◎中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 唐亞剛 孫冀偉 張濤

哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院 程延江

航天型號(hào)研制項(xiàng)目是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有高投入性、高科技性、高風(fēng)險(xiǎn)性等特征。其經(jīng)費(fèi)問(wèn)題已成為當(dāng)今發(fā)展航天事業(yè)的主要制約因素之一。由于航天工程耗資巨大，所以費(fèi)用估算是航天企業(yè)決策者和管理者面臨的首要問(wèn)題。

隨著國(guó)內(nèi)外航天領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的愈演愈烈，中國(guó)航天型號(hào)研制面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)，囿于國(guó)家經(jīng)費(fèi)限制和型號(hào)產(chǎn)品研制的高風(fēng)險(xiǎn)、高投資額，在進(jìn)行航天型號(hào)的多方案比較和經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)計(jì)劃時(shí)，必須做好成本分析及預(yù)測(cè)。

航天型號(hào)的研制費(fèi)用是指能提供一套正樣為止的航天型號(hào)全部費(fèi)用，包括論證、設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)以及定型等階段。正確估算研制費(fèi)用對(duì)于方案選優(yōu)以及加強(qiáng)型號(hào)研制全過(guò)程費(fèi)用管理都有十分重要的意義。研制階段經(jīng)費(fèi)估算直接影響了型號(hào)預(yù)算以及總體、分系統(tǒng)等不同層面單位的成本控制。因此，綜合分析研制經(jīng)費(fèi)與技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系，研究經(jīng)費(fèi)使用的規(guī)律，有助于科學(xué)預(yù)測(cè)研制各階段的經(jīng)費(fèi)使用，并進(jìn)行科學(xué)、合理的分配。

一、國(guó)內(nèi)外航天型號(hào)費(fèi)用管理基本情況

1.國(guó)外航天型號(hào)費(fèi)用管理

國(guó)外航天工業(yè)費(fèi)用估算方法相對(duì)我國(guó)比較成熟，主要體現(xiàn)在全生命周期費(fèi)用法、定費(fèi)用設(shè)計(jì)法、費(fèi)用作為獨(dú)立變量法三個(gè)方面。

（1）全生命周期費(fèi)用（LCC）

美國(guó)是最早進(jìn)行LCC研究的國(guó)家。20世紀(jì)50年代，基于飛機(jī)使用維護(hù)費(fèi)用急劇增長(zhǎng)，致使美軍“買得起用不起”，因此提出了LCC的概念。在1963年，美國(guó)國(guó)防部開始執(zhí)行規(guī)劃—計(jì)劃—預(yù)算一體化系統(tǒng)；美空軍在項(xiàng)目采辦中推出TTP（戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序）策略，由此開始了對(duì)武器系統(tǒng)LCC的基本概念、計(jì)算方法、評(píng)估程序等方面的研究實(shí)踐。

LCC是指航天型號(hào)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)方案論證開始，直到報(bào)廢的全過(guò)程所花費(fèi)的資金總額。根據(jù)NASA典型項(xiàng)目的全生命周期，基本包括方案定義、方案設(shè)計(jì)、型號(hào)初步設(shè)計(jì)、型號(hào)設(shè)計(jì)開發(fā)、型號(hào)測(cè)試評(píng)估、生產(chǎn)、型號(hào)運(yùn)行保障等階段。因此，LCC包括研制、生產(chǎn)制造、使用維修和報(bào)廢等費(fèi)用。

（2）定費(fèi)用設(shè)計(jì)（DTC）

隨著宏觀軍事需求和國(guó)防經(jīng)費(fèi)的不斷變化，從70年代開始，美國(guó)開始推行DTC方法。旨在通過(guò)設(shè)定費(fèi)用目標(biāo)，以費(fèi)用控制管理來(lái)對(duì)費(fèi)用進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)型號(hào)研制費(fèi)用的可控。DTC法將“費(fèi)用”確定為方案設(shè)計(jì)參數(shù)，確定了從采購(gòu)到使用全過(guò)程的費(fèi)用估算方法。

