一种用于空间应用效益评估的价值网络模型研究

赵 滟，徐广玉，徐熙阳，张 璋，姜思宇，徐迩铱，蒲洪波

（中国航天系统科学与工程研究院，北京100048）

1 引言

任何项目的实施决策都需要回答一个关键问题：项目的实施是否为其利益相关者创造了价值？这就需要对每一个利益相关者的价值和成本进行定义，并从利益相关者的角度对项目的价值和成本进行评估。空间探索项目具有利益相关者众多、高新技术密集、投入高、周期长、风险大的特点。NASA的系统工程过程与需求手册中要求将利益相关者分析作为需求定义阶段的第一项工作，以便于更好地生成和定义用例、场景、运行方案和利益相关者的期望［1］。NASA系统工程手册中提出：明确利益相关者是系统工程引擎的初始流程，这个流程的主要目的是确认谁是利益相关者，以及准备如何使用产品［2］。

尽管各界对空间探索项目重大战略意义的认知较为一致，但在如何评价空间探索项目的价值上仍存在分歧。国内外对载人航天的价值也一直存在争议，美国诺贝尔物理学奖获得者Steven Weinberg长期以来对美国载人航天项目持批评态度，质疑国际空间站在科学发现方面的有用性。另一方面，美国航天界强烈支持NASA的载人航天项目，认为人类为避免由于全球变暖、核战争、不确定性的重大灾害而毁灭是实施载人航天将人类生存空间拓展到地球以外的首要原因。同时实施载人航天项目还产生了大量的“溢出”效益，最为重要的价值在于对人类精神的影响，1968年阿波罗登月任务的成功将人类的探索精神提升到了一个前所未有的高度。产生上述分歧的根本原因在于：1）利益相关者的立场与分析问题的角度不同；2）仍然缺乏有效的评价空间应用效益与价值的框架与方法。

通过文献萃取和阅读发现，目前国内鲜有空间项目利益相关者方面的研究，国外的相关研究具有一定的参考价值但不适用于我国空间项目。如罗克韦尔航空航天公司在1989年提出了空间探索项目的四类利益相关者，包括顶层决策者、极重要的部门、非常重要的部门、重要部门［3］；Pinto（2009）按照航天产品的寿命周期，提出了项目阶段、应用阶段和处置阶段不同的利益相关者［4］。

2016年5月，习近平在科技三会中提出要推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展。从国家的相关指示和规划来看，空间应用与国防安全、经济发展、社会效益、科技创新各个方面都存在着密不可分的联系，有必要尽早开展空间应用综合效益定性与定量相结合的评估技术研究，支持我国载人航天应用技术的可持续发展。因此，本文将基于利益相关者的角度，通过对我国空间应用效益利益相关者的梳理，厘清价值流上下游的关系，构建空间应用效益的价值网络模型，以近地轨道空间站项目为对象，应用有效的评估程序和技术，对价值网络模型进行验证和完善，为建立以效益价值为中心的空间探索项目决策提供参考和依据。

2 基于三阶地图的利益相关者识别和分类

2.1 利益相关者的界定

国内外相关学者对利益相关者界定的研究成果较为丰富。如Freeman在《战略管理：利益相关者方法》［5］中认为广义的利益相关者指任何受组织目标影响或影响组织目标的团体或个人；狭义的定义指那些组织为了实现其目标必须依赖的人。罗克韦尔航空航天公司认为利益相关者是指那些从项目中得到最多或失去最多、并且对于项目决策具有最大影响力的人或团体［3］。还有学者提出了利益相关者界定的标准和具备的影响力［6⁃7］。 Bruce G 在运用价值网络模型研究 NASA太空探索活动中，认为利益相关者是指能够对组织产生影响，同时又从组织产出中有所收获的群体［8］。 国内学者贾生华、陈宏辉［9］认为，利益相关者是指在企业中进行了一定的专用性投资，并承担了一定风险的个体和群体。

上述对于利益相关者内涵的定义具备几个共性：1）利益相关者以直接影响关系为主，有限度包含间接影响关系群体；2）利益相关者与企业／工程项目之间的影响关系是双向的，既包括利益相关者施加的主动影响，又包括接收的被动影响。

本文根据国内外有关利益相关者的理论、规章制度和NASA手册有关论述，将空间应用利益相关者定义为与空间应用项目有利害关系、能对空间应用项目施加影响或被影响的群体。

2.2 利益相关者识别

在宏观国家层面，党中央、国务院、中央军委均提出航天是深化军民融合的重点领域，与国防安全、经济社会发展、科技进步关系紧密。在中观产业层面，《中国的航天（2016）》提出航天发展宗旨是：探索外层空间，扩展对地球和宇宙的认识；和平利用外层空间，促进人类文明和社会进步，造福全人类；满足经济建设、科技发展、国家安全和社会进步等方面的需求，提高全民科学文化素质，维护国家权益，增强综合国力。因此，空间应用与政府公共建设部门、用户、商业企业、消费者具备直接联系。在微观项目层面，《中国制造2025》提出建设“高端装备创新工程”，空间应用与制造企业、研发机构紧密相连。

