WBS方法在航空型号试验项目管理中的应用研究

摘要：本文针对航空企业在型号研制过程中面临的多型号项目管理，计划制定精细化程度低，甚至工作项目遗漏等不科学、不合理的问题，基于对WBS方法的介绍，以航空型号研制中的重要、典型的试验项目管理为示例，研究分析了WBS方法在航空型号产品中的应用，对航空型号试验项目分级网络计划的构建提供指导。

关键词：WBS 型号研制 计划管理 工作结构分解

中图分类号：C931 文献标识码：A

航空型号研制项目具有研制周期长、技术复杂、创新性强、横跨部门多等特点，研制过程中通常暴露出计划执行性差、进度严重滞后的问题，甚至出现工作项目遗漏，计划不科学、不合理的现象。作为涉及政府、用户、承制方、配套方的，关系复杂环境下的航空型号研制，项目计划是型号研制和管理基础和依据，必须根据科学成熟的理论制定项目计划。工作结构分解（Work Breakdown Structure，WBS）作为目前应用广泛的项目管理方法，对航空型号项目的计划具有非常重要的指导意义。

本文针对目前航空型号项目管理存在的问题，基于对WBS方法的介绍，以航空型号研制中的重要、典型的试验项目管理为示例，研究分析了WBS方法在航空型号产品中的应用，以期指导航空型号试验项目分级网络计划构建。

1.航空型号项目计划管理特点

项目计划管理是项目管理初始阶段就应该开展的工作，对项目的有效协调推进起到关键作用。目的是为了解决三个问题[1]：一是确定组织目标；二是确定为达成目标的行动时序；三是确定行动所需的资源比例。

根据我国航空型号项目管理几十年来的发展状况来看，航空型号项目计划管理作为一项十分复杂的工作，与其他项目相比，具有以下特点：

（1）航空型号项目任务一般具有浓厚的计划性质。通常根据国防需要，以武器装备研制中长期计划批准的项目为依据，以指令文件形式下达，同时由国家统一拨付研制经费。

（2）航空型号项目规模庞大，持续时间长，耗资巨大。例如，飞豹型号历时20多年仅制造阶段的活动就达20000至120000个，且通常是不同地理位置的众多参与单位进行分布式协作[2]。

（3）航空型号项目管理组织结构通常包括集团公司、研究所、厂所三层结构，因此型号项目计划通常也按层次分为四类[3]：总型号零级网络、系统零级网络、分系统研制计划、产品研制计划。应规范项目计划编制流程，确保各层次计划编制准确。

（4）具体到每个航空型号参研单位，由于同一时期一般承担多个型号任务，在计划任务调度上，常常存在人员、时间以及设备、材料等资源的冲突问题，因此在制定过程中必须考虑外部条件之间的逻辑关系和制约关系，周密安排，寻求平衡。因此参研项目单位内部通常也会制定年度研制实施计划、研制工作月计划等不同层次计划。

2.航空型号项目计划编制原则和过程

项目计划在项目中起承上启下的作用，因此在制定过程中应基于总目标、总计划进行详细分析设计。一个可行的，并能达到预期目标、实现资源最佳配置的计划，通常需要经过分析、评价和筛选，最终形成。因此，在编制过程中应结合航空型号项目的研制特点，遵循以下原则和程序。

2.1航空型号项目计划编制原则

在项目计划制订过程中一般应遵循以下六个原则：

（1）目的性：项目计划的制定是为实现特定的功能和任务，一般基于一个或多个目标。

（2）系统性：项目计划由一系列彼此之间相对独立又紧密相关的子计划组成，具有系统的相关性、层次性、适应性、整体性等基本特征[1]，使项目计划形成有机协调的整体。

（3）经济性：项目计划需要从经济性角度考虑，通过人员、时间、资源、成本、产出等方面的化分析，提出最优方案。

（4）动态性：项目管理的内容和形式随着时间的推移不断地发生变化，因此应根据环境和条件的变化不断调整项目计划，以保证完成项目目标。

（5）相关性：作为一个整体，项目计划制定过程中要充分考虑各子计划间的相互影响，因为任何子计划的变化都可能影响到其他子计划，甚至最终影响整个项目的正常实施。

（6）职能性：项目计划涉及项目管理的各个部门，既不能以某个部门内的组织机构为依据，也不能只顾及自身利益。

2.2航空型号项目计划编制的程序

一般项目计划制定过程大概包含以下几个步骤：（1）确定项目目标；（2）基于总目标进行项目工作结构分解；（3）定义活动，附上相应的工作描述和工作责任分配表；（4）确定任务的逻辑关系；（5）对任务的工作时间进行评估；（6）依据项目工作关系表，通过网络形式将项目的工作关系表达出来；（7）结合项目的资源和成本对计划进行优化分析，安排进度。

