【采办“晓”说】国外国防采办中典型的基于风险识别检查单的风险管理模型
《空天防务观察》已依托中国航空工业发展研究中心的专家智力资源,推出“‘威’视制造”(刘亚威先生)、“‘萍’说材料”(胡艳萍女士)、“军工‘常’谈”(尹常琦先生)、“空天‘廖’望 ”(廖孟豪先生)、“‘慧’眼识俄”(张慧女士)、“‘昊’读旋翼”(李昊先生)、“采办‘晓’说”(于晓伟先生)等专栏,并提供了许多重要动向的报道和简析。10月26日,我中心国防采办和科研管理研究专家于晓伟先生曾为我们撰写专栏文章:《美国国防采办政策进行重大调整》。今天,于晓伟先生将为我们解读国外国防采办中典型的基于风险识别检查单的风险管理模型。
在国外的国防采办领域中,基于风险识别检查单的风险评估方法已得到了广泛应用和推广。本文主要介绍几种典型方法,包括美国空军技术发展部发布的基于九大关键风险因素的航空产品设计风险评估模型、美国空军系统工程管理部发布的航空产品系统工程风险评估模型、美国国防部发布的采办项目风险识别检查单模型,并进行对比分析。
一、美国空军技术发展部发布的基于九大关键风险因素的航空产品设计风险评估模型
2008年初,美国空军采办管理部门联合航空工业部门专家,组建了航空项目风险评估方法研究工作组,在考察已有航空项目风险管理经验基础上,提出了“基于九大关键风险因素的航空产品设计风险评估模型”,其目的是为了给空军项目经理、系统工程师和各级项目团队进行航空产品设计风险评估提供方法支撑。该方法建立了一套航空产品设计风险评估的核心问题集,用来突出那些在过去航空产品研制过程中所存在的关键风险因素,特别是那些与新技术、试验和成熟性、复杂性、稳定性等三者相关的风险因素。
1.1 该方法提出的航空项目九大关键风险因素
(1)设计成熟性和稳定性
设计尚未稳定,系统设计仍在变更,在开始试验、集成和装配之前,没有达到相应的设计稳定性。在进入预定阶段之前,未能实现所有关键技术成熟化,甚至到装配、集成和试验之前,关键技术仍未成熟。
(2)可缩放性和复杂性
可缩放性通常与尺寸、重量等相关,对系统尺寸等进行缩放时,会极大地影响系统制造、集成、试验和使用。复杂性本身是一个多维度的问题,就项目来说,涉及多个资金来源、多个需求方、多个供应商,或者与其他项目存在重要依赖关系等,增加了项目管理的复杂性;就技术来说,任务需求不明确,与外部系统之间的交互关系不清楚,系统内部单元之间的交互关系不清楚等,增加了技术发展的复杂性。
(3)集成
从零部件到子系统、系统以及巨系统(SoS)集成过程中,单元接口定义、交互关系、系统级建模和仿真以及供应商单元集成等方面风险。
(4)试验
试验环境、设施、设备、工具、人员资质以及试验计划编制等方面风险。
(5)软件
复杂系统软件开发过程中,软硬件之间的交互作用问题,代码重用、货架产品软件集成、软件测试以及软件开发管理等风险。
(6)可靠性
可靠性要求及指标分解、试验测试以及验证环境等方面风险。
(7)维修性
维修性要求分配、维修性预测、维修程序验证以及维护人员设置等方面风险。
(8)人机工效
人性化设计、系统集成以及使用安全等方面风险。
(9)人员、组织和技能因素
人员配置、职责分工、团队能力以及人员专业资质和经验等方面风险。
1.2 风险评估问题项
针对每个关键风险因素,该模型提出了一套核心的风险评估问题项,用于识别和评估该区域主要风险。九大关键风险因素共提出了101项问题,很多问题都以类似“被评估单元是否充分考虑了…?”的方式来提出,并进行了解释说明,以帮助评估人员理解该问题。每个问题项均采用以下方式评估:
l 如果是,有什么证据来支持?
l 如果不是,会导致什么样的风险?风险概率和后果有多大?
l 如果该问题不适用,为什么?
对于具体项目,在给定的情况下,考虑“什么是充分?”和“多少是足够?”,由项目自身处理,并在此基础上评估相应的剩余风险。
以设计成熟性和稳定性风险为例,部分风险评估问题项及说明如下:
(1)被评估单元设计要求是否稳定?
(2)被评估单元设计要求是否与上级系统要求一致?
(3)被评估单元所有设计参数和性能是否经过验证?
(4)设计参数和性能是否具备一定的余量,以应对可能变化的设计要求?
(5)是否对设计要求进行了权衡研究,以剔除相互矛盾或不可行的要求?
(6)是否具备必要的设计分析方法、手段和工具?
(7)分析模型是否适当,对设计分析来说,这些模型是否足够精确?
