基于改進霍爾三維結構的重大科研項目風險管理研究

任振 王成程 沈敏圣 孫肖芬 郭桐

摘 要：重大科研項目具有較大的不確定性，在實施過程中容易受到多方面因素影響，極有可能造成原定目標難以實現。為了實現對重大科研項目風險的有效控制，確保項目目標的順利完成，在傳統風險管理思路的基礎上，針對重大科研項目風險的特點，對霍爾三維結構理論的改進，構建了適用于重大科研項目特征的風險管理四維模型，分析了各維度之間的相互關系，并以時間維為主線，對基于霍爾維度的重大科研項目風險動態管理過程進行了闡述?？梢钥闯龌诟倪M霍爾三維結構的重大科研項目動態管理模型是實現項目風險管控的有效措施之一，對推動重大科研項目風險管理的系統化和體系化實現具有重要的指導作用。

關鍵詞：重大科研項目;霍爾三維結構;風險管理;不確定性;系統工程

中圖分類號：G 311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7312（2019）04-0470-06

0 引 言

對于重大科研項目的定義，目前并無定論，多數學者認為，重大科研項目是在國家重大戰略目標的指導和牽引下，運用最新的科學技術手段，實行多學科交叉、綜合創新性和基礎性研究內容，解決科學技術發展和社會經濟生活中重大技術性難題而單獨立項的科學研究項目，其成果往往能夠對社會經濟的發展起到重大的推動作用，并且能夠使具備該技術的國家立足于世界前列[1-2]?，F階段我國973計劃項目、863計劃項目、重大研究計劃、國家科技支撐計劃、國家重大科技專項等均屬于重大科研項目范疇[3-5]。重大科研項目的預期標的能否順利實現，相關技術難題能否攻破，深受國際社會、相關學術領域的廣泛關注，是影響國家科技發展、國家富強的重要因素。積極立項和開展重大科研項目研究是國家提升技術創新能力的一條有效途徑[6]，通過集中和統籌配置大量的人力、物力、財力等資源，能夠實現在某些關鍵領域的突破和跨越式的發展，但這類項目也伴隨著高投入、高回報、高風險的典型特點[7-9]。

根據《風險管理術語》（GB/T 23694-2013），風險一詞定義為“不確定性對目標的影響”，可理解為在規定的約束條件下，對不能實現預期目標的可能性及所導致的后果嚴重程度的度量。風險對于任何項目都是固有的，對于重大科研項目來說，往往不同于一般的工程建設項目，在項目立項階段技術途徑或技術方案尚未完全固化，還存在較高的不確定性，對實施過程會產生較大的影響。因此，針對各類制約重大科研項目目標實現的風險因素，必須進行系統有效的風險認知和實施管控，全面的項目風險管理是保證重大科研項目目標順利實現的重要保障措施之一[10-11]。

1 重大科研項目的主要特征識別

重大科研項目是一個極其復雜的系統工程，是集科學、技術、工程等多類要素于一體的全方位有機集合，體現出了科學技術化、科學工程化，還表征出技術科學化、工程科學化等趨勢。通過多種要素的彼此作用、滲透、影響、制約，使得其目標的實現帶有極大的不確定性。其主要特征體現在以下幾個方面。

1）技術密集性。項目研究內容一般涉及多學科、多單位、多層面、多項批量事件，大量使用國內及國際先進技術和儀器設備，部分項目還需要進行關鍵技術預研和攻關才能明確主要技術路線和總體技術方案。

2）研制規模大、投資強度高。重大科研項目規模較大、投資金額往往達到數十億元，由于存在技術的不確定性，其經費能否及時有效保障對技術實現起到了決定性作用。

3）建設周期長、工程風險高。重大科研項目研究和實施周期可長達數十年，隨著社會、經濟、技術環境和條件的不斷變化，對項目的工程化實現帶來了更大的不確定性。

4）協同性較強。重大科研項目資源需求多而廣，需要舉全國之力進行有力支撐，是一項合作關系復雜的協同攻關型科學工程。

全面認識重大科研項目的特征，是進行針對性和適應性項目風險管理的基礎。

2 重大科研項目風險管理現狀

重大科研項目風險管理的主要目的是降低因項目環境和自身條件的不確定性，以及項目業主/顧客、項目實施組織或其他相關利益主體主觀上不能準確預見或控制等影響因素，使得結果與期望產生偏離而帶來損失或收益的可能性[12]。項目實施組織通過風險預測、風險識別和風險分析、綜合使用多種管理方法、技術和手段有效地應對風險，從而實現對項目目標最大的安全保障。

目前，新版ISO9001標準和在此基礎上產生的我國武器裝備質量管理體系標準GJB9001C、國際航空航天和國防組織質量管理體系標準AS9100D，均采用了過程方法、基于風險的思維、PDCA等“三位一體”的核心理念，并提出了運行正式風險管理過程的要求。從質量體系的角度來看，對重大科研項目的風險管理已經從一些基本的要求逐步轉化為一項強制性、成體系的系統性工作。《武器裝備研制項目風險管理指南》（GJB/Z 171-2013）也明確提出了對裝備研制類項目風險管理的基本要求，將風險盡可能控制在項目可接受的范圍內。

