基于PMBOK的整車開發項目管理要素及方法研究

毛春升

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基于PMBOK的整車開發項目管理要素及方法研究

毛春升

（上海汽車集團股份有限公司技術中心，上海 201804）

文章基于項目管理知識體系PMBOK，結合工作實踐闡述了整車開發流程的關鍵節點，在梳理項目管理的九大要素的基礎上總結出了一些整車開發項目管理技術經驗與方法。

項目管理；整車開發流程；管理方法

1 引言

PMI項目管理協會總結出的PMBOK(Project Manage -ment Body of Knowledge)項目管理知識體系中指出，項目管理是利用系統的管理方法將管理人員（豎向體系）安排到指定的項目（橫向體系）中去；PMBOK項目管理知識體系的意義在于：在限定的時間期限、預算成本內，達到適當的性能和規格從而得到客戶的認可，與此同時盡量減少項目范圍的變化、不改變企業的主要工作流程及企業文化。

整車開發項目包含環節過程涉及大量人力和財務資源，耗費數月的時間，并包含數百個任務。整車新車型開發之所以需要科學而系統的項目管理方法，原因在于。

產品復雜性：整車由多個子系統組成，每個子系統又由許多部件組成——這些部件包括剛性機械部件、液壓管路、電器線束、熱絕緣體和柔性鋼纜等。這些部件不僅在幾何空間上深度相關，而且在如熱交換、振動等方面動態相關，部件或系統變化互相影響彼此的性能是很常見的。因此，在整車開發中，所有這些部件并行設計的過程是非常復雜的。

產品成本和產銷量：汽車是生產成本高且較為昂貴的大眾消費品之一。通常一個車型在數年或更長的時間內大量生產，在生產周期內可達到每年百萬輛的產量。每個部件的成本優化將乘以數十萬個單位，因此值得努力追求優化成本的設計。然而由于各部件相互影響，所有優化更改或提議都會給設計過程帶來復雜性。

開發專業化：汽車部件和系統的開發隨著時間的推移變得越來越專業化，比如當前一個車身結構工程師對導航、或變速箱的開發并不了解，而導航、或變速箱工程師對車身結構設計知之甚少。這種專業化分工積極的一面是可以帶來更好的產品設計，但也意味著大量人員在整車開發項目中并行工作，這將增加開發過程的復雜性。

法規和標準：為了確保產品質量和品牌形象，汽車公司為幾乎每個部件定義了一系列標準要求和設計指南；除此之外，每個國家監管機構也都定義了許多法規要求，來確保客戶獲得安全可靠的產品。設計符合多種標準和法規要求的產品零件和系統也會增加開發工作量，這不僅是因為設計過程本身，還因為必須證明和記錄部件或系統的合規性。

為了應對這種復雜的開發過程，全球各大汽車公司制定有標準的開發流程。這些流程一般將開發過程分解為通過多個優先關系相互鏈接的子進程和任務，同時描述了每個任務的執行時間、執行負責人以及任務下一步的接任者。

2 整車開發的項目管理流程

全球各大汽車企業均有各自的整車正向開發流程：如Volkswagen的PEP、GM的VDP、福特的FPDS等。自主品牌汽車正向開發流程GVDP制定和完善的過程中，全面學習和借鑒了這些流程共同的思想和方法——門徑管理系統和集成產品開發的思想。

完整的整車正向開發流程通常經歷約3年半左右的時間：包括6個階段有產品戰略、產品策劃定義、概念開發、工程設計、樣車驗證、生產驗證。流程中有定義至少8個決策評審點(閥點)，分別是：項目啟動(KO)、概念設計開始(AD)、方案選擇(PS)、項目批準(PA)、設計凍結(DR)、制造確認(QP)、試生產(PP)、正式生產(SOP)，如圖1。各決策閥點有企業事先定義好的交付物標準。這些里程碑及閥點交付物讓項目開發流程成為一個既清晰、而又符合邏輯的過程。

圖1 以里程碑和時間順序為基礎的開發流程結構

2.1 產品戰略階段

明確產品戰略是項目啟動階段的關鍵任務，該階段的工作重點是深入分析所研發車型在公司產品型譜中的定位。項目管理牽頭開展新車型項目立項批準的準備活動，包含市場調查、競品分析、項目定位、對策研究等。從性能、保證程度、實用性、大眾接受度、易用性、生命周期成本、產品價格、包裝等8個方面分析定義出新車型產品的邊界條件，如銷量、投資、成本、產品特征、開發周期、邊際貢獻率等。

