基于战略效益分析框架的航天预研项目决策研究

姜 鹏，韩 旭，刘 嬿，李文强，牟 晖，陈向东

(1.中国运载火箭技术研究院 技术发展部，北京 100076； 2.北京航空航天大学 经济管理学院，北京 100191)

管理科学与工程

基于战略效益分析框架的航天预研项目决策研究

姜 鹏1，韩 旭1，刘 嬿1，李文强1，牟 晖2，陈向东2

(1.中国运载火箭技术研究院 技术发展部，北京 100076； 2.北京航空航天大学 经济管理学院，北京 100191)

引入包含国家、产业、企业三个战略层面，涵盖经济、社会两个效益维度的战略效益评价指标，建立战略效益三阶段动态演化分析框架。基于此分析框架，综合考虑项目不确定性风险和管理柔性水平，构建“战略效益-不确定性风险-战略管理柔性水平”项目评价三维矩阵和决策机制，为航天复杂产品研发项目决策提供科学依据。

航天复杂产品研发；航天预研项目；战略效益；项目决策

航天预研项目是推动航天科技发展，实现航天型号研制和发展的重要环节。航天预研项目的科学决策，对推动技术进步，最大化社会经济效益，实现国家战略具有重要意义。航天产品研发具有研发成本高、规模大、技术含量高、单件或小批量生产等特点，其高成本和高技术的特点导致符合需求的供应商和高度专业的用户的双头稀缺，也对开发环境和企业内部组织管理提出较高的要求。研究航天预研项目的科学决策机制，具有重要意义。

Hobday指出技术难度大是复杂产品系统研发生产过程中的重要特征之一，系统中任何层面上组成要素的细微变化都可能引起整个系统功能的本质变化[1]。在研发过程中，系统性能和稳定性等方面不断提高的要求和产品本身层级结构带来的极高复杂度，导致复杂产品研发项目具有非线性的特征。因而在进行航天预研项目时，需要考虑如何对其高技术、高复杂度的特点进行分析和研究从而更好地落实战略目标。在高复杂度的限制下，各技术指标之间存在着效益背反问题，这种效益背反使得复杂产品很难追求整体最优的效果，且子系统的集成测试也较为困难，进一步增大了复杂产品研发项目所面临的不确定性风险[2-3]。与此同时，在技术管理领域，决策机制可按照应对外界变化的可调整能力将项目决策分为“刚性”和“柔性”两种，“柔性”指的是为更好地响应市场需求的迅速变化，按照成本效益原则，企业的生产系统对产品的品种与产量及时做出快速而灵活调整的能力。显然，在战略目标、技术竞争和成本投入等方面都面临较大变数的航天复杂产品研发体系中，“柔性”决策机制是决定项目能否继续推进的重要因素。李天柱[4]等认为，提高研发柔性的关键是针对研发活动的实际特点，寻找具有可操作性的对策措施。王满仓[5]等认为实现组织与内、外环境互动，并能动地适应环境，进而持续地塑造环境或者进行调整，能够增强组织快速反映的能力。研发柔性决策要针对现实问题，与环境有机统一。此外，柔性决策机制与成本效益原则有密切的关系，这是我们基于效益对决策机制进行分析研究的基础。

总的来说，对于服务于国家战略需求，多环节、高成本、高风险的航天复杂产品研发系统，需综合考虑其收益风险不对等、投入产出不匹配和组织管理高要求的情况建立决策机制。航天预研产品在实际生产过程中的高技术、高复杂度的特点，使得企业在转化战略意志,实现战略目标方面有一定的风险。在此限制下，加之其高成本的特点，对产品效益的分析研究和组织管理提出较高要求。因此，本文重点考虑战略效益、不确定性风险和管理柔性水平等因素，构建“战略效益-不确定性风险-战略管理柔性水平”三维评价矩阵，建立科学的决策评价机制，以提高航天预研项目的综合管理水平。

1 航天预研项目的效益与风险

航天预先研究项目是以科学的发现、技术的发明和技术问题的解决为目标的一种创造性活动，是航天复杂产品研发的重要基础。相较其他的复杂产品预研项目，航天技术产业具有创新的时效性[6]、发展的开拓性、结构的综合性及效益的宏观性[7]等特点，航天预研项目所产生的效益和所面临的风险也具有独特性。

