基于PFMEA的大科學工程項目管理過程自評估

申晨 王成程 何偉 楊敏 蔣智洋 鄭萬國

(中國工程物理研究院激光聚變研究中心，四川 綿陽 621900)

基于PFMEA的大科學工程項目管理過程自評估

申晨 王成程 何偉 楊敏 蔣智洋 鄭萬國

(中國工程物理研究院激光聚變研究中心，四川 綿陽 621900)

大科學工程的項目管理已日漸成為項目管理中一個發展迅速的單獨門類。在對PFMEA方法進行介紹的基礎上，經過合理性分析將其創新性地應用于大科學工程項目管理過程的自評估，提出了自評估模型的建立方式和量化標準，并結合具體案例進行了構建和分析，得出了有價值的分析結論和改進措施。

PFMEA；大科學工程；自評估方法

0 引言

大科學工程，一般而言指的是面向國家國防、社會或經濟等層面的戰略性需求，在明確的科學目標和任務目標的牽引下，通過大規模的經費投入和國際前沿的科學技術，在國際學術領域占據重要地位，同時為國家發展做出戰略性貢獻的重大科學工程，也是“科學、技術、工程”三大要素相互聯系和相互轉換的動態過程。

在大科學工程中，“工程”二字的含義，從廣義和狹義上的解釋是不同的。從狹義上理解，工程指的是“技術的集合體及其實現過程”。但科學技術并非總能夠直接轉化為工程，特別是對于大科學工程而言，參與人數龐大、涉及單位眾多、組織形式復雜，如何使所有人盡可能地各司其職、密切協作、高效工作，就成為影響工程成敗的關鍵問題之一。因此，廣義上的“工程”必須包括以項目管理為內容的社會工程。大科學工程自身越龐大、越復雜，管理的難度也隨之呈幾何級數增長。因此，必須在項目管理上投入大的精力和資源，才能使大科學工程建設有序、可控地開展。

大科學工程項目管理天然處于規模大、周期長、風險高的外在環境，并且具有多學科、多部門、多層次的內在特點。因此，不僅需要通過外部的考核和評價進行總結提升，而且還需要在項目管理團隊內部建立相應的自評估手段，對其自身的實施過程進行更加細致、務實、有針對性的評估和分析，以保障大科學工程順利高效實施。

1 理論背景

1.1 PFMEA方法介紹

故障模式及影響分析(Failure Mode and Effects Analysis，FMEA)，是諸多可靠性分析方法中較為常用的一種，其真正含義還應在前面加上“潛在”二字，即潛在失效模式及影響分析。其定義是分析產品中每一個可能的故障模式并確定其對該產品及上層產品所產生的影響，以及把每一項故障模式按其嚴重程度予以分類的一種分析技術。FMEA傳統上一般以具體的產品為分析對象，應用階段可貫穿論證與方案階段、工程研制與定型階段、生產階段和使用階段，在對象和方法方面又可分為功能FMEA、硬件FMEA、軟件FMEA、損壞模式及影響分析(DMEA)和過程FMEA，其根本目的均是從不同角度出發發現缺陷和薄弱環節，并采取有效的改進和補償措施。

過程FMEA,即過程失效模式及影響分析(Process Failure Mode and Effects Analysis，PFMEA)，其標準定義是一種用來分析和識別產品在各項實施過程中可能出現的失效模式，以及這些失效模式發生后產生相應影響的系統分析技術。這種分析技術針對的是過程的分析，目的是最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關的起因/機理得到充分地考慮和論述，從而有針對性地制定出控制措施以避免故障或減少發生，達到提高質量水平的目的。

1.2 在自評估過程中應用PFMEA的可行性分析

大科學工程項目管理作為一類工程過程，與具體產品的生產、運行過程相比，其內在邏輯上并無本質的區別。PFMEA方法的優勢在于可以較為細致、全面和前瞻性地對一類過程進行定性與定量相結合的多層次影響分析，并考慮到改進措施的不斷迭代，與大科學工程項目管理過程的吻合度相當高。而實施PFMEA需要對全過程有較為細致和深刻的理解才能達到較好的效果，更適用于自評估而非由其他部門進行的評價。因此，創新性地將PFMEA方法應用于大科學工程項目管理自評估是具有較好可行性和契合度的。

