摘 要:該文針對民用飛機飛行試驗項目,參考國外先進經驗和方法,結合國內民機項目自身實際情況特點,研究一種評估飛行試驗項目進展的方法,用以提高飛行試驗計劃在制定、評估及管控中的工作效率。該文所述方法將飛行小時作為成本因素,綜合考慮項目里程碑節(jié)點、科目間的邏輯順序、各專業(yè)對試驗點的測試需求以及所需的測試設備資源等因素,對飛行試驗項目進行系統(tǒng)的規(guī)劃;對飛行試驗項目的進展進行測量評估,為項目管理工作提供參考。該文在最后以假設的飛行試驗項目,按照文中所述方法,模擬了一次飛行試驗項目進展評估工作。通過具體的飛行試驗項目進展的分析和評估過程,更加直觀的說明了文中所述方法的應用情況。
關鍵詞:民用飛機 飛行試驗 項目管理 項目評估 計劃管理
中圖分類號:V217 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)01(b)-0046-04
民用飛機型號的研制,其特點是周期長、費用高和項目進度壓力大。作為民用飛機型號研制的重要階段,飛行試驗同樣也有著上述特點。近年來,民用飛機從飛機總體到各系統(tǒng)設備的技術含量和復雜程度都在日益增加,飛行試驗的任務量也在不斷增長,飛行試驗的周期和相關費用與日俱增。
飛行試驗工作能否按計劃、高效率地開展,將會影響整個型號的研制、取證和交付進度。對于飛行試驗項 目的管理人員來說,如何確保飛行試驗工作按計劃開展、高效率執(zhí)行是必須面對的挑戰(zhàn)。而在飛行試驗項目的進展與預期出現偏差的時候,需要有一種專門針對飛行試驗項目自身特點的項目進展評估方法,用這種方法對飛行試驗項目進展進行評估和分析,給飛行試驗項目管理人員提供采取管理措施、做出重大項目管理決策的切實依據。
傳統(tǒng)的飛行試驗項目進展評估方法,大多通過對比分析已完成的飛行小時數和試驗點的數量與原計劃的差別來實現。對于民用飛機飛行試驗項目來說,在其規(guī)模、復雜性等方面都有其自身的特點,影響項目進展的因素也來自多個方面,因此傳統(tǒng)的評估方式需要改進。
1 名詞縮寫
見表1。
2 評估方法的基本要求
總結國內外各大飛機廠商的型號研發(fā)飛行試驗項目,失敗的、被迫延期交付的項目大多問題重重。這其中有些項目由于市場部門為了與客戶簽下訂單,承諾了不切實際的飛機交付時間節(jié)點,使得項目部門不得不壓縮研發(fā)計劃,在項目推進過程中造成各種各樣的問題,這類現象在當今日益激烈的市場競爭中比較常見;有些項目是由于在初期未能合理分配、規(guī)劃和使用有限的資源;有些項目在預估飛行試驗工作量和飛行試驗項目周期時采用的方法不正確或不適用;還有些項目未能正確、有效地監(jiān)督評估項目進展狀況并及時采取調整措施。
從項目管理的角度來說,無論在飛行試驗項目推進的過程中出現什么樣的問題,重要的是找出適合項目實際情況的評估方法,適時地對項目進行評估,分析存在的問題,找出解決方案。以往評估飛行試驗項目,大多通過統(tǒng)計已完成的試驗點數量和已完成的飛行小時數來跟蹤進展。單獨對飛行試驗點數量的統(tǒng)計或者單獨對飛行小時數的統(tǒng)計都不能完全地反映飛行試驗的實際的進展狀態(tài)。在飛行試驗的實施過程中,完成每個試驗點所耗費的飛行小時數不一樣,其所需的測試和飛行保障資源也不一樣。舉例來說,一個功能可靠性飛行試驗點可能需要數小時來完成,一個最小離地速度飛行試驗點可能需要幾個起落來完成,而一個失速速度飛行試驗點基本上可以在幾分鐘內完成。單獨分析已完成的飛行試驗點數的評估方法,無法從時間維度和資源/經費維度上確切的反映飛行試驗的進展。同樣,因為科目、空域和氣象等條件的不同,各個飛行架次在相同的飛行小時內完成的試驗點數也不相同,單獨分析已完成的飛行小時數的評估方法,無法從工程和項目角度看出飛行試驗的實際進展。
