解梁
(上海交通大學機械與動力工程學院,上海200030)
基于WBS_RBS整車油耗風險識別
解梁
(上海交通大學機械與動力工程學院,上海200030)
我國汽車油耗法規要求日趨嚴格,各大車企竭力研發節能減排車型。整車油耗開發面臨著嚴峻的挑戰,對油耗開發過程中的風險進行了識別,分析了風險識別的基本方法和特點,選用了WBS_RBS方法作為識別工具。結合整車油耗的開發工作,將開發的前、中、后期分解成最小的工作單元,并結合工程開發中常見的風險源進行了關聯與分析,形成了完整的油耗開發風險識別表。
WBS_RBS;風險識別;油耗;燃料
汽車業是我國國民經濟的重要支柱型產業,在新世紀經濟發展的道路上扮演了重要的角色。一方面,汽車生產保有量逐年增長。據統計,2010年整車銷售量為1 806萬輛,發展至2016年增長到2 802萬輛,平均年增長率高于7%;另一方面,環境與污染問題也一直困擾著我國經濟的發展,國家對節能減排的要求日趨嚴格,針對不同階段,有關部門制訂了相應的要求。最新推出的第四階段油耗限值要求在2020年使我國乘用車平均燃料消耗水平下降至5 L/100 km,到2025年下降至4 L/100 km左右。
針對國家的要求,各大汽車企業在大力發展新能源汽車的同時,也在努力降低現有傳統燃油汽車的油耗。在取得新的技術突破之前,傳統汽油車的主導地位仍然不可被撼動。如何在有限的資源和時間的情況下保證盈利,并盡可能地降低整車燃油消耗,成為了各大汽車廠商研發新車型的首要前提之一。為了實現這一目標,需要對整車油耗開發進行系統化管理。針對油耗開發過程中的風險,需要進行識別、評估、應對和監控。風險管理的基礎是風險識別,本文的主要內容也即針對于整車油耗開發過程進行風險識別。
我國對項目管理的起步較晚,目前,多數采用美國項目管理協會(PMI)推出的項目管理知識體系(PMBOK)。風險識別是風險管理的基礎,它的對象是項目進行過程中存在或可能出現的各類會對項目進度、成本、質量和干系人滿意度有影響的不確定因素。它的工作包括對識別對象的產生背景、表現特征和預期后果進行界定、識別和分類。通俗來講,風險識別就是確定哪些潛在風險事件可能會對項目有影響,并將這些事件按照一定的特征分類整理,形成文檔。
常用的風險識別方法有檢查表法、WBS_RBS法、預先分析法等。檢查表法是將項目可能發生的諸多潛在風險羅列在1個表上,簡單明了、直接可用,但是需要經驗積累;WBS_RBS法是分別將工作和風險分解成最小單元后再一一對應起來,特點是識別全面但是較為復雜;預先分析法是在每一項工作開始前都先進行風險識別,優點是邊界條件更加確定,但是往往缺乏整體性。
對于整車油耗開發,WBS_RBS法更加適用。WBS_RBS法的過程首先需要將項目按照其內在結構或實施過程逐層分解成不同的工作單元。每個工作單元要求相對獨立、內容單一;將項目的潛在風險源按照不同類型逐一排列成樹狀結構;以WBS最底層的作業包和RBS最底層的風險因子分別作行和列構建矩陣;根據實際情況,按照RBS對應每個WBS節點進行風險識別。如果存在風險,則在矩陣中填入“1”;如果不存在,則填“0”。最終形成潛在風險識別清單。
對于大多數的整車企業而言,從車型概念的提出到最終上市通常要經歷5~10年的開發過程。整車油耗的開發工作開始于整車架構基本確定后,一直持續到完成整車油耗的型式認證。油耗的開發工作可劃分為前期市場競爭性定位、中期動力總成選型及仿真優化和后期實驗驗證階段。前期的工作主要包括競爭性分析和自身定位,因車型在多年后上市,競爭車油耗分析需要包括性能參數的收集和發展趨勢的預測。在綜合了競爭車型的性能參數和新車型定位的情況下,企業會初步設定油耗目標,這標志著前期市場定位的完成。
油耗目標定好后,需要具體選型整車動力總成參數。此外,整車的架構和造型決定了道路阻力,也影響著油耗開發。兩者確定后,就可以搭建虛擬仿真計算模型了。基于仿真模型逐步進行了油耗控制邏輯的平衡與優化,同時,選取節油措施。三者的實際工作是并行交互的,控制邏輯的優化需要基于仿真的結果,仿真的進行也需要控制邏輯的輸入。為了簡便說明,將這3部分的工作視為并列的形式。此外,后續實驗的計劃和工作預算需要在目標確認之前制訂。
油耗開發的后期需要驗證前期仿真設定的控制邏輯和目標進行整車油耗狀態。由于受到仿真模型的復雜程度和實驗環境因素變化的限制,驗證的結果往往存在差異,因此,需要再次對車輛進行優化。驗證工作包括整車道路阻力的驗證和整車油耗臺架試驗。在得到實驗結果后,通過分析數據對試驗結果和仿真進行比較,并不斷優化改進,直至能夠達到油耗目標。當油耗狀態能夠穩定滿足前期設置的目標需求后,企業需要在國家檢測機構申請整車油耗的型式認證。通過認證的車輛可以作為最終產品銷售到市場上。

圖1 整車油耗開發WBS流程圖
圖1為整車的油耗開發WBS。為使后續處理表格工作更加簡便,我們將各個工作單元編號、前期市場定位的工作編號設置為1.x;中期選型和后期驗證分別編號為2.x和3.x.