（3）費(fèi)用作為獨(dú)立變量（CAIV）

從1995年開始，美國(guó)國(guó)防部又提出了采用CAIV作為型號(hào)研制費(fèi)用評(píng)估的基本方針和政策。這種方法已經(jīng)成為現(xiàn)階段美軍型號(hào)研制費(fèi)用的普遍性管理方法。它將經(jīng)濟(jì)性參數(shù)和性能參數(shù)同等對(duì)待，并將“費(fèi)用”作為獨(dú)立設(shè)計(jì)目標(biāo)，綜合權(quán)衡性能和進(jìn)度，使項(xiàng)目費(fèi)用受控和可承受。CAIV中最重要的組成部分是“獨(dú)立變量”。它有兩個(gè)特點(diǎn)，一是強(qiáng)調(diào)費(fèi)用是項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)需求和目標(biāo)的組成部分，開始將費(fèi)用作為一種輸入變量而不是輸出變量；二是強(qiáng)調(diào)了費(fèi)用和性能指標(biāo)的重要一致性，二者具有相同的權(quán)重，要權(quán)衡二者之間的綜合最優(yōu)。

近些年，NASA又提出了持續(xù)成本風(fēng)險(xiǎn)管理（CCRM）模式，以CAIV作為基本理念，使用誤差向量幅度（EVM）作為成本風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控管理指標(biāo)，在全生命周期內(nèi)開展成本風(fēng)險(xiǎn)管理。

2.國(guó)內(nèi)航天型號(hào)費(fèi)用管理

計(jì)劃經(jīng)濟(jì)條件下，我國(guó)航天型號(hào)基本實(shí)行計(jì)劃管理，比較關(guān)注性能指標(biāo)和時(shí)間進(jìn)度，而忽視了費(fèi)用估算和費(fèi)用管理，由此帶來(lái)的費(fèi)用超預(yù)算現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。

1987年，國(guó)家決定改變軍品研制經(jīng)費(fèi)撥款的辦法，航天型號(hào)研制任務(wù)逐步由實(shí)行單項(xiàng)任務(wù)研制經(jīng)費(fèi)承包轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)費(fèi)全面承包，逐步核減科研事業(yè)費(fèi)，實(shí)行經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任制。在這一體制下，我國(guó)開始了航天型號(hào)研制費(fèi)用的研究和應(yīng)用。例如，裝甲兵工程學(xué)院主編的《武器裝備壽命周期費(fèi)用估算》(GJB2z0517-98)于1998年12月頒布實(shí)施；羅世彬等建立了可重復(fù)使用運(yùn)載器LCC模型；陳英武和廖良才應(yīng)用可視化開發(fā)工具VB5.0完成了武器裝備費(fèi)用估算的參數(shù)分析法計(jì)算機(jī)程序；劉建把航天型號(hào)LCC估算分為3個(gè)階段，針對(duì)每個(gè)階段的費(fèi)用構(gòu)成提出了相應(yīng)的估算模型；任少龍等比較分析了國(guó)內(nèi)外武器裝備LCC研究現(xiàn)狀, 并提出了武器裝備LCC 管理的3項(xiàng)措施。

由于航天型號(hào)研制費(fèi)用記錄較為片面，不夠準(zhǔn)確和詳細(xì)，上述費(fèi)用估算分析方法多側(cè)重于定性分析，定量分析過(guò)程不多，即使有，其結(jié)果也準(zhǔn)確度不高。因此，不能準(zhǔn)確地對(duì)費(fèi)用總量、各項(xiàng)費(fèi)用之間的關(guān)系以及經(jīng)費(fèi)使用規(guī)律進(jìn)行詳實(shí)有效的把握，對(duì)科學(xué)安排經(jīng)費(fèi)、管理經(jīng)費(fèi)也帶來(lái)較大挑戰(zhàn)。