2 項目管理自評估PFMEA模型及案例分析

PFMEA的本質是在研究對象邊界和目的定義清晰明確的基礎上，將研究對象進行層次劃分，辨識出各項最低約定層次的失效模式和失效影響，結合量化的風險優先數(RPN)有針對性地進行改進完善。實施流程見圖1。

圖1 PFMEA實施流程

為了直觀地表述實施PFMEA的具體過程，下面以外協采購過程為例進行案例分析。

2.1 系統定義

外協采購管理工作的要求是在大科學工程項目管理的整體框架下，在規定的時間內按照項目安排合法、合規地完成各項外協采購工作，滿足項目的經費、進度和質量要求。按照PFMEA流程要求，對各級工作內容進行符合實際情況的分解，見表1。

表1 工作內容分解表

這三級內容對應典型的PFMEA方法中各級約定層次，其中任何一個層次出現了問題，即認為該板塊工作出現了缺陷或薄弱環節。

2.2 RPN量化標準

在PFMEA實施過程中，要求從底層工作內容著手，逐一對可能的缺陷或薄弱環節(潛在失效)進行分析。但對于實際工作而言，并不是每一種潛在失效模式都應該予以同等程度的重視和改善力度。因此，通過風險優先數綜合量化每個潛在失效模式的嚴重度(SEV)、發生頻度(OCC)和被檢查難度(DET)，找出執行糾正、改進的重點，在實踐中有著重要的意義。

2.2.1 嚴重度

SEV指的是潛在失效模式發生后對各利益相關者以及下一步工作內容的影響程度。按影響大小將嚴重度分為10級，評級方法見表2。

經常發生的，或一項潛在失效模式對各利益相關者以及下一步工作內容同時有影響，則取高分值。

表2 嚴重度(SEV)評級表

2.2.2 發生頻度

OCC是指對于潛在失效模式發生的預計頻度，同樣分為10級，見表3。

表3 發生頻度(OCC)評級表

這里的預計既可以基于長期經驗，也可以采納相關實際統計數據。同樣的，可以參考表3中的發生概率參考值，也可以采取相對值打分的方法。

2.2.3 被檢查難度

DET指的是一項工作內容中的缺陷或薄弱環節通過某種檢查方式被發現的可能性大小。被檢查難度同樣分為10級，此外還需注明采用的檢查方式(A，B，C)，見表4。

表4 被檢查難度(DET)評級表

(續)

注：檢查方式分三類，即A表示管理程序控制；B表示上級或第三方檢查；C表示自行復查。

2.2.4 風險優先數

RPN表達了每個潛在失效模式帶來的風險程度，以及在進行應對和改進時提供了優先順序的參考值。它的值等于SEV、OCC和DET這三個值的乘積，即

RPN=SEV×OCC×DET

針對高RPN的項目提出改進建議和方向，這些建議通過人員的培訓、管理流程的優化等形式予以實施。建議在改進工作完成后，可針對新的工作過程再進行PFMEA，觀察RPN的降低來檢驗改進的效果。此類自評估工作還可以經常性地進行，多次迭代以不斷提高管理質量和效果。

2.3 PFMEA表及其分析

PFMEA的分析過程和分析結果都通過PFMEA表來體現，因此PFMEA表的填寫是最為重要的一個環節。只有對整個工作流程、目前工作效果和改進后工作效果都非常了解的人，才能進行細致的填寫，也可采用德爾菲法等方式綜合團隊的共同經驗。下面以談判策劃和合同談判兩項工作內容舉例說明，見表5。

表5 外協采購過程PFMEA表(部分)