因此，从国家整体、中观产业、微观个体三个层面识别我国空间应用项目的利益相关者及其相关内涵，初步确定了11类利益相关者群体，如表1所示。

2.3 利益相关者的分类

从宏观来看，空间应用利益相关者之间价值流传递可以概括为从政策制定者向空间应用产品提供者投资并颁布政策予以指导；空间应用产品的提供者接收处理卫星数据、利用太空环境等生产产品，并向空间应用产品使用者传递；空间应用产品使用者通过分析数据得出知识成果、开发产品，投放进市场。公众获取知识、使用产品，提升生活水平，支持政策制定者，并最终完成价值流的闭环，形成空间应用效益利益相关者初始层地图，如图1所示。

图1 空间应用效益利益相关者初始层地图Fig．1 Map of low⁃level stakeholders in space applica⁃tions

表1 空间应用效益利益相关者Table 1 Stakeholders of space applications

根据各利益相关者的职能确定其在初始层地图中的位置，部分利益相关者因为具备多重角色，因此跨越了地图中的多个版块。例如军队向空间应用项目投资，同时既是一些空间应用产品的提供者，也是部分空间应用产品的使用者。在中间层地图中，简化了每个利益相关者的角色，以清晰反映各利益相关者的功能，是后续梳理价值流、建立价值网络模型的主要参考依据。在高阶层地图中则描述了更为具体的利益相关者，展示了利益相关者之间的聚类和层次关系，如图2所示。虽然分解到这一详细程度的利益相关者没有在后续分析中使用，但是有助于更精准地理解空间应用项目中利益相关者的内在关系。

图2 空间应用效益利益相关者中层和高阶层地图Fig．2 Map of middle and high⁃level stakeholders in space applications

3 空间应用效益的价值网络模型构建

3.1 利益相关者特征描述分析框架的搭建

采用利益相关者特征描述分析框架，结合已经选择出的利益相关者群体，通过文献分析和定性访谈准确识别每一个利益相关者的兴趣、目标，最终形成利益相关者的目标树（以政府为例，如图3所示）。目标树主要包括利益相关者的角色、目的、需求、输入四部分内容。其中，角色指利益相关者发挥的作用、扮演的角色等，是在项目中承担的首要职能；目的是指利益相关者想要达到的目标；需求是指利益相关者为实现目标所需要的资源；输入是指利益相关者从其他利益相关者处获取的资源等输入。这一分析框架较为直观地罗列出每一个利益相关者的角色、目标、需求，展现每一个利益相关者从其他利益相关者获取的输入，从而为形成价值流和构建网络模型奠定基础。

3.2 利益相关者视角下空间应用效益的价值识别

识别出利益相关者的目标、需求及输入后，采用To⁃By⁃Using模型，明确每一个利益相关者的目的、需求、输入和输出，即识别出每一个利益相关者的价值。理论上讲，在利益相关者特征描述分析框架中所展现的所有输入，能够构成利益相关者模型中的所有交互关系，每一个利益相关者的输入，都是前一个利益相关者的产出。

To⁃By⁃Using 模型中，To 表示利益相关者的目标；By表示为其他利益相关者提供的产出，即为实现目标而需要的过程及产出的清单；Using表示利益相关者为实现产出而需要的投入，即利益相关者需要的资源和投入等［10］。以政府这一利益相关者为例建立输入—输出图表，即利益相关者的目标树，如图4所示。

图3 政府的利益相关者特征描述分析框架Fig．3 Analytical framework for characteristics of government’s stakeholders

图4 政府的利益相关者目标树Fig．4 Target tree of stakeholders for the government

根据已构建的利益相关者目标树，将所有利益相关者的价值传递关系按照第2层利益相关者地图的方式联接起来，就得到了利益相关者价值网络，其中价值流指的是一个利益相关者的输入⁃输出关系，分为政策、资金、知识、产品与服务、就业／公共利益5大类；价值链指的是一串价值流之间的联接关系；价值环则指的是起点和终点为同一利益相关者的价值链。

以空间应用效益利益相关者的资金流为例（图5），联结各利益相关者之间的资金关系，最终汇成空间应用效益利益相关者的价值网络模型，如图6所示。

图5 空间应用效益利益相关者资金流价值网络模型Fig．5 Model of monetary flow network for stake⁃holders in space application