2.2 產品策劃方案

產品策劃以可行性評估通過且產品戰略明確為基礎，開展研究項目產品方案。首先應編制出項目主計劃，明確各階段時間節點，明確提出開發方案：這些方案任務既總包括布置草圖、全尺寸主題模型、造型設計，也包括動力總成的方案、整車性能指標VTS、主要零部件設計，甚至還包括整車成本、制造策略、質保目標。評估所有的產品目標、商業計劃目標的符合性，基于評估可行的方案進行產品的開發。

2012年3 月，小崗村開始籌建小崗村九年一貫制學校。2013年6月學校正式成立，名為鳳陽縣小崗學校。如今的小崗學校，占地面積2.2萬m2，2棟教學樓建筑面積2 200 m2；小學部12個教學班、中學部6個教學班。

2.3 概念開發

項目范圍定義和產品概念設計更詳細后，每個職能領域都提供詳細的工作計劃以支持主計劃時間安排；在此階段，質量領域也開始執行其學科和技術，從設計角度確保產品質量。針對相對關鍵的產品策略：例如動力總成匹配、主要功能配置、整車VTS、新技術實施、造型概念模型、生產場地等，做出評估選擇。

2.4 工程設計

工程設計階段是將產品由概念變為實現的階段，由工程開發設計團隊牽頭、聯合質保前期人員、制造團隊和采購員組成的同步工程小組，共同完成產品的設計及前期驗證；綜合平衡新車型項目的邊界條件與設定的目標的差距，對項目繼續開展或立即終止作出決定；基于經濟架構的目標必須可行，再次前提下批準并釋放全部預算。通過對造型模型的評估分析，凍結所有造型設計。在此階段，必須提供完整的計劃零件清單，并且每個采購零件的采購協議都已關閉。必須提供夾具投資和生產線準備等方面的制造細節。所有數據工程可行性評審通過，針對制造的工程圖紙與數模凍結并發布。

2.5 產品驗證

在此節點，車型設計開發工作基本結束，所有工程數據發布流程結束。因此在數據發布之前需要借助計算機分析工具評估數據，評估的設計缺陷需要在模型樣車試制構建之前糾正，以最小化其對后續流程時間和成本的影響。CAE分析通過、工程樣車模擬試驗完成，所有工程設計凍結并進入設計發布流程，同時啟動各零件模具的加工制造。工程數據發布結束，基本完成設計開發工作，開展設計后期驗證。調試整車廠的生產設備，檢驗生產工藝，驗證工藝條件和全工裝條件下批量提供的零部件質量。

2.6 試生產及投產

評估所有生產線準備好情況,啟動生產線的車輛預制造；以實現制造系統的早期驗證，完成工程對產品的最終驗證。評判項目開發的成熟度和預生產車輛的生產連貫性。預生產非銷售生產認證造車，實現整車生產線的連續生產。驗證主機廠單位節拍下的生產能力，同時拉動評估供應商的零件產能提升能力。

供應商提供批產的零部件給主機廠，檢驗其流水線的工裝及生產設備，驗證生產能力及工藝過程。基于評估結果開啟正式批量投產和投放市場銷售的最終閥點。生產和營銷計劃已準備就緒，所有質量審核均已執行，預生產車輛已經通過測試和批準。該車型投入生產。

3 整車研發項目管理的要素及方法

3.1 項目范圍定義和范圍更改管理

由于車型開發的最終目的都是為了盡可能滿足市場，因此正確定義產品概念、市場需求是流程的第一步，基于市場調研將提出一版反映產品性能、參數、功能定義的市場階梯配置表FL，根據FL中的功能配置梳理主要配置概念表CFL；為明確零部件級功能開發及車型對應關系，隨著項目的推進，項目開發范圍將進一步被解析為全功能配置表FFL。

