大型高档数控机床研制项目的风险管理研究.pdf

制造业信息他 e ．M a n u fa c lu 『in g 大型 高档数控机 床研制项 目的风险管理研究 朱 辉① 裴 二阳② 刘 勇③ ’ ①北京航空制造S - 程研究所， 北京 1 0 0 0 2 4 ； ②中国机械Z - 业联合会， 北京 1 0 0 8 2 3 ； ③北京科技大学 管庄校 区 ， 北京 1 0 0 0 2 4 摘要结合大型高档数控机床应用项目管理中， 风险管理领域的相关理论知识和管理方法。 对其研 制项 目 的风险管理进行了认真细致地实践性研究 ； 并对所涉及的风险通过工作分解结构 WB S 和头脑风 暴法进行了识别 。 在此基础上， 利用层次分析法 AH P 进行 了风 险评价 。 并根据评价结果采取 了风 险应对和风险监控措施。这对数控机床研制阶段的风险管理有较好地借鉴意义。 关键词 风险管理； 研制项 目； 数控机床 ； 层次分析法 ； 工作分解结构 R e s e a r c h o n r is k ma n a g e me n t o n d e v e l o p me n t p r o j e c t o f l a r g e h ig h- g r a d e N C ma c h in e ZHU Hu i ① ， P EI Er y a ng ② ， LI U Yo n g ③ B e ij i n g A e r o n a u t i c a l M a n u f a c t u r in g T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t it u t e o f A V I C ， B e ij i n g 1 0 0 0 2 4 ， C H N； C h i n a M a c h i n e r y I n d u s t r y F e d e r a t i o n ， B e ij i n g 1 0 0 8 2 3 ， C H N ； U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y G u a n z h u a n g C a m p u s ， B e ij in g 1 0 0 0 2 4 ， C H N Abs t r a c tBa s e d o n t he r i s k t he o ry a n d c a s e s t u d y o n d e v e l o p me n t o f NC ma c h i n e， t h i s p a p e r a n a l y z e s r i s k ma n a g e me n t o f d e v e l o p m e n t p r o j e c t b y ． u s i n g r e l a t e d t h e o r e t i c a l a n d ma n a g e m e n t me t h o d s o n r i s k m a n a g e me n t ． F u r t h e r mo r e ， t h i s p a p e r u s e s w o r k b r e a k d o w n s p r e a d s h e e t WB S a n d b r a i n s t o r m t o i d e n t i f y t h e p o t e n t i a l ris k ． Ac c o r d i n g t o t h e i d e n t i fie d r i s k s，t h i s p a p e r t a k e s r i s k c o n t r o l a n d r i s k s u p e r v i s i o n me a s ur e s a f - t e r e v a l u a t i n g ri s k s b y u s i n g A n a l y t i c Hi e r a r c h y P r o c e s s A H P ． T h i s c a s e s t u d y g i v e s v e ry g o o d r e f e r e n c e t o t h e r i s k ma n a g e me n t f o r t h e NC ma c h i n e i n d e v e l o p me n t s t a g e ． Ke y w o r d s ri s k ma n a g e m e n t ；d e v e l o p m e n t p r o j e c t ； N C m a c h i n e ； A H P ； WB S 大型装备项 目非常复杂 ， 没有太多值得借鉴 的经 验。