(8)设计过程中是否充分考虑了被评估单元的可靠性、维修性和保障性?
(9)设计过程中是否充分考虑了被评估单元全寿命周期成本最小化?
(10)设计过程中是否充分考虑了被评估单元的可制造性(包括供应商)?
(11)设计过程中是否充分考虑了如何对被评估单元的性能进行验证和评定?
各关键风险因素风险评估问题项统计如下:设计成熟性和稳定性14项;可缩放性和复杂性10项;集成13项;试验13项;软件18项,可靠性9项;维修性7项;人机工效4项;人员、组织和技能因素13项;共计101项。
某被评估单元关键风险因素风险评估结果示例
二、美国空军系统工程管理部发布的航空产品系统工程风险评估模型
该模型是美国空军第一份基于标准的系统工程过程的风险评估模型。美国空军希望基于这套模型,将风险评估检查单作为技术评审准备的一个有效的工具,对航空产品系统工程过程进行严格检查,以降低风险,自2007年起,该模型已在部分航空项目中运用。该风险评估模型更注重于各技术评审点的风险评估工作,以系统工程最佳实践为标杆,关注于系统工程过程的完整性以及因过程中某环节缺失而带来的风险,大多数问题项都以是否完成为判断标准。
2.1 系统工程各技术评审点
美国采办项目阶段划分及各技术评审点分布如下图所示。
美国采办项目阶段划分及各技术评审点
2.2 风险评估问题项
以初步设计评审(PDR)和关键设计评审(CDR)检查单为例,介绍检查单问题项设计。PDR风险评估检查单评估12大区域,共计834个评估问题项。CDR风险评估检查单评估13大区域,共计901个评估问题项。检查单顶层框架及问题项数量分布如下:
PDR检查单顶层框架 | CDR检查单顶层框架 |
1.入口条件(4项) 2.计划编制(32项) 3.项目进度(20项) 4.管理指标(45项) 5.项目人员配置(4项) 6.过程评审(130项) 7.需求管理(18项) 8.网络中心战(12项) 9.系统初步设计(393项) 10.全寿命周期保障(151项) 11.项目风险评估(9项) 12.完成/出口条件(16项)
| 1.入口条件(16项) 2.计划编制(42项) 3.项目进度(24项) 4.管理指标(68项) 5.项目人员配置(7项) 6.过程评审 (120项) 7.全寿命周期保障(419项) 8.需求管理(21项) 9.系统详细设计(146项) 10.系统验证(3项) 11.项目风险评估(11项) 12.认证和法律要求(10项) 13.完成/出口条件(14项) |
通过问题项数量分布可知,PDR评估主要关注于过程评审、系统初步设计以及全寿命周期保障三方面,CDR评审主要关注于过程评审、系统详细设计和全寿命周期保障三方面。
美国系统工程风险评估检查单框架示意图
三、美国国防部发布的采办项目风险识别检查单模型
美国国防部发布的《美国防务采办项目风险管理指南》中提出了项目风险管理流程,并指出了典型的风险源。
3.1 风险识别方法
该指南将项目分解到足够细化的层次,使评估人员能够理解各项风险的重要性,识别风险根源。例如,WBS的第4级或者第5级单元就有可能产生许多与规范或者功能相关的风险根源,如发动机涡轮设计中的涡轮叶片振动要求可能无法满足。
根据风险区域,检查WBS的产品和过程单元,识别风险根源。风险根源是评估人员在风险识别过程中认为可能在寿命周期任何时间点对项目产生不利影响的潜在事件。风险识别的方法如下:
l 罗列WBS的产品单元和过程单元;
l 按照风险区域的划分对每个单元进行检查;
l 确定什么可能出错;
l 反复问“为什么”直至发现风险产生的原因。
3.2 典型的风险源
1998年,美国国防部、国防采办大学和国防系统管理学院联合出版了《国防采办项目风险管理指南》,作为所有国防装备采办项目实施风险管理的指导性文件,该指南中提出了国防采办项目关键风险区域重大风险清单,如下表所示。
美国国防采办项目关键风险区域的重大风险清单
风险区 | 重大风险 |
威胁 | 在威胁的准确性和稳定性方面存在不确定性 在设计和技术方面对威胁的敏感程度 系统对抗威胁时的生存性 项目对抗谍报入侵时的生存性 |
要求 | 使用要求不当或过粗 要求不稳定 未提出作战使用环境要求 未提出后勤要求和适用性要求 要求过严(确定的某些具体方案迫使投入高费用) |
设计 | 方案探索阶段未充分考虑设计影响 系统不能满足用户需求 系统设计方案或人机界面问题不符合用户的人力和技能水平 提高了采办过程中的技能和培训要求 设计的费效比不好 设计采用了为成熟技术或者“稀有”材料来满足性能指标要求 |