在新車型項目啟動后，將向整個項目團隊發布包含有關產品的所有詳細信息的文檔——這種文檔在立項之后，將被編排為產品更改說明PCS，同時這種更改說明還將進一步形象圖示化編程成Visual BOM向各相關職能部門發布；以便于所有受影響的部門評估計劃時間和所需資源。在各部門執行流程進行詳細評估期間，由于優化、不兼容性解決、質量改進等原因，零件更改范圍預計會發生變化。但由于零件對彼此的影響很大，因此一個零件的每個變化通常會導致邊界零件的變化更改。項目管理部門有責任協調范圍變更控制流程，確保所有相關領域了解每項變更，并使團隊專注于正確的時機并就適當的時間做出決策，確保項目支出和產品成本在目標范圍。

3.2 項目預算管理與成本管理

獲得立項后，團隊的各部門成員由項目經理牽頭，基于上述開發范圍，去預估出完成分解的開發內容所需要的預算資金：技術部門主要有開發費、人員外包費、評估模型費、試制樣車費、試驗費、公告認證費、工具工裝費、差旅費等；其他還包括模具費、物流包裝、制造場地等相關費用預算，如表1示例。核準合計預算并計入一部分不可預計費后，上報產品項目會審核批準預算供項目開發推進中使用。

表1 整車開發預算管理框架表示例

這些預算將進一步被細化到具體的WBS，項目執行過程中將嚴格執行實際花費的考核，實際花費不能超過預算申報值的90%。為使預算在實際花費中進一步聲明合理性，每一筆費用在計劃花費支付之前，花費部門需要向項目管理部及財務部提出預算花費申請PR單，需經項目管理預算專員、及財務人員審核后方能批準支付流程，以確保每一筆預算花費的合理性。

3.2.2 成本管理

單件成本的控制對盈利提升意義重大。依據上一節的項目開發范圍、市場已輸入的概念配置表、初始造型等基礎信息，工程師發布每個零件的概念設計書DCS，如前照明的DCS會聲明：光源為LED還是鹵素（甚至LED燈珠數量）、裝飾條的表面工藝及尺寸、大燈調節方式為手動還是自動等技術配置等信息。整理過往項目同類技術配置的采購價格、及咨詢公司所提供的某類零件的市場采購價格范圍作為參考數據庫，財務及價值工程師在接收到DCS之后，參考數據庫估算出某零件的目標價格，作為采購工程師推動供應商們競價并確定零件采購價格的準繩。目標價格、采購定價分別核算為整車物料價格，與市場預估售價綜合考慮，可以估算出邊際貢獻率及毛利率，從而在開發過程中初步判斷車型是否達到理想的盈利水平。實踐中這一過程往往反復推演從而使整車物料成本逐漸精確且優化。

價值工程法VE(Value Engineering)/價值分析VA（Value Analysis）是一種重要的成本優化管理技術。價值工程管理技術是在有組織的活動中運用集體智慧對產品進行價值分析，在實現服務或產品的必要功能的同時、盡量將總成本控制到最低，實現服務或產品價值的提升。例如：某車型車門飾板上部表皮原設計為人工包覆PVC帶真縫線；VA/VE方案更改為TPO表皮帶仿真縫線，該方案既可以減少真縫線、人工包覆過多的工時從而實現降成本，又能采用可回收的TPO材質比PVC更加環保，而且TPO模具一體成型出的仿真縫線針腳更均勻、更耐磨。可見VA/VE方案在實現降本的同時，也提升了產品的性能與價值。

3.3 項目時間管理

項目概念設計階段，基于第二節中提及的產品項目方案，項目經理牽頭組織各部門從以下維度排出主計劃：主計劃以標準時序圖用作項目的時間軸方向，聯合各部門分別梳理出造型發布計劃、關鍵零部件系統開發計劃、標定進度及軟件發布計劃、樣車試制及試驗計劃、整車公告認證計劃及試裝試生產計劃等——這些子計劃之間相互關聯，例如造型的發布節點關系關鍵零部件模具完成提交模具件的時間，模具件交樣又決定著造車及整車試驗認證的計劃，而整車試驗的通過又是某些關鍵零件完成開發認可的前提。主計劃鎖定發布之前需反復協調調整各子計劃的關聯關系使之符合邏輯。依據上一節的開發流程，設立開發中各個流程的閥點。閥點交付物的評審是確保整車開發項目在各個閥點階段的所有工作任務的標準能得到實現，從而使開發工作順利的進入下一個階段——即流程閥點的控制及評審用于推進車型開發的全過程，以確保所有階段目標都能保質保量的按時完成。依據發布的主計劃，各部門也將關鍵部件或軟件的開發計劃進一步細化為PDT子計劃，子計劃中的關鍵節點（如DG2、TG2、SOR、ESO時間點）將被項目管理人員收集，作為MBO考核依據，從而確保子零件、子系統能按時開發完成。

