出物就是這些被細化的需求文件。變更活動貫穿于始終，企業(yè)變更評估和建議工作，由變更專家協(xié)調(diào)受變更影響的最高階的文檔創(chuàng)建者，最終企業(yè)變更評估建議是通過變更負責人與受變更影響的創(chuàng)建者和使用者討論得出，這不僅涉及左側(cè)的系統(tǒng)工程師，也包括右側(cè)的試驗工程師和制造工程師，但需要在最后一步進行統(tǒng)計分析，確定變更成本對產(chǎn)品成本的影響。整個過程中發(fā)生的所有糾正措施和費用都需要分析整理。

圖1 產(chǎn)品開發(fā)模型

1.2 產(chǎn)品的工程要素及組織關(guān)系

創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化物料清單(BOM)和識別實物部件之間的父-子關(guān)系，代表的是一種縱向的關(guān)聯(lián)關(guān)系。主要文檔與主要部件相關(guān)聯(lián)，次要部件和次要文檔與主要文檔相關(guān)聯(lián)，這是一種橫向的關(guān)聯(lián)關(guān)系（見圖2）。這里的主要部件和次要部件主要主要指產(chǎn)品和制造產(chǎn)品所需的輔助部件。當變更需要再識別一個或多個實物部件時，修改文檔(數(shù)據(jù))的成本就會更高。再識別過程中修改文檔(數(shù)據(jù))的成本因企業(yè)不同而不同，并受到多個因素的影響。這些因素包括實物部件和關(guān)聯(lián)的文檔(數(shù)據(jù))是如何被標識、結(jié)構(gòu)化的，以及各種要素是如何關(guān)聯(lián)的。

圖2 主要部件與次要部件以及相關(guān)文檔關(guān)系

1.3 變更的傳播

變更評審委員會在獲取所有受影響要素以后才會做出商業(yè)決策。變更問題往往是針對產(chǎn)品的部分數(shù)據(jù)，比如說一個零部件。由于產(chǎn)品數(shù)據(jù)是一個整體的概念，各個組成部分有著緊密的聯(lián)系，局部的改動可能會引起其他相關(guān)部分的改動，所以需要分析變更的影響。變更可以由頂層向下或由下向上傳播，例如需求的變更會引起部件的設計變化，零件工藝方法的變更會引起客戶需求的變更。也可以橫向傳播，存在相互接口的部件，都可能受到影響，所以要準確識別接口，控制接口的變更，減少傳播范圍。由此可知，變更的傳播是網(wǎng)狀的，需要逐一識別和判斷受影響的文檔和部件。

產(chǎn)品出現(xiàn)問題后，需識別出問題部件和相關(guān)問題文檔，通過關(guān)聯(lián)關(guān)系找尋到所有相關(guān)部件以及文檔。關(guān)聯(lián)矩陣可以是三角形（見圖3）或一個方陣，其中的行和列都有相同的基本組成部分。從第一個初始部件開始確定受影響的所有部件，所有部件都必須進行分析，以了解是否有聯(lián)系。如果兩個部件有聯(lián)系，則為相關(guān)部件。

初始部件a1直接影響對應：a1 →a5；間接影 響 部件：a5 →a3 →a4。通過以上方式可以確定工程變更受影響的部件或文檔，為變更成本的統(tǒng)計提供基礎。

圖3 變更影響部件的識別和判斷

1.4 部件再識別的成本因素

通常，成本變化不是問題，因為基本上所有的改變都是針對符合產(chǎn)品規(guī)格的。但是在滿足產(chǎn)品設計、制造需求和測試和取證需求以及交付合同需求的同時，降低成本是一個關(guān)鍵因素。在評估一個變更方式時，必須研究庫存中的剩余部件和在制品，分析這些部件是否可以繼續(xù)使用在其他產(chǎn)品上或可以補充加工符合新的構(gòu)型，補充加工帶來的費用相對于新制一個部件的費用是否要少。若為新制部件，應考慮舊件報廢所發(fā)生的采購成本、庫存成本、已發(fā)生的制造成本。新件所需的設計費用、制造所需的工裝、夾具或試驗設備的采購、制造、調(diào)試等費用。同時還需要考慮客戶運行支持的備件更換，手冊變更費用等。

為節(jié)約成本，降低新產(chǎn)品開發(fā)的成本，能夠保證產(chǎn)品的持續(xù)滿足客戶是至關(guān)重要的。有效地重復使用分析可以幫助企業(yè)減少重復設計，節(jié)約設計資源和成本，減少重復性設計，提高設計變更速率。另外企業(yè)可以通過賣掉這些報廢的組件、零件以減小變更的影響。

1.5 修訂數(shù)據(jù)人力工時統(tǒng)計

常見的成本估算方法有很多，在民機制造領域，有參數(shù)成本法、作業(yè)成本法等[3]。作業(yè)成本（ABC）法是基于活動的成本管理，依據(jù)一定的規(guī)范計算材料費、人工費、管理費等。其主要關(guān)注生產(chǎn)運作過程，關(guān)注具體活動及相應的成本。

變更增加的設計開發(fā)費用主要是用于修訂文本和數(shù)據(jù)的工時費用，包括需求、測試和設備、工裝等相關(guān)文檔的修訂，在統(tǒng)計一次性變更成本時，通過更改影響傳播識別所有受影響的部件和文檔，完成對所有需修訂和創(chuàng)建文本的工時統(tǒng)計，表1給出了工程變更時的人力工時估算模板。

