基于强矩阵的民用飞机试飞验证项目管理模型构建及运行分析

曹启武

(上海飞机客户服务有限公司，上海 200241)

0 引言

在民用航空领域，新研飞机的试飞验证是确保飞机安全性和性能的重要环节。民用飞机试飞验证过程中，参试人员来自各个单位或部门，其业务上归试飞现场管理，行政关系又隶属原单位或部门，这种现有职能组织架构与项目集成产品开发团队(Intergrated Product Team，IPT)并存的管理体系使试飞现场存在多头管理的问题，导致执行力较差、协调困难、信息传递滞后。此外，民用飞机试飞验证是一项大型综合性的系统工程，其工作通常具有任务周期长、强度大、技术难度高、进度紧和协同专业多等特点[1]，试飞验证项目管理面临诸多困难和挑战。因此，创建一种新型民用飞机试飞现场项目管理模式及方法以高质量、高效率地开展试飞验证尤为重要。

1 基于强矩阵的民用飞机试飞验证项目管理PDCA模型构建

1.1 强矩阵项目管理的定义和特点

强矩阵项目管理是一种项目组织结构和管理方法，能够将项目管理和职能部门的权力和资源结合起来。在强矩阵中，项目负责人拥有较高的权力和责任，并直接领导项目团队，而职能部门负责提供支持和专业知识。强矩阵项目管理的特点包括[2]：

(1)项目负责人具有较高的决策权限。其负责项目的规划、执行和控制，并对项目成果的交付负有责任。

(2)职能部门的支持和专业知识。强矩阵中的项目团队可以利用职能部门提供专业的技术指导、培训和资源分配，以支持项目的成功实施。

(3)资源共享和协作。强矩阵中的项目团队成员专注于项目任务，快速决策和信息传递，共享资源进行集中调配和管理，适应突变和复杂环境，以提高效率和协同作业。

(4)提高项目管理能力。通过强矩阵项目管理，组织可以提高项目管理能力和效率。

综上所述，强矩阵项目管理通过项目负责人的决策权限和职能部门的支持，能够实现项目与职能部门的有效整合，有利于资源共享、协作和项目管理能力的提升，有助于组织成功实施复杂的项目，并达到预期的项目目标。

1.2 PDCA循环方法理论基础

PDCA循环方法(也称Deming循环[3]或Shewhart循环[4])是一种用于持续改进和问题解决的管理工具。PDCA是计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)和行动(Action)的首字母缩写，这4个步骤组成了一个循环，不断重复以实现持续改进。

“计划”阶段是制订目标和行动计划的阶段。在这一阶段，明确问题、设定目标、收集相关数据和信息，并制订解决问题的具体计划。“执行”阶段也称“实施”阶段。在这一阶段，根据计划执行所制订的行动方案，这意味着采取必要的措施，部署资源，并开始实施计划。“检查”阶段被称为“评估”或“审查”阶段。在这一阶段，收集和分析数据以评估执行结果，并与计划目标进行比较，这有助于确定是否达到预期结果，并检测出潜在问题和改进机会。“行动”阶段也称“调整”阶段。在这一阶段，基于检查阶段的结果采取行动加以修正和改进，包括调整计划、纠正问题、采取预防措施，并在下一个循环中实施改进。

总之，PDCA循环方法的核心思想是不断试验、学习和改进，鼓励组织持续地观察和分析自身的过程，并找出改进的机会；通过每个循环的完成，组织可以不断优化适应变化中的环境，提高质量，降低成本，实现持续的提升。

1.3 民用飞机试飞验证强矩阵PDCA模型的构建及思路

对民用飞机试飞验证规律及方法进行总结研究，以强矩阵项目管理和PDCA循环方法为理论基础，建立民用飞机试飞验证强矩阵PDCA模型。其中，强矩阵项目管理指以试验机为单位，构建架机管理团队模式，以飞机产品为最终实现目标，根据每架试飞飞机的构型要求与试验试飞任务，统筹工程、制造、客服、试飞、构型、适航、质量和安全等要素，明确各项工作界面及流程，均衡各方资源，全过程动态管理一架飞机。与此同时，将PDCA理念融入整个试飞验证项目管理，通过将民用飞机试飞验证的主要工作划分为计划管理(P)、飞机管理(D)、试验试飞管理(C)和科目管理(A)四大类模块[5]，细化每个管理模块工作阶段的过程维度和关键要素，提出相应的处理措施，使全过程试飞验证形成一个PDCA全流程闭环控制系统(图1)，达到试验试飞效率和质量安全持续改进提升的目的，最终实现试飞验证工作流程精细化管理。

