无人机发动机研发项目质量管理成熟度指标构建∗

吴天麒 姚 路

（海军工程大学管理工程与装备经济系 武汉 430033）

1 引言

无人机在军地双方发展应用迅速，特别在2020年度新冠病毒肆虐期间，无人机在物资运输，体温测量等方面的应用保证了工作人员的安全。企业对无人机的研发工作中，发动机的研发质量至关重要，因此发动机研发项目作为独立于无人机研发项目而独自设立，然而在无人机发动机研发项目质量管理方面的研究仍然较少，本文通过参考阅读其他类别项目质量管理的文献，以及深入项目实际，以期构建无人机发动机研发项目质量管理成熟度评估指标体系。

陈辉［1］等在国军标的基础上，增加了质量管理要求的指标，构建出质量管理体系运行效果评价模型；沈方达［2］等从“完成情况”和“完成水平”两个维度对质量管理体系成熟度进行评价；李海佳［3］将铁路施工项目特点加入到施工质量结果的评估中，提高了铁路施工项目质量管理的有效性；翁鸿［4］等利用层次分析法建立乘用车整车厂质量管理体系；徐长靖［5］等通过分析市政工程项目质量管理水平的影响因素，结合层次分析法构建了评价体系；何昆瑜［6］等从质量管理成熟度、质量管理生命周期以及指标体系三个维度构建保障房项目质量管理成熟度评价，目前对于质量管理的评估指标主要从“人机料法环”或者“项目过程”或者“质量管理知识领域”来建立，很少将以上内容综合起来予以评价，因此评估结果极易出现片面性的问题，并且，在指标权重的确定时，往往只是单纯采用专家打分法或者层次分析法等主观方法，评估者主观因素在评估结果中占据主要影响。本文拟从“质量管理知识领域”、“项目过程”以及“项目组织”三个维度建立指标，以主客观相结合的方法分配指标权重，基于病态指数循环缩减指标体量，最终构建无人机发动机研发项目质量管理成熟度评估指标体系，并简要介绍指标体系在实际中的应用。

2 评估指标的建立

2.1 基于文献研究法的评估指标初步识别

以质量管理评估为焦点，选取质量管理、指标建立、管理评价、研发为关键词进行文献检索，选取其中关联度较高的35篇文献。根据科学性、全面性、特异性的指标选取原则，从中挑选出131（含重复）个指标做为初步识别指标。

2.2 基于现场访谈法与实地调研法的评估指标补充完善

采用现场访谈法与实地调研法对以上评估指标开展调查，统计被访谈者对指标的认同度，并鼓励被访谈者依据无人机发动机研发项目特点对指标提出增加、删除、修改的意见，翻阅审查无人机发动机研发项目文件，从中总结出管理组织的领导作用可确保有效实现质量管理体系策划的预期结果，在研发活动中，能有效促进各层级识别机会，形成浓厚的学习氛围。设计和开发过程应加强控制，确保设计开发的无人机发动机性能满足规定要求，制造工艺可实现，试验方式可模拟。因此在前期识别出的评估指标中加入管理组织的领导作用以及项目过程的设计和开发控制。

2.3 基于探索性因子分析的指标体系构建

前期初步构建的评估指标来源于学者与被访谈者的经验，在指标之间可能产生交叉、重复、冗余等问题，本文采用探索性因子分析定量分析指标，从而提高指标的科学性。

针对上述指标发放网络问卷，回收问卷数为352，剔除无效问卷后所得有效问卷数为340。使用SPSS22软件对获得的问卷调查数据进行KMO和巴特利特球形检验［10］，结果如表1所示。由表1可知，KMO值为0.974＞0.8，说明题项之间关系良好，巴特利特球形度检验χ2近似值为51 287.338，显著性概率为0.000﹤0.05，达到0.05显著水平，说明存在共同因子，通过KMO和巴特利特球形检验，可以进行因子分析。运用主成分分析，进行最大方差法旋转，最终提取14项特征值＞1的因子，如表2所示，它们的累积贡献率达到了66.32%可以较好地反映所有指标的信息，由于篇幅影响仅在表2中显示特征值＞1的因子。将因子进行分类，对各成份进行分别命名，命名结果如表3所示。

表1 KMO和Bartlett's球形检验

表2 总方差解释

表3 成分命名结果

3 基于自适应变权的群决策指标权重确定

项目中的不同相关方对于指标权重会有不同的理解，在此本文为了指标权重更具普适性，在仅仅依靠专家进行层次分析法评定指标权重的基础上，加入项目成员以及顾客，构成三个给定指标权重的群体［11］，通过层次分析法分别给出所属群体的指标权重建议［12］，另将以上因子分析所得各因子贡献率作为客观指标权重，合计四个群决策结果，将结果进行自适应变权处理，消除各群体的主观偏见等影响因素，使指标权重更加科学合理，现以第二层指标为例，O1、O2、…、O14分别代表质量经理，项目经理，模块组长，小组成员，需求确定，设计开发，采购外包，样机试制，质量审核，现场试验，交付完成，质量规划，质量管理，质量控制。E1、E2、E3、E4为专家组，项目成员组，顾客组，因子分析法所得指标权重，如表4所示。