(1)航天预研项目具有广泛的社会效益

航天预研项目在政治、军事、外交、精神文明建设及社会生活等方面意义重大，尤其在政治军事方面发挥着重要的作用。航天预研项目反映了从探索基本自然现象到论证军事理论在技术上应用的可行性再到演示具体技术项目在武器装备系统上的实用性这三个层次上的纵深配置，研究几乎覆盖所有学科，维系着航天各项重大工程，有力推动了我国航天力量的增强。航天预研项目中一项关键技术的突破和掌握往往可以带动整个航天技术领域的大跨度发展，具有重要的国家战略意义，是保障政治安全的重要手段。

(2)航天预研项目具有长远的经济效益

航天预研项目在航天企业直接的经济收益、航天事业整体技术的进步、对其他工业产业升级的促进乃至对国民经济的增长上起着重大推动作用。航天预研项目虽然不像一般的产品开发项目成效明显，短期内并不容易显现出较大的项目财务账目层面的微观经济效益,但是从长期来看，航天预研项目成果的通用性很强，可以被民用市场采纳。当预研项目成果成功投入制造生产，再到转做民用，其所蕴含的潜力和后劲可以极大地促进航天企业经济效益的增长乃至国民经济的发展。

(3)航天预研项目具有较高的技术风险

航天预研项目大都是高新技术项目，具有开创性，创新就意味着探索、变动，因而在人员、设备、材料、工艺方法、测量和环境等六项因素中具有较强的不确定性，每项因素在创新的过程中都存在风险，给航天预研项目带来失败的可能，此外，从预研开始到取得成果再到实际应用往往要经历很长的时间(如10年、20年甚至更长的时间)，技术因素本身变化的不确定因素较多，如技术的更新换代难以实现、技术应用的预期结果难以保证等等，因此航天预研项目的总体技术风险是很高的。

(4)航天预研项目具有复杂的社会风险

航天预研项目在政治环境和市场环境中容易受到制约和影响。航天预研项目一般由政府发起，大多事关国家战略决策，受到政府干预和政策变化的影响较大，因而在政治环境中常常有不确定的因素，容易导致社会风险。此外，随着我国航天事业的民用化逐步发展，航天预研项目受到市场竞争的影响增强，在市场环境中受到全球政治、经济、产业政策的影响，如政府关系、贸易壁垒、税收政策、技术人员流动等因素，使得航天预研项目的社会风险极其复杂。

综上所述，航天预研项目以其独特性而兼具经济和社会效益两方面，具有国家、产业、企业多层面的连锁战略效益。这对项目管理者来说是值得重视和予以考虑的。在航天预研项目推进的过程中，项目管理者应随时对项目的效益和风险进行测度。当航天预研项目所面临的风险超过其所产生的内部收益和外部效益时，管理部门和研发人员应立即评估项目失败的概率，对预研项目进行调整，以做出适时适度的应对决策。

2 战略效益的动态演化评价框架体系

以预研项目为起始的航天复杂产品研发项目是国家科技发展战略的重要组成部分。大力发展航天技术，对发展社会生产力，提高国民经济效益，具有重要的战略意义[8]。

2.1 战略效益的内涵阐述

战略效益是指从全局考虑谋划，统筹决策以实现整体目标后，在微观上对企业直接经济利润收益、对同产业内技术水平、人员素质和管理水平等做出的贡献，以及在宏观上对国家的上层建筑、社会福利公益和产业间生产关系等做出的贡献的总和，反映了企业、产业、国家三个层面战略匹配效果的总和。可以作为项目决策的重要参考指标，具备微观和宏观层面的双重内涵。

首先，在微观层面上，战略效益需要项目战略和企业战略的相互匹配。战略匹配是衡量企业所有其他方面成功标准的必要条件[9]，Herfert[10]等得出，战略匹配是衡量项目好坏的一个重要参考。在实践中对于多个项目的组合来说，Mankins[11]等发现，计划和执行失误导致只有63%的企业达到各自的战略匹配，因此，将项目战略和企业战略相互关联[12]，并通过高质量项目组合管理对两个层面战略进行匹配是非常重要的[13]。两个层面的战略匹配得当，项目战略对企业战略产生正向的影响，企业战略得以实现，企业的直接经济利润增加，并且可以促进企业管理水平的提高，人员素质的改善和技术水平的进步，进而辐射到相同产业内部。

