基于CM2的变更影响评估过程研究

孙泽鹏

(中航通飞研究院有限公司，广东 珠海 519040)

0 引 言

工程变更(Engineering Change,EC)是飞机构型管理活动四要素中最重要组成部分，而变更影响评估活动是保证高效率实施工程变更的先决条件。按照CM2的原则，变更评审委员会（Change Review Board，CRB）在进行商业决策时需要对产品的变更进行技术决策，决策者必须了解所有影响和成本因素[1]。创建变更请求（ECR）标志着企业启动企业变更评估（Enterprise Change Assessment，ECA）流程，为作出有效商业决定提所需的清晰信息。

变更评估实际上不仅仅涉及变更的技术影响，成本、进度和支持是在协调和评估ECR期间必须仔细评估的其他影响领域[2]。通常，成本变化不是问题，因为基本上所有的改变都是针对符合产品规格的。重要的是确保变更请求包括变更的全部成本影响，包括产品的运营和支持成本的变更，并且在提交变更委员会或变更批准机构之前，作为变更审查的一部分，已经对所有成本进行了充分的分析和评估。

1 工程变更影响分析

1.1 产品研发和ECA活动参与人

如图1所示，CMII产品开发模型是四层九步开发流程的形象表达，其左侧是文件的形成过程，右侧是物理样机的构建过程。尽管研发活动的产出物就是被细化的文件，但物理样机的构建也是研发工作[1]。模型的右侧是物理样机的构建过程，这也是研发活动而非生产活动，因为其目的是核验下游需求对上游需求的一致性。每个活动都是为了核验左侧对应活动发布的需求文件是否得到了满足，若发现不一致的现象，则必须采取纠正措施。而研发活动的产出物就是这些被细化的需求文件。变更活动贯穿于始终，企业变更评估和建议工作，由变更专家协调受变更影响的最高阶的文档创建者，最终企业变更评估建议是通过变更负责人与受变更影响的创建者和使用者讨论得出，这不仅涉及左侧的系统工程师，也包括右侧的试验工程师和制造工程师，但需要在最后一步进行统计分析，确定变更成本对产品成本的影响。整个过程中发生的所有纠正措施和费用都需要分析整理。

图1 产品开发模型

1.2 产品的工程要素及组织关系

创建结构化物料清单(BOM)和识别实物部件之间的父-子关系，代表的是一种纵向的关联关系。主要文档与主要部件相关联，次要部件和次要文档与主要文档相关联，这是一种横向的关联关系（见图2）。这里的主要部件和次要部件主要主要指产品和制造产品所需的辅助部件。当变更需要再识别一个或多个实物部件时，修改文档(数据)的成本就会更高。再识别过程中修改文档(数据)的成本因企业不同而不同，并受到多个因素的影响。这些因素包括实物部件和关联的文档(数据)是如何被标识、结构化的，以及各种要素是如何关联的。

图2 主要部件与次要部件以及相关文档关系

1.3 变更的传播

变更评审委员会在获取所有受影响要素以后才会做出商业决策。变更问题往往是针对产品的部分数据，比如说一个零部件。由于产品数据是一个整体的概念，各个组成部分有着紧密的联系，局部的改动可能会引起其他相关部分的改动，所以需要分析变更的影响。变更可以由顶层向下或由下向上传播，例如需求的变更会引起部件的设计变化，零件工艺方法的变更会引起客户需求的变更。也可以横向传播，存在相互接口的部件，都可能受到影响，所以要准确识别接口，控制接口的变更，减少传播范围。由此可知，变更的传播是网状的，需要逐一识别和判断受影响的文档和部件。

产品出现问题后，需识别出问题部件和相关问题文档，通过关联关系找寻到所有相关部件以及文档。关联矩阵可以是三角形（见图3）或一个方阵，其中的行和列都有相同的基本组成部分。从第一个初始部件开始确定受影响的所有部件，所有部件都必须进行分析，以了解是否有联系。如果两个部件有联系，则为相关部件。

初始部件a1直接影响对应：a1 →a5；间接影 响 部件：a5 →a3 →a4。通过以上方式可以确定工程变更受影响的部件或文档，为变更成本的统计提供基础。

图3 变更影响部件的识别和判断

1.4 部件再识别的成本因素

通常，成本变化不是问题，因为基本上所有的改变都是针对符合产品规格的。但是在满足产品设计、制造需求和测试和取证需求以及交付合同需求的同时，降低成本是一个关键因素。在评估一个变更方式时，必须研究库存中的剩余部件和在制品，分析这些部件是否可以继续使用在其他产品上或可以补充加工符合新的构型，补充加工带来的费用相对于新制一个部件的费用是否要少。若为新制部件，应考虑旧件报废所发生的采购成本、库存成本、已发生的制造成本。新件所需的设计费用、制造所需的工装、夹具或试验设备的采购、制造、调试等费用。同时还需要考虑客户运行支持的备件更换，手册变更费用等。

