自動化碼頭系統研發項目技術風險的管理

胡旻暉

摘 要：ECS系統是新一代自動化集裝箱碼頭的核心設備控制系統，直接決定了集裝箱碼頭的自動化率與作業效率。然而。作為一個復雜系統，ECS系統研發項目的技術風險管理目前缺乏有效的和針對性的管理，可能造成整個自動化集裝箱碼頭無法驗收和按時投入運營，給港方帶來了重大的損失。本文通過應用FMEA方法對項目研發過程中的技術風險進行分析評估，建立了在項目進行過程中的各階段多次對風險進行分析評估的模式，并制定了風險策略量化標準。

關鍵詞：系統研發；技術風險管理；FMEA方法

中圖分類號：TP311.92 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0225-02

1 引言

近幾十年來，世界貨物進出口量大約以年增長率為70%的速度增長，而世界海運貿易量占世界貿易總量的三分之二。海運較各運輸方式有著成本低、運量大的特點，有著不可替代的作用。隨著世界標準化體系的進一步加深，港口集裝箱起重機制造水平的不斷提高，集裝箱運輸已成為現代化的運輸方式，海運集裝箱化發展是不可阻擋的趨勢，世界各大主要港口集裝箱碼頭紛紛添置或換代最新最大岸橋，以適應不斷打破運載量世界紀錄的集裝箱輪。

集裝箱船舶運載能力的最大化以及靠港時間的最小化正逐漸成為世界各個集裝箱班輪公司共同的指標，為了滿足這兩個需求，集裝箱碼頭需要不斷提高其裝卸作業水平。面對如此發展趨勢，傳統碼頭需要配備大量人力資源、集卡以及堆場資源，受到人工成本上漲、用工不穩定、以及環保、資源等剛性約束越來越大，這將導致營運成本的增加，同時也加大了管理難度。因此，在工業4.0的時代背景下，自動化集裝箱碼頭將成為行業發展的必然趨勢。

2 現狀

自動化碼頭行業的競爭就是技術力量的競爭，隨著各項技術變遷的日新月異，產品研發的技術不確定性不斷加大。特別是在ECS系統（Equipment Control System）中，本身結構就特別復雜，包括了各種軟件層面、硬件層面、控制層面的子系統，這些子系統間有著復雜的交互流程。這些子系統的創新過程將直接影響到ECS系統最終的穩定性，也增加了風險發生的概率。這些風險的存在都將一定程度上影響了ECS系統甚至是整個自動化集裝箱碼頭項目的成敗。

根據過往項目的經驗，我們遇到了如下幾個問題急需解決：

（1）風險識別不夠全面；（2）項目資源不夠，無法對所有風險進行控制并制定策略；（3）每一個風險有多個應對策略，項目組無法科學合理的選擇。

3 風險管理模型

為了能夠確保ECS系統能夠在有限的項目周期內以及有限的資源配置下順利交付，項目管理團隊有必要對項目研發的全周期進行技術風險管理。

失效模式與影響分析法（FMEA：Failure mode and effects analysis）起源于20世紀50年代，是一個成熟的風險分析模型，是一種預防為主的風險分析工具，特別是在各類硬件系統的設計項目中被廣泛應用。在新一代自動化集裝箱碼頭ECS系統研發項目中，我們采用FMEA進行技術風險管理的模型，這樣的一個模型確保了項目的正常實施并順利交付，可以成為將來ECS系統研發項目的標準風險管理模型。

一個復雜的ECS系統研發過程有如下幾個階段：設計階段、制造階段、測試階段、交付階段以及運營階段。每個階段所面臨的技術風險是不盡相同的，而同一個技術風險在不同階段所造成的影響也是各不相同，那么我們需要有一套科學嚴謹的方法來對項目全周期的技術風險進行識別與管理，那么不同階段都需要對風險進行識別、分析、控制。如圖1是ECS系統研發項目技術風險管理FMEA步驟。