對于飛行試驗項目來說,有效的評估項目進展的方法應首先能夠覆蓋每個飛行試驗科目和重要節(jié)點,保證評估范圍的完整性;對飛行試驗項目進展的評估結論以及對項目后續(xù)進展的預估要客觀、合理;還要能夠為項目的管理決策提供量化的數據參考;同時,該方法應該能夠綜合考慮已完成的飛行小時數和已完成的試驗點數兩方面數據,綜合分析飛行試驗項目進展。
3 評估參數、指標概述
該文以飛行試驗對資源的占用時間,即完成每個試驗點所需的直接飛行小時數為最基本的分析評估參數。表示的是在正確的飛行試驗機構型下取得該試驗點的相關試驗數據所需的直接時間,不包括正常的起飛著陸時間、試飛空域往返時間、試驗間構型轉換等為完成飛行試驗任務所需的非直接飛行小時數。該文參考“經費/進度控制系統(tǒng)評估判據”的方法,參照國內外飛行試驗機構的先進經驗和做法,將項目進展評估的對象由經費的執(zhí)行情況變?yōu)轱w行小時數的完成情況,綜合分析各種影響計劃執(zhí)行的因素,形成針對飛行試驗項目自身特點的項目進展評估的評估方法。
該方法在項目初期定義階段,根據WBS工作分解結構定義的工作包(圖1),分析估算工作包內每個試驗點對應的,進而估算出完成每個工作包所需的工作包的直接飛行小時數;在計劃編制階段,根據飛行試驗各科目/工作包之間的邏輯關系和,編制飛行試驗工作計劃,進而在時間域上確定項目進展評估基線EEBL作為評估分析飛行試驗項目進展的基準;在計劃執(zhí)行階段,定期監(jiān)控項目進展、評估分析當前狀態(tài)并得出量化的結論,供項目管理人員在做項目調整決策時參考。
3.1 定義工作包,估算和
每個工作包都對應著相關的試飛測試資源和所需的飛行小時數。分解飛行試驗項目,按科目確定工作包,再對工作包進一步細化就得到每個試驗點。如前所述,根據以往型號的經驗和對相關工作的分析統(tǒng)計估算出完成工作包中每個試驗點總所需要的直接飛行小時數()。對所有()求和就能推算出該工作包的直接飛行小時數:
(1)
通過分析統(tǒng)計工作包中定義的工作得到的只是為了取得滿足試驗目標、獲取相關數據所需的直接飛行小時數,并不包含為完成工作所必需的非直接飛行小時數。非直接飛行小時數就是前面所述的飛行試驗科目間的轉換、起飛和著陸以及空中飛機構型配置更改過程所需的小時數(圖表2.)。為估算非直接飛行小時數,需要對工作包設定一個由直接飛行小時數計算總飛行小時數的科目飛行效率參數。直接和非直接飛行小時數之和就是完成一個工作包所需的總飛行小時數,稱為“原計劃的飛行小時數FHS”。FHS由以下公式可以得到。
(2)
參數是一個由統(tǒng)計數據和經驗值得出的參數。由此,“原計劃總飛行小時數TFHS”可以表示為每個獨立工作包的“原計劃的飛行小時數FHS”的函數,進而由和TFHS得到整個飛行試驗項目的計劃參數。需
要注意的是,由于試驗科目和飛行試驗機型號的不同,對于不同的飛行試驗工作包計劃參數是不同的。
(3)
(4)
3.2 編制計劃,確定EEBL
通過工作分解結構WBS確定了工作單元/工作包之后,飛行試驗科目之間的邏輯關系以及對飛機本體軟硬件研發(fā)進度的需求關系就可以在網絡計劃和甘特圖中表示。根據這些關系就可以在網絡計劃中排定各項試驗的先后順序、項目里程碑節(jié)點以及為保證相關飛行試驗的飛機本體構型到位的需求(圖3)。
項目總體的里程碑節(jié)點是排定飛行試驗相關工作計劃的基礎,里程碑節(jié)點是由相應飛行試驗的輸入文件,包括飛行試驗方案,飛行試驗要求,測試改裝要求等文件確定的,這些文件反映了系統(tǒng)成熟度發(fā)展的各階段安排、型號取證及交付用戶的時間節(jié)點等要求。