对于航空型号项目的计划，型号研制单位在收到型号研制任务后，根据自身研制经验和技术水平，依据上级部门批准下达的型号项目研制任务总目标和零级网络计划，确定型号研制的里程碑节点，形成型号研制的里程碑计划；里程碑计划是后续年度研制实施计划制定的依据，指导下层I级网络计划、II级网络计划的编制，从而确保各层计划的有效落实。研制单位也可以根据实际情况制定季度计划、月度计划、周计划或专项计划等，从而提高计划的准确性和合理性，确保项目目标的实现。但应该注意的是，虽然计划太笼统不能有效地确保计划落地，但计划并不是越细越好，这也会带来管理成本增加，甚至降低工作效率。

3.WBS在型号试验项目管理中的应用

对航空型号中的试验项目创建WBS的主要目的是把试验项目从可交付成果和工作的角度分解成较小的、更易于管理的组件。在项目工作范围内，通过结构化视图的形式，将项目目标和可交付成果进行层级分解。WBS包含了全部的产品和项目工作，在创建过程中，应遵循“100%原则”，即通过把WBS底层所有工作逐层向上汇总，从而确保既没有遗漏的工作，也没有多余的工作。例如表1是某型号试验项目工作分解结构：

WBS是开展型号试验项目的主线，为确定技术状态、进行费用估算、进度安排和风险分析提供依据，因此在编制过程中应特别注意以下原则[4]：

（1）分解后的工作包应该是独立的、可衡量的、可分配任务的单元；

（2）应明确工作包之间的相互关系；

（3）应估算工作包成本和所需资源；

（4）应确定工作包中可交付成果、活动和进度信息；

（5）应将工作包中的工作责任通过责任分配矩阵落实到各部门或个人。

根据2.2中描述程序，结合上述原则，在编制项目计划过程中应重点关注以下环节：

3.1工作责任分配的确定

为顺利完成项目，项目团队中的人员通常承担了不用角色与职责。为了尽可能地让项目团队充分发挥专业技能，同时增强团队成员的责任感，应该尽早规划。可采用多种格式来记录团队成员的角色和职责，包括层级型、矩阵型和文本型三种常见类型。从而确保每个工作包落实到人，确保全体项目成员都清楚其角色和职责。例如责任分配矩阵（RAM）就是矩阵型的方式，来显示分配给每个工作包的项目资源的表格。它描述了工作包或活动与项目团队成员之间的对应关系，从而确保任何一项任务都只有一个部门或人员负责。如表2所示，其中规划（P）表示对型号试验任务的安排；设计（D）表示针对每项产品编制试验方案；实施（A）表示根据试验方案具体开展试验；监督（I）表示对整个试验过程的监督；验收（C）表示对最终试验结果的检验考核。

3.2工作逻辑关系的确定

排列活动顺序是分析并描述活动之间相互关系的过程。主要目的是定义工作之间的逻辑关系，以便在既定的所有项目制约因素下获得最高效率。依赖关系按照不同的分类标准，可以分为强制性依赖关系、选择性依赖关系，或外部依赖关系、内部依赖关系：

（1）强制性依赖关系。这种依赖关系通常是由于法律、合同要求，或者由于工作内在性质等客观因素所导致。例如，在试验项目中必须先完成试验方案的编制，并通过评审通过后，才可以开展实施试验。

（2）选择性依赖关系。这种依赖关系通常基于同一领域或类似项目的最佳实践经验，选择判断，建立起来的关系。例如，对于某类产品的环境试验与可靠性试验可以使用同一套试验件，也可以各使用一套。

（3）外部依赖关系。这种依赖关系是项目活动与非项目活动之间的依赖关系。m然项目团队通常无法控制外部依赖关系，但这种关系对项目进展有着关键影响。例如：总师单位编制的型号研制总要求确定后，试验单位才可以确定试验条件要求。实际试验项目管理过程也证明，机载产品状态是否固定，研制单位试验件数量等外部依赖关系通常会给项目开展带来额外的时间成本。

（4）内部依赖关系。这种依赖关系是项目团队控制范围内的项目活动之间的紧前关系。例如，对于试验单位，只有具备完好的试验设备后才可以开展具体试验。

需要注意的是，GJB 150《军用装备实验室环境试验方法》作为航空型号试验实施过程中非常重要的指导文件，规定了试验要求和过程，特别是对试验顺序进行了明确的规定。例如对于振动试验，如果是评估振动和其他环境因素（如高低温、高度、湿度等）的累积效应，则通常先进行振动试验。如果是预计其他环境因素（如温度循环）对装备造成损伤后，对装备关于振动的敏感性，则应在振动试验前先进行该环境因素的试验。这些规定在判断工作逻辑、安排项目计划时，都应该考虑。