图6 空间应用效益利益相关者价值网络模型Fig．6 Model of value flow network for stakeholders in space application

4 空间应用效益价值网络的定量分析方法

空间应用效益价值网络模型的构建实现了对利益相关者之间利益传递和影响的全景展现，但缺少对价值网络中价值流的定量描述，决策者无法从模型中得到价值路径的优先级，也就无法对效益进行准确度量。因此，参考借鉴国内外相关利益相关者的度量方法，考虑到利益相关者的数量和价值网络模型的复杂程度，选取卡诺模型实现对价值网络模型中价值流路径的定量计算［8］。

4.1 卡诺模型方法介绍

卡诺模型是用来定义顾客对其付出代价所获得的产品和满意度的评价。在应用卡诺模型计算价值流时，将在价值网络中的利益相关者视为顾客，将价值流的输入部分视为顾客需求，前一阶段的输入会生成输出，成为下一阶段利益相关者的输入，利益相关者输入的满意度会直接显示上一阶段的产出效果并影响本阶段的产出。因此，通过计算价值网络中各个价值流上利益相关者对提供输入的满意度来评定其效益，并对效益的大小进行排序，评定价值网络内各价值流的优先级。

4.2 卡诺模型的应用步骤

1）价值流必要性分析

卡诺模型通过对利益相关者需求的正反两方面调查从而识别出该需求的必要性。通过卡诺模型的调查，针对正向和反向两方面问题的提问，引导得出参与调查人员对于利益相关者需求被满足时的满足程度和需求未被满足时的遗憾程度，如您认为政府满足航天管理机构的经费需求时的态度和不满足时的态度；然后将被调查者的两个问题的答案放入卡诺模型的评估表中，确认消费者的需求类型，如表2所示。为了使回答更准确科学地应用，卡诺模型对A到E五个答案设定了不同的比例值，其中A为0.11，E为0.98，依次确定B为0.19、C为0.33、D为0.57，每个选项数值的递增均为等比值 1.7［8］。

表2 价值流必要性分析调查表Table 2 Questionnaire for necessity of value flow

2）价值流重要性分析

在确定了价值流输入输出的必要性后，同时要对不同渠道获取该资源的重要性进行评价。例如，假设已经明确了资金对于航天管理机构来说是必要的，资金获取可以从政府获得，也可以从军队获得，有多种渠道。此时，我们需要判断不同渠道的重要性。问题类似“如果你要满足获取资金的需求，你认为政府（资源、渠道）在这个过程中的重要性如何？”同样在5个答案中，用0.11～0.98作为不同答案的转换值［8］，如表3所示。

表3 价值流重要性分析问题栏Table 3 Questionnaire for significance of value flow

3）价值流数值的确定

将对价值流必要性和资源重要性的答案填入卡诺模型调查取值查询表，得到每条价值流的数值，如表4。在利益相关者地图中涉及到的每一条价值流都应该通过两方面属性的调查，从而确定价值流的得分数值。一般来说，要根据价值流的复杂程度选择合适的调查人数及范围。

表4 卡诺模型调查取值查询表Table 4 Query table for value flow scores of Kano model

例如，在航天生产制造企业—公众—政府—航天生产制造企业这个价值环内（如表4阴影部分），通过调查认为航天生产制造企业对公众的价值是0.18，公众对政府机构的价值是0.56，政府对航天生产制造企业的价值是0.96，此价值环的价值总额为0.18×0.56×0.96＝0.0968。依此类推，根据项目所涉及的价值流情况，计算各条价值流的值，选出排序较为靠前的即为相对重要的价值流。

在整理利益相关者的调查统计结果后，选取领域内10～20名权威专家对调查结果进行访谈，验证调查结果与实际情况的相符程度。将定性的专家访谈及定量的数据分析结果进行整合，确定价值流价值的最终排序结果。

5 近地轨道空间站的空间应用效益价值网络分析

5.1 调查和数据获取

应用空间应用效益的价值网络模型对近地轨道空间站项目进行效益分析。其中，政府、军队、科研机构、公众、媒体等利益相关者的角色未产生变化，但依据空间站建设的进程，这些利益相关者所体现的职能会有一定程度的增强或减弱。

