基于強矩陣的民用飛機試飛驗證項目管理模型構建及運行分析

曹啟武

(上海飛機客戶服務有限公司，上海 200241)

0 引言

在民用航空領域，新研飛機的試飛驗證是確保飛機安全性和性能的重要環(huán)節(jié)。民用飛機試飛驗證過程中，參試人員來自各個單位或部門，其業(yè)務上歸試飛現(xiàn)場管理，行政關系又隸屬原單位或部門，這種現(xiàn)有職能組織架構與項目集成產品開發(fā)團隊(Intergrated Product Team，IPT)并存的管理體系使試飛現(xiàn)場存在多頭管理的問題，導致執(zhí)行力較差、協(xié)調困難、信息傳遞滯后。此外，民用飛機試飛驗證是一項大型綜合性的系統(tǒng)工程，其工作通常具有任務周期長、強度大、技術難度高、進度緊和協(xié)同專業(yè)多等特點[1]，試飛驗證項目管理面臨諸多困難和挑戰(zhàn)。因此，創(chuàng)建一種新型民用飛機試飛現(xiàn)場項目管理模式及方法以高質量、高效率地開展試飛驗證尤為重要。

1 基于強矩陣的民用飛機試飛驗證項目管理PDCA模型構建

1.1 強矩陣項目管理的定義和特點

強矩陣項目管理是一種項目組織結構和管理方法，能夠將項目管理和職能部門的權力和資源結合起來。在強矩陣中，項目負責人擁有較高的權力和責任，并直接領導項目團隊，而職能部門負責提供支持和專業(yè)知識。強矩陣項目管理的特點包括[2]：

(1)項目負責人具有較高的決策權限。其負責項目的規(guī)劃、執(zhí)行和控制，并對項目成果的交付負有責任。

(2)職能部門的支持和專業(yè)知識。強矩陣中的項目團隊可以利用職能部門提供專業(yè)的技術指導、培訓和資源分配，以支持項目的成功實施。

(3)資源共享和協(xié)作。強矩陣中的項目團隊成員專注于項目任務，快速決策和信息傳遞，共享資源進行集中調配和管理，適應突變和復雜環(huán)境，以提高效率和協(xié)同作業(yè)。

(4)提高項目管理能力。通過強矩陣項目管理，組織可以提高項目管理能力和效率。

綜上所述，強矩陣項目管理通過項目負責人的決策權限和職能部門的支持，能夠實現(xiàn)項目與職能部門的有效整合，有利于資源共享、協(xié)作和項目管理能力的提升，有助于組織成功實施復雜的項目，并達到預期的項目目標。

1.2 PDCA循環(huán)方法理論基礎

PDCA循環(huán)方法(也稱Deming循環(huán)[3]或Shewhart循環(huán)[4])是一種用于持續(xù)改進和問題解決的管理工具。PDCA是計劃(Plan)、執(zhí)行(Do)、檢查(Check)和行動(Action)的首字母縮寫，這4個步驟組成了一個循環(huán)，不斷重復以實現(xiàn)持續(xù)改進。

“計劃”階段是制訂目標和行動計劃的階段。在這一階段，明確問題、設定目標、收集相關數(shù)據(jù)和信息，并制訂解決問題的具體計劃?！皥?zhí)行”階段也稱“實施”階段。在這一階段，根據(jù)計劃執(zhí)行所制訂的行動方案，這意味著采取必要的措施，部署資源，并開始實施計劃?！皺z查”階段被稱為“評估”或“審查”階段。在這一階段，收集和分析數(shù)據(jù)以評估執(zhí)行結果，并與計劃目標進行比較，這有助于確定是否達到預期結果，并檢測出潛在問題和改進機會?！靶袆印彪A段也稱“調整”階段。在這一階段，基于檢查階段的結果采取行動加以修正和改進，包括調整計劃、糾正問題、采取預防措施，并在下一個循環(huán)中實施改進。

總之，PDCA循環(huán)方法的核心思想是不斷試驗、學習和改進，鼓勵組織持續(xù)地觀察和分析自身的過程，并找出改進的機會；通過每個循環(huán)的完成，組織可以不斷優(yōu)化適應變化中的環(huán)境，提高質量，降低成本，實現(xiàn)持續(xù)的提升。