其次，在宏观层面上，战略效益需要企业战略和产业战略以及国家战略的相互匹配。企业需适应产业布局和国家整体战略发展需求，兼顾社会效益和经济效益。航天预研项目处于航天产品研发项目的起始点，其项目、企业和国家三个战略目标的匹配度更为重要。王刚[14]等发现，当技术导入时存在战略上或需求上的多目标期望，可应用帕累托技术选择方法来寻求均衡。多目标期望达到均衡时，企业战略才能发挥作用，响应并推动国家战略，促进社会效益的增加，同时保障自身的经济效益。

航天复杂产品研发项目本身包含预研、实验、投产、推广等不同环节，会在各自的运行时期产生不同层面的战略效益，从项目层到企业层、从产业内到产业间、从市场收益到经济增长，形成短期到长期的战略效益分布。因此，航天产品研发项目的战略效益评价框架体系，应包含国家战略、产业战略和企业战略三个层面，涵盖经济效益和社会效益两个维度。随着战略目标由单一发展到越来越复杂，战略效益可以根据社会、经济效益的不同比重分为三个阶段。

2.2 战略效益的典型指标

从国家战略层面分析，社会效益包括对政治、军事、外交、环境、意识形态、文化教育、精神文明建设及社会生活等方面的良好作用[7]；经济效益包括对宏观经济增长的贡献，包括对社会总产出增长率、失业率、通胀率、净出口比率等。航天产品研发项目推动了人类社会的经济文明发展：卫星传输推动了通讯技术的跨领域应用、航天育种为农业增产增收开辟了新途径、载人航天工程进行的生命科学实验加速了卫生事业的发展、太空实验为新材料的研发带来不计其数的经济效益。

从产业战略层面分析，战略效益不仅体现在航天产业内部，也覆盖到航天技术得以应用的其他传统产业。社会效益包括对航天或其他产业间投入产出关系、产业内结构调整和技术升级、产业内专业团队素质的推动作用；经济效益则包括对航天或其他产业总产出、总投资、利润提高和成本缩减等方面的贡献。

从企业战略层面分析，社会效益主要包括企业在提供就业机会、营造良好形象、打造示范效应、促进人才教育等方面对社会做出的贡献，也包括在岗员工素质、产品市场占有能力、技术装备更新水平等；经济效益则可以从企业盈利能力、发展能力、偿债能力等方面来衡量，具体包括净资产收益率、总资产报酬率、主营业务利润率、不良资产比率、技术投入比率等财务指标。

2.3 战略效益的动态演化

航天产品研发项目战略效益评价框架体系可以按照从短期到长期、由单一到复杂以及社会效益和经济效益的不同比重，划分为三阶段动态演化路径。

第一阶段，社会效益完全主导。可应用于处在起始阶段的航天预先研究项目。此类项目大多以宏观层面的社会效益为主要战略目标，而不考虑研究投入成本是否过多或者项目是否会有经济收益。

第二阶段，社会效益相对主导。可应用于处在实验阶段的航天技术检验项目。此类项目进一步遵循宏观、中观、微观的社会效益目标，并在企业层面产生出账面上的经济效益。

第三阶段，社会经济效益并重。可应用于处在应用阶段的航天技术投产和推广项目。此类项目不仅能产生辐射面更宽的社会效益，全面满足各层战略目标，同时，还能产生企业内、产业内甚至国民经济体系内的较广泛的经济效益，影响深远。在航天技术向更高效益端点跨越的过程中，经济、社会效益同时突显，二者的大小关系交替出现。

根据上述分析，从国家宏观、产业中观、企业微观三个层面上综合考虑，定义战略效益的评价指标为

(1)

三阶段战略效益的动态演化过程可以表示为

(2)

其中，X1T1>0，Y1t1>0，Z1t1>0；d2Xtk≥d1Xtk，d2Ytk≥D1YTk，d2ZTk≥D1ZTk。

XT1、YT1、ZT1分别表示在第一阶段，国家、产业、企业三个层面的战略效益。DXTk、DYTk、DZTk分别为后续阶段国家、产业、企业三个层面上战略效益的预期增量。对应地，d1XTk、d1YTk、d1ZTk为社会效益的增速，d2XTk、d2YTk、d2ZTk为经济效益的增速。一般情况下，只有当经济效益的增速快于社会效益的增速时，项目的经济效益才能从初期为零增长到最后和社会效益并驾齐驱。因此，d2XTk≥d1XTk，d2YTk≥d1YTk，d2ZTk≥d1ZTk，表示国家、产业、企业三个层面上经济效益的增速均要大于社会效益的增速。