图1 试飞验证强矩阵项目管理PDCA模型

基于强矩阵PDCA模型，本文的适航管理、质量管理和安全管理贯穿于整个试验试飞过程及试飞验证项目管理全周期，架机管理团队在整个过程中需要承担的项目管理内容包括对以上四大类模块工作及适航、质量、安全进行过程管理控制和结果控制。

2 架机管理团队的定义

2.1 架机管理团队组织架构

架机管理团队采用强矩阵项目管理的组织模式，既可以打破传统职能型和项目IPT组织结构存在的跨单位、跨部门、跨专业壁垒墙，又可以以飞机为中心，以完成架机试验试飞任务为共同目标导向，强化内部职责分工，充分发挥各要素自身专业优势，紧密配合，凝聚各方力量，整合各方资源，共同推动架机试验试飞任务的开展。

以试验机为单位，架机管理团队一般配置人员约11名，包括架机长(全面负责架机的试验试飞工作)、副架机长(一般配置2名，其中1名负责飞机现场工作，侧重架机短期计划的实施；另1名负责计划和风险管理工作，侧重架机中长期计划的策划和编制，以及各架机间的科目调配与科目逻辑)、试飞专员(负责试飞运控、试飞工程和测试改装等)、工程专员(负责科目实施管理和飞机故障解决方案等)、项目专员(负责例会管理和计划管理等)、制造专员(负责机务保障、构型管理和制造符合性检查等)、客服专员(负责快响问题处理、客户服务产品验证和试飞维修维护保障等)、安全专员(负责现场质量安全管理)、构型专员(负责构型管理)和适航专员(负责适航管理)各要素成员，如图2所示。

图2 架机管理团队项目管理组织架构

2.2 架机管理团队工作职责

架机管理团队主要负责协调类工作、计划管理类工作、科目管理类工作、飞机管理类工作和试验试飞管理类工作，具体负责组织制订架机试飞现场总体、年度、月度、周、日计划和专项计划；按照试验试飞计划组织飞机地面改装、试验试飞实施和试验试飞保障、机上工作安排及资源协调调度工作。主要职责如下：

(1)综合协调所主管飞机承担的试验试飞任务，进行试验试飞科目逻辑规划，合理安排架机试验试飞科目，提出架机科目调整建议。

(2)负责管理和跟踪现场试飞、地面试验、机上贯改、排故等工作进展，协调试飞现场问题，负责架机现场日常工作的运行、调度和协调，及时上报重大问题和风险。

(3)负责组织梳理试验试飞科目的前置任务，并跟踪及检查科目准备情况。

(4)负责组织开展飞行任务下达与协同、飞行监控和航后讲评等工作。

(5)负责管理架机任务的完成情况和剩余工作量，对重点科目和风险点采取预先应对措施。

3 计划管理

计划管理阶段是根据架机在整个试飞验证中所承担的任务目标及实施过程，按照每个科目的现状，分析进度影响因素，并从影响因素中明确主要因素，通过架机管理团队与现场各团队一起制订解决方案，形成相应的架机试验试飞计划。从本文构建的基于强矩阵的民用飞机试飞验证项目管理PDCA模型框架可知，架机管理团队是承担架机计划管理工作的责任主体，一般由架机管理团队的副架机长和项目专员专职负责。

3.1 计划分类

试验试飞现场计划通常需要采取分层、分级动态管理方式，从计划的制订、执行、管控到调整，均由架机管理团队负责组织和推进。试验试飞现场计划主要包括项目总体计划、年度计划、月计划(含三个月滚动计划)、周计划、日计划、专项计划、支持计划和临时任务管理，试验试飞计划分类见表1。

表1 试验试飞计划分类

3.2 计划的维护

试验试飞计划是试飞验证过程中的一项重要抓手，计划管理的好坏决定试飞验证整个任务的项目进度，尤其是需要特殊气象条件的科目，计划管理是决定任务成败的关键。因此，试飞验证的计划管理首先要做到全面完整、具体可操作、逻辑合理和风险可控；其次要加强计划执行的过程管控；最后还要做好新增试飞任务和临时任务的管理，控制新增/补充试验试飞任务的工作量，尽可能地减少不必要的试验试飞任务，加快项目研制进度，建立新增/补充试验试飞任务的审批程序。

对于已纳入年度、月度、周和日安排的工作，应严格按照计划执行、跟踪和评估(图3)，并在架机现场早晚日例会上对执行情况进行现场协调、检查和通报。与此同时，也要重点对年度、月度和周计划执行中存在的风险点进行预判和分析，采取必要的降低风险的应对措施，制订应急处置预案，提高计划执行率。

图3 架机试飞计划管理流程框架图

针对关键试验试飞科目，一般还需要采用关键路径法制订“刚性”计划，在实施过程中通过结合可调整的“柔性”计划，使得计划执行时具有一定的灵活性，以确保任务节点不滑坡。如做好主/备任务的准备、合理编制主/备计划、飞机/地面工作穿插并行开展等。

