軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理研究

摘要：為保證項(xiàng)目順利交付，開展項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理研究是十分必要的?；陧?xiàng)目全生命周期，通過WBS-RBS分解建立綜合風(fēng)險(xiǎn)框架，對各類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定位與定性；利用FTA故障樹對項(xiàng)目各類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別和總體風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行估計(jì)，獲得項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)清單。根據(jù)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)清單，采用基于FMEA方法的改進(jìn)后的RPN模型，對各類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)分級，將所有風(fēng)險(xiǎn)歸類為重大風(fēng)險(xiǎn)和一般風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分級結(jié)論，采用FMEA方法對重大風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行確定并提出應(yīng)對策略?；陲L(fēng)險(xiǎn)管理研究成果進(jìn)行項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管控，最終達(dá)成項(xiàng)目預(yù)期技術(shù)、成本、進(jìn)度和質(zhì)量等各方面的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：非標(biāo)裝備，攪拌摩擦焊，風(fēng)險(xiǎn)管理，故障樹法，失效模式與影響分析

0 引言

2020年H公司中標(biāo)了國內(nèi)首例軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目。該項(xiàng)目具備眾多高標(biāo)準(zhǔn)和高要求，其集中體現(xiàn)在技術(shù)指標(biāo)達(dá)成、功能需求滿足、成本控制、上線時(shí)間保證和質(zhì)量可靠性等方面，導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)施壓力巨大，成功的不確定性陡然上升。

作為項(xiàng)目實(shí)施的主體，H公司在以往的大型非標(biāo)研制項(xiàng)目實(shí)施過程中，經(jīng)常出現(xiàn)延遲交付、成本超預(yù)算、質(zhì)量問題頻發(fā)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)率低等各種問題，導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度、成本、質(zhì)量及技術(shù)實(shí)現(xiàn)受到嚴(yán)重影響，項(xiàng)目失敗或損失的風(fēng)險(xiǎn)極高。

因此，為實(shí)現(xiàn)軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目的成功，開展軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理研究，對項(xiàng)目可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別與分析、評價(jià)與應(yīng)對，最終形成一個科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)管理體系，將項(xiàng)目整體風(fēng)險(xiǎn)控制在較低的水平十分必要。

根據(jù)軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目的實(shí)際情況，確定項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的目標(biāo)為如下4點(diǎn)：

（1）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)。控制項(xiàng)目設(shè)計(jì)的全過程，實(shí)現(xiàn)所有技術(shù)的穩(wěn)定應(yīng)用，保證交付后失效功能數(shù)量不大于1項(xiàng)。

（2）成本風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)。對成本進(jìn)行嚴(yán)格管控，確保實(shí)際發(fā)生成本占銷售合同金額比例（即毛利率）不低于30%。

（3）進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)。按照項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，盡可能地按照合同要求交付，延期時(shí)間不超過1個月。

（4）質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)。所有過程嚴(yán)格控制質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)質(zhì)保期內(nèi)故障停機(jī)次數(shù)不超過3次，總體停機(jī)時(shí)間不超過5d，平均無故障間隔時(shí)間不低于1000h。

1 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識別與估計(jì)

軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目的全生命周期持續(xù)時(shí)間長，過程復(fù)雜。因此，采用WBS-RBS方法確定項(xiàng)目整體的風(fēng)險(xiǎn)框架，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定位和定性。

WBS-RBS方法的主要步驟是：首先，通過WBS方法對項(xiàng)目全生命周期的工作內(nèi)容進(jìn)行梳理，建立整體WBS架構(gòu)；其次，在WBS架構(gòu)的基礎(chǔ)上，開展項(xiàng)目全生命周期的RBS分解；最后，建立WBS-RBS關(guān)聯(lián)矩陣，并對各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定位與定性，確保項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)不會遺漏^[1]。

1.1 項(xiàng)目WBS分解

軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目WBS分解的對象是項(xiàng)目全生命周期，即從項(xiàng)目啟動到驗(yàn)收交付的整個過程。軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目WBS分解見表1。

1.2 項(xiàng)目RBS分解

根據(jù)H公司的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營情況，將項(xiàng)目整體發(fā)展過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)分為4類：技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、成本風(fēng)險(xiǎn)、進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，各類風(fēng)險(xiǎn)分析如下：

（1）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目大部分內(nèi)容屬于新型功能研發(fā)，包含了新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的研制和應(yīng)用。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)來源于技術(shù)功能的開發(fā)、執(zhí)行、應(yīng)用和維護(hù)等，其中主要包括：技術(shù)實(shí)現(xiàn)性風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)可靠性風(fēng)險(xiǎn)、執(zhí)行難度風(fēng)險(xiǎn)及維護(hù)難度風(fēng)險(xiǎn)。

