自动化码头系统研发项目技术风险的管理

胡旻晖

摘 要：ECS系统是新一代自动化集装箱码头的核心设备控制系统，直接决定了集装箱码头的自动化率与作业效率。然而。作为一个复杂系统，ECS系统研发项目的技术风险管理目前缺乏有效的和针对性的管理，可能造成整个自动化集装箱码头无法验收和按时投入运营，给港方带来了重大的损失。本文通过应用FMEA方法对项目研发过程中的技术风险进行分析评估，建立了在项目进行过程中的各阶段多次对风险进行分析评估的模式，并制定了风险策略量化标准。

关键词：系统研发；技术风险管理；FMEA方法

中图分类号：TP311.92 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0225-02

1 引言

近几十年来，世界货物进出口量大约以年增长率为70%的速度增长，而世界海运贸易量占世界贸易总量的三分之二。海运较各运输方式有着成本低、运量大的特点，有着不可替代的作用。随着世界标准化体系的进一步加深，港口集装箱起重机制造水平的不断提高，集装箱运输已成为现代化的运输方式，海运集装箱化发展是不可阻挡的趋势，世界各大主要港口集装箱码头纷纷添置或换代最新最大岸桥，以适应不断打破运载量世界纪录的集装箱轮。

集装箱船舶运载能力的最大化以及靠港时间的最小化正逐渐成为世界各个集装箱班轮公司共同的指标，为了满足这两个需求，集装箱码头需要不断提高其装卸作业水平。面对如此发展趋势，传统码头需要配备大量人力资源、集卡以及堆场资源，受到人工成本上涨、用工不稳定、以及环保、资源等刚性约束越来越大，这将导致营运成本的增加，同时也加大了管理难度。因此，在工业4.0的时代背景下，自动化集装箱码头将成为行业发展的必然趋势。

2 现状

自动化码头行业的竞争就是技术力量的竞争，随着各项技术变迁的日新月异，产品研发的技术不确定性不断加大。特别是在ECS系统（Equipment Control System）中，本身结构就特别复杂，包括了各种软件层面、硬件层面、控制层面的子系统，这些子系统间有着复杂的交互流程。这些子系统的创新过程将直接影响到ECS系统最终的稳定性，也增加了风险发生的概率。这些风险的存在都将一定程度上影响了ECS系统甚至是整个自动化集装箱码头项目的成败。

根据过往项目的经验，我们遇到了如下几个问题急需解决：

（1）风险识别不够全面；（2）项目资源不够，无法对所有风险进行控制并制定策略；（3）每一个风险有多个应对策略，项目组无法科学合理的选择。

3 风险管理模型

为了能够确保ECS系统能够在有限的项目周期内以及有限的资源配置下顺利交付，项目管理团队有必要对项目研发的全周期进行技术风险管理。

失效模式与影响分析法（FMEA：Failure mode and effects analysis）起源于20世纪50年代，是一个成熟的风险分析模型，是一种预防为主的风险分析工具，特别是在各类硬件系统的设计项目中被广泛应用。在新一代自动化集装箱码头ECS系统研发项目中，我们采用FMEA进行技术风险管理的模型，这样的一个模型确保了项目的正常实施并顺利交付，可以成为将来ECS系统研发项目的标准风险管理模型。

一个复杂的ECS系统研发过程有如下几个阶段：设计阶段、制造阶段、测试阶段、交付阶段以及运营阶段。每个阶段所面临的技术风险是不尽相同的，而同一个技术风险在不同阶段所造成的影响也是各不相同，那么我们需要有一套科学严谨的方法来对项目全周期的技术风险进行识别与管理，那么不同阶段都需要对风险进行识别、分析、控制。如图1是ECS系统研发项目技术风险管理FMEA步骤。

