基于PFMEA的大科学工程项目管理过程自评估

申晨 王成程 何伟 杨敏 蒋智洋 郑万国

(中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900)

基于PFMEA的大科学工程项目管理过程自评估

申晨 王成程 何伟 杨敏 蒋智洋 郑万国

(中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900)

大科学工程的项目管理已日渐成为项目管理中一个发展迅速的单独门类。在对PFMEA方法进行介绍的基础上，经过合理性分析将其创新性地应用于大科学工程项目管理过程的自评估，提出了自评估模型的建立方式和量化标准，并结合具体案例进行了构建和分析，得出了有价值的分析结论和改进措施。

PFMEA；大科学工程；自评估方法

0 引言

大科学工程，一般而言指的是面向国家国防、社会或经济等层面的战略性需求，在明确的科学目标和任务目标的牵引下，通过大规模的经费投入和国际前沿的科学技术，在国际学术领域占据重要地位，同时为国家发展做出战略性贡献的重大科学工程，也是“科学、技术、工程”三大要素相互联系和相互转换的动态过程。

在大科学工程中，“工程”二字的含义，从广义和狭义上的解释是不同的。从狭义上理解，工程指的是“技术的集合体及其实现过程”。但科学技术并非总能够直接转化为工程，特别是对于大科学工程而言，参与人数庞大、涉及单位众多、组织形式复杂，如何使所有人尽可能地各司其职、密切协作、高效工作，就成为影响工程成败的关键问题之一。因此，广义上的“工程”必须包括以项目管理为内容的社会工程。大科学工程自身越庞大、越复杂，管理的难度也随之呈几何级数增长。因此，必须在项目管理上投入大的精力和资源，才能使大科学工程建设有序、可控地开展。

大科学工程项目管理天然处于规模大、周期长、风险高的外在环境，并且具有多学科、多部门、多层次的内在特点。因此，不仅需要通过外部的考核和评价进行总结提升，而且还需要在项目管理团队内部建立相应的自评估手段，对其自身的实施过程进行更加细致、务实、有针对性的评估和分析，以保障大科学工程顺利高效实施。

1 理论背景

1.1 PFMEA方法介绍

故障模式及影响分析(Failure Mode and Effects Analysis，FMEA)，是诸多可靠性分析方法中较为常用的一种，其真正含义还应在前面加上“潜在”二字，即潜在失效模式及影响分析。其定义是分析产品中每一个可能的故障模式并确定其对该产品及上层产品所产生的影响，以及把每一项故障模式按其严重程度予以分类的一种分析技术。FMEA传统上一般以具体的产品为分析对象，应用阶段可贯穿论证与方案阶段、工程研制与定型阶段、生产阶段和使用阶段，在对象和方法方面又可分为功能FMEA、硬件FMEA、软件FMEA、损坏模式及影响分析(DMEA)和过程FMEA，其根本目的均是从不同角度出发发现缺陷和薄弱环节，并采取有效的改进和补偿措施。

过程FMEA,即过程失效模式及影响分析(Process Failure Mode and Effects Analysis，PFMEA)，其标准定义是一种用来分析和识别产品在各项实施过程中可能出现的失效模式，以及这些失效模式发生后产生相应影响的系统分析技术。这种分析技术针对的是过程的分析，目的是最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理得到充分地考虑和论述，从而有针对性地制定出控制措施以避免故障或减少发生，达到提高质量水平的目的。

1.2 在自评估过程中应用PFMEA的可行性分析

大科学工程项目管理作为一类工程过程，与具体产品的生产、运行过程相比，其内在逻辑上并无本质的区别。PFMEA方法的优势在于可以较为细致、全面和前瞻性地对一类过程进行定性与定量相结合的多层次影响分析，并考虑到改进措施的不断迭代，与大科学工程项目管理过程的吻合度相当高。而实施PFMEA需要对全过程有较为细致和深刻的理解才能达到较好的效果，更适用于自评估而非由其他部门进行的评价。因此，创新性地将PFMEA方法应用于大科学工程项目管理自评估是具有较好可行性和契合度的。

