復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價研究

張延祿，廖勝崴，楊乃定

(西北工業大學 管理學院， 西安 710072)

0 引 言

復雜航空產品研制對提升我國軍事實力和促進國民經濟發展有著重要作用[1]，例如，運20的成功研發滿足了我國對大型軍用戰略運輸機的迫切需求，C919的成功首飛為我國民航提供了新的選擇。復雜航空產品研制項目作為一項復雜度極高的項目，具有跨領域、知識密集度高、投資大、技術難度大、研制周期長、外部環境復雜等特點[2]，需要眾多單位參與其中來完成。例如，C919大飛機研制項目就涉及了200多家參研單位，這對完成復雜航空產品研制項目的組織協調工作提出了巨大的挑戰。復雜航空產品研制項目的順利實施與完成需要一個有效的組織結構作為支撐。鑒于此，有必要對復雜航空產品研制項目的組織結構進行有效性評價。對項目組織結構有效性進行評價可以發現項目組織管理工作中的不足之處，以便對項目的組織結構做出及時地、針對性地調整，使之更好地適應項目管理工作的需要，從而有助于提高項目的成功率。因此，科學有效地評價復雜航空產品研制項目組織結構有效性對復雜航空產品的成功研制有著重要的現實意義。

復雜航空產品研制項目組織結構有效性的評價不可避免地會涉及到對不完全、不確定性信息的處理。目前，關于組織結構有效性的衡量指標，研究者提出了一些具有代表性的衡量方法，主要有目標評價法、內部過程評價法、資源評價法、利益主體評價法等[3]。S.P.Robbins等[4]將組織的有效性直接與目標實現的程度關聯起來，認為可以通過評價目標實現的程度來評價組織的有效性；G.H.Gaertner等[5]關注組織內部活動和過程，強調組織運行的效率，認為一個組織總希望有一個順暢的內部過程，從而將組織的有效性定義為組織內部的正常運行和效率；R.M.Carini等[6]主要考察資源投入，將組織的有效性定義為組織從環境中獲得稀缺資源和有價值資源，并且能夠對這些資源進行管理的能力；H.Pickle等[7]將組織涉及的關鍵利益相關者例如供應商、債權人、員工、顧客等的滿意度納入到組織有效性的評價體系中。但上述幾種方法均是從某一個方面來衡量組織結構有效性，不夠系統全面。部分研究者開始綜合考慮不同方面來衡量組織有效性，陳海艷[8]從溝通能力、資源利用率、適應性、組織活力、匹配性評價了大型工程項目管理組織結構；袁尚南等[9]從組織目標、內部流程、資源能力、組織人員、外部利益相關來衡量建筑工程項目組織效能；孫勇閣等[10]從財務管理、利益相關者、內部流程、學習與成長等方面來衡量國防研發項目組織績效等。20世紀80年代，國內鄧聚龍[11-12]首創灰色系統理論(Grey System Theory)，該理論以不確定性系統為研究對象，通過對“部分”已知信息的挖掘，提取有價值的信息，從而實現對不確定性系統的有效分析與評價；在此基礎上，劉思峰等[13-14]進一步拓展了灰色系統理論，相繼提出了序列算子、灰色關聯分析模型、灰色聚類評估模型、GM系列模型、灰色組合模型、灰色決策模型等新概念與新模型，其中，基于中心點混合可能度函數的灰色聚類評估模型適用于較易判斷最可能屬于各灰類的點，但各灰類邊界不清晰的評價問題。

本文結合復雜航空產品研制項目的自身特點，構建復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價指標體系；基于中心點混合可能度函數的灰色聚類評估模型對復雜航空產品研制項目組織結構有效性進行評價，采用算例對評估模型進行驗證，旨在為現實的復雜航空產品研制項目組織協調與管理工作提供參考建議。

1 復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價指標體系

對項目來說，其實施過程通常可以描述為：在特定的環境下，組織從利益相關者處獲得項目所需的資源，經過內部過程對資源進行整合、利用，最終產出項目成果[15]。可以看出，項目的實施過程不可避免地會涉及到目標、資源、內部過程、利益相關者、環境這五個關鍵要素，這些要素對項目組織的有效與否至關重要，對復雜航空產品研制項目更是如此。