4 组建FMEA管理团队

FMEA管理团队的组建是项目风险管理的基础，也是实施FEMA管控的必要前提。ECS系统研发项目技术风险的管理不是项目经理一个人完成，而是由项目经理领导下的专业项目团队的成员完成的，在必要的时候还需借助项目组外的资源来完成重要风险的识别、评估工作。需要注意的是，该FEMA模型的项目管理里团队的人员构成不是一成不变的，是根据不同项目阶段的人力资源需求而动态调整的。FMEA管理团队的组建是为了能够更全面、更专业地识别技术风险。

5 建立风险评价体系

FMEA风险评价体系主要是对已识别的技术风险进行可能性、严重度、可控性等三项指标进行量化评分后，计算得到RPN值，再根据RPN值进行风险控制策略優先级定义。

6 风险的排序

在对项目进行WBS分解后，项目管理团队需要召开多次的全体会议、专家会议或者小组会议，可以应用头脑风暴法或专家分析法对每个工作包列举潜在的技术风险。在项目的每一阶段或者节点，项目组都需要召开风险会议，对当时的已出现的技术风险进行分析控制，并对后续阶段可能发生的新风险进行识别。

在项目进行的每一阶段，项目管理团队需要对识别出来的每一项风险进行RPN排序，并归类到不同的WBS工作包中，以确定需要重点关注的WBS工作包。表1是某项目在设计阶段根据已识别的风险进行RPN计算后整理的前十大高风险工作包，表中第一位的是工作包4D3，项目团队识别出该工作包可能面临的各项技术风险评分都比较高，分值大于400的更是有2个风险项。

7 风险策略的选择

当RPN指标计算得到后，FEMA小组需要对各失效模式进行排序，以确定优先处理的风险项，但在制订风险策略的过程中，会有各种难易程度的不同的处理策略，处理策略也有参差好坏，这就需要对处理策略也进行评价，以获得最优策略。

在自动化码头系统研发项目中，项目团队建立了对风险策略进行量化评估的模型，对每一项策略在技术储备状态、技术创新程度、技术原理复杂性、技术可参考性、技术生命力、标准化程度等多方面进行评分，将这些子项的评分结果累加后获得风险策略评分。表2是技术人员对4D301风险进行的应对策略评估表，分别制定了4D301-1、4D301-2、4D301-3三条风险应对策略。经过技术小组对不同风险控制策略进行量化评分后，显而易见4D301-3策略是最佳策略，可提前部署该策略来应对4D301风险失效的情况。

8 风险的阶段性控制与再分析

在项目的开展过程中，从设计、制造测试、交付运营等各阶段过程中，每个风险的RPN值是不尽相同的，有些在设计阶段识别出的高RPN风险在经过一定的风险应对策略后，风险值已经不那么高了，那么在后续项目阶段中这个风险就可能没有必要再被项目组或技术人员重视了，也可以认为这个风险已经被控制住了；而有些风险可能是在项目到了测试阶段才被识别出来的。所以项目管理团队需要对每个风险进行全过程的分析评价，并在不同的项目阶段重新对已识别的项目技术风险进行排序并制定相应的应对策略，如表3。

在风险的阶段性控制与再分析模式下，每一条识别出的风险都获得了各个阶段合理的RPN评分和排名，这为项目风险管理团队在项目全过程的风险管理中提供了可靠依据，为后续的风险控制策略指定指明了方向。

9 结语

以FMEA方法为基础进行改造优化后的适用于ECS系统研发项目技术风险管理的模型与其他传统的项目风险管理方法相比具有简单易操作、项目全周期控制、全员参与、风险动态控制等特点。该模型提供了一套完整有序的工作流程以及系统可靠的分析方法，可以最大限度的识别技术风险，并随着项目的进行不断地优化调整，对于已识别的所有失效模式进行分析、评估和排序，从而确定需要预防和改善的风险优先级，使得在有限的项目资源条件下最大限度的控制技术风险的发生。在对于需要优先控制的失效模式，可以根据模型要求将多个风险控制策略进行量化评分，选用较优的风险控制策略。