劉 兵，池宜興，2，曾建麗，張榮展

（1.河北工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，天津 300401；2.中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心，北京 100190；3.天津城建大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津 300384）

中國(guó)衛(wèi)星研制工作始于20 世紀(jì)50 年代末期，經(jīng)過(guò)近70 年艱苦奮斗，以較少的投入，在短時(shí)間取得了重大成就，形成了比較完整的衛(wèi)星工程研制體系，從技術(shù)準(zhǔn)備階段和技術(shù)試驗(yàn)階段走向工程全面應(yīng)用階段。空間科學(xué)衛(wèi)星工程實(shí)施以來(lái)，創(chuàng)造了我國(guó)甚至國(guó)際空間科學(xué)衛(wèi)星工程的若干個(gè)“第一”，我國(guó)首顆暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星，在軌運(yùn)行階段已經(jīng)成功觀測(cè)到伽馬射線爆發(fā)；我國(guó)首顆重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，成功開展了15 項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，首次取得哺乳動(dòng)物胚胎太空發(fā)育、太空觀察煤燃燒現(xiàn)象；全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)1000km 量級(jí)的星地量子糾纏分發(fā)、星地量子密鑰分發(fā)及地星量子隱形傳態(tài)等科學(xué)實(shí)驗(yàn)，成功發(fā)射“悟空”“墨子”“實(shí)踐十號(hào)”“慧眼”等空間科學(xué)衛(wèi)星，對(duì)國(guó)家科學(xué)布局產(chǎn)生了深刻的影響，進(jìn)一步鞏固了我國(guó)在空間科學(xué)衛(wèi)星領(lǐng)域的地位［1］。但是縱觀世界先進(jìn)航天國(guó)家的空間衛(wèi)星研制情況，我國(guó)空間科學(xué)衛(wèi)星工程無(wú)論在性能上還是在周期上與之相比存在一定的差距。

空間科學(xué)衛(wèi)星不同于其他衛(wèi)星，主要體現(xiàn)在產(chǎn)出方面，通訊、電視廣播、導(dǎo)航、天氣預(yù)報(bào)等衛(wèi)星主要產(chǎn)出是應(yīng)用和服務(wù)，而空間科學(xué)衛(wèi)星工程的產(chǎn)出是對(duì)太空和宇宙的新發(fā)現(xiàn)和對(duì)其自然規(guī)律的新認(rèn)識(shí)以及由此形成的科學(xué)知識(shí)，空間科學(xué)衛(wèi)星從提出到完成始終圍繞科學(xué)目標(biāo)，常常使用與其他衛(wèi)星任務(wù)不同的運(yùn)行軌道、不同的有效載荷，甚至對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)也有特殊要求［2］?？臻g科學(xué)衛(wèi)星工程比其他衛(wèi)星工程更為復(fù)雜，技術(shù)難度更加大，參與單位更加多，環(huán)節(jié)更加復(fù)雜，研制周期更加長(zhǎng)，不確定風(fēng)險(xiǎn)較多，容易導(dǎo)致空間科學(xué)衛(wèi)星工程性能指標(biāo)在研制初期處于世界先進(jìn)水平，但是在衛(wèi)星發(fā)射運(yùn)行時(shí)卻已落后。因此，強(qiáng)化空間科學(xué)衛(wèi)星工程研制管理，縮短空間科學(xué)衛(wèi)星周期，強(qiáng)化衛(wèi)星工程過(guò)程控制極為重要。本文從實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃法對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行研究，并運(yùn)用蒙特卡洛仿真模擬空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的完成周期，并識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)的主要工序，以此為提高空間科學(xué)衛(wèi)星工程管理水平提供一定的借鑒。

1 文獻(xiàn)綜述

關(guān)于空間科學(xué)衛(wèi)星工程的研究主要集中在科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)層面，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要從技術(shù)方面研究空間科學(xué)衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)和一些重要的成果，使中國(guó)逐漸在國(guó)際空間科學(xué)衛(wèi)星領(lǐng)域提高話語(yǔ)權(quán)［3-4］。例如2015 年以來(lái)先后成功發(fā)射暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星（悟空號(hào)），實(shí)踐十號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（實(shí)踐十號(hào)），量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（墨子號(hào)）和硬X 射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星（慧眼號(hào)）四顆科學(xué)衛(wèi)星［5-9］。

從定性角度分析的文章比較少，從管理學(xué)角度研究的也比較少，主要體現(xiàn)在空間科學(xué)衛(wèi)星概念的科學(xué)考證方面，國(guó)外對(duì)空間機(jī)構(gòu)對(duì)科學(xué)衛(wèi)星任何和研究領(lǐng)域進(jìn)行不同分類，NASA 對(duì)美國(guó)的空間科學(xué)計(jì)劃和項(xiàng)目進(jìn)行分類和資助，將其分為四大類大的方向，再按照研究對(duì)象具體細(xì)分［10］。歐洲空間局（ESA）將空間科學(xué)計(jì)劃劃分為天體物理學(xué)、太陽(yáng)探測(cè)、太陽(yáng)系探測(cè)和基礎(chǔ)物理［11］。日本宇宙航空開發(fā)機(jī)構(gòu)則將空