(1) 目標完成度。復雜航空產品研制項目具有多目標屬性，其目標可分為成果性目標和約束性目標這兩類。其中成果性目標的完成度一般指航空產品的功能是否達到組織預期要求，例如戰斗機是否滿足能執行對空、對地任務，發射中距離導彈等要求。約束性目標一般指財務目標、進度目標、質量目標。財務目標的完成度可以反映出組織的經費使用情況，是項目組織經濟效益的體現；進度目標的完成度可以反映組織是否按時完成既定研制任務；質量目標可以反映項目組織是否嚴格遵循質量要求。

(2) 資源管理能力。一方面，由于復雜航空產品研制項目需要大量不同的資源，因此項目組織對資源的獲取能力需要被關注；另一方面，復雜航空產品研制項目包含了眾多參研單位，各參研單位有著不同的情況，資源在各參研單位間流通時可能會造成大量浪費，這對項目組織的資源整合能力提出了要求。此外，復雜航空產品研制過程中，常常會出現產品多次返工造成資源大量浪費的問題，這與項目組織對資源的利用能力息息相關。因此，本文采用資源獲取能力、資源整合能力、資源利用能力這三個指標來衡量組織的資源管理能力。

(3) 內部過程流暢性。復雜航空產品研制項目可能會有數百家參研單位參與其中，參與人數可能多達幾萬人。如何使項目組織流暢地運行、項目有條不紊地推進是組織結構設計必須考慮的問題。為保證項目的參研單位各司其職并始終保持積極性，就需要制定一個規范的組織制度[16]。同時，要保證各任務之間的有效銜接，還需要組織具有較高的信息傳遞效率[17]。因此，本文從組織制度的規范性和信息的傳遞效率這兩方面來衡量組織的內部過程流暢性。

(4) 利益相關者支持。在復雜航空產品研制項目的主要利益相關者中，除了承擔研制任務的參研單位之外，還包括其他利益相關者，例如行業主管部門、用戶、供應商[18]。現代項目管理認為，項目成功的標準是“讓利益相關者滿意”。利益相關者是項目資源的主要提供者，利益相關者的支持對項目組織結構的有效性會產生重大的影響。因此，利益相關者的支持是一個關鍵指標，本文采用主要利益相關者的滿意度來衡量。

(5) 環境適應性。復雜航空產品研制項目處在不斷變化的環境中，對環境變化的預測以及響應能力是衡量組織有效性的重要因素。復雜航空產品研制項目有著較長的研制周期，而且在不同階段有著不一樣的外部環境。為了保證項目的順利實施和管理的高效率，組織結構必須具備一定的環境適應性。此外，技術日新月異、競爭日益激烈、環境復雜多變，這些都要求復雜產品研制項目組織更加靈活、有彈性。因此，環境適應性這一指標包括對外溝通能力、環境預測能力、快速反應能力等指標。

綜上，本文最終構建具有三層結構的復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價指標體系，如表1所示。

表1 復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價指標體系

2 基于AHP法的指標權重確定

層次分析(AHP)法是由美國運籌學家薩迪于20世紀70年代提出的一種定性與定量相結合的確定指標權重方法，該方法特別適用于處理那些多因素、多層次、難以完全采用定量方法來分析與解決的復雜系統問題[19]。對復雜航空產品研制項目來說，本文按照AHP法的基本原理，按照要素之間的相互關系以及要素與準則之間的隸屬關系，將復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價指標，構建成一個具有三層結構的分析結構模型。其中，將復雜航空產品研制項目組織結構有效性作為目標層，即第一層，記為O層。將第一級指標、第二級指標分別作為第二層、第三層，記為A、B層。接下來，針對O層對A1～A5進行兩兩比較構建判斷矩陣，進而針對A1層對B11～B14進行兩兩比較構建判斷矩陣，以此類推，最終計算出各指標權重。

