面向商用飞机的成本工程实施分析
2019-09-20张诚宋杨
张诚 宋杨
【摘要】本文研究了商用飞机在面向设计的成本工程中的实施方法,包括过程保障流程,组织建设与职责划分,涵盖人员和工具的能力建设,提出商用飞机成本工程实施思路与建议。
【关键词】商用飞机 成本工程 实施分析
引言
商用飞机项目是典型的大型复杂系统项目,具有项目周期长、资金投入大、系统复杂性高的特点。从项目目标角度来说,一个成功的商用飞机项目不仅需要在满足适航规章要求的前提下取得技术成功,还需要能够为制造商和用户带来经济利润取得最终的商业成功。然而民机研制周期长,涉及约百万个零部件,供应商数量庞大,项目经费管控困难。在国际民用航空市场,预算与进度问题同样非常明显,波音公司延迟两年交付B787,预算超出25亿美元。空客公司在A380项目上同样延迟交付两年,预算超出20亿欧元。
与商用飞机项目类似,NASA组织的大型工程项目几乎无一例外面临着预算超额和交付延期的问题,给政府和大型企业带来了巨大的财政压力。在民用飞机的概念设计阶段,人工与费用投入虽不高,但已在飞机成本中占比65%。初步设计结束时,85%的成本已基本锁定,而构型冻结后的设计更改代价则更为巨大。因此在项目前期开展经济性设计是极为必要的。
以NASA为代表的主制造商认为,将项目带入困境的主要原因有三点。首先,在项目实施之前,对于项目的技术风险和项目风险认知不足;其次,没有可靠的对项目的耗费进行估算;最后,在项目执行中,预算分配计划表不能覆盖项目实际每年产生的费用,导致预算失控[1]。项目的经济性控制重点在在项目中推动成本评估与分析(Cost Estimation and Analysis,CEA),为了解决项目的成本评估,需要聚焦人员、工具、组织和过程保证,大量成本工程的工作亟待研究。
1 成本评估过程保障
面向设计的成本(Design-To-Cost,DTC)任务通常由已经存在的组织负责。但是,已有的航空分包商可以小范围调整组织责任,来确保文化同化和DTC活动举办成功。参考图1中的传统组织章节,标记新增的和DTC相关的功能[2]。
DTC的方法如上图所示,主要活动如下:
1.1 DTC目标
DTC目标可以分解为面向单位产品成本目标和面向运营和支持目标。
面向单位产品成本目标被定义为政府在货币、批量和生产率中规定的成本,等同于新飞机成本。采购方需要指定允许的增长率和程序,学习曲线,以及产品进度。这些目标在工程开发期间,需要被明确或可靠的预计。
1.2 可承受性分析:
采购方决定了航空系统的功能价值和使用参数化全寿命周期成本模型或运营研究技术的任意功能的功能价值。采购方的成本分析团队通过相似机型和相同软硬件功能数据评估项目本身的成本。采购方针对基线架构建立初始化的系统级产品和运营支持成本目标。与可调整的设计值相关的成本估计范围将赋予分包商谈判的灵活性。
选定的分包商通常基于初始基线,开展其生产和运营支持估计,将采购方的顶层成本目标,依据WBS分配至更低层级的成本目标。分包商的目标是困难的,但是可达成的。分包商也会提供一个DTC方案给采购方,描述其DTC组织、评估方法、项目设计和假设、预期的成本权衡研究及报告程序。
1.3 成本权衡研究
DTC过程的核心是按照建立的优先级,由采购方和分包商做权衡的研究和记录。成本权衡研究的目的是基于统一的基础,在可接受的性能范围内,比较不同的设计和制造过程。记录是一项要求,在本文后面将提到。
权衡研究有两个目标:(1)界定设计和生产选择在最低的单位产品成本下,符合最小性能需求,(2)针对相同的设计和过程,要求最低的产品运营与支持成本。参数化的成本估计方法是较为有效的方式,因为需要权衡的技术参数也是成本模型的输入。
1.4 制定管理决策