我国关于大型装备项 目的风险管理仍是一个薄弱 环节 ， 风险意识不强 ， 风险管理机制不健全 ， 没有形成 动态风险管理的机制和模式， 缺乏基础数据不够系统、 对数据的分析也还不够完善。许多研究表明 ， 很多企 业的风险管理缺少全局性和系统性， 大都属于被动管 理 ， 缺少前瞻性和主动性。因此， 大型装备制造企业急 需在管理科学化、 民主化的基础上 ， 逐步推进风险管理 的方法 、 技术和手段 的现代化 。 l 高档数控机床研 制项 目的风 险识别 项 目风险识别就是要找出风险之所在和引起风险 的主要 因素或 潜在 因素， 便于进行 风险管理 的后续 工作。 1 ． 1 风险识别技术 风险识别常采用 的技术和工具有 德尔菲法 、 头脑 风暴法、 风险核对表 、 S WO T分析法 、 项 目工作分解结 构、 敏感性分析 、 故障树分析等 。 1 3 6 对于数控机床研制项 目来说， 是一项庞大而又繁 杂的系统工程 。没有前期数据基础， 没有相似产 品工 艺设计的风险数据库可借鉴 ， 根据工作分解结构这条 主线来进行风险识别不能足够完全反映“ 问题背后 的 问题” ， 还需要结合头脑风暴法 ， 通过组织各相关层 面 的人员更直观地进行风险识别 ， 从而迅速地找到各类 风险源。 因此 本 次 风 险 识 别 主 要 通 过 工 作 分 解 结 构 WB S 和头脑风暴法相结合的方式进行。 1 ． 2 风 险识别 根据数控技术的设计 图样 、 技术规范 、 国家军用标 准及本企业标准的要求 ， 数控机床研制项 目的工作分 解结构如下 图 1 。 数 控 机床研 制 项 目的风险数 据 收集 以项 目的 WB S为主线 ， 采用头脑风暴法进行。头脑风暴会上共 收到风险因素描述 内容近 2 0 0项 ， 经过整理、 合并和归 类 ， 得到有效的风险因素共 6 5项。 以工艺设计项 目的工作分解结构为分类维度 ， 将 1 U 0 牛 弟0朋 收集到的风险 因素归纳 为风险识别 层次结 构表 表 1 ～表 7 。 图1数控机床研制的工作分解结构 表 1 影响 A 数 控机床研制项 目的风险 因素识别层次 结构表 决策 目标 一级风险 B 1 研制项 目评估 B 2 设计开发及技术状态管理 B 3 制造工艺及过程管理 A 数控机床研制项 目的风险 B 4 配套条件 B 5 装配调试 B 6 质量控 制 表 2影响 B 1 研制项 目评估 的风 险因素 识别 层次结构表 一 级风险 二级风险 三级风 险 c 1 没有考虑 技术指标 的 D 1 基础储备 不足， 预先 研 可行性 究少 没有合理 安排项 目的 I 2 没有 形成 合理 的人 才 进度 梯队 Bl 研 制项 C 3 项 目经费预算不足 D 3 没有系统评估生产能力 D 4 项 目冲突导致难以保证 目评估 C 4 未能有效配置资源 工作时问 D 5 原 材 料、 加 工 等 成 本 太高 c 5 项 目收益估计失误 D 6 没 有清 晰 的把 握市 场 需求 7 0 1 0 牛 勇b 朋 e ．M a n u fa c lu 『lni g 制造业信息他 表 3 影响 B 2 设计开发及技术状态管理的风险因素识别 层次 结构表 一 级风险 二级风险 三级风险 c 6 没有论证关键技术 的 D 7 没有全 面 了解 技术 的 先进性 发展现状 c 7 没有分 析新材 料的可 D 8 人员能力水平 靠性 B 2 设计开 C 8 没有模 拟新 工艺的安 发 及 技 术 D 9 人员责任心 状态管理 全性 D 1 0 资料标示 不清 晰 ， 表 C 9 技术文件不完整 述不准确 Dl 1 没有严格 执行 制度 ， C 1 0 随意更改技术文件 现场操作随意性强 表 4 影响 B 3 制造工艺及过程管理的风险因素识别 层次结构表 一 级 风险 二级风险 三级风险 C 1 1 工艺 薄 弱环 节拖 延 D1 2 关 键 技 术 迟 迟 未 能 进度 突破 C 1 2 没 有掌 握关 键零 部 D 1 3 机加 、 热表 等工艺 技 件的生产工艺 术力量薄弱 D 1 4 缺少 掌 握 关 键 技 术 B 3 制造 工 C 1 3 没 有满 足产 品的关 的领军人才 艺 及 过 程 键特性 D I 5 设备状态不稳 定 管理 C 1 