AHP法計算步驟如下：

(1) 根據指標體系，專家小組打分，建立各階層的兩兩比較判斷矩陣C=[aij]n×n。其中，矩陣元素aij指同一指標層內要素i與要素j相比的重要性程度，通常采用九分制。例如，aij=1表示兩個要素具有同樣的重要性；aij=3表示前一個要素比后一個要素稍重要；以此類推，直到aij=9表示兩個要素相比，前者比后者極端重要。

(2) 記判斷矩陣C的最大特征根為λmax，并記各要素相對上層某要素的歸一化相對重要程度即權重向量為W=(w1,w2,…,wn)。利用和積法計算wi和λmax，計算公式如下：

(1)

(2)

(3)

(3) 對A進行一致性檢驗。引入隨機一致性指標UCI，計算公式如下：

(4)

引入一致性比率UCR，計算公式如下：

(5)

當UCR≤0.1時，判斷矩陣符合一致性標準。

3 基于中心點混合可能度函數的灰色綜合評價模型

灰色系統理論的研究對象是少數據、小樣本、信息不完全和經驗缺乏的不確定性問題[20]。該理論通過運用一定的灰色方法和模型挖掘蘊含在觀測數據中的重要信息，減少評價中的主觀因素，實現對評價對象的正確描述和認識。其中，基于中心點混合可能度函數的灰色聚類評估模型適用于較易判斷最可能屬于各灰類的點，但各灰類邊界不清晰的評價問題[14]。因此，本文采用基于中心點混合可能度函數的灰色聚類評估模型對復雜航空產品研制項目組織結構有效性進行評價。

3.1 確定樣本評價矩陣

專家根據項目提供的信息，對每個評價指標按照十分制進行評分，即指標的評分范圍為[0,10]。設第i(i=1,2,…,m)位專家對第j(j=1,2,…,n)個指標的評分為dij。當所有專家對所有的評價指標評分完成后，得到樣本評價矩陣：

(6)

3.2 構造中心點混合可能度函數

用k表示評價灰類等級，將評價灰類分為五個等級，即k=1(優)、k=2(良)、k=3(中)、k=4(可)、k=5(差)，令9為灰類1的轉折點，1為灰類5的轉折點，令7、5、3為灰類2、3、4的中心點構造相應的可能度函數[14]，如表2所示。

表2 灰類的可能度函數

3.3 計算灰色聚類系數

首先，假設某一級指標下二級評價指標i(i=1,2,…,n)關于灰類k(k=1,2,3,4,5)的灰色聚類系數為rik。將該指標的樣本評價矩陣D=[dij]n×m代入可能度函數fk(dij)中，于是就可以得到二級評價指標i(i=1,2,…,n)關于灰類k的灰色聚類系數rik：

(7)

然后，便可以得到該一級指標的灰色評價矩陣R：

(8)

其次，根據AHP法確定的該一級指標下各二級指標的相對權重(w1,w2,…,wn)，便可以得到該一級指標關于灰類k的灰色聚類系數σk：

(9)

最后，計算該一級指標屬于灰類k的單位化灰色聚類系數δk：

(10)

3.4 計算灰色綜合評價結果

將評價對象一級指標的相對權重向量W與一級指標的單位化灰色聚類系數矩陣δ相乘，便得到評價對象屬于各灰類的灰色聚類系數向量P：

P=Wδ

(11)

根據最大隸屬度原則，可判斷出評價對象屬于哪個灰類。

4 算例分析

本文以某J型戰機研制項目為例，根據建立的復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價指標體系和AHP-灰色綜合評價模型對該項目組織結構有效性進行評價。