为节约成本，降低新产品开发的成本，能够保证产品的持续满足客户是至关重要的。有效地重复使用分析可以帮助企业减少重复设计，节约设计资源和成本，减少重复性设计，提高设计变更速率。另外企业可以通过卖掉这些报废的组件、零件以减小变更的影响。

1.5 修订数据人力工时统计

常见的成本估算方法有很多，在民机制造领域，有参数成本法、作业成本法等[3]。作业成本（ABC）法是基于活动的成本管理，依据一定的规范计算材料费、人工费、管理费等。其主要关注生产运作过程，关注具体活动及相应的成本。

变更增加的设计开发费用主要是用于修订文本和数据的工时费用，包括需求、测试和设备、工装等相关文档的修订，在统计一次性变更成本时，通过更改影响传播识别所有受影响的部件和文档，完成对所有需修订和创建文本的工时统计，表1给出了工程变更时的人力工时估算模板。

2 变更成本分析

2.1 变更过程中的成本考虑

在讨论变更成本时会出现许多问题，应该花费多少费用，应该包括哪些费用等，企业需要制定成本估算标准或政策以支持变更成本估算。变更成本评估是旨在降低产品或项目的制造、测试、检查、维护或操作的成本，目的是在不降低产品性能的情况下，提供一个降低成本的工程变更最佳方案，来实施变更以获得最佳收益。

构型管理流程要确保决策者在做决定时是了解所有的成本因素的。基于变更分析的结果，估算所有成本的费用。变更专家负责基于ECA建议，汇总变更的一次性成本（Non-recurring Cost，NRC） 和 重 复 性 成 本（Recurring Cost，RC）。

2.2 变更成本要素

变更活动对产品和服务的成本影响在产品或项目的生命周期内可能是显著的。变更影响成本分析应从工程、制造、支持、现场操作、销售和营销等方面评估变更成本，另外处理变更也会对管理成本产生影响。

虽然一次性成本总是会对利润产生影响，但变更的重复性成本既可能增加变更总成本，也可能会降低变更的总成本。重复性成本降低，会降低每个最终产品的总成本。变更可能是为了改进产品或降低成本，或同时为了两者。变更的一次性成本会抵消变更的价值。

2.2.1 设计和开发成本

通常分析、设计、建模、测试和设计变更沟通的时间是一项重大成本，工程师在做出任何重要变更时都应该对这些成本进行详细的评估。当变更为了减少制造成本或现场服务费用时，估算这些成本是至关重要的。设计和开发过程必须权衡产品制造和服务现场的成本节约。变更的数据主要包括物料、BOM、需求文档及图样、模型、操作手册、维护文件、测试文件、销售材料等。创建和修订文档(数据)的成本是一次性成本的重要组成，所有与测试或原型样机方案相关的费用均属于一次性成本。

表1 修订产品构型文件的人力估算

2.2.2 制造和现场成本

通常所有变更成本中最重要（也是最容易忽略）的是制造和现场支持相关的成本，这些费用伴随工程师进行变更时不是很明显，但每个受影响的功能都将产生相关费用。供应商、采购、质量保证、制造工程、生产、材料等，将一次性启动成本。现场变更人工、工具包成本、维修和改造必须考虑相关所有成本。安装和拆除过程和测试过程的变更会使工具、夹具、软件、工艺/路线、测试设备等可能会受到影响。

另外由于过程和方法的变更，还可能增加人员培训的费用等。

2.2.3 材料和零件成本

大多数工程师将变更影响放在产品的单位成本。然而，他们可能不清楚，在实际生产条件和数量下的零件和材料的成本是什么。虽然有些公司让设计工程师负责了解相关的制造、材料、零件和现场相关成本，但是除了小规模公司之外，这是一个不切实际做法。这可能会“搁置”设计工作，或者不会以定量的方式完成。

材料成本由材料、运费、关税和附加费等组成。原材料成本既包括直接成本和间接成本，直接材料成本是要计入人们正在生产的最终产品内的所有元件和原材料成本，间接材料是在加工产品的过程中为使加工可靠完成而起辅助作用的材料成本[4]。

材料消耗定额由主材料消耗定额和辅助材料消耗定额组成。要根据具体的工艺情况确定材料利用率，由零件和工具的图样称重，即可求得零件的材料成本[5]。

2.2.4 CM的成本

构型管理（CM）人员的任务，还包括代表他人、纠正他们工作错误的纠正措施。依据CM2原则，用于完成CM相关任务的资源就不难计算。一旦确定使用CM2流程，就能非常准确地估算新项目的CM成本。CM的成本为一次性成本，应包括变更评估成本、CRB决策成本、变更执行规划的成本。

3 结 论

总之，在变更管理过程中，能够准确地识别受影响的部件和文档，并能够考虑到整个产品开发活动中以及运营中所有的受影响因素，并将成本利益最大化。变更影响分析是变更控制活动的重要组成部分，通过产品数据的关联关系，迅速识别出受影响部件和文档数据，缩短工程变更分析评估的流程时间，为工程变更决策与实施提供了有效的支持。

变更有可能会造成产品生命周期某个阶段成本增加，而同时降低另一个阶段的成本，因此评估成本和收益必须在产品全面生命周期范围考量。