1.3 民用飛機試飛驗證強矩陣PDCA模型的構建及思路

對民用飛機試飛驗證規(guī)律及方法進行總結研究，以強矩陣項目管理和PDCA循環(huán)方法為理論基礎，建立民用飛機試飛驗證強矩陣PDCA模型。其中，強矩陣項目管理指以試驗機為單位，構建架機管理團隊模式，以飛機產品為最終實現(xiàn)目標，根據(jù)每架試飛飛機的構型要求與試驗試飛任務，統(tǒng)籌工程、制造、客服、試飛、構型、適航、質量和安全等要素，明確各項工作界面及流程，均衡各方資源，全過程動態(tài)管理一架飛機。與此同時，將PDCA理念融入整個試飛驗證項目管理，通過將民用飛機試飛驗證的主要工作劃分為計劃管理(P)、飛機管理(D)、試驗試飛管理(C)和科目管理(A)四大類模塊[5]，細化每個管理模塊工作階段的過程維度和關鍵要素，提出相應的處理措施，使全過程試飛驗證形成一個PDCA全流程閉環(huán)控制系統(tǒng)(圖1)，達到試驗試飛效率和質量安全持續(xù)改進提升的目的，最終實現(xiàn)試飛驗證工作流程精細化管理。

圖1 試飛驗證強矩陣項目管理PDCA模型

基于強矩陣PDCA模型，本文的適航管理、質量管理和安全管理貫穿于整個試驗試飛過程及試飛驗證項目管理全周期，架機管理團隊在整個過程中需要承擔的項目管理內容包括對以上四大類模塊工作及適航、質量、安全進行過程管理控制和結果控制。

2 架機管理團隊的定義

2.1 架機管理團隊組織架構

架機管理團隊采用強矩陣項目管理的組織模式，既可以打破傳統(tǒng)職能型和項目IPT組織結構存在的跨單位、跨部門、跨專業(yè)壁壘墻，又可以以飛機為中心，以完成架機試驗試飛任務為共同目標導向，強化內部職責分工，充分發(fā)揮各要素自身專業(yè)優(yōu)勢，緊密配合，凝聚各方力量，整合各方資源，共同推動架機試驗試飛任務的開展。

以試驗機為單位，架機管理團隊一般配置人員約11名，包括架機長(全面負責架機的試驗試飛工作)、副架機長(一般配置2名，其中1名負責飛機現(xiàn)場工作，側重架機短期計劃的實施；另1名負責計劃和風險管理工作，側重架機中長期計劃的策劃和編制，以及各架機間的科目調配與科目邏輯)、試飛專員(負責試飛運控、試飛工程和測試改裝等)、工程專員(負責科目實施管理和飛機故障解決方案等)、項目專員(負責例會管理和計劃管理等)、制造專員(負責機務保障、構型管理和制造符合性檢查等)、客服專員(負責快響問題處理、客戶服務產品驗證和試飛維修維護保障等)、安全專員(負責現(xiàn)場質量安全管理)、構型專員(負責構型管理)和適航專員(負責適航管理)各要素成員，如圖2所示。

圖2 架機管理團隊項目管理組織架構

2.2 架機管理團隊工作職責

架機管理團隊主要負責協(xié)調類工作、計劃管理類工作、科目管理類工作、飛機管理類工作和試驗試飛管理類工作，具體負責組織制訂架機試飛現(xiàn)場總體、年度、月度、周、日計劃和專項計劃；按照試驗試飛計劃組織飛機地面改裝、試驗試飛實施和試驗試飛保障、機上工作安排及資源協(xié)調調度工作。主要職責如下：

(1)綜合協(xié)調所主管飛機承擔的試驗試飛任務，進行試驗試飛科目邏輯規(guī)劃，合理安排架機試驗試飛科目，提出架機科目調整建議。

(2)負責管理和跟蹤現(xiàn)場試飛、地面試驗、機上貫改、排故等工作進展，協(xié)調試飛現(xiàn)場問題，負責架機現(xiàn)場日常工作的運行、調度和協(xié)調，及時上報重大問題和風險。