3.3工作包资源需求估算

估算活动资源是估算执行各项活动所需的材料、人员、设备或用品的种类和数量的过程。目的是明确完成活动所需的资源种类、数量和特性，以便做出更准确的成本和持续时间估算[5]。对于航空产品试验类项目，估算的资源主要是试验人员多少，和试验设备的种类和数量。

由于航空型号项目是在多个型号并举的环境下进行，因此各项目之间势必存在竞争和冲突，这也增加了项目管理的复杂程度。因此在编制计划时，应考虑现实中资源有限的约束条件。资源日历是估算工作包所需资源的一种关键输入信息，它规定项目开展期间项目资源的可用时间和可用时长。同时，在估算工作包的工作需求时，还应充分利用项目团队及其所在部门已完成类似项目的历史数据来估算单位工作的资源消耗。还应明确工作包中每个活动所需的资源类型和数量，然后按照每个工作包和每个工作时段汇总需求，并说明每种资源的估算依据和相关前提等。

3.4工作包时间参数计算

工作包时间参数的估算是为确定完成每个活动所需花费的时间量，从而为制定进度计划提供依据。估算的内容主要是完成单项活动所需工作时段数。估算的准确性与活动的工作范围、所需资源类型、估算的资源数量等输入信息密切相关，因此，为提高估算的准确性，应由最熟悉具体活动的个人或小组来进行。该工作也是渐进明细的过程，其准确性会随着输入信息越来越丰富，越来越准确，而越来越高。例如，对于试验项目的时间估算，初期由于对产品质量、故障率、归零时间等信息不全面，甚至估算比较乐观，制定的计划周期较短，往往造成被动紧张的局面。而后期随着试验的逐步开展，产品质量、故障处理，甚至试验设备和工作人员等资源信息积累，对项目约束和限制条件等信息更加了解，可以提升工作包时间参数的估算准确性。

常见的用于工作包时间估算的工具包括：

（1）专家判断。基于历史数据，或根据类似项目以往的经验，由专家给出活动持续时间的上限。

（2）类比估算。以过去类似项目的参数植（例如持续时间、预算、规模、复杂性或重量等）为基础，来估算未来项目的同类参数或指标。

（3）参数估算。基于历史数据和项目参数，使用某种算法来计算成本或持续时间。利用的是历史数据之间的统计关系和其他变量。

（4）三点估算。使用最可能r间（tM）、最乐观时间（tO）、最悲观时间（tP），来界定活动持续时间的近似区间。基于持续时间在三种估算值区间内的假定分布情况，通常使用以下公式来计算期望持续时间（tE）：

三角分布：tE=（tO+tM+tP）/3

贝塔分布：tE=（tO+4tM+tP）/6

（5）群体决策技术。基于团队的办法（如头脑风暴、德尔菲技术或名义小组技术）可以调动团队成员的参与，以提高估算的准确度，并提高对估算结果的责任感。

（6）储备分析。应急储备分析用来应对进度方面的不确定性。可以用活动持续时间估算值的某一百分比、某一固定的时间段，或者通过定量分析来确定[6]。

4.结论和建议

航空型号研制作为高精尖技术密集、资金密集的大型制造业，应用项目管理技术是一种必然趋势。本文在分析了航空型号试验项目计划管理特点的基础上，研究了计划编制的一般原则和程序，并结合试验项目特点，对计划编制过程中责任分配矩阵的确定、工作逻辑关系的确定、工作包资源需求估算和时间参数计算进行了重点分析，旨在为航空型号试验项目管理提供参考。

虽然本文分析了航空型号试验项目计划编制的一般流程和重点工作，但有效的管理方式一定是建立在理论与实践相结合的基础上，各航空科研院所应根据自身能力资源以及技术水平等实际情况具体分析应用。

参考文献：

[1] 张文谦.某某所军用设备型号研制项目的计划与技术管理研究[D].成都：西南交通大学，2006.

[2] 徐志勇.航空产品项目计划及监控技术研究[D].西安：西北工业大学，2007.

[3] 沙全友，王伟，韩毅，等.面向航空产品项目管理网络计划模型研究[J].计算机工程与应用，2007，43（6）：99- 101

[4] 王永超. 航空多型号项目计划与协调控制技术研究[D].西安：西北工业大学，2007.

[5] 张美璐.航空武器装备项目资源计划的管理研究[D].西安：西北工业大学，2007.

[6] （美）Project Management Institute.项目管理知识体系指南：PMBOK指南[M]. 北京：电子工业出版社，2013：5.