3.4 項目風險管理

PMI將風險管理視為項目管理中的一個特定知識領域。PMBOK給出了風險管理規劃和風險識別等實踐方法：按照風險來源及風險類型兩個維度來識別風險,通常源自消費者喜好、競爭對手動態、法規變化、公司自身要求等幾個方面；而風險類型通常表現為設計標準低于用戶需求、和產品不達標兩個方面。

在項目開發的早期，需要按照上述兩個維度識別某項設計特征的風險，使整車項目的風險識別更加全面、無死角。比如為滿足客戶對內部空間大的喜好，項目開發時首先應該對內部大空間的含義與標準作出定義——其含義應該包含腿部空間、頭部肩部空間、行李箱容積、儀表中控儲物空間等諸多項，針對這些空間的每一項應作出空間尺寸定義，以界定滿足消費者大空間喜好需求的標準，以免開發完成后出現“設計標準低于用戶需求”的風險。

項目開發進展中，也需要繼續識別潛在風險致使“產品不達標”。例如，為滿足風阻或造型的需求，設計人員有可能使車頂局部區域高度降低，其潛在風險是可能導致乘客頭部空間達不到客戶認為的大空間需求。因此需基于上述維度識別風險并使其影響管控至最低。

3.5 項目質量管理

整車開發質量管理是通過對產品質量的前期規劃及控制計劃，確保項目目標而實施質量保證和質量控制。質量管理采用FMEAMSASPCAPQPPPAP等分析工具，來確保橫向工作小組正常運行及汽車產品的質量特性。汽車質量特性可被描述為應具有安全性、適用性、可靠性、耐久性、經濟性等。確保乘員安全性是汽車產品的首要要求；適用性是指整車開發過程中要確保其舒適性、便利性，否則客戶的使用心情將受到很大影響；耐久性是某項部件的功能可以完整實現的年限，例如車門開把手的內開操作至少可以順利實現大于十萬次；可靠性則要求在特殊環境條件下能準確實現產品功能，例如在高海拔寒冷的環境中，汽車空調可在要求的時間內實現一定的制熱溫度；經濟性是指除了汽車自身的成本利潤以外，還應在開發中考慮制造成本、能耗、售后維修保養費用等，既滿足企業的經濟效益、也要帶給客戶盡可能高的性價比。

3.6 項目采購管理

隨著整車開發分工專業化的日益加深，越來越多的零件及開發專業化工作需要外包采購。整車開發外包項目的進展將直接影響新品上市周期及其市場占有率，因此需要引起對項目采購管理的重視。整車開發的采購管理環節主要有采購規劃、采購評估、采購實施、采購合同管理、采購合同履行完善、采購優化及年降等。在這些環節中明確給出特定的需要，選出最有競爭力的供應商并兼顧最低采購價格。雖然在實踐中難以同時實現，但通過對采購管理中部分環節的管控，可有效降低采購成本，以盡量少的資金購得盡可能優的資源，實現項目資金的最優配置。

3.7 項目溝通管理

PMBOK將溝通管理定義為項目管理中的特定知識領域，良好溝通的能力是項目管理的關鍵因素之一。大多數項目問題都源于溝通問題，缺乏良好的信息交流肯定會使問題惡化，并使項目團隊更難找到解決方案。為了確保項目開發進展中項目信息能準確及時的收集和傳輸，需要在項目成員之間進行信息交流傳遞，保障項目團隊能夠獲得所需的各種資源。開發團隊建立了如圖2的信息溝通管理機制：如各部門互相傳遞信息的vapir例會、PET例會，問題上升系統同步工程小組會議，開發狀態匯報及評審的EPC會議及產品項目會等；建立了開發中各種工程問題的統一跟蹤平臺PQCP系統，工程更改流轉審批的GBOM平臺系統等；面向開發財務資源需求申請的PR、ER及差旅等系統。這些系統平臺完善了項目管理溝通體系，有利于處理項目各接口的協調關系，優化了溝通渠道并保證了溝通的有效性。