（2）成本風(fēng)險(xiǎn)。軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目開展過程中，影響成本的因素錯綜復(fù)雜。H公司采用項(xiàng)目自結(jié)算制度，即項(xiàng)目的硬成本支付受到項(xiàng)目到款的嚴(yán)格約束，如果頻繁出現(xiàn)計(jì)劃內(nèi)成本超預(yù)算或者計(jì)劃外支出，會導(dǎo)致項(xiàng)目開展受阻，甚至可能導(dǎo)致項(xiàng)目無法完成。成本風(fēng)險(xiǎn)來源于項(xiàng)目過程中所有發(fā)生成本的活動，其中主要包括：人力成本風(fēng)險(xiǎn)、采購成本風(fēng)險(xiǎn)、生產(chǎn)成本風(fēng)險(xiǎn)及研發(fā)成本風(fēng)險(xiǎn)。

（3）進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。由于投標(biāo)競爭壓縮項(xiàng)目周期，合同簽訂的項(xiàng)目實(shí)施周期僅14個月，同時(shí)，項(xiàng)目涉及技術(shù)創(chuàng)新，存在較多不確定因素，可能發(fā)生各種意外情況，導(dǎo)致各個階段的進(jìn)度受到影響，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)無法保證。進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)來源于影響項(xiàng)目關(guān)鍵鏈的關(guān)鍵活動，其中主要包括：研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、供貨風(fēng)險(xiǎn)、裝配風(fēng)險(xiǎn)及協(xié)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。裝備的質(zhì)量直接影響客戶的使用體驗(yàn)和評價(jià)。裝備涉及工序是客戶產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，無論是裝備功能失效、指標(biāo)參數(shù)下降，還是運(yùn)行不穩(wěn)定，都會影響客戶方對裝備質(zhì)量的評價(jià)，甚至導(dǎo)致項(xiàng)目無法驗(yàn)收。質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)來源于影響裝備整體或零部件質(zhì)量水平的各個活動中，其中主要包括：性能風(fēng)險(xiǎn)、檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)及流程風(fēng)險(xiǎn)。軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)RBS分解見表2。

1.3 WBS-RBS關(guān)聯(lián)矩陣分析

在完成WBS和RBS分解后，為了將項(xiàng)目全生命周期的工作內(nèi)容和存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立WBS-RBS關(guān)聯(lián)矩陣，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定位與定性，得到項(xiàng)目總體風(fēng)險(xiǎn)辨識示意圖。據(jù)此能夠確定風(fēng)險(xiǎn)分布情況，確保風(fēng)險(xiǎn)不會遺漏，也能夠?qū)⑵渥鳛橄乱徊椒治龅囊罁?jù)^[2]。

WBS-RBS風(fēng)險(xiǎn)綜合框架與關(guān)聯(lián)矩陣如圖1所示，橫向?yàn)轫?xiàng)目WBS分解，豎向?yàn)轫?xiàng)目RBS分解，通過關(guān)聯(lián)兩個矩陣，反映了風(fēng)險(xiǎn)因素與項(xiàng)目活動的相關(guān)性。

1.4 基于FTA故障樹法的風(fēng)險(xiǎn)識別與估計(jì)

為進(jìn)一步識別和分析軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目的全生命周期風(fēng)險(xiǎn)，采用FTA故障樹法對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入研究。通過分析FTA故障樹的結(jié)構(gòu)，可以對風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率進(jìn)行估計(jì)^[3]。

當(dāng)?shù)资录g發(fā)生的邏輯關(guān)系為或門時(shí)，根事件發(fā)生的概率的函數(shù)為

P（F（x））=1-∏ni=1（1-P（x_i））（1）

式中，P（F（x））為根事件發(fā)生的概率；P（x_i）為事件x_i發(fā)生的概率。

當(dāng)?shù)资录g發(fā)生的邏輯關(guān)系為與門時(shí)，根事件發(fā)生的概率的函數(shù)為

P（F（x））=∏ni=1P（x_i）（2）

通過一定方法獲取底事件發(fā)生的概率后，可以通過根事件下設(shè)的事件之間的邏輯關(guān)系，選擇上述相關(guān)公式，得到根事件發(fā)生的綜合概率，可將其定義為該類風(fēng)險(xiǎn)的總體風(fēng)險(xiǎn)水平^[4]。