表4 分类指标权重汇总

2）采用简单的等权分配法分配各群组的常权，得到常权向量ω0=(0.25，0.25，0.25，0.25)，令e=(1，1，…，1)1×14，得到常权矩阵W0=e'ω0，利用常权矩阵W0和初始权重矩阵X可得初始权重向量0=W0X'。

3）规定此时t=0，群组Ej在指标Oi上的效用权重为，可得群组效用指标权重向量

9）重复上述过程，直至群组相对一致性水平δ取得极大值，此时就认为ω为满意条件下的群组权重分配方案，为满意的指标权重。表5为自适应过程中各时刻的相对一致性大小。

表5 自适应过程中各时刻的相对一致性大小（η=-0.5时）

由表可见当t=3时，ω3为满意条件下的群组权重分配方案，3为满意的指标权重，3归一化后可得指标权重，同理可得剩余指标权重。

4 基于病态指数循环分析精简指标

以质量经理分类为例，取用前期群决策数据为基础。表6为质量经理分类下各指标的群决策权重汇总。

表6 为质量经理分类下各指标的群决策权重汇总

1）计算矩阵特征值。根据公式|XTX-λjEn|=0计算矩阵XTX的特征值λ1,λ2,…,λn。计算得特征向量为（-0.000，-0.000，-0.000，0.000，0.000，0.000，0.000，0.000，0.000，0.005，0.017，0.032，0.332）。

2）计算病态指数CIn。CIn反映整体信息重叠度，根据公式计算病态指数［14］，其中分别对应矩阵XTX的最大与最小特征值。

3）循环筛选。若CIn大于10，则计算指标Xi的整体信息重叠贡献度 Ci1=CIn-CI（n-1）i，删去整体信息重叠贡献度最大的指标，继续计算留下指标的病态指数，直至病态指数小于10。由于此处病态指数为7.836，故不删除指标。

对剩余分类重复上述过程，删除多余指标后将剩余指标权重归一化，完成构建无人机发动研发项目质量管理成熟度指标体系，如表7所示。

表7 无人机发动机研发项目质量管理成熟度指标体系

5 实例应用

X企业在完成X型无人机发动机研发项目后成立企业内部评审小组，对该项目进行质量管理成熟度评估，借此审查本单位在质量管理中存在的疏漏。评审小组按照1～5对应成熟度的混沌级、概念级、震荡级、融合级和自省级［15］，对上述指标体系进行评估打分。

结合评估结果与指标权重得出该项目质量管理总评分为3.57，仍有提升空间，通过对下层指标分析发现需要着重对项目组织和质量管理知识领域两个维度加以改进，在第三层指标中评分为2的指标需要下大功夫加大力度投入资源提升质量管理。根据评价结果建议进行如下整改。

1）加大人员培训投入，评价结果显示小组成员的质量管理意识已经形成但仍需加固，尚处于认识层面，并且成员质量管理方法工具掌握稀疏，对自身职责认识缺乏，尤其是模块组长作为专业的带头人，必须培养他们的领导作用，从而带领团队达到更高的质量标准。

2）重视全员质量管理，由评价结果可见，项目经理的主要关注对象为项目的质量控制，而疏于事前预防，质量管理方法单一，管理工具简单，可建立人员质量管理工作明细，细化每个成员的职责，从而提高全员在质量管理中的参与度。

3）关注基础制造设施性能，在样机试制的过程中，对基础设施设备的维护没有做到位，容易出现因制造设备故障而导致项目进度延长抑或是样机出现质量瑕疵，在这个项目中，对机械主要性能的关注还不够，在设施设备的管理中也存在放任自流的状态。

6 结语

本文采用文献阅读法梳理出与质量管理相关的指标，通过现场访谈与实地调研确定指标构成，指标具备全面性、科学性、特异性的特征，之后在因子分析法中实现指标分类，使用自适应变权法综合主客观因素确定指标权重，基于病态指数循环分析缩小指标体量，完成对无人机发动机研发项目质量管理成熟度指标体系的构建。

三维十四类37个评价指标，客观全面地反映出在无人机发动机研发项目中的质量管理成熟度，指标定义明晰，能够有效帮助实践者在短时间内定位质量管理中较成熟部分与较生疏部分，使管理者在管理中做到了然于胸，科学指导后续项目质量管理的进行，有助于完善组织质量管理体系，推动无人机发动机研发项目质量管理发展，借以促进发动机研发水平的进步。