3.國(guó)內(nèi)外費(fèi)用管理比較

從國(guó)內(nèi)外航天型號(hào)研制的費(fèi)用管理中可以看出，受宏觀環(huán)境和政策影響，在費(fèi)用管理方法和費(fèi)用管理應(yīng)用效果上存在較大差別。首先，在管理過(guò)程方面，我國(guó)的研制過(guò)程大致對(duì)應(yīng)國(guó)外工程研制前的內(nèi)容，國(guó)外實(shí)行全過(guò)程管理；我國(guó)實(shí)行分部門、分階段管理。

其次，在工作內(nèi)容方面，國(guó)外更重視前期的研究與論證，各階段決策指標(biāo)明確；我國(guó)則更重視工程實(shí)現(xiàn)過(guò)程，文件的說(shuō)明性內(nèi)容多于評(píng)審指標(biāo)內(nèi)容。

第三，國(guó)外將費(fèi)用作為管理指標(biāo)貫穿整個(gè)研制過(guò)程，操作性強(qiáng)；我國(guó)在這方面規(guī)范較少，尤其缺少定量層次的技術(shù)手段。

第四，國(guó)外全面分析了型號(hào)研制的影響因素，包括影響裝備研制的環(huán)境、目標(biāo)及可承受能力，并將這些指標(biāo)全面納入全生命分析體系，以此建立模型和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；我國(guó)在論證階段也要求對(duì)研制經(jīng)費(fèi)、研制周期等進(jìn)行預(yù)測(cè)，但缺乏判定依據(jù)，尤其是缺少量化指標(biāo)，基本沒(méi)有控制和約束力。

二、基于性能指標(biāo)、時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)的費(fèi)用評(píng)估

費(fèi)用、進(jìn)度和質(zhì)量是項(xiàng)目管理的3個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，如何協(xié)調(diào)好三者之間的關(guān)系是項(xiàng)目管理者的工作難點(diǎn)之一。現(xiàn)階段，美國(guó)又提出必須引入“風(fēng)險(xiǎn)”這個(gè)第四維參數(shù)，用以平衡費(fèi)用、進(jìn)度和質(zhì)量三維要素。基于此，筆者從性能、時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)3個(gè)維度對(duì)研制費(fèi)用進(jìn)行估算，如圖1所示。

圖1 費(fèi)用評(píng)估的3個(gè)維度

1.性能—費(fèi)用評(píng)估

一般采用成本估算關(guān)系（CER）模型及其衍生模式對(duì)性能—費(fèi)用進(jìn)行評(píng)估。CER估算方法主要依靠項(xiàng)目的歷史數(shù)據(jù)，深入研究項(xiàng)目費(fèi)用和項(xiàng)目技術(shù)性能參數(shù)之間的關(guān)系，并用數(shù)學(xué)公式予以表達(dá)，以此分析研制費(fèi)用與技術(shù)參數(shù)之間的定量關(guān)系。

D.E.Koelle提 出 的TRANSCOST模型是典型的自上而下的參數(shù)估算方法，包含一個(gè)從美國(guó)、歐洲和日本計(jì)劃中獲得的40年的數(shù)據(jù)庫(kù)。該模型以人年（MY）作為成本單位，評(píng)估運(yùn)載火箭的研發(fā)、制造和發(fā)射運(yùn)營(yíng)成本可以作為決定平均生命周期成本的指導(dǎo)手冊(cè)。

2.時(shí)間—費(fèi)用評(píng)估

航天型號(hào)研制項(xiàng)目是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，一般由若干個(gè)分系統(tǒng)構(gòu)成，而每個(gè)分系統(tǒng)的進(jìn)度安排是不同的。因此，項(xiàng)目的時(shí)間和費(fèi)用具有不確定性的特點(diǎn)。

在現(xiàn)階段的型號(hào)項(xiàng)目研制過(guò)程中，如何在最短的時(shí)間、以最小的成本提供可靠度最高的產(chǎn)品成為搶占市場(chǎng)的關(guān)鍵。因此，對(duì)項(xiàng)目的工期和費(fèi)用進(jìn)行權(quán)衡非常必要。增加費(fèi)用的前提必須是縮短項(xiàng)目工期，加速項(xiàng)目的某些活動(dòng)或全部活動(dòng)，否則就不予以執(zhí)行。旨在通過(guò)項(xiàng)目進(jìn)度管理和控制，在合理壓縮執(zhí)行時(shí)間的前提下降低項(xiàng)目費(fèi)用。