3 項目風險的霍爾維度分解

重大科研項目是典型的大型復雜系統工程，針對這類項目的實施管理，應該采用科學的方法，選擇最優的方案，組織協調項目組織的各種資源，使項目在各種約束條件下，實現效益的最大化。這里所說的科學的方法強調從整體出發，統籌安排，規劃布局，優化管理，避免浪費。從系統方法論的發展歷史來看，影響較大，論證較全面的是霍爾三維結構[13-14]?；魻柸S結構是美國系統工程專家霍爾（A.D.Hall）在1969年提出的一種基于“時間維、邏輯維和知識維”三維立體空間結構的大型復雜系統工程方法論，3個維度分別描述了復雜系統工程的生命周期階段、實施主要流程和所涉及的知識（工具）體系[15-16]。作為一種經過實踐檢驗的的方法論，霍爾三維結構已經在多個領域得到了廣泛采用[17]。

針對重大科研項目風險管理而言，其涉及的維度多，覆蓋面廣，僅通過3個維度難以全面體現其風險管理全部要素內涵，以及不同要素之間的相互耦合、相互作用的關聯關系。鑒于此，可嘗試在霍爾三維結構的基礎上，以大型裝置類重大科研項目為例，進行相應改進和優化，同時引入第四個維度，建立符合風險管理特征需求的四維風險管理模型，如圖1重大科研項目四維風險管理模型所示，實現對重大科研項目風險管理的全面描述。

3.1 時間維度分解

以大型裝置類重大科研項目為例，將其全周期時間進行階段劃分，共分為3個大的風險階段，即前期風險管理階段、中期風險管理階段和后期風險管理階段[18]，具體又可劃分為項目立項、設計、驗證、研制、集成調試、試運行、驗收等7個過程，其對應關系如圖2重大科研項目時間維度劃分所示。

項目風險是伴隨著項目孕育而生，在項目實施過程中不斷演化，至項目結束而止。在前期風險管理階段，主要工作是項目的立項論證，此時，項目的不確定性和風險水平處于最高的狀態，任何一項規劃或決策的準確性都將直接對項目造成顛覆性影響;進入中期風險管理階段，隨著工程設計、設計驗證等一系列活動的開展，逐漸明確了相關的技術方案和邊界條件，對整個項目風險水平的降低起到了關鍵性的作用，進入工程研制、集成調試階段，項目風險趨于工程化，出現重大顛覆性風險的可能性逐步降低;在后期風險管理階段，項目風險逐步進行收斂和歸零。

3.2 流程維度分解

按照成熟的風險管理理論，一般來說，重大科研項目風險管理的完整過程主要包括風險規劃、風險評估（包含風險識別、風險分析和風險評價）、風險應對、風險監控和風險溝通等幾個關鍵活動。這些活動共同組成了風險管理的主要工作流，各關鍵活動之間關系緊密，前一活動是后一活動開展的前提和基礎。風險監控（監測、評審）作為一項保障活動，貫穿于全過程之中，實時提取信息和反饋信息;風險溝通也并非是一項獨立的活動，時刻存在于風險管理的各項過程中，對各項關鍵活動進行支撐。重大科研項目風險管理總體結構和邏輯關系如圖3重大科研項目風險管理流程所示。

3.3 知識維度分解

項目風險管理是一門復雜且系統化的學科[19]，風險管理理論自20世紀30年代萌芽以來，經過一段時間的快速發展，其理論基礎和知識結構不斷的豐富完善，逐漸充實了風險管理的內涵和特征，形成了成熟的風險管理體系及管理流程。風險管理的知識維度分解主要包括風險管理理論及工具方法體系的分解?，F代風險管理理論主要包括風險價值VaR模型、整體風險管理理論TRM、全面風險管理理論ERM等。在現代風險管理理論框架下，風險管理過程中不同階段或步驟中所采用的工具、方法研究層出不窮，國內外學者針對不同風險管理過程的工具方法研究逐漸深入，部分工具、方法已經過實際檢驗，取得了較好的應用效果，如風險識別過程的德爾菲法、頭腦風暴法，風險分析過程的事件樹分析法、蒙特卡羅模擬法，風險評價過程的風險指數法、層次分析法等。

3.4 要素維度分解

項目特別是重大項目，其面對的風險往往是多種多樣的，按照其基本屬性歸納起來，主要可以分為技術風險和管理風險2個大類。對于重大科研項目來說，其技術風險應是關鍵和重要的關注要素，由于科研項目具有很強的探索性，加上復雜科學技術又常常是多學科、跨行業的聯合攻關，對技術風險的強調更為凸顯。管理風險主要是針對重大科研項目的組織實施管理方面存在的風險，如在項目研制過程中，由于計劃、組織、協調、控制等不到位而使項目研制所面臨的風險。管理風險可以分為進度風險、費用風險、質量風險、組織風險、協調風險、審查風險、人力風險等。在類似項目管理中，常常會出現只重視技術風險而忽視管理風險的問題，殊不知管理風險的失控也將對項目目標的實現產生極大的影響。