在考虑航天产品研发项目本身所蕴含的战略效益的基础上，当市场竞争、成本提高或该项目所服务的战略目标转变时，不确定性风险增大会给项目的进度带来挑战。此时，高层做出的恰当中止决策就成为决定项目是否匹配企业战略的重要依据[15]。因此，执行项目的管理层有必要进行干预，衡量研发项目所产生的效益和风险，并采取科学、及时有效的项目中止决策，以优化科技资源配置，提高创新效率[16]。

3 基于战略效益评价框架的项目决策机制

在航天复杂产品研发的过程中，通过检查项目实施与项目考核指标的偏差，通过观测项目目标和环境的变化，可以全面评估出项目产生的效益和面临的风险。当效益和风险水平都确定时，项目成功与否的评价问题就转移到项目管理层能否在既定效益和风险水平下及时中止行将失败或没有前途的项目，实行资源优化配置的决策机制。

3.1 柔性战略管理体系

企业柔性的本质是企业生产系统适应变化的环境或环境所带来的不确定性，对不可预测市场环境和政策变化等因素迅速重构的能力。进一步而言，它可以归结为企业层面的“柔性战略管理体系”，包括研发柔性和生产柔性两方面，涵盖技术研发、组织管理、制造生产等因素。

其中，研发柔性是指整合企业内、外部的资源和能力与企业的内、外部环境互动，以一定的时间、范围和可接受的成本对研发系统进行调整，以适应环境变化，研发在未来仍适销对路的技术产品的能力。生产柔性则是指生产系统对用户需求变化的响应速度，是对生产系统适应市场变化能力的一种度量。

“柔性战略管理体系”的建立，是包含经验积累、人员培育、结构调整等的长期过程，为了应对越来越复杂的技术属性和外部风险，项目管理者的柔性管理水平也必须不断提高，才能为项目决策提供重要依据。

3.2 项目评价三维矩阵

根据航天预研项目的战略效益评价框架体系、不确定性风险水平和战略管理柔性水平，构建“战略效益-不确定性风险-战略管理柔性水平”项目评价三维矩阵，作为航天复杂产品研发项目的决策依据(如图1所示)，各维度特征表述如下。

图1 “战略效益-不确定性风险-战略管理柔性水平”项目评价三维矩阵

(1)战略效益是综合考量国家、产业、企业战略目标及其对应产生的社会和经济效益的指标。根据社会效益完全主导、社会效益相对主导、社会经济效益并重三阶段动态演化过程，在矩阵中将战略效益按照复杂程度分为高低两个区间。

(2)不确定性风险主要是技术风险，也包括政策变动和市场竞争等社会风险。根据技术风险、受外部环境、突发事件及项目决策实施情况的影响，不确定性风险分为高低两个区间。

(3)战略管理柔性水平反映企业在技术研发和组织管理上，适应环境变化及时应对的能力，根据反应速度和调整能力，分为高低两个区间。

在三维空间里，三个维度的指标水平相互制约，共同组成了航天复杂产品研发系统中各阶段项目的客观评价准则和主观决策机制。

(2)如果前头有表示时点的时间词语，：“就”表示早，“才”表示晚；如果有表示时段的时间词语，“就”表示快，“才”表示慢。

项目管理者对航天复杂产品研发系统中的各阶段项目都能根据三个维度指标的水平在矩阵组成的8个象限里找到对应的决策参考，并根据各维度发挥作用的重要程度采取对应的中止决策，做出继续该项目、中止该项目或进行方案调整等决策[17](见表1)。

对于战略效益还比较单一的起始阶段项目，应对不确定性风险的能力相对较差，此时，战略管理柔性水平高低是项目决策的关键因素。当外部不确定性风险较大时，管理柔性低的项目需要立即中止，管理柔性高的项目有待商榷。