4 飞机管理

飞机管理阶段是按照已经批准和发布的架机试验试飞计划，由架机管理团队架机长/副架机长组织架机相关要素成员(工程专员、制造专员、客服专员、适航专员和构型专员等)和现场保障团队严格执行，并明确具体责任人和完成时间，确保所承担的架机试验试飞任务顺利开展。飞机管理的主要工作包括构型到位、技术准备、资源保障和证件申请四大类，如图4所示。

图4 架机试飞验证项目管理过程维度图

一般情况下，新研型号飞机的设计构型是逐步到位的(如系统的功能和性能参数定义不完整等)，飞机进入试飞验证阶段后，仍存在大量的系统软件升级和本体结构构型更改工作，飞机构型不到位是影响试飞计划执行率的主要原因之一。本文重点介绍构型到位工作。基于强矩阵项目管理模型，架机承担的试验试飞科目的构型到位工作由架机管理团队构型专员负责协调与管理，这些科目的实施都需要在特定的飞机构型下进行，若飞机的构型需求不准确或无法正确实施，试验试飞将无法开展或无法获得局方认可。因此，构型专员需要提前组织梳理试验试飞科目的构型需求，及时将任务分解细化，并形成构型到位管控清单。与此同时，组织协调工程专员进行相关技术文件准备，制造专员进行生产和实施改装工作准备，适航专员协调制造/工程代表进行现场制造符合性检查准备，以确保飞机构型与试飞计划相符。

实践表明，构型到位滞后于试飞计划的问题尤为突出，构型不到位严重影响试飞进度，甚至导致飞机一度处于无科目可飞的状态。因此，架机管理团队的相关要素成员及现场各专业团队需要紧密配合，前置任务提前梳理并组织到位，按照只能“科目等飞机，不让飞机等科目”的管理目标，推动飞机在科目实施前达到应有的构型状态，从而最大限度地提升现场试验试飞效率。

5 试验试飞管理

试验试飞管理阶段分为试验试飞前准备、试验试飞实施和试验试飞后三个子阶段。其中，试验试飞前准备子阶段是对飞机管理工作执行情况的检查与核实，确认相关任务是否依据计划落实到位。在检查过程中发现的问题必须及时上报和解决，并根据新问题的影响程度调整计划，跟踪执行过程，确保真正解决问题(这里可看作检查阶段内的一轮PDCA循环)。

一般情况下，试验试飞实施子阶段最容易出现飞机故障，而且具有突发性、紧急性的特点。飞机故障发生后，若故障处理不及时，将导致当日或次日无法申报试验试飞计划或计划取消，这就需要架机管理团队的试飞专员、工程专员和制造专员组织协调相关专业团队查找相关资料，对故障进行快速判断和定位，并及时组织调度相关资源排除故障，以提高飞机现场的排故速度。因此，快速有效的故障处理，是保障试验试飞顺利开展的重要前提。

6 科目管理

科目管理阶段是在试验试飞管理工作完成的基础上，对结果的有效性进行确认，通过对试验试飞数据的处理和分析，形成符合性材料，以向局方表明试验试飞结果能够用来表明符合性，最终完成试验试飞科目的关闭。科目管理的主要工作包括科目准备、试验试飞数据处理与管理、科目试验试飞结果确认和试验试飞科目关闭四大类，贯穿从试验试飞准备到实施结束的整个过程。由架机管理团队的工程专员针对架机所承担的试验试飞任务进行协调与管理。

架机管理团队在科目管理工作过程中应重点关注架次有效性确认和科目试验试飞结果确认的工作。对于确认无效的试飞架次，及时补充到后续计划中。因此，架次有效性确认结果将是架机在当天和后续短期内完成试验试飞任务计划安排和调整的依据，而科目试验试飞确认结果将是中长期试验试飞计划编制和调整的依据。这样就可以再次启动PDCA循环，并在下一轮循环中解决问题，从而形成一个持续改进的PDCA循环系统。

7 结语

本文通过对民用飞机试飞验证的规律及其项目管理方法进行总结研究，按照系统工程理论，以民用飞机试飞验证阶段的计划管理、飞机管理、试验试飞管理和科目管理为过程维度，构建了架机管理团队的管理模式和基于强矩阵的民用飞机试飞验证项目管理PDCA模型框架，希望能够在民用飞机试飞验证过程中推进现场项目管理工作，特别是在各种极端气象条件和特殊机场环境(如高寒、大侧风、高温高湿、自然结冰、高原和溅水等)下能够制订和完善一系列项目管理规定和程序，形成一套行之有效的试验试飞项目管理体系，以减少不必要的试验试飞次数，降低资源和时间消耗，提高试验试飞的质量和效率。