大型復雜產品研發技術風險的識別與分析

[摘要] 在介紹產品研發風險的基礎上，著重對其所包含的重要因素之一產品研發技術風險進行了論述，將其分解為過程技術風險和產品技術風險。通過對過程元素活動內及活動間的相互關系分析，指出了正確識別過程技術風險的途徑，并建立過程技術風險模型；通過對目標產品的結構、功能和行為的分析，論述了如何有效識別產品技術風險，并建立貝葉斯網絡。最后，得出產品研發技術風險數理模型，進行總結。

[關鍵詞] 大型復雜產品 產品研發技術風險 過程技術風險 產品技術風險

一、產品研發風險

風險是對在規定的費用、進度和技術約束條件下不能完成整個研發項目目標的一種度量，其包含兩個組成部分：得不到具體成果的概率；得不到這項成果的后果。從過程角度看，風險是指對某一過程的實際執行情況與已知的執行該過程最佳慣例之間差異的一種度量。

產品研發的風險可由圖1所示，由技術風險（Technical Risk）、費用風險（Cost Risk）和進度風險（Schedule Risk）組成。技術風險是指產品在設計和生產發展過程中存在的影響性能水平的風險；費用風險是指在產品研發過程中為了實現其生命周期內的費用目標所存在的風險；進度風險是指由于系統的研制、生產和部署所估算和分配的時間不足而產生的風險。

圖1 產品研發風險的組成

二、產品研發技術風險識別

1.過程技術風險識別。研發過程可以分解為需求設計、概念設計、詳細設計、試驗驗證等若干設計階段，每個階段由不同的研發任務組成，每個研發任務可細分為活動，最后通過不同的步驟完成活動。我們將階段、任務、活動和步驟均稱為過程元素。

研發人員進行產品研發的每一過程元素都可能潛在著技術風險，因此對研發的每一過程元素都要進行技術風險識別，然后歸納總結各過程元素可能會出現的風險因素，以此作為問題清單，由研發人員識別該過程元素是否存在技術風險。

階段之間、任務之間、活動之間以至于步驟之間都存在著一定的邏輯關系，如順序、并行、迭代等關系。所以，還必須從這些過程元素之間的關系找出潛在的技術風險因子。

2.產品技術風險識別。產品技術風險就是從產品研發的源頭——市場調研（Voice of Customers）開始，分析產品需求是否存在缺陷，接著從產品的功能出發，尋找功能缺陷，將功能逐級分解，分析功能以及功能之間的關系和目標產品對環境的影響，找出目標產品在未來使用中可能出現的問題。

隨著產品設計的深入，技術風險識別也由系統向子系統、部件、零部件逐級細化，通過技術風險識別，輸出技術風險的來源、征兆、類別、場景等。

產品技術風險識別需關注以下幾個重要方面：

(1)技術風險來源:將所有已識別的技術風險羅列出來并將其來源加以說明。它至少應包括：技術風險事件的可能后果、技術風險事件的預期和技術風險事件的發生頻率等。

(2)技術風險征兆:是指技術風險已經發生或即將發生的外在表現，是技術風險的預警或叫觸發器。如討論很久仍然得不出一個技術方案、準備采用某一技術方法、缺乏使用經驗等都是技術風險征兆。

(3)技術風險類別：區分是過程技術風險還是產品技術風險。

(4)技術風險場景：提供技術與風險描述相關的間接信息，如事件、條件、約束、假定、環境、有影響的因素和相關問題等。

三、產品研發技術風險分析

1.過程技術風險分析。通過上面的技術風險識別，得到了過程技術風險，其包含活動內技術風險和活動間技術風險兩種類型。

(1)活動內技術風險分析。活動內技術風險就是通過分析產生活動技術風險的因素，將其制成問題清單，通過研發人員填寫以獲得研發過程技術風險，這些問題只有“是”和“否”兩種結果，也可取值“0”或“1”。

假設:

①:第i個活動內的技術風險。

②:第i個活動的第j個技術風險因素，取0或1。

③:第i個活動的第j個技術風險因素的權重。

④:第i個活動的技術風險因素數。

⑤:研發過程的活動數。

因此，第i個活動內的技術風險為:(1)

總的活動內技術風險為: (2)

(2)活動間技術風險分析。所謂活動間的技術風險，是指活動間有順序、并行、迭代和協同關系。就并行活動而言，由于前一技術活動未結束，后一技術活動已經開始，因此，并行程度越高，越容易產生風險；協同也具有同樣的問題，其風險與雙方的地理位置、溝通手段以及專業背景有關。

由于缺乏有關的可借鑒的歷史數據資料和經驗，某技術風險發生的頻率、可能性、影響程度的不確定性、人們認識問題的局限性和相對性等因素都將導致風險產生的多面性和復雜性。由于風險的大小沒有明確的外延，所以在風險“大”與“小”之間存在著一種漸變和過渡，即該技術風險具有“感覺性風險”的模糊屬性，因此，可以借助模糊理論來建立技術風險分析模型。

通過將并行程度、技術信息交換程度、協同雙方技術背景、地理跨度和溝通手段等因素構建為重要程度集A及評價集B，再通過專家組打分，建立評價矩陣E，由此可得：

活動間技術風險概率為:(3)

技術風險發生必然造成損失，據此可建立因素重要程度集X及評價集Y，再通過專家組對活動間技術風險損失進行評估，組成評價矩陣R，故：

活動間技術風險損失為:(4)

最終，可得活動間技術風險為:(5)

2.產品技術風險分析。由于產品具有明顯的層次結構，產生技術風險的現象與產品的結構具有清晰的因果關系。大型復雜產品由于系統成分極多、結構復雜、系統成分之間的相互關聯很多，增加了分析的難度，所以必須建立產品技術風險模型。

首先必須通過上述風險識別過程把識別出的產品技術風險進行歸類，總結出產品設計缺陷形式，接著分析產品設計缺陷對產品環境的影響和產生設計缺陷的原因（技術風險因素），組成產品設計缺陷影響鏈，這就是產品技術風險分析的模型，如圖2所示。

圖2 產品技術風險貝葉斯網絡模型

專家根據自身的經驗，初定先驗概率和條件概率，再通過貝葉斯網絡算出產品技術風險，最后，根據實際情況，調整條件概率，重新計算。

3.產品研發技術風險。產品研發技術風險是以上三種風險之和，即：

（6）

(6)式中:為產品研發技術風險;分別為活動內技術風險、活動間技術風險和產品技術風險權重。

四、結論

1.大型復雜產品研發由于產品的復雜性和研發過程的難控性，必須進行技術風險分析和管理。

2.產品研發的技術風險包括過程技術風險和產品技術風險。

3.過程技術風險由活動內的技術風險和活動間的技術風險組成，分析活動及其活動之間的相互關系，可以得到過程技術風險。

4.通過對目標產品的功能、行為和結構分析，可得出產品技術風險因素，建立貝葉斯網絡模型，求得產品技術風險。

參考文獻：

[1]陳明陳云陳炳森:復雜產品研發中的技術風險管理[J].制造業自動化，2005，27(11):6～8

[2]王國華陳明:模糊綜合評價復雜產品的技術風險[J].機電一體化，2006，(1):59～62