根据已经形成的价值网络，结合前期设计的调查问卷，选取11个利益相关者群体同时对空间站项目进行问卷调查。调查主要采用召开课题研讨会、一对一交流等方式进行，通过网络回收、邮寄、现场回收等途径收集填好的问卷。截至统计时，课题组共回收问卷137份，涉及到国防科工局、发改委、中央军委科技委、航天科技集团、航天科技五院载人航天总体部、中国科学院、北京航空航天大学、中国航天报等40余家相关单位。通过信度和效度检验，对有效问卷的专家打分结果以每人非等权的群决策控制方式（对被调查者所在的利益相关者群体的答案赋予更高的权重），采用加权几何平均的结果集结方法，测算得到各利益相关者之间各种关系的权值。将权值带入到基于Matlab的网络模型中进行计算。

5.2 实证结果分析

经测算，近地轨道空间站项目的59557条价值环均得到了取值。参考相关研究成果，以及价值环取值在得分区间所占比重，选择其中4236条取值大于0.01的价值环进行分析。对存在类似关系、非直接因果关系或多个领域交叉的价值环进行筛选后得到358个价值环。通过与专家的访谈，最终确定排名在前30位的价值环进行重点分析，得到三方面的分析结果。如表5所示，其中，载人航天工程办公室简写为管理机构、航天生产制造企业简写为生产企业、空间应用商业企业简写为空间企业、空间应用产品简写为产品、国际合作伙伴简写为伙伴、高技术工作人员简写为人才。

1）从各价值环的排序结果来看，政府和载人航天工程办公室之间形成的资金支持、政策导向价值环分值最高，与课题前期的研究成果相一致。近地轨道空间站尚处于研制阶段，政府的资金支持是项目得以延续最重要的资金保障。同时，6号价值环，公众对政府的观点和支持会直接影响政府对科研机构的投入、科研机构与载人航天工程办公室的项目合作，该价值环的价值排名较高，表明空间站项目中，公众的态度和反映会影响政府决策进而影响资金投向。空间站项目尚处于建设阶段，运营后可能产生的经济效益暂不可估量，但我国完全独立建设的空间站一旦建成并投入使用，公众的民族自信心和自豪感以及将产生的国际影响力是可以预见的。因此，各价值环的排序结果不仅说明空间站项目的建设是国家整体意志的体现，同时也将为民族团结、人类进步带来更深远的影响。

2）从各利益相关者的出现频率来看，在排名前30的价值环中，各利益相关者合计出现109次，如表6所示。其中，载人航天工程办公室作为管理机构在价值环的始终和总计中出现次数均为最多；政府引领的价值环仅较管理机构少一条；航天生产制造企业、空间应用商业企业和科研机构引领了3～4条价值环。因此，上述五个利益相关者群体是在空间站项目中起主要作用的利益方。

表5 排名前30的价值环列表Table 5 The top 30 value loops

3）从利益相关者之间的关系属性来看，主要围绕资金流、政策流和技术服务流，涉及到资金、发展规划、分担成本、项目合作、发射和宇航服务、政策导向等方面，与空间站在研制建设阶段的资源需求相符合。目前，空间站项目的大部分资金来源于国家支持，相关的关键技术逐步攻克，核心零部件实现全部国产化，稳定的资金支持、有利的政策导向、核心技术的突破创新都是空间站在现阶段所需的必要资源。因此，上述关系属性不仅说明了空间站现阶段的资源需求，更为其政治和科学方面的效益分析奠定基础。

综上所述，基于空间应用效益价值网络对空间站项目的效益分析，分析结果与项目运行情况符合；同时，从价值排名靠前的价值环中提取得到的公众支持等信息也验证了载人航天项目的社会效益。载人航天工程是当今世界高新技术发展水平的集中展示，是衡量一个国家综合国力的重要标志。实施载人航天与深空探测，对支撑航天强国建设以及科技强国和制造强国建设具有重大意义。而在现阶段起主要作用的政府、载人航天工程办公室、航天生产制造企业、科研机构、空间应用商业企业应在空间站的研制和运行中发挥更大的作用，在资金、技术、配套生产等方面保障空间站项目的实施。

表6 利益相关者出现次数统计Table 6 Occurrences statistics of stakeholders

6 结语

基于价值网络模型的空间应用效益评估可以识别出不同项目背景下的价值流优先等级排序，为项目实施和进一步推广提供参考依据。随着我国载人航天技术的深度推进，空间应用效益愈加成为公众的关注焦点。而空间探索项目的高技术和高投入门槛意味着任何重大空间探索项目作为国家的重大决策不仅要考虑技术可行性和经济可承受性，同时也要考虑空间探索项目及其应用所创造的效益和价值，从而使空间探索项目具有更加全面、科学、客观的决策依据。基于卡诺模型的空间应用价值网络分析方法，充分集成了定性与定量相结合的评估技术优势，科学分析利益相关者的需求或关切的价值收益，通过价值的流动方向、主要利益相关者的识别等方面，为有效支持我国载人航天应用技术的可持续发展提供参考和借鉴。

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