2 项目管理自评估PFMEA模型及案例分析

PFMEA的本质是在研究对象边界和目的定义清晰明确的基础上，将研究对象进行层次划分，辨识出各项最低约定层次的失效模式和失效影响，结合量化的风险优先数(RPN)有针对性地进行改进完善。实施流程见图1。

图1 PFMEA实施流程

为了直观地表述实施PFMEA的具体过程，下面以外协采购过程为例进行案例分析。

2.1 系统定义

外协采购管理工作的要求是在大科学工程项目管理的整体框架下，在规定的时间内按照项目安排合法、合规地完成各项外协采购工作，满足项目的经费、进度和质量要求。按照PFMEA流程要求，对各级工作内容进行符合实际情况的分解，见表1。

表1 工作内容分解表

这三级内容对应典型的PFMEA方法中各级约定层次，其中任何一个层次出现了问题，即认为该板块工作出现了缺陷或薄弱环节。

2.2 RPN量化标准

在PFMEA实施过程中，要求从底层工作内容着手，逐一对可能的缺陷或薄弱环节(潜在失效)进行分析。但对于实际工作而言，并不是每一种潜在失效模式都应该予以同等程度的重视和改善力度。因此，通过风险优先数综合量化每个潜在失效模式的严重度(SEV)、发生频度(OCC)和被检查难度(DET)，找出执行纠正、改进的重点，在实践中有着重要的意义。

2.2.1 严重度

SEV指的是潜在失效模式发生后对各利益相关者以及下一步工作内容的影响程度。按影响大小将严重度分为10级，评级方法见表2。

经常发生的，或一项潜在失效模式对各利益相关者以及下一步工作内容同时有影响，则取高分值。

表2 严重度(SEV)评级表

2.2.2 发生频度

OCC是指对于潜在失效模式发生的预计频度，同样分为10级，见表3。

表3 发生频度(OCC)评级表

这里的预计既可以基于长期经验，也可以采纳相关实际统计数据。同样的，可以参考表3中的发生概率参考值，也可以采取相对值打分的方法。

2.2.3 被检查难度

DET指的是一项工作内容中的缺陷或薄弱环节通过某种检查方式被发现的可能性大小。被检查难度同样分为10级，此外还需注明采用的检查方式(A，B，C)，见表4。

表4 被检查难度(DET)评级表

(续)

注：检查方式分三类，即A表示管理程序控制；B表示上级或第三方检查；C表示自行复查。

2.2.4 风险优先数

RPN表达了每个潜在失效模式带来的风险程度，以及在进行应对和改进时提供了优先顺序的参考值。它的值等于SEV、OCC和DET这三个值的乘积，即

RPN=SEV×OCC×DET

针对高RPN的项目提出改进建议和方向，这些建议通过人员的培训、管理流程的优化等形式予以实施。建议在改进工作完成后，可针对新的工作过程再进行PFMEA，观察RPN的降低来检验改进的效果。此类自评估工作还可以经常性地进行，多次迭代以不断提高管理质量和效果。

2.3 PFMEA表及其分析

PFMEA的分析过程和分析结果都通过PFMEA表来体现，因此PFMEA表的填写是最为重要的一个环节。只有对整个工作流程、目前工作效果和改进后工作效果都非常了解的人，才能进行细致的填写，也可采用德尔菲法等方式综合团队的共同经验。下面以谈判策划和合同谈判两项工作内容举例说明，见表5。

表5 外协采购过程PFMEA表(部分)

从表5中用于举例的谈判策划和合同谈判两项工作内容来看，RPN最高值为“评定方法不合理”这一项失效模式的180，应最优先予以关注和改进。通过在管理办法中对评定方法(包括选择要求和评分格式)进行细化和明确，使得管理人员在执行时流程便捷、要求清晰，有效地降低发生频度和被检查难度，同时过程风险大幅降低。