3.5 4個維度的關系

重大科研項目風險的四維結構關系緊密，且相互制約和相互影響，形成了如同金字塔結構的穩定結構，如圖4重大科研項目風險管理四維度關系所示。在實際風險管理過程中，應抓其中某一條維度為主線，同步兼顧其他維度的風險管理需求和關注點。一般考慮以時間維為主線，隨著項目不同階段工作目標與任務的不同，伴隨著不同的風險類型，針對這些風險以階段或特定的周期進行分段，依次開展風險計劃、風險識別、分析與評價、應對措施制定、風險監控、風險總結等管理活動，形成一個個閉合的PDCA循環，動態交互、周而復始地開展風險的管控，以確保項目風險降低到能否接受的合理程度，保證項目目標的順利完成。

4 基于霍爾維度的重大科研項目風險動態管理

基于霍爾維度的重大科研項目風險管理思想是以時間維為主線，要素維為研究對象，流程維為操作指南，知識維為管理手段的全過程、全系統、全要素的多維度風險管理，其過程如圖5所示。按照項目風險管理規劃要求，對項目所包含的各類風險進行系統充分的識別和評估分析，制定和執行適宜的應對措施，在項目全周期過程中不斷降低不確定性，確保項目各個階段的目標依次實現。

4.1 項目風險管理規劃

重大科研項目風險管理規劃的主要目的在于對項目風險管理的全過程進行策劃和安排，建立總體管理框架，定義各過程的具體管理活動，明確相互之間的邏輯關系，為后續項目風險管理活動的開展奠定基礎。風險管理規劃的主要依據包括項目目標、項目計劃、工作范圍及工作分解結構、類似項目管理經驗、其他項目數據、業務相關方的風險承受能力或容許度等。根據以上信息，重點對重大科研項目的內外部環境進行分析，確定項目所處的內外部環境邊界和相關參數，有助于建立重大科研項目風險管理目標，設定風險管理的范圍、程序、風險準則和風險管理計劃。

4.2 項目風險評估

風險評估可以理解為查找、確定和準確描述風險的完整過程。在重大科研項目風險識別過程中，技術類風險以項目主要技術指標要求為線索，進行逐層分解，形成各級指標體系，通過評估不同因素對各層級指標的影響情況進行識別判定;管理類風險可參考見表1項目管理類風險源辨識所示的管理風險源進行對照分析。在風險評估環節，要考慮到根據項目目標、所處環境、所能采集的數據、專家咨詢等信息來輔助建立風險評估準則以及選擇合適的風險評估方法。

4.3 項目風險應對

風險應對包括制定和實施應對措施2個方面。風險應對措施一般包含風險規避、風險降低、風險轉移（分擔）和風險承擔（接受）4種，根據重大科研項目風險要素類型的不同，通過各類研討、專家咨詢等方式制定風險應對措施或方案，實施具體的風險應對工作。風險評估與風險應對階段完成后應形成項目風險管理綜合信息表（見表2）等。

4.4 項目風險監控

風險監控是進行實時監控和評審，反饋并記錄風險信息的過程。主要活動包括對新的風險及已經識別的風險、剩余風險或次生風險進行動態監測，及時記錄和反饋風險監控信息，適時開展風險評審工作等。在風險監控時也可根據風險要素類型視情采用技術狀態控制、掙值管理、技術審查等工具手段。風險監控階段應形成相應的風險監控記錄，見表3項目風險監控記錄所示。

4.5 項目風險總結

重大科研項目風險管理總結既是對本階段風險管理效果的評價，也是提出下一階段管理改進的重要載體。在進行總結前應對本階段項目實施過程中風險管理的輸出文件應進行全面梳理和檢查，對相關記錄文件及時進行歸檔并保證記錄的可追溯性。

5 結 語

重大科研項目風險管理作為一項全局性、系統性、綜合性的管理活動，其理論和實踐離不開多學科知識方法的交叉與耦合，是一項異常復雜、龐大、持續動態變化的系統工程。重大科研項目風險管理涉及到多部門、多環節、多方面、多要素，項目風險管理者必須根據項目特點綜合采取多類方法、措施和方案，在項目全生命周期過程中持續開展風險管理活動，逐步完善形成項目風險管理的閉環體系?；诟倪M霍爾三維結構的風險管理四維模型，理清了重大科研項目風險管理各維度與線條之間的關聯關系，做到系統全面，避免顧此失彼，針對重大科研項目各個階段、各個環節制定和實施完整的風險管控流程，確保將重大科研項目的風險降到最低，保障項目目標的順利實現。

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（責任編輯：張 江）