對于汽車制造研發過程而言,常見的風險源有很多。為了避免出現遺漏,選取了工程研發制造過程通用的風險源列表,包括自然資源環境風險、地區社會政治風險、經濟風險、技術風險、組織管理風險、生產制造風險和其他風險,分別以1~7編號表示。每個風險類別又可以進一步細化分成子風險,比如自然資源環境風險可以分為氣候風險和能源交通基礎設置風險,編號分別為1.1和1.2;地區社會政治風險可以分為宗教、文化、習俗風險和政策法律法規風險,對應2.1和2.2;經濟風險由宏觀經濟形勢及市場環境風險和項目預算風險組成,編為為3.1和3.2;技術風險拆分為技術成熟度風險、技術先進度風險、技術復雜度風險、模型精確度風險和試驗精確度風險,表示為4.1~4.5;組織管理風險分為組織人員變動風險、項目管理人員專業程度和項目范圍變更風險,對應5.1,5.2,5.3;生產制造風險按6.1~6.3對應分為產品質量性能風險、產品生產周期風險和零件供應充足性風險;其他風險統歸為7.1.
基于上述得到的整車油耗開發的WBS和其相關的風險源RBS,以WBS為行RBS為列構建WBS_RBS矩陣。為了簡化表格,矩陣中只列出WBS和RBS相應的編號。矩陣中行和列對應的交點作為評估點。評估時充分考慮評估點在項目執行中的進度、成本、質量和干系人滿意度方面的影響關系。如果存在上述關系則該評估點為“1”,不存在關系則為“0”。舉例看,WBS中的1.1整車油耗開發工作啟動與RBS中的1.1氣候風險通常情況下不存在項目進度、成本、質量和干系人滿意度的影響關系,所以賦值“0”;WBS中的1.5設定整車油耗性能目標與RBS中的2.2政策法律法規風險存在影響關系,所以賦值“1”。將所有行列充分考慮后,得到WBS_RBS矩陣如圖2所示。

圖2 油耗開發風險識別WBS_RBS矩陣
整車油耗開發風險識別WBS_RBS矩陣表征的是油耗開發工作包與潛在風險類別的相互聯系關系,這個關系是一個概括式的連接,之后還需要將關系具象化,分析出實際可能存在的風險,并轉化成文字表述出來。
舉例來說,WBS_RBS中的設定整車油耗性能目標與政策法律法規風險存在相互影響關系,這種影響關系可以具化成不同國家區域油耗法規要求的限值,測試條件和表現形式不一致。美國使用的是FTP循環工況,油耗結果以mpg表示,歐洲和中國使用的是NEDC工況,油耗結果以L/100 km表示。對于全球聯合開發項目,車型不僅僅在中國銷售,需要考慮到車型符合不同國家的法規要求。而這一條即總結成“不同國家區域油耗法規差異”風險。
根據示例的方法,比照上文得到的WBS_RBS矩陣關系圖逐條展開討論,可以得到風險識別清單,這里不一一展開。
本文采用了WBS_RBS方法,識別出了整車油耗開發過程中常見的風險源。針對這些潛在風險因子,需要加以預防、監控和應對。由于篇幅的原因所限,這些內容不在本文中展開。油耗開發是整車開發的核心內容之一,針對油耗開發中的風險清單的管理是確保開發過程正常、有序進行的基礎。
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〔編輯:張思楠〕
U471.23
A
10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.044
2095-6835(2017)14-0044-03