項(xiàng)目全生命周期中，最主要的風(fēng)險(xiǎn)為技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、成本風(fēng)險(xiǎn)、進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。因此，F(xiàn)TA故障樹的根事件為技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)、成本超預(yù)算、進(jìn)度超預(yù)期和質(zhì)量不可靠，分別對這4項(xiàng)根事件進(jìn)行FTA分析，并繪制故障樹。以技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)為例，對根事件進(jìn)行FTA分析，技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)事件分割表見表3。

技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)根事件下屬的底事件中，存在4個中間事件，需要對其進(jìn)行進(jìn)一步分割，外協(xié)外購件性能不足事件分割表、設(shè)計(jì)過程發(fā)生變更事件分割表、加工過程不達(dá)標(biāo)事件分割表和裝配調(diào)試不到位事件分割表見表4～表7。

根據(jù)以上表格中根事件、中間事件和底事件，繪制技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)故障樹圖，如圖2所示。

為獲取每個底事件的發(fā)生概率，以2015—2019年非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備交付數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對每個底事件發(fā)生頻數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得底事件發(fā)生頻率，作為根事件發(fā)生概率估算依據(jù)。技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)底事件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表8。

根據(jù)根事件發(fā)生概率計(jì)算式（1）和式（2），代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得到技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)總體風(fēng)險(xiǎn)水平如下

P=1-[（1-P_X1）]×[（1-P_X2）×（1-P_X3）]×[（1-P_X4）×（1-P_X5）]×[1-（P_X6×P_X7×P_X8）]×[（1-P_X9×（1-P_X10）]=1-（1-0.022 7）×[（1-0.037 9）×（1-0.045 5）]×[（1-0.015 2）×（1-0.075 8）]×（1-0.015 2×0.060 6×0.030 3）×[（1-0.007 6）×（1-0.015 2）]≈20.17%

同理，可得到成本超預(yù)算故障樹圖、質(zhì)量不可靠超預(yù)算故障樹圖和進(jìn)度超預(yù)期故障樹圖，如圖3、圖4和圖5所示。

同理，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及公式進(jìn)行計(jì)算，軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目各類風(fēng)險(xiǎn)總體風(fēng)險(xiǎn)水平見表9。

1.5 項(xiàng)目全生命周期風(fēng)險(xiǎn)清單

在完成軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目的全生命周期WBS-RBS分解及基于FTA故

障樹法的風(fēng)險(xiǎn)識別后，可得到軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)匯總清單。

2 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析與評價(jià)

在國內(nèi)研究中，基于FMEA方法，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析有一種新的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，該模型引入了兩個新的術(shù)語，即“風(fēng)險(xiǎn)損害度”及“風(fēng)險(xiǎn)容忍值”。風(fēng)險(xiǎn)損害度用于衡量因風(fēng)險(xiǎn)所產(chǎn)生的損失，在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，為了能夠使項(xiàng)目繼續(xù)開展，公司需要付出資金對風(fēng)險(xiǎn)損害進(jìn)行補(bǔ)償，或者舍棄部分權(quán)益，以此來避免項(xiàng)目的失敗。風(fēng)險(xiǎn)容忍值為發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)后所需要投入的資源^[5]。

結(jié)合“風(fēng)險(xiǎn)損害度”及“風(fēng)險(xiǎn)容忍值”，對FMEA工具中的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)RPN值的計(jì)算公式進(jìn)行了改進(jìn)，并建立了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，公式如下

RPN=D×R+T（3）

式中，RPN為風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)；D為風(fēng)險(xiǎn)損害度；R為風(fēng)險(xiǎn)概率；T為風(fēng)險(xiǎn)容忍值。

在此模型中，風(fēng)險(xiǎn)容忍值越高，說明風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后所需要投入的資源越多，風(fēng)險(xiǎn)越重大。但按照常規(guī)理解，風(fēng)險(xiǎn)容忍值越高，應(yīng)代表其越能忍受風(fēng)險(xiǎn)，此模型的風(fēng)險(xiǎn)容忍值定義容易導(dǎo)致誤解。同時(shí)，由模型可以看出，風(fēng)險(xiǎn)容忍值和風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)的計(jì)算相關(guān)度與風(fēng)險(xiǎn)損害度不同，但實(shí)際二者具有相似的效應(yīng)。

為解決上述問題，對該風(fēng)險(xiǎn)模型進(jìn)行改進(jìn)，公式如下

式中，RPN為風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)；D為風(fēng)險(xiǎn)損害度；R為風(fēng)險(xiǎn)概率；T為風(fēng)險(xiǎn)容忍度。