4.1 算例介紹

某J型戰機研制項目是中國與M國合作投資研發的一款多用途外貿型戰機研制項目，M國既是J型戰機的聯合研制方，又是需求方。中國與M國雙方在合同中對該戰機的性能做出了明確要求：所研制的飛機應具有中低空機動作戰能力、較好的對地和對空攻擊能力、較大的航程和作戰半徑，可以發射中距離導彈和具有優良的短距起降特性。這也是此項目最重要的成果性目標之一。在J型戰機研制項目中涉及的利益相關者較多，主要包括：中M雙方政府、用戶、主承包商、分承包商和其他投資者。其中，用戶是M國空軍，由其提出需求。主承包商是主設計單位中航工業C飛機設計研究所和主試制單位中航工業D有限責任公司。分承包商則是各配套輔機廠所、供應商。此項目除中M雙方外，還包括L國等其他投資者。J戰機項目組織如圖1所示，可以分為兩個部分，左邊部分為對外合作部分，右邊部分為國內部分組織。該項目是中M雙方聯合研制的項目，為了順利合作，雙方成立了聯合項目管理辦公室(簡稱聯合項目辦)，負責研制過程的管理和協調。中方投資者組成的中方管理委員會(簡稱中方管委會)和M國投資者組成的M方管理委員會(簡稱M方管委會)各下設中方項目管理辦公室(簡稱中方項目辦)和M方項目管理辦公室(簡稱M方項目辦)，中方項目辦和M方項目辦成立聯合項目辦。中國研制團隊是整個項目研制工作的主要承擔者，由中方項目辦管理，受聯合項目辦指導。聯合項目辦下設M方專家組、財務辦公室和聯絡辦公室，分別負責技術轉讓工作、財務報告和合同日常工作。聯合項目辦的主要工作是定期舉行項目工作會，參加項目技術評審和財務審計，協調研制過程。

圖1 J戰機研制項目組織結構示意圖

4.2 指標權重確定

采用AHP法，對專家進行多次訪問，讓專家根據1～9標度法對同一層級的指標進行重要性對比，構造判斷矩陣，最后根據判斷矩陣來計算各指標的相對權重，具體結果如表3所示。

表3 各級指標相對權重表

4.3 確定樣本評價矩陣

邀請五位專家對各評價指標進行打分，其樣本評價矩陣如表4所示。

表4 樣本評價矩陣

4.4 計算灰色聚類系數

以二級指標“財務目標完成度B11”為例，首先計算該指標關于各灰類的灰色聚類系數。當k=1時，由式(7)得到r11=[f1(6)+f1(7)+f1(5)+f1(5)+f1(6)]/5=0；當k=2時，r12=0.4；當k=3時，r13=0.6；當k=4時，r14=0；當k=5時，r15=0。

然后，由式(8)便得到該指標的灰色評價向量為[0,0.4,0.6,0,0]。同理，可得其他二級指標的灰色評價向量。進而得到一級指標“目標完成度A1”的灰色評價矩陣R1：

我修煉了一門秘術，叫“滿瞳”，就是可以把瞳孔放大，一只螞蟻在我眼里，也有拳頭大，再放大，螞蟻就有西瓜大、磨盤大。

其次，根據表2給出的各二級指標相對權重，由式(9)和式(10)可以得到該一級指標A1關于灰類k的單位化灰色聚類系數δ1k。當k=1時，δ11=0.481 7；當k=2時，δ12=0.366 4；當k=3時，δ13=0.113 2；當k=4時，δ14=0；當k=5時，δ15=0。

以此類推，可得到其他一級指標的灰色評價矩陣：

最后，可以得到所有一級指標的單位化灰色聚類系數矩陣δ：

4.5 灰色綜合評價

根據表2給出的各一級指標相對權重，以及式(11)，便可以得到目標層即該復雜航空產品研制項目組織結構有效性屬于灰類k的灰色聚類系數向量P=[0.269 0,0.416 2,0.338 0,0,0]。根據最大隸屬度原則，該研制項目組織結構有效性程度屬于良灰類。從各一級指標看，目標完成度指標屬于優灰類，資源管理能力指標屬于良灰類，內部過程流暢度指標屬于良灰類，利益相關者支持指標屬于中灰類，環境適應性指標屬于良灰類。

5 結 論

(1) 針對復雜航空產品研制項目組織結構有效性評價過程中不可避免地會涉及對不完全、不確定性信息的處理這一現實，本文基于灰色系統理論，采用基于中心點混合可能度函數的灰色聚類評估模型來對復雜航空產品研制項目組織結構有效性進行綜合評價，該模型能夠對組織結構進行有效地評價。

(2) 該評價模型可以更好地適用于那些較易判斷最可能屬于各灰類的點，但各灰類邊界不清晰的評價問題。