(3)負責組織梳理試驗試飛科目的前置任務，并跟蹤及檢查科目準備情況。

(4)負責組織開展飛行任務下達與協(xié)同、飛行監(jiān)控和航后講評等工作。

(5)負責管理架機任務的完成情況和剩余工作量，對重點科目和風險點采取預先應對措施。

3 計劃管理

計劃管理階段是根據(jù)架機在整個試飛驗證中所承擔的任務目標及實施過程，按照每個科目的現(xiàn)狀，分析進度影響因素，并從影響因素中明確主要因素，通過架機管理團隊與現(xiàn)場各團隊一起制訂解決方案，形成相應的架機試驗試飛計劃。從本文構建的基于強矩陣的民用飛機試飛驗證項目管理PDCA模型框架可知，架機管理團隊是承擔架機計劃管理工作的責任主體，一般由架機管理團隊的副架機長和項目專員專職負責。

3.1 計劃分類

試驗試飛現(xiàn)場計劃通常需要采取分層、分級動態(tài)管理方式，從計劃的制訂、執(zhí)行、管控到調整，均由架機管理團隊負責組織和推進。試驗試飛現(xiàn)場計劃主要包括項目總體計劃、年度計劃、月計劃(含三個月滾動計劃)、周計劃、日計劃、專項計劃、支持計劃和臨時任務管理，試驗試飛計劃分類見表1。

表1 試驗試飛計劃分類

3.2 計劃的維護

試驗試飛計劃是試飛驗證過程中的一項重要抓手，計劃管理的好壞決定試飛驗證整個任務的項目進度，尤其是需要特殊氣象條件的科目，計劃管理是決定任務成敗的關鍵。因此，試飛驗證的計劃管理首先要做到全面完整、具體可操作、邏輯合理和風險可控；其次要加強計劃執(zhí)行的過程管控；最后還要做好新增試飛任務和臨時任務的管理，控制新增/補充試驗試飛任務的工作量，盡可能地減少不必要的試驗試飛任務，加快項目研制進度，建立新增/補充試驗試飛任務的審批程序。

對于已納入年度、月度、周和日安排的工作，應嚴格按照計劃執(zhí)行、跟蹤和評估(圖3)，并在架機現(xiàn)場早晚日例會上對執(zhí)行情況進行現(xiàn)場協(xié)調、檢查和通報。與此同時，也要重點對年度、月度和周計劃執(zhí)行中存在的風險點進行預判和分析，采取必要的降低風險的應對措施，制訂應急處置預案，提高計劃執(zhí)行率。

圖3 架機試飛計劃管理流程框架圖

針對關鍵試驗試飛科目，一般還需要采用關鍵路徑法制訂“剛性”計劃，在實施過程中通過結合可調整的“柔性”計劃，使得計劃執(zhí)行時具有一定的靈活性，以確保任務節(jié)點不滑坡。如做好主/備任務的準備、合理編制主/備計劃、飛機/地面工作穿插并行開展等。

4 飛機管理

飛機管理階段是按照已經批準和發(fā)布的架機試驗試飛計劃，由架機管理團隊架機長/副架機長組織架機相關要素成員(工程專員、制造專員、客服專員、適航專員和構型專員等)和現(xiàn)場保障團隊嚴格執(zhí)行，并明確具體責任人和完成時間，確保所承擔的架機試驗試飛任務順利開展。飛機管理的主要工作包括構型到位、技術準備、資源保障和證件申請四大類，如圖4所示。

圖4 架機試飛驗證項目管理過程維度圖

一般情況下，新研型號飛機的設計構型是逐步到位的(如系統(tǒng)的功能和性能參數(shù)定義不完整等)，飛機進入試飛驗證階段后，仍存在大量的系統(tǒng)軟件升級和本體結構構型更改工作，飛機構型不到位是影響試飛計劃執(zhí)行率的主要原因之一。本文重點介紹構型到位工作?；趶娋仃図椖抗芾砟Ｐ?，架機承擔的試驗試飛科目的構型到位工作由架機管理團隊構型專員負責協(xié)調與管理，這些科目的實施都需要在特定的飛機構型下進行，若飛機的構型需求不準確或無法正確實施，試驗試飛將無法開展或無法獲得局方認可。因此，構型專員需要提前組織梳理試驗試飛科目的構型需求，及時將任務分解細化，并形成構型到位管控清單。與此同時，組織協(xié)調工程專員進行相關技術文件準備，制造專員進行生產和實施改裝工作準備，適航專員協(xié)調制造/工程代表進行現(xiàn)場制造符合性檢查準備，以確保飛機構型與試飛計劃相符。