3 自评估方法在大科学工程项目管理中的应用

大科学工程的建设通常要经历一个较长的实施周期，因此，项目管理细节上的缺陷和不足，往往会在后续建设过程中不断复现和放大，最终给管理实施的效果和工程建设的质量带来负面影响。在以神光-Ⅲ项目为代表的大科学工程建设过程中，应用上文介绍的自评估方法，各个环节不断进行自评估并实施管理措施进行改进和完善，取得了良好的效果，主要体现在以下三个方面。

3.1 实行覆盖项目全维度的项目管理

本文所描述的自评估在操作中虽然是以项目管理过程作为对象，但本质上仍然是关注大科学工程建设本身的完成效果和质量。因此，只有当开展了全面的项目管理，将项目的全维度纳入项目管理的框架和轨道中，才能真正通过自评估工作全面地指导项目建设。这里的“全维度”包括时间、空间和管理组织模式三个层面。时间上，项目管理人员需要参与项目的全生命周期，并在项目启动至项目验收的过程中进行直接管控；空间上，不仅关心项目建设地点的管理工作，还要将管理外延至外包设计、外包加工制造等环节，对重大的外协过程做到视同己方管理；管理组织模式上，将计划管理、经费管理、外协管理、质量管理等各板块都纳入到项目管理的体系中统筹安排。

3.2 完善控制节点，建立处置预案

本文提出的自评估方法对项目管理过程开展评估，可以通过得出的风险优先度，采用不同的优先级别进行整改、完善，对实际工作而言最重要的仍然是整改措施的可行性，以及整改、完善后的实际效果。从降低SEV、OCC和DET三项指标的角度分析，通常来说，以下两类措施是最简单、有效的。

一是通过完善控制节点等措施，降低OCC和DET。在某项工作缺乏控制节点的情况下，错误容易发生且不易被查出。完善控制节点的直接效果是降低被检查难度，与此同时由于检查力度增大，具体执行人员也会更加重视，因此同步降低了发生频度。特别要说明的是，控制节点数量和效率往往存在负相关，这里强调的是“完善”而不是“增加”，不能简单地一味增加硬性控制点，而要根据实际情况综合考量。

二是通过建立处置预案，降低错误发生后的SEV。这里的“预案”指的是其广义含义。比如合同内容编写错误，审核时未发现就进行了签订，若不进行处置，则可能在后续产生纠纷或其他影响。对此，神光-Ⅲ项目中建立了全面的合同更改审批流程，按照流程执行更改后，可降低后续影响。对其他各类影响较深远的问题，也相应建立了处置程序，从而有效地降低了管理风险。

3.3 注重检查迭代，巩固实施效果

健康的项目管理应该是一个动态的、有机成长的过程，因此，在每次基于自评估对管理过程进行整改、完善后，应针对改进后的管理过程在一段时间内的实施情况，迭代形成新的自评估量化结果。随着这项工作逐渐成为常态，一种不断循环的自我检查机制也就逐步成型，从而促使项目管理人员对工作中的短板进行思考，保障实施效果。

4 结语

近年来，项目管理在国内外蓬勃发展，由于其组织实施高度契合大科学工程建设的自身特点，在物理、天文、航天等多个领域的大科学工程中得到了广泛的应用，取得了行业内公认的良好效果。因此，探索适配大科学工程特点的项目管理方法，有着重要的实践意义。本文通过对PFMEA方法进行分析，将其创新性地应用于项目管理过程的自评估，建立了全过程自评估模型和量化标准，并结合具体案例进行了构建和分析，得出了有价值的分析结论和改进措施。有理由相信，根据不同领域的行业特点研究有针对性的项目管理手段，将是未来发展的重点。

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2016-04-06