從表5中用于舉例的談判策劃和合同談判兩項工作內容來看，RPN最高值為“評定方法不合理”這一項失效模式的180，應最優先予以關注和改進。通過在管理辦法中對評定方法(包括選擇要求和評分格式)進行細化和明確，使得管理人員在執行時流程便捷、要求清晰，有效地降低發生頻度和被檢查難度，同時過程風險大幅降低。

3 自評估方法在大科學工程項目管理中的應用

大科學工程的建設通常要經歷一個較長的實施周期，因此，項目管理細節上的缺陷和不足，往往會在后續建設過程中不斷復現和放大，最終給管理實施的效果和工程建設的質量帶來負面影響。在以神光-Ⅲ項目為代表的大科學工程建設過程中，應用上文介紹的自評估方法，各個環節不斷進行自評估并實施管理措施進行改進和完善，取得了良好的效果，主要體現在以下三個方面。

3.1 實行覆蓋項目全維度的項目管理

本文所描述的自評估在操作中雖然是以項目管理過程作為對象，但本質上仍然是關注大科學工程建設本身的完成效果和質量。因此，只有當開展了全面的項目管理，將項目的全維度納入項目管理的框架和軌道中，才能真正通過自評估工作全面地指導項目建設。這里的“全維度”包括時間、空間和管理組織模式三個層面。時間上，項目管理人員需要參與項目的全生命周期，并在項目啟動至項目驗收的過程中進行直接管控；空間上，不僅關心項目建設地點的管理工作，還要將管理外延至外包設計、外包加工制造等環節，對重大的外協過程做到視同己方管理；管理組織模式上，將計劃管理、經費管理、外協管理、質量管理等各板塊都納入到項目管理的體系中統籌安排。

3.2 完善控制節點，建立處置預案

本文提出的自評估方法對項目管理過程開展評估，可以通過得出的風險優先度，采用不同的優先級別進行整改、完善，對實際工作而言最重要的仍然是整改措施的可行性，以及整改、完善后的實際效果。從降低SEV、OCC和DET三項指標的角度分析，通常來說，以下兩類措施是最簡單、有效的。

一是通過完善控制節點等措施，降低OCC和DET。在某項工作缺乏控制節點的情況下，錯誤容易發生且不易被查出。完善控制節點的直接效果是降低被檢查難度，與此同時由于檢查力度增大，具體執行人員也會更加重視，因此同步降低了發生頻度。特別要說明的是，控制節點數量和效率往往存在負相關，這里強調的是“完善”而不是“增加”，不能簡單地一味增加硬性控制點，而要根據實際情況綜合考量。

二是通過建立處置預案，降低錯誤發生后的SEV。這里的“預案”指的是其廣義含義。比如合同內容編寫錯誤，審核時未發現就進行了簽訂，若不進行處置，則可能在后續產生糾紛或其他影響。對此，神光-Ⅲ項目中建立了全面的合同更改審批流程，按照流程執行更改后，可降低后續影響。對其他各類影響較深遠的問題，也相應建立了處置程序，從而有效地降低了管理風險。

3.3 注重檢查迭代，鞏固實施效果

健康的項目管理應該是一個動態的、有機成長的過程，因此，在每次基于自評估對管理過程進行整改、完善后，應針對改進后的管理過程在一段時間內的實施情況，迭代形成新的自評估量化結果。隨著這項工作逐漸成為常態，一種不斷循環的自我檢查機制也就逐步成型，從而促使項目管理人員對工作中的短板進行思考，保障實施效果。

4 結語

近年來，項目管理在國內外蓬勃發展，由于其組織實施高度契合大科學工程建設的自身特點，在物理、天文、航天等多個領域的大科學工程中得到了廣泛的應用，取得了行業內公認的良好效果。因此，探索適配大科學工程特點的項目管理方法，有著重要的實踐意義。本文通過對PFMEA方法進行分析，將其創新性地應用于項目管理過程的自評估，建立了全過程自評估模型和量化標準，并結合具體案例進行了構建和分析，得出了有價值的分析結論和改進措施。有理由相信，根據不同領域的行業特點研究有針對性的項目管理手段，將是未來發展的重點。

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2016-04-06