實踐表明，構型到位滯后于試飛計劃的問題尤為突出，構型不到位嚴重影響試飛進度，甚至導致飛機一度處于無科目可飛的狀態(tài)。因此，架機管理團隊的相關要素成員及現(xiàn)場各專業(yè)團隊需要緊密配合，前置任務提前梳理并組織到位，按照只能“科目等飛機，不讓飛機等科目”的管理目標，推動飛機在科目實施前達到應有的構型狀態(tài)，從而最大限度地提升現(xiàn)場試驗試飛效率。

5 試驗試飛管理

試驗試飛管理階段分為試驗試飛前準備、試驗試飛實施和試驗試飛后三個子階段。其中，試驗試飛前準備子階段是對飛機管理工作執(zhí)行情況的檢查與核實，確認相關任務是否依據(jù)計劃落實到位。在檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題必須及時上報和解決，并根據(jù)新問題的影響程度調整計劃，跟蹤執(zhí)行過程，確保真正解決問題(這里可看作檢查階段內的一輪PDCA循環(huán))。

一般情況下，試驗試飛實施子階段最容易出現(xiàn)飛機故障，而且具有突發(fā)性、緊急性的特點。飛機故障發(fā)生后，若故障處理不及時，將導致當日或次日無法申報試驗試飛計劃或計劃取消，這就需要架機管理團隊的試飛專員、工程專員和制造專員組織協(xié)調相關專業(yè)團隊查找相關資料，對故障進行快速判斷和定位，并及時組織調度相關資源排除故障，以提高飛機現(xiàn)場的排故速度。因此，快速有效的故障處理，是保障試驗試飛順利開展的重要前提。

6 科目管理

科目管理階段是在試驗試飛管理工作完成的基礎上，對結果的有效性進行確認，通過對試驗試飛數(shù)據(jù)的處理和分析，形成符合性材料，以向局方表明試驗試飛結果能夠用來表明符合性，最終完成試驗試飛科目的關閉?？颇抗芾淼闹饕ぷ靼颇繙蕚?、試驗試飛數(shù)據(jù)處理與管理、科目試驗試飛結果確認和試驗試飛科目關閉四大類，貫穿從試驗試飛準備到實施結束的整個過程。由架機管理團隊的工程專員針對架機所承擔的試驗試飛任務進行協(xié)調與管理。

架機管理團隊在科目管理工作過程中應重點關注架次有效性確認和科目試驗試飛結果確認的工作。對于確認無效的試飛架次，及時補充到后續(xù)計劃中。因此，架次有效性確認結果將是架機在當天和后續(xù)短期內完成試驗試飛任務計劃安排和調整的依據(jù)，而科目試驗試飛確認結果將是中長期試驗試飛計劃編制和調整的依據(jù)。這樣就可以再次啟動PDCA循環(huán)，并在下一輪循環(huán)中解決問題，從而形成一個持續(xù)改進的PDCA循環(huán)系統(tǒng)。

7 結語

本文通過對民用飛機試飛驗證的規(guī)律及其項目管理方法進行總結研究，按照系統(tǒng)工程理論，以民用飛機試飛驗證階段的計劃管理、飛機管理、試驗試飛管理和科目管理為過程維度，構建了架機管理團隊的管理模式和基于強矩陣的民用飛機試飛驗證項目管理PDCA模型框架，希望能夠在民用飛機試飛驗證過程中推進現(xiàn)場項目管理工作，特別是在各種極端氣象條件和特殊機場環(huán)境(如高寒、大側風、高溫高濕、自然結冰、高原和濺水等)下能夠制訂和完善一系列項目管理規(guī)定和程序，形成一套行之有效的試驗試飛項目管理體系，以減少不必要的試驗試飛次數(shù)，降低資源和時間消耗，提高試驗試飛的質量和效率。