3.風(fēng)險(xiǎn)—費(fèi)用評(píng)估

航天型號(hào)研制具有探索性強(qiáng)、涉及面廣、風(fēng)險(xiǎn)高、費(fèi)用高、時(shí)間周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，它的高風(fēng)險(xiǎn)性是其它產(chǎn)業(yè)無(wú)法比擬的。80年代后期，ESA制定了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)——PSS-01-401（風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要求和方法），要求對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)和管理，并貫穿在項(xiàng)目全過(guò)程和系統(tǒng)的整個(gè)生命周期內(nèi)。NASA在費(fèi)用管理過(guò)程中引入了持續(xù)的成本風(fēng)險(xiǎn)管理（CCRM）過(guò)程，對(duì)項(xiàng)目的全生命周期進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與控制。

三、費(fèi)用評(píng)估指標(biāo)體系

筆者在費(fèi)用評(píng)估維度的基礎(chǔ)上，參考前人的研究成果，建立了相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖2所示。對(duì)于航天型號(hào)的研制項(xiàng)目，時(shí)間變量主要指研制周期，費(fèi)用變量主要指研制費(fèi)用。該指標(biāo)體系的難點(diǎn)在于性能指標(biāo)的選擇和數(shù)據(jù)收集，以及風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的測(cè)評(píng)。

1.性能指標(biāo)

TRANSCOST模型認(rèn)為火箭級(jí)質(zhì)量或發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量是決定運(yùn)載火箭的研制成本和制造成本的核心因素，然而這一觀點(diǎn)受到了學(xué)者的質(zhì)疑。葛法本通過(guò)對(duì)美國(guó)航天飛機(jī)系統(tǒng)與分系統(tǒng)歷年的計(jì)劃和實(shí)際費(fèi)用進(jìn)行了綜合比較分析，認(rèn)為投標(biāo)時(shí)所建立的模型比TRANSCOST模型更切合實(shí)際，其中用到的參數(shù)有重量、推力和面積。張文翰、錢頌迪認(rèn)為由于我國(guó)航天型號(hào)研制的特點(diǎn)，單獨(dú)用質(zhì)量指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)費(fèi)用很可能是不準(zhǔn)確的，他們提出可選用火箭的運(yùn)載能力作為模型的參數(shù)。筆者在綜合考慮了上述多種研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為航天型號(hào)的性能指標(biāo)，如運(yùn)載能力、起飛質(zhì)量、外型尺寸（箭長(zhǎng)×直徑）等的變化會(huì)對(duì)費(fèi)用產(chǎn)生影響。

2.風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)

在研制階段的風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是指型號(hào)研制過(guò)程中不可避免地使用新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法，從而對(duì)型號(hào)提出前所未有的挑戰(zhàn)需承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)。

徐哲等認(rèn)為技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)概率取決于所采用的技術(shù)成熟度、技術(shù)應(yīng)用能力以及新技術(shù)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)、設(shè)施或研制單位的依賴性。因此，他們提出了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的3種特征因子——成熟性因子、復(fù)雜性因子和相關(guān)性因子。吳忠民提出根據(jù)技術(shù)參數(shù)與成本關(guān)系的密切程度，選擇技術(shù)難易程度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、加工工藝性及實(shí)驗(yàn)要求等進(jìn)行組合比較來(lái)完成修正工作，同時(shí)，在計(jì)算材料費(fèi)用時(shí)應(yīng)考慮漲價(jià)修正系數(shù)和材料變動(dòng)差價(jià)。人員、環(huán)境條件、技術(shù)攻關(guān)、配合研制等參數(shù)也應(yīng)在考慮范圍之內(nèi)。

因此，筆者采用技術(shù)的成熟性、復(fù)雜性和相關(guān)性3個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