從時間軸上劃分項目的各個階段,安排工作形成計劃。飛行試驗計劃編制時要對各架飛行試驗機出勤率做出預估,并且要求明確推出總裝、首飛和取證等重大節(jié)點的計劃安排。這就要求項目的管理層能確保相應的試飛資源,以保證每架機每個月都有穩(wěn)定的出勤率??紤]到研發(fā)試飛工作安排和系統(tǒng)研發(fā)工作進展的不確定性、軟硬件升級和參數調整等工作的實際需求,計劃中需留有一定的時間裕度。圖表4.展示了由按計劃各時間節(jié)點的得到“項目進展評估基線EEBL”。所有FHS求和再適當加上一定管理上的時間裕量就構成了原計劃總飛行小時數(TFHS)。
3.3 監(jiān)控計劃執(zhí)行情況并評估進展
以“項目進展評估基線”(EEBL)為基礎對項目的進展情況進行對比跟蹤,檢查在試驗飛機可飛的前提下,按計劃完成相關測試任務的情況。
(1)實際已飛小時數AFH。
由飛行記錄得到“實際已飛小時數AFH”,AFH是為完成工作包所用的實際飛行小時數。把AFH和EEBL作圖對比,可以看出為了完成計劃我們所執(zhí)行的飛行小時數是否是足夠的(圖5)。但是從AFH和EEBL的對比還看不出飛行試驗點的實際完成情況。
(2)掙值。
為評估飛行試驗項目計劃的實際完成情況,引入“經費/進度控制系統(tǒng)評估判據”體系的掙值概念。相對于計劃的飛行小時數與實際完成的飛行小時數,掙值EV是反映飛行試驗工作實際完成情況的一個變量,代表已飛試驗點的原計劃飛行小時數。計算FHS時使用了計劃參數,對EV的計算也采用相同的參數。已完成的試驗點和與之相對應的原計劃飛行小時數就是實際完成的工作量。因此可由和已完成的試驗點對應的飛行小時數來確定掙值EV(圖5):
(5)
4 進展評估與對策分析過程
以下通過一個假設的飛行試驗項目,說明該方法如何對項目進展與計劃的偏差、飛行試驗工作效率等進行分析和評估,并給出供項目管理人員決策參考的各項參數的過程。假設有一個飛行試驗項目,計劃的飛行試驗周期為36個月,預計共需要完成3000個直接飛行小時;有6架供飛行試驗用的試飛飛機。
對飛行試驗各科目工作內容的詳細評估估計出項目的非直接飛行小時數與總飛行小時數的比例為30%。經評估,認為能夠保障70%的以及每架機每月29飛行小時的出勤率。由公式4.計算得出完成3000個直接飛行小時數的TFHS,進而得到EEBL曲線,如圖6。
假設項目已經推進了21個月,到目前的項目進展如下:
已飛試驗點對應的直接飛行小時數860
實際已飛小時數AFH1360
原計劃的飛行小時數FHS1740。
由圖表7可見,AFH與EEBL上同一時間節(jié)點的FHS不一致。通過對比已完成的直接飛行小時數和實際已飛小時數AFH得到一個比值,也就是這一階段飛行試驗工作的平均效率:
由此可見,相比預期的70%,實際的工作效率為63.24%。再由公式(5),可以計算得出掙值EV:
(1)差異。
EV表示已飛試驗點的原計劃的飛行小時數,通過對比EV與EEBL的差值可以跟蹤原計劃與執(zhí)行情況的差異。用“掙值與實際已飛小時數差異EADIF”表示AFH與EV的差異,用“掙值與基線的差異EBDIF”表示已完成的工作與按計劃迄今為止應完成的工作的差值。EADIF=EV-AFH (6)
EADIF=1229-1360=-131
EBDIF=EV-FHS (7)
EBDIF=1229-1740=-511
為EADIF和EBDIF這兩個差異參數建立相應的門限值,在相關的項目管理文件中規(guī)定,當差異值高于門限值時,即觸發(fā)一系列針綜合分析評估,評估結果上報項目管理層,針對項目進度與計劃的差異,由管理層決策是接受現狀還是采取措施提高試飛工作的工作效率,加快推進項目進展,并根據實際的工作效率和預估的項目調整后的情況重新建立EEBL。
(2)飛行試驗工作效率指數EFI。