而随着研发项目逐步推进至应用阶段，社会效益有增无减，经济效益长驱直上，战略效益呈现出不断提高的多元抗变性；加之战略管理柔性水平也随着经验的积累不断提升，此时，不确定性风险的高低就成为项目决策的关键因素。不确定性风险低的项目可以继续，不确定性风险高的项目需要暂停。

表1 航天复杂产品研发系统三维评价矩阵与项目决策对应表

3.3 研发项目决策机制

基于上述项目客观评价矩阵，以战略效益和不确定性风险为项目客观评价标准，以战略管理柔性水平为项目主观决策参考，建立预研、实验、投产三阶段的航天复杂产品研发项目决策机制(见图2)。此处不对航天复杂产品研发系统中推广阶段的项目决策作出判断，原因在于：(1)项目所产生的社会效益和经济效益的比重难以确定；(2)项目面临复杂的不确定性社会风险；(3)项目管理柔性水平不足以作为直接的决策依据；(4)项目暂停并提交专家讨论后，还有其他维度的因素会影响此类项目的最终决策。

具体地，以战略效益动态演化路径上的两个典型阶段为例，分析如下两种决策情形。

(1)航天复杂产品预研阶段

在项目主体的战略效益和不确定性风险水平客观确定的情况下，处于第一阶段的战略效益不足以抵消较高的不确定性风险，此时，项目决策者的主观战略管理柔性水平就成为评价项目能否成功、是否采取项目中止决策的关键。决策者的战略管理柔性水平较高时，能迅速对预研项目进行调整，增强组织的快速反应能力来应对不确定性风险，此时，无需做出中止项目的决策，也能继续推进项目直至成功进入系统的下一阶段；决策者的战略管理柔性水平较低时，决策者不能及时做出适度的应对措施，此时较高的不确定性风险很可能导致预研项目的失败，因此必须做出中止项目的决策，以防预研阶段的失败引发整个航天复杂产品研发系统的连锁失败。

(2)航天复杂产品投产阶段

随着航天技术的研发基本完成，航天复杂产品研发系统会进入应用阶段，准备正式内部生产和对外推广。在应用过程中，航天技术不仅能产生辐射面更宽的社会效益，全面满足各层战略目标，还能产生企业内、产业内甚至国民经济体系内的广泛的经济效益，它对应战略效益的第三阶段。

当航天技术培育成熟，进入小规模投产应用但尚未进入市场推广销售时，其所面临的不确定性技术、社会风险都较低，无论项目决策者的主观战略管理柔性水平高低，航天投产项目都可以继续推进直至航天技术成功转化推广(图1中的区域Ⅱ)。其中，只有当战略管理柔性水平较高时，航天技术应用项目的经济效益才能被充分激发，整个航天复杂产品研发系统才能达到预期效益的最大状态。

当航天复杂产品研发系统按照上述决策机制进入航天技术的大规模推广和市场交易，追求经济效益所带来的外部竞争会带来极大的不确定性社会风险。此时，单纯的研发项目管理柔性已经难以应对，研发管理层也已经不能单方面判定航天研发系统能否善终、能否达到预期的最大效益，航天推广项目需要暂停。此时必须及时组织专家领导商讨对策，避免一味追求航天技术的民用化、市场化和资本化而违背最初启动航天复杂产品研发的战略目标。

综上所述，此决策机制综合考虑了战略效益和不确定性风险的动态演化路径，立足战略管理的柔性水平，为航天复杂产品研发系统的管理带来了新思路。

(1)考虑战略效益和不确定性风险的动态演化，使企业在项目研发过程中能够立足于每一阶段的效益风险分析，把握每一阶段的战略管理柔性水平。

(2)战略管理柔性采取项目中止策略，可以有效预防预研阶段的失败引发整个航天复杂产品研发系统的连锁失败，避免对资源的无谓浪费，节约成本。

图2 航天复杂产品研发项目决策机制

(3)企业通过该决策机制还能够及时发现不同阶段占据主要地位的关键因素，使企业自觉地提高自身的战略管理柔性水平，为后续研发项目积累经验，增强应对风险的能力。

在航天复杂产品的民用化推广潮流下，其所面对的市场竞争性和所获得的经济效益已经大大增加，经济效益相对于社会效益已经逐步取得了优势地位。虽然航天复杂产品的研发仍然定位于社会效益最大化和国家战略最高化，但是企业的战略管理水平不能继续停留在社会效益和国家战略占据绝对主导的阶段。此决策机制使传统的航天复杂产品研发管理思维具备了一定的发展性，能够更好地应对市场一体化和经济效益最大化的趋势。