在本模型中，采用“風(fēng)險(xiǎn)容忍度”概念代替原“風(fēng)險(xiǎn)容忍值”概念。風(fēng)險(xiǎn)容忍度越高，表示對風(fēng)險(xiǎn)的接受能力越強(qiáng)。根據(jù)公式，風(fēng)險(xiǎn)容忍度越高，則風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)越小，風(fēng)險(xiǎn)越不重要，符合邏輯理解。風(fēng)險(xiǎn)損害度和風(fēng)險(xiǎn)概率對風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)的影響不變，風(fēng)險(xiǎn)損害度和風(fēng)險(xiǎn)概率數(shù)值越高，風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)越大，代表風(fēng)險(xiǎn)越重要。

綜上所述，改進(jìn)后的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型中的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)可以解釋為：在平均風(fēng)險(xiǎn)容忍度下，風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生損失的期望值。期望值越高，風(fēng)險(xiǎn)越重大，越需要重點(diǎn)關(guān)注和應(yīng)對。最終，基于以上改進(jìn)后的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，對項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)清單內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)。

2.1 風(fēng)險(xiǎn)損害度評價(jià)

本項(xiàng)目中，將資產(chǎn)投入值I，項(xiàng)目進(jìn)度S和對裝備質(zhì)量的影響Q作為風(fēng)險(xiǎn)損害度的評價(jià)因素。風(fēng)險(xiǎn)損害度評價(jià)表，見表10。

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)損害度評價(jià)因素在項(xiàng)目開展過程中的重要性，確定三者對風(fēng)險(xiǎn)損害度的影響權(quán)重分別為：資產(chǎn)投入值2，項(xiàng)目進(jìn)度4，產(chǎn)品質(zhì)量4。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)容忍度評價(jià)

風(fēng)險(xiǎn)容忍度為在風(fēng)險(xiǎn)真正演變?yōu)槭鹿蕰r(shí)，公司對這一事故的可接受程度。風(fēng)險(xiǎn)容忍度評價(jià)表，見表11。

2.3 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)清單

采用改進(jìn)后的RPN模型，對所有風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行評價(jià)，獲得相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)清單（表12）。為便于區(qū)分，不同風(fēng)險(xiǎn)采用不同字母表示。

根據(jù)得到的RPN值，可生成項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)RPN值散點(diǎn)圖，如圖6所示。

通過圖6，可以看到，RPN值在60～90間為空白區(qū)間，以此作為分界線，將風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)超過90作為重大風(fēng)險(xiǎn)因素，共識別出6項(xiàng)重大風(fēng)險(xiǎn)因素，項(xiàng)目重大風(fēng)險(xiǎn)因素見表13。

3 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對

針對重要風(fēng)險(xiǎn)因素，采取基于FMEA方法的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施。采用新措施后，風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度和探測度均降低，整體的RPN值隨之降低，說明風(fēng)險(xiǎn)能夠得到有效控制。FMEA方法下風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施的分析與對照表見表14。

4 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)施成果評價(jià)

本文開展的風(fēng)險(xiǎn)管理研究工作與項(xiàng)目同步進(jìn)行，將風(fēng)險(xiǎn)管理體系完全應(yīng)用于項(xiàng)目的實(shí)施過程中。2021年7月，軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目在客戶現(xiàn)場完成最終驗(yàn)收，裝備的功能和指標(biāo)完全滿足客戶的要求，裝備使用情況良好，獲得了客戶一致好評。項(xiàng)目的順利交付證明了項(xiàng)目整體風(fēng)險(xiǎn)管理的有效性，項(xiàng)目整體風(fēng)險(xiǎn)管理的成功推動了風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)完成情況見表15。

5 結(jié)語

風(fēng)險(xiǎn)管理理念體現(xiàn)在風(fēng)險(xiǎn)識別、評價(jià)和應(yīng)對方面，同時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)管理也是一個持續(xù)、動態(tài)的過程，想要在管理過程中風(fēng)險(xiǎn)管理水平螺旋上升，需要不斷地更新和優(yōu)化管理方法。

58HbML49QxC4nEp1dkBsBA==軌交車體非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備研制項(xiàng)目是大型非標(biāo)攪拌摩擦焊裝備項(xiàng)目的典型代表，這套風(fēng)險(xiǎn)管理體系和方法可以向同類型的大型非標(biāo)裝備研制項(xiàng)目進(jìn)行推廣應(yīng)用，從而有效降低該類項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，提高此類項(xiàng)目的完成質(zhì)量。

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收稿日期：2024-03-14

作者簡介：

錢璐楠（1992—），男，工程師，副總經(jīng)理，研究方向：項(xiàng)目管理、攪拌摩擦焊技術(shù)、機(jī)械裝備技術(shù)。