圖2 整車開發項目信息溝通管理流程

3.8 人力資源管理

項目管理的進度、成本、質量三條標準可以通過人力資源管理在其之間架起協同一致的橋梁，從而充分發揮項目成員的作用，實現項目目標。人力資源管理主要應該包括項目人員選擇、角色與職責分配、人力配備管理計劃、績效評估與激勵、團隊建設、人力資源風險管理等幾個方面。

在項目范圍定義清楚之后，根據開發任務調動各部門搭建項目團隊人員，尤其比較緊缺的特殊人員，如果內部無法找到則需要啟動外部招聘獲得，團隊搭建完畢后應發布各職能部門的組織結構圖和工作聯系薄；團隊人員到位后，必須明確每位成員的角色和職責，每項工作落實到唯一的個人或小組來負責，這種責任關系通常由項目經理牽頭以矩陣式責任表（RASIC）來完成；為避免人力資源的浪費，需基于項目進度和計劃明確出每個階段 各職能部門人員需求計劃，可以由一個工程師參與一個或更多的項目；強矩陣式項目管理中，項目經理與職能部門經理共同參與對項目成員的績效評分，可以充分調動項目成員的積極性，如圖3；團隊建設主要涉及團隊成員培訓及能力提升、團隊氛圍的優化、士氣激勵等。人力資源管理的風險主要來自于團隊成員不符合要求及關鍵角色成員離職等，應對策略主要有：以人為本完善激勵機制，幫助成員做好職業規劃，補充新鮮血液和帶教形式，同時完善離職人員交接程序也能降低其工作中斷的風險。

圖3 績效評估管理流程

3.9 項目集成管理

項目集成管理是將項目計劃與相互一致的信息放在一起，根據項目時間、成本、質量、資源、采購等有效結合分配項目計劃，確保項目各方面能項目配合、高效開展。項目集成管理技術的特點是：時間上同步化集成、地域上模塊化集成和資源利用整合化集成；內容主要包括集成計劃的編制、項目計劃的執行、項目變更管理等；集成工作還包括：整車空間總布置及零部件的布置、各零部件的虛擬裝配模擬、整車性能集成評估、整車用電及軟件信號集成、整車數據管理集成等；集成管理技術的要素有：快速的決策機制、體現集成的組織架構職能、建立系統的管理思維。無論是項目正常推進中或者是項目范圍變動、設計變更，上述要素都是重要的工作抓手，內外結合和有效管理以實現項目整體利益最大化。

4 結語

PMBOK可在整車開發方面發揮重要作用，在時間計劃、成本和質量方面也有出色的指導貢獻。然而由于它不是專門為整車開發項目管理設計的工具，因此，還需要結合實踐改進和優化。建議整車開發項目管理團隊成員學習PMBOK知識體系技術，并在工作中慢慢使用此技術工具、探索完善項目管理實踐經驗。筆者相信，隨著整車開發中項目管理知識體系及工具運用的成熟，我國汽車企業的開發水平將獲得更大的提高。

[1] 金柳青.全球聯合開發汽車項目管理研究[J].上海汽車,2011, (6): 26-30.

[2] Project Management Institute.項目管理知識體系指南[M].北京:電子工業出版社, 2017.

[3] 徐曉瑜.自主品牌汽車產品開發項目早期風險管理方法初探[J].上海汽車,2017, (9):35-38.

Research on Project Management Elements and Methods of Automobile Development Based on PMBOK

Mao Chunsheng

( Shanghai Automotive Group Co., LTD Technology Center, Shanghai 201804 )

Based on the project management knowledge system PMBOK, This paper expounds the key nodes of the automo-bile development process based on the work practice. Based on the nine elements of project management, It summarizes some automotive development project management technical experience and method.

Project management; Vehicle development process; Management method

U461.99

B

1671-7988(2019)09-220-05

U461.99

B

1671-7988(2019)09-220-05

毛春升，就職于上海汽車集團股份有限公司技術中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.073