4 过程 控制 无法 保证 D 1 6 没 有严 格 测 试 零 件 质量 的关键参数 DI 7 需要采购关键器材 C1 5 项 目成本超出预算 D1 8 没 有 考 虑 技术 的经 济性 表 5 影响 B 4 配套条件的风险因素识别层次结构表 一 级风 险 二级风险 三级风险 C 1 6 工作 环境 不 能满 足 D1 9 缺 乏 完 备 的 基 础 要求 设施 C 1 7 加工 设备 的制造 能 1 2 0 设 备 制 造 质 量 达 不 力薄弱 到客户要求 C 1 8 测试 设 备 的精度 存 D 2 1 设 备 不 能 准 确 测 量 在局限 原型件 的尺寸 B 4 配套条件 C 1 9 试 验设 备未 充分 发 D 2 2 没有 及时维 护 、 维修 挥效能 相关设备 D 2 3 人员 没 有 接 受 正 规 C 2 0 设计 、 试验 等人员能 的培训 力欠缺 D 2 4 人员 没 有 经 过 严 格 的考 核 l 37 御造业信息他 e ．M a n u fa c lu 『in g 表6 影响 B 5 装配调试的风险因素识别层次结构表 一 级风险 二级风 险 三级风 险 D 2 5 没 有 掌握 机 床 的 正 确装配顺序 C 2 1 精度调整不到位 D 2 6 没 有 严格 进 行 修 调 工作 C 2 2 电 控 系 统 调 试 不 B 5 装配调试 D 2 7 不能处理反馈信息 完整 D 2 8 系统升级 ， 程序 下载 C 2 3 数控编程运行 困难 不畅 C 2 4 机 床 试 切 产 品 不 合格 D 2 9 机床 出现意外情况 表 7 影响 B 6 质量控制的风险因素识别层次结构表 一 级风险 二级风险 三级风险 C 2 5 设 计 评 审 材 料 不 D 3 0 资 料 内 容 没有 全 面 齐全 反 映重要技术的实施过程 C 2 6 工 艺 评 审 结 果 不 D 3 1 技 术 文 件 没有 评 估 关键 部 件 的 正 确性 和可 理想 生产性 D 3 2 设 备 处 于 疲 劳 的工 B 6 质量控制 C 2 7 没有有效控制生产 作状态 过程 D 3 3 生 产 操 作 人 员 的能 力水 平 D 3 4 外 包 过 程 没 有严 格 C 2 8． 夕 包 产 品不 能符合 控制产品质量 质量要求 D 3 5 没 有全 面 评 估 外包 方的相关经验和履约能力 2 高档数控机床研制项 目的风险评价 2 ． 1 风险评价方法 风险评价的主要方法有 主观评价法 、 决策树法 、 层次分析法 、 模糊综合评价法 、 故障树分析法 、 随机模 拟法、 概 率 树 法 、 风 险 概 率 和 影 响度 分 析、 G E R T 、 P E R T 。本项 目研究采用的是层次分析法。 层次分析法是在一个多层次的分析结构 中， 根 据 主客观判断 ， 给予 每一层次 全部要 素相对重要 性 次序 的数值 ， 具体 分 5个步 骤建立层 次结构 模 1 3 8 型 、 构造判断矩 阵、 层次单排序 、 层次总排序 、 一致性 检验。 2 ． 2 数控 机床研 制项 目的风 险评价 对本项 目的风险评价 ， 建 立在前 期对 风险 因素 进行识别的基础上 ， 利用层次分析法对这 6 5个 风险 因素的重要度分 别进行 比较 后 ， 再进行综 合 的分 析 评价。需要说 明的是 ， 限于文章篇 幅， 本文只对 A B层次进行分析和计算 ， BcD层次判 断矩阵 、 计 算过程略。 2 ． 2 ． 1 基于层次分析法的项 目风险评价过程 1 建立层次结构模型、 构造判断矩阵 根据风险识别结果 中的层次结构表来建立本项 目 的层次结构模型， 在调查分析研究的基础上 ， 采用对不 同因素两两比较的方法 ， 构造不同层次的判断矩阵 ， 并 分别计算它们的最大特征根 、 与此相对应 的特征向量 、 各层次的单排序以及进行判断矩阵的一致性检验。建 立 AB层次判断矩阵为 见表 8 。 表 8 AB层次判 断矩 阵 A B1 B2 B 3 B 4 B5 1 3 6 Bl l 1 ／ 2 2 8 6 4 B2 2 1 3 9 7 5 B3 l ／ 2 1 ／ 3 1 7 5 3 B 4 1 ／ 8 1 ／ 9 1 ／ 7 1 1 ／ 3 1 ／ 5 B5 1 ／ 6 l ／ 7 l ／ 5 3 l 1 ／ 3 B 6 1 ／ 4 l ／ 5 1 ／ 3 5 3 l 2 矩阵计算 现采用和积法将各层次判断矩阵的相关参数计算 如下 ①A B层次判断矩阵计算 a 计算判断矩阵每行所有元素几何平均值 ， 虿 丽 2 ． 4 0 2 同理 ， 得 3． 