DTC项目的最终目标是基于有逻辑和可审计的认真记录的估计结果,产生一系列明确、客观的决策。周期的DTC报告将建立重要的审计追溯。
DTC的目标一般为大型研发项目建立,起始于概念声明阶段。一个DTC的主要目标是成本、性能和进度的适当平衡。
2 成本评估的组织建设
成本评估团队的组织责任便是和一个成功的DTC项目相关的确定任务,可以被每一个航空分包商进行功能分解,如下:
3成本评估的能力建设
CEA改进行动将聚焦人员、工具。
3.1人员
任何活动中最重要的资源是参与的人员。为了成功,人员必须胜任、进取和具有其它资源(工具、金钱等)以完成工作。目前国内外普遍缺乏具有适当技能的成本分析人员。因此,关注“人员”要素对于CEA改进行动最为重要。
充足的补偿是真正的激励因素,但众所周知,当决定投身公共部门工作时,个人期望获得的酬劳将受到限制。因此,需要有其它激励因素使得雇员在政府中获得职业发展。考虑到在CEA领域工作的人,比如,对于成为具有明确职业发展机会的有价值的雇员的期待是一个有利因素。事实上,当系统开发活动需要多种专业准则以实施项目时,活动需要CEA,但CEA并不像其它领域那样被认作准则(如工程准则)。行动的主要目的是帮助建立CEA专业准则并被认可,为投身此领域的个人创造通向高层级职位的成长途径和机会。
此外,可对CEA相关大学课程的开发进行投入。在经济压力环境下,持续推进降低成本,建立“更快、更好、更便宜”的系统,毕业的工程师没有建立设计的系统花费多少成本的概念。课程设计将以向大学工程类学生介绍成本分析为目标,提供给任何希望在该方面改善其工程课程的工程院校。如果没有合适的选择,目前可以在本科层级的课程开发中增加CEA主题的内容[3]。
3.2工具
为了能够开展响应的、可靠的对将来任务的质量成本估计,包括为达成任务目标,新技术和创新方法或概念的应用,应不断改进成本模型和分析工具。当前开发识别的能力之一是系统开发成本模型和运营成本模型。整合空间运营成本模型(内部开发模型)和其它几个商业模型,诸如NASA/空军成本模型和价格成本模型。
CEA团队应在不久的将来,定下要求“全面成本”估计的目标,估计包括人力、总体,行政成本、设施和项目成本。估计人力成本的模型可与其它方法论一起开发以满足要求,估计项目的全面成本。此外还应整合的财务管理系统,以协助为CEA准则提供全面成本账目数据以进行全面成本估计。同样,要求模型更为准确确认新系统开发过程的成本影响,诸如“更快、更好、更便宜”。
4总结
面向定费用设计的成本工程的实施,需要专业的人员,在经济压力环境下,应与高校和相应的专业机构合作,开展成本工程的培训。在项目中持续推进降低成本,提出“建立更快、更好、更便宜的系统“的口号,通过对工程技术人员进行成本估计与分析的培训,使得毕业的工程师建立设计的系统花费多少成本的概念。其次,要有专业的工具。通过改进成本模型和分析工具,建立系统开发成本模型和运營成本模型,为项目开发提供成本估计与分析的核心能力。再次,建立独立的组织。通过设置推动成本估计和分析工作的独立组织,可以提供新项目的独立经济性评估,向项目负责人独立提供项目批准相关的报告和建议。最后,建立质量可控的过程。通过建立成本评估的准则标准,保证CEA过程统一并符合最佳商业实践,给项目提供及时、准确的成本估计。成本分析师持续参与项目过程,包含在系统开发、运营和处置的全面成本估计中,为公司产生最大价值。
参考文献:
[1]钱斐斐,宋杨,面向全寿命周期成本的民用飞机定费用设计 (DTLCC)方法研究. Value Engineering,2017(8): 3.
[2]NASA. NASA system engineering handbook, NASA/SP-2007-6105[R]. Washington D. C. : NASA, 2007.