通過以上分析可以看出,按計劃原本安排了1229個飛行小時以完成860個直接飛行小時數對應的試驗點,而實際用了1360個飛行小時才完成了這些測試工作。計劃的飛行小時數EV與實際飛行小時數AFH的比值代表的是計劃與實際工作效率的對比結果,這里稱為“飛行試驗工作效率指數EFI”。當EFI為“1”時,表示按計劃充分利用了每個飛行小時;當EFI大于“1”時,表示飛行試驗工作開展的非常成功,節(jié)約了時間和資源;當EFI小于“1”時,說明項目推進得不理想,工作效率比預期的要低。EFI由公式8.計算得出:
(8)
當EFI過低時,應該對任務執(zhí)行情況和計劃編制過程進行評估,同時還要評估飛行試驗機的技術狀態(tài)、故障情況、改裝工作的實施情況以及場域空域和氣象條件等環(huán)境因素。這些因素都會導致大量無效的飛行小時數,進而造成EFI數值過低。EFI、與實際的工作效率有如下關系:
(9)
(3)飛行試驗項目執(zhí)行情況指數PEI。
對比EV與EEBL的差異,評估項目進展與原計劃的差別。通過比較某一時間節(jié)點上的EV與FHS得出“飛行試驗項目執(zhí)行情況指數PEI”,這一數值反映項目進展與原計劃的差異。同樣,PEI為“1”表示進展正常,PEI大于“1”表示計劃進展良好,PEI小于“1”則表示項目進展不順利。本例中:
(10)
影響PEI指數的因素主要有測試任務執(zhí)行情況、試飛飛機出勤架次情況、支撐試飛科目的飛行試驗機構型到位情況等。這一指數最終將影響飛行試驗項目的周期以及經費。無法達到計劃預期的主要原因一般有飛行小時數安排不足、空中測試任務中斷率高或者是低的EFI。這種情況下,PEI會出現較低的數值。
(4)預估項目未來進展情況。
分析了飛行試驗的實際執(zhí)行效率和項目整體的進展情況后,進一步分析飛行試驗項目是否有可能在原來規(guī)劃的TFHS內完成。根據飛機出勤率和每架次的平均飛行小時數,估算出
目前狀況對整個飛行試驗周期的影響。TFHS與EV的差值為剩余工作,考慮目前實際的工作效率EFI,得到“預期的剩余飛行小時數EHTF”和“預期的總飛行小時數EFHC”。
(11)
EFHC=EHTF+AFH=3381+1360=4741 (12)
如果項目管理人員希望使總飛行小時數保持在TFHS內,也可以反算出要達到這個目標需要保證什么樣的EFI值,這個EFI稱為“為按原計劃完成項目所需達到的最低EFI—TEFI”。TEFI是確認進度與預期偏離后是否有可能采取措施使整個項目滿足最初預計的周期重要依據。如果計算出的TEFI過高,一般意味著不太可能采取措施讓項目周期保持在TFHS內,項目管理人員可以以此為依據,開展應對項目延遲的各項工作。
(13)
從上例來看,TEFI值為1.05,我們還是有可能在原有的TFHS內完成飛行試驗項目的,但是整個項目已經比原計劃已經落后了511個飛行小時,需要采取措施提高飛行試驗工作的效率和飛機出勤率。
5 結論
飛行試驗項目的管理人員必須有精確的方法來評估飛行試驗進展和工作效率。本文所闡述的方法,可以量化在計劃控制過程中造成各種低效率現象的成因,文中所提出的EFI指數和PEI指數都是強有力的項目管理參考依據。應用這些指數可以迅速從紛雜的統(tǒng)計數據中得出供項目管理人員決策參考的依據,在正確決策的基礎上對當前進展狀態(tài)和工作效率采取相應有效的措施。
采用文中提出的評估體系可以在項目出現問題的第一時間進行預警,也能夠更好地評估為提高飛行試驗效率所采取的諸多措施的實際效果、預測項目周期的延遲范圍、供項目管理人員決策是該從現在起提高飛行試驗頻率、增加所需資源投入以保證項目周期,還是延長飛行試驗項目周期并投入相關經費。
運用以上方法對項目進展進行評估,還可以給適航局方及最終用戶等提供合理可信的關于項目進展和項目周期的支撐材料。
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