5l 6， 1 ． 61 1， w4o． 2 2 6， o． 41 0， o． 7 9 4 b 将 归一化 ， 并计算 i兰 ∑ 2 ． 4 0 2 2 ． 4 0 ．3 ． 5 1 6- I- 1 ． 61 10 ． 2 2 60 ． 41 00 ． 7 9 4 0． 2 6 8 同理 ， 得 0． 3 9 2， 0． 1 8 0， 0． 0 25， O． 0 4 6， 0． 0 8 9 A e ．M a n u fa C lu rIn gi制造业信息他 c 计算判 断矩 阵的最大特征根 A 一 。记 A一曰 层次判断矩阵为 A， 则有 0． 26 8 0． 3 9 2 0． 1 8 O 0． 0 2 5 0． 0 4 6 0． 0 8 9 1 ． 6 5 6 2． 2 46 1 ． 1 1 7 O． 1 61 0． 2 8 7 0． 5 5 7 毫 0 ． 2 8 7n W ,6 X 0 2 6 8 6 X 0 3 9 2 6 0 1 8 0 6 X 0 0 2 5 6 X 0 0 4 6 6 0 0 8 9 - 6 ． 2 6 8 m ax 一 刍 一 ． 。 ． 。 ． 。 ． ’ ． ’ ． 一 ⋯ CI- -o． 6 n l 6 一 l 查表 1 1 得 R I 1 ． 2 4 。因而有 是 - o - 2 因此 ， AB层次判断矩阵具有满意的一致性。 由此可知 ， AB层次的权重为 I t／ l0． 26 8， 0． 3 9 2， 0． 1 8 0， v ／ 40． 0 2 5， 0． 0 46， w60． 08 9。 2 ． 2 ． 2 数控机床研制项 目的风险评价结果 通过以上计算分析得出的各级风险因素的权重向 量值 ， 可以清楚地衡量各风险因素的重要度 ， 见 图2 。 一 缀风险 因素权重值分布图 O ． 50 0 ． 40 j 霉O ． 3 0 2 o O ． 1 O O ．o o 上， I J 一 ／ 从上图可以看 出， B 2 设计 开发及技 术状态 管 理 、 B 1 研制项 目评估 、 B 3 制造工艺及过程管理 、 B 6 质量控制 、 B 5 装配调试 、 B 4 配套条件对数控 机床研制项 目的风险影响程度是逐项递减的。 同理 ， 二级、 三级风险因素权重值大小可按照重要 度进行排序 ， 此处略。 通过对工艺设计过程 中三层风险 因素的评价 ， 我 们可以得到各级风险重要度的排序 ， 这是我们进行风 险处置 即风险应对和风险监控 的依据。 Z U1 ； 3 牛 弟O 朋 3 数控机床研制项 目的风 险应对和 监控 3 ． 1 数控机床研制项 目的风险应对策略 因为数控机床 的特殊性 ， 风险策略主要从减轻风 险和接受风险方面去考虑 ， 而不选择风险转移和风险 回避。针对已识别出的数控机床研制项目的风险及对 风险发生概率和影 响程度的评 价结果 ， 根据风险管理 的基本特征和风险应对 的基本 原则， 制订 了对数控机 床研制项 目的风险进行有效管理 的策略 分 清主次 ， “ 抓大不放小” ， 分 阶段有计划地将各种研制工作 中的 风险逐步消除或控制在可接受的程度。 3 ． 1 ． 1 策略 1 抓住关键风险 ， 重点管理 对本项 目来说 ， 就是抓住权重值 占风险总量 2 0 ％ 的那部分风险因素 ， 去重点管理。图 3是数控机床研 制项 目风险的一级风险因素帕累托图。 从图中可以知道， B 2 设计开发及技术状态管理的 风险重要度占3 9 ． 2 ％ ， 符合“ 二八定律” 的原则， 是不是就 重点关注它就够了呢显然， 答案是否定的。因为， 从图 中我们同时也可以看到 B 1 研制项 目评估 占了2 6 ． 8 ％、 B 3 制造工艺及过程管理 占2 1 ． 7 ％ ， 独立观察也都分别 符合“ _7 _J k 定律” ， 且三者的总量占到了7 3 ． 4 ％， 因此， 三 者都应作为主要风险进行重点管理。 1 加强人员素质教育 ， 提升员工“ 主人翁” 意识 ， 从思想上认识到这三项工作的重要性 ， 并 了解其风险 可能造成的危害程度 ， 从而 由被动整顿转变为主动作 为 ， 提高工作参与者的对风险的主动规避 。 2 提高工艺技术成熟度 ， 大力开展并行工程 ， 争 取更多预先研究的时间， 在设计图样下发前就参与工 艺性评价， 了解产品原理和主要功能部件 ， 把握关键加 工技术的匹配程度 和新 工艺、 新技术 、 新设备 的采用 情况。 3 过程管理进一步制度化 ， 确保技 术文件能够 1 39 4 5 3 ● 1 1 3 6 7 5／1 3 l 8 9 7 1 3 5 2 3 ● ●2