试验与评定 | 试验规划未在项目早期阶段启动 试验未考虑最终使用的环境 试验未考虑所有重要的性能和适用性规范 试验设施不能完成特定试验,尤其是系统级试验 试验时间不够,做不完试验 |
建模与仿真 | 大部分风险与试验与评定栏内的重大风险相同 对预定的项目而言,建模和仿真未经验证、确认,可信度低 项目缺乏评估备选方案的必要手段和进行建模仿真的能力 |
技术 | 项目依赖于未经验证的技术并且无替代方案 项目的成功依赖于最新技术进步 潜在的技术进步可能导致系统达不到最佳费效比或造成系统零部件短缺 技术未在所要求的使用环境下验证 技术依赖于复杂的硬件、软件或综合设计 |
后勤 | 研制阶段后期或部署后因发现保障性不好而需要进行工程更改,增加费用,拖延进度 由于缺乏后勤保障性分析使寿命周期费用不准确 费用与性能的权衡未考虑保障性分析结果 设计权衡研究未考虑保障性问题 |
生产设施 | 方案探索阶段未考虑生产要求 设计中考虑的生产问题不充分 计划对需要较长时间前期投入的产品考虑不周 计划对供货商的供应考虑不周 生产工艺过程未经考验 主承包商管理转包商的计划不周 实现高效费比生产所需的设施得不到充分供应 合同对实现设施现代化或节约费用无奖励措施 |
并行 | 不成熟技术或未经考验的技术在生产前尚不能得到充分的改进或验证 提供生产资金过早,在研制工作完全成熟前即已提供 未弄清风险 |
研制方能力 | 研制方在某类研制方面经验有限 承包商缺乏进度和费用方面的跟踪记录 承包商损失了关键人物 主承包商在重要研制工作上过分依赖转包商 承包商需要大笔资本投入才能满足项目要求 |
费用 | 未及早制定切实可用的费用目标 冗余性能能力占用过多费用,即费用性能权衡不能令人满意 因对保障要求处理不当而导致寿命周期费用膨胀 过于依赖软件 投资过程与采办策略不符 预算周期内投资进程不稳定 |
进度 | 权衡研究未考虑进度问题 进度未反应实际采办计划 采办项目基线的进度目标不切实际难于实现 资源供应不能满足进度要求 |
管理 | 采办策略未充分考虑各种基本要素,如任务需求、试验与评定、技术等 下一级策略和计划制定不及时或脱离采办策略 项目管理办公室或承包商人员配置不当 未进行有效的风险评估或未理解评估结果并采取相应对策 |
四、几种风险评估模型特点分析
这几种方法都是美国采办项目管理部门在其采办项目风险评估方法探索和研究的基础上提出来的,部分评估内容对航空项目来说具有较强的针对性,其特点分析如下:
4.1 方法设计均与装备研制阶段划分密切关联
采办项目均有明确的阶段划分,各阶段均有相对的独立性以及标志性的阶段成果,阶段性成果既是当前阶段的输出,也是下一阶段的输入,或者是整个项目的终结。阶段性是事物发展的天然属性,对复杂项目进行分阶段管理,是明确阶段项目责任、主要活动、准入条件以及完成标准,降低项目风险和保证项目成功的重要管理措施。设计风险评估方法是针对技术开发阶段设计的,其适用范围可延伸到工程与制造开发阶段的详细设计评审。系统工程风险评估方法与装备研制阶段划分的关联关系最为紧密,即直接针对各阶段技术评审点设计,具有很强的阶段性检查特征。
4.2 评估方式主要包括导向性评估和检查性评估
设计风险评估方法是以引导性问题为主,评估问题项中大量包含“是否充分考虑了…”、“是否充分验证了…”、以及“…设计要求是否稳定”等定性问题,其目的是为了引导评估者从指定的角度去思考这方面是否存在风险,这些评估问题项的答案是开放式的,可能存在多种答案,但最终目的是为了引导评估者去识别潜在风险。系统工程风险评估方法则以检查性问题为主,评估问题项中大量包含“是否形成了XX文件”、“是否完成了XX试验”等明确的判断性语句,答案就是“是”或者“否”,以此为依据来判断是否存在风险。引导性评估方式更适用于作为项目常态化的自评估手段,检查性评估则更适用于作为项目技术评审或者转阶段评审时项目管理者的审查手段。
4.3 评估结果均基于定性的问题项评估得出风险量化值
系统工程风险评估方法与采办项目风险识别方法中的风险等级划分标准一致,即依据5级概率等级标准和5级后果等级标准判断风险最终等级,分高、中、低3级。设计风险评估方法进一步将3级定义扩展到了5级,即将风险等级划分为5级。
(航空工业发展研究中心 于晓伟 张华)
作者简介:
于晓伟,航空工业发展研究中心研究员,从事国防采办和科研管理研究。
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