2 變更成本分析

2.1 變更過程中的成本考慮

在討論變更成本時會出現(xiàn)許多問題，應該花費多少費用，應該包括哪些費用等，企業(yè)需要制定成本估算標準或政策以支持變更成本估算。變更成本評估是旨在降低產(chǎn)品或項目的制造、測試、檢查、維護或操作的成本，目的是在不降低產(chǎn)品性能的情況下，提供一個降低成本的工程變更最佳方案，來實施變更以獲得最佳收益。

構(gòu)型管理流程要確保決策者在做決定時是了解所有的成本因素的?；谧兏治龅慕Y(jié)果，估算所有成本的費用。變更專家負責基于ECA建議，匯總變更的一次性成本（Non-recurring Cost，NRC） 和 重 復 性 成 本（Recurring Cost，RC）。

2.2 變更成本要素

變更活動對產(chǎn)品和服務的成本影響在產(chǎn)品或項目的生命周期內(nèi)可能是顯著的。變更影響成本分析應從工程、制造、支持、現(xiàn)場操作、銷售和營銷等方面評估變更成本，另外處理變更也會對管理成本產(chǎn)生影響。

雖然一次性成本總是會對利潤產(chǎn)生影響，但變更的重復性成本既可能增加變更總成本，也可能會降低變更的總成本。重復性成本降低，會降低每個最終產(chǎn)品的總成本。變更可能是為了改進產(chǎn)品或降低成本，或同時為了兩者。變更的一次性成本會抵消變更的價值。

2.2.1 設計和開發(fā)成本

通常分析、設計、建模、測試和設計變更溝通的時間是一項重大成本，工程師在做出任何重要變更時都應該對這些成本進行詳細的評估。當變更為了減少制造成本或現(xiàn)場服務費用時，估算這些成本是至關(guān)重要的。設計和開發(fā)過程必須權(quán)衡產(chǎn)品制造和服務現(xiàn)場的成本節(jié)約。變更的數(shù)據(jù)主要包括物料、BOM、需求文檔及圖樣、模型、操作手冊、維護文件、測試文件、銷售材料等。創(chuàng)建和修訂文檔(數(shù)據(jù))的成本是一次性成本的重要組成，所有與測試或原型樣機方案相關(guān)的費用均屬于一次性成本。

表1 修訂產(chǎn)品構(gòu)型文件的人力估算

2.2.2 制造和現(xiàn)場成本

通常所有變更成本中最重要（也是最容易忽略）的是制造和現(xiàn)場支持相關(guān)的成本，這些費用伴隨工程師進行變更時不是很明顯，但每個受影響的功能都將產(chǎn)生相關(guān)費用。供應商、采購、質(zhì)量保證、制造工程、生產(chǎn)、材料等，將一次性啟動成本?，F(xiàn)場變更人工、工具包成本、維修和改造必須考慮相關(guān)所有成本。安裝和拆除過程和測試過程的變更會使工具、夾具、軟件、工藝/路線、測試設備等可能會受到影響。

另外由于過程和方法的變更，還可能增加人員培訓的費用等。

2.2.3 材料和零件成本

大多數(shù)工程師將變更影響放在產(chǎn)品的單位成本。然而，他們可能不清楚，在實際生產(chǎn)條件和數(shù)量下的零件和材料的成本是什么。雖然有些公司讓設計工程師負責了解相關(guān)的制造、材料、零件和現(xiàn)場相關(guān)成本，但是除了小規(guī)模公司之外，這是一個不切實際做法。這可能會“擱置”設計工作，或者不會以定量的方式完成。

材料成本由材料、運費、關(guān)稅和附加費等組成。原材料成本既包括直接成本和間接成本，直接材料成本是要計入人們正在生產(chǎn)的最終產(chǎn)品內(nèi)的所有元件和原材料成本，間接材料是在加工產(chǎn)品的過程中為使加工可靠完成而起輔助作用的材料成本[4]。

材料消耗定額由主材料消耗定額和輔助材料消耗定額組成。要根據(jù)具體的工藝情況確定材料利用率，由零件和工具的圖樣稱重，即可求得零件的材料成本[5]。

2.2.4 CM的成本

構(gòu)型管理（CM）人員的任務，還包括代表他人、糾正他們工作錯誤的糾正措施。依據(jù)CM2原則，用于完成CM相關(guān)任務的資源就不難計算。一旦確定使用CM2流程，就能非常準確地估算新項目的CM成本。CM的成本為一次性成本，應包括變更評估成本、CRB決策成本、變更執(zhí)行規(guī)劃的成本。

3 結(jié) 論

總之，在變更管理過程中，能夠準確地識別受影響的部件和文檔，并能夠考慮到整個產(chǎn)品開發(fā)活動中以及運營中所有的受影響因素，并將成本利益最大化。變更影響分析是變更控制活動的重要組成部分，通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，迅速識別出受影響部件和文檔數(shù)據(jù)，縮短工程變更分析評估的流程時間，為工程變更決策與實施提供了有效的支持。

變更有可能會造成產(chǎn)品生命周期某個階段成本增加，而同時降低另一個階段的成本，因此評估成本和收益必須在產(chǎn)品全面生命周期范圍考量。