4 结论

航天复杂产品研发系统是国家科技发展战略的重要组成部分，是将国家战略目标转化为实体效益的主要依托，具有广泛的社会效益和长远的经济效益。在其预研、实验、投产、推广的多环节中，为了更好服务国家战略目标，科学地评价各环节项目的成本与收益，建立有效的项目决策机制，及时应对项目失败的风险是航天项目管理者面临的重大挑战。作为航天复杂产品研发系统的起点，航天预研项目的决策对航天技术能否推进至成功具有重要战略意义和价值。

通过引入包含国家宏观、产业中观、企业微观三个战略层面，涵盖经济、社会两个效益维度的战略效益评价指标，研究以社会效益完全主导、社会效益相对主导和社会经济效益并重为路径的三阶段战略效益动态演化过程，构建了航天复杂产品研发系统从起始到应用的战略效益评价框架。当研发系统中不同阶段的项目面临战略目标改变、成本投入受限、技术竞争加剧等不确定性风险时，项目管理者调整项目进度的柔性应变能力也会影响航天技术研发的成败。因此，本文综合考虑战略效益水平、不确定性风险状况和战略管理柔性水平三个因素，建立“战略效益-不确定性风险-战略管理柔性水平”决策评价矩阵，构建了航天复杂产品研发系统项目决策框架，并主要分析了以下两种典型阶段的决策机制。

(1)对于航天复杂产品研发第一起始阶段的航天技术预研，其单纯的社会效益不足以抵抗复杂的不确定性风险，只有当项目决策者的战略管理柔性水平较高时，才能迅速对预研项目进行暂停休整，来减小预研项目失败的可能性，否则就要采取中止预研项目的决策。

(2)对于航天复杂产品研发第二应用阶段的航天技术投产，其广泛的社会和经济效益足以抵抗复杂的技术和社会不确定性风险，无论项目决策者的战略管理柔性水平如何，整个航天复杂产品研发系统都会持续推进直至取得预期成功，进入大规模的技术推广。只是，当战略管理柔性水平较低时，航天技术后期应用的经济效益会受限；只有当战略管理柔性水平较高时，航天技术应用的经济效益才能被充分激发，整个航天复杂产品研发系统才能达到预期效益的最大状态。

本文基于战略效益分析框架的航天预研项目决策研究，为服务国家战略、面临复杂风险的航天复杂产品研发系统提供决策依据。在此框架下，航天项目管理者能够全面评价航天复杂产品研发系统中各环节项目的效益，有效把握项目管理的柔性水平和项目决策的关键因素，有力推动航天技术的革新与转化。

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Astronauticpre-researchprojectdecisionresearchbasedonthestrategicbenefitframework

JIANG Peng1,HAN Xu1,LIU Yan1,LI Wen-qiang1,MOU Hui2,CHEN Xiang-dong2

(1.Technical Development Department,China Academy of Launch Vehicle Technology,Beijing 100076,China； 2.College of Economics and Management,Beihang University,Beijing 100191,China)

According to the defined variable-strategic benefit,which consists of two kinds of benefit (economic and social) and three strategic target dimensions (national,social and enterprise),this paper establishes a new framework of the three-stage dynamic evolution of the strategic benefit.Based on this framework,considering the uncertain risks and the flexible strategic management level of the astronautic pre-research projects,this paper constructs an three-dimensional matrix of “strategic benefit-uncertain risk-flexible strategic management level” and a corresponding subjective decision mechanism.As a reference,the executives can management the whole astronautic complex product R&D system scientifically,efficiently and successfully.

astronautic complex product R&D project;astronautic pre-research project;strategic benefit;project decision

2017-06-02

国家自然科学基金(项目编号：71271017，71471010)

姜 鹏(1985-)，男，山西大同人，工程师，主要研究方向：自动化和技术创新，E-mail:yerenbaobao@163.com。

2095-1248(2017)05-0068-08

F272

A

10.3969/j.issn.2095-1248.2017.05.010

(责任编辑：刘划 英文审校：靖可)