四、費(fèi)用評(píng)估過(guò)程

圖2 費(fèi)用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在性能與費(fèi)用的估算關(guān)系的基礎(chǔ)上，筆者考察了風(fēng)險(xiǎn)和時(shí)間因素對(duì)費(fèi)用的影響，建立的綜合費(fèi)用估算模型為：

費(fèi)用=?（性能）×技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)×?xí)r間系數(shù)

其中，性能、費(fèi)用指標(biāo)為定量指標(biāo)，可以直接獲得并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和時(shí)間系數(shù)為定性指標(biāo)，需要采用專家打分法等手段對(duì)其進(jìn)行系數(shù)評(píng)價(jià)。

1.建立性能—費(fèi)用估算關(guān)系式

圖3 CER過(guò)程

筆者參考NASA《成本手冊(cè)》給出的CER過(guò)程對(duì)我國(guó)航天型號(hào)的研制費(fèi)用進(jìn)行估算見(jiàn)圖3。按照CER的實(shí)施步驟，在費(fèi)用與性能和時(shí)間之間建立估算關(guān)系式。

首先，在費(fèi)用估算方法相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上采用參數(shù)估算法對(duì)航天型號(hào)的研制費(fèi)用和成本進(jìn)行估算。對(duì)于估算關(guān)系式的假設(shè)借鑒了TRANSCOST模型的基本思想，在不同參數(shù)與費(fèi)用之間建立函數(shù)關(guān)系式。

其次，根據(jù)中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院提供的資料及查閱的文獻(xiàn)資料，收集關(guān)系式涉及到的參數(shù)和費(fèi)用數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并進(jìn)行相關(guān)分析。

最后，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)各關(guān)系式進(jìn)行回歸分析，根據(jù)模型擬合結(jié)果對(duì)各關(guān)系式進(jìn)行檢驗(yàn)并最終選定估算關(guān)系式。

2.模型修正系數(shù)

技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)包括?1（技術(shù)成熟性）、?2（技術(shù)復(fù)雜性）、?3（技術(shù)相關(guān)性）3項(xiàng)內(nèi)容，時(shí)間系數(shù)為?4（方案研制周期）。依據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1），采用專家打分法對(duì)技術(shù)成熟性、技術(shù)復(fù)雜性、技術(shù)相關(guān)性及方案研制周期對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行打分。

表1 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

建立自上而下的參數(shù)模型估算體系，需要匯集大量與型號(hào)及其分系統(tǒng)、單機(jī)對(duì)應(yīng)的經(jīng)費(fèi)數(shù)據(jù)和技術(shù)性能數(shù)據(jù)。國(guó)外的航天型號(hào)研制費(fèi)用評(píng)估模型是基于大量的歷史數(shù)據(jù)逐步形成的。我國(guó)的航天系統(tǒng)在這方面的數(shù)據(jù)開發(fā)力度不足，有大量的信息資源需要進(jìn)一步開發(fā)和利用。

下一步應(yīng)逐步建立航天產(chǎn)品LCC數(shù)據(jù)庫(kù)。在系統(tǒng)整理歷史研制的型號(hào)資料的基礎(chǔ)之上，逐步形成針對(duì)航天型號(hào)全產(chǎn)品、全生命周期各階段的成本費(fèi)用數(shù)據(jù)庫(kù)，逐步形成針對(duì)航天型號(hào)各分系統(tǒng)甚至主要部件的成本費(fèi)用數(shù)據(jù)庫(kù)。逐步在每一個(gè)型號(hào)的研制過(guò)程中及研制完成后形成完善的LCC核算系統(tǒng)。同時(shí)，將針對(duì)研制過(guò)程及生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)費(fèi)評(píng)估工作進(jìn)一步擴(kuò)展到航天型號(hào)LCC評(píng)估工作，并開展費(fèi)用效益分析。將針對(duì)航天型號(hào)的投入研究擴(kuò)展為針對(duì)航天型號(hào)的投入產(chǎn)出研究。