4 組建FMEA管理團隊

FMEA管理團隊的組建是項目風險管理的基礎，也是實施FEMA管控的必要前提。ECS系統研發項目技術風險的管理不是項目經理一個人完成，而是由項目經理領導下的專業項目團隊的成員完成的，在必要的時候還需借助項目組外的資源來完成重要風險的識別、評估工作。需要注意的是，該FEMA模型的項目管理里團隊的人員構成不是一成不變的，是根據不同項目階段的人力資源需求而動態調整的。FMEA管理團隊的組建是為了能夠更全面、更專業地識別技術風險。

5 建立風險評價體系

FMEA風險評價體系主要是對已識別的技術風險進行可能性、嚴重度、可控性等三項指標進行量化評分后，計算得到RPN值，再根據RPN值進行風險控制策略優先級定義。

6 風險的排序

在對項目進行WBS分解后，項目管理團隊需要召開多次的全體會議、專家會議或者小組會議，可以應用頭腦風暴法或專家分析法對每個工作包列舉潛在的技術風險。在項目的每一階段或者節點，項目組都需要召開風險會議，對當時的已出現的技術風險進行分析控制，并對后續階段可能發生的新風險進行識別。

在項目進行的每一階段，項目管理團隊需要對識別出來的每一項風險進行RPN排序，并歸類到不同的WBS工作包中，以確定需要重點關注的WBS工作包。表1是某項目在設計階段根據已識別的風險進行RPN計算后整理的前十大高風險工作包，表中第一位的是工作包4D3，項目團隊識別出該工作包可能面臨的各項技術風險評分都比較高，分值大于400的更是有2個風險項。

7 風險策略的選擇

當RPN指標計算得到后，FEMA小組需要對各失效模式進行排序，以確定優先處理的風險項，但在制訂風險策略的過程中，會有各種難易程度的不同的處理策略，處理策略也有參差好壞，這就需要對處理策略也進行評價，以獲得最優策略。

在自動化碼頭系統研發項目中，項目團隊建立了對風險策略進行量化評估的模型，對每一項策略在技術儲備狀態、技術創新程度、技術原理復雜性、技術可參考性、技術生命力、標準化程度等多方面進行評分，將這些子項的評分結果累加后獲得風險策略評分。表2是技術人員對4D301風險進行的應對策略評估表，分別制定了4D301-1、4D301-2、4D301-3三條風險應對策略。經過技術小組對不同風險控制策略進行量化評分后，顯而易見4D301-3策略是最佳策略，可提前部署該策略來應對4D301風險失效的情況。

8 風險的階段性控制與再分析

在項目的開展過程中，從設計、制造測試、交付運營等各階段過程中，每個風險的RPN值是不盡相同的，有些在設計階段識別出的高RPN風險在經過一定的風險應對策略后，風險值已經不那么高了，那么在后續項目階段中這個風險就可能沒有必要再被項目組或技術人員重視了，也可以認為這個風險已經被控制住了；而有些風險可能是在項目到了測試階段才被識別出來的。所以項目管理團隊需要對每個風險進行全過程的分析評價，并在不同的項目階段重新對已識別的項目技術風險進行排序并制定相應的應對策略，如表3。

在風險的階段性控制與再分析模式下，每一條識別出的風險都獲得了各個階段合理的RPN評分和排名，這為項目風險管理團隊在項目全過程的風險管理中提供了可靠依據，為后續的風險控制策略指定指明了方向。

9 結語

以FMEA方法為基礎進行改造優化后的適用于ECS系統研發項目技術風險管理的模型與其他傳統的項目風險管理方法相比具有簡單易操作、項目全周期控制、全員參與、風險動態控制等特點。該模型提供了一套完整有序的工作流程以及系統可靠的分析方法，可以最大限度的識別技術風險，并隨著項目的進行不斷地優化調整，對于已識別的所有失效模式進行分析、評估和排序，從而確定需要預防和改善的風險優先級，使得在有限的項目資源條件下最大限度的控制技術風險的發生。在對于需要優先控制的失效模式，可以根據模型要求將多個風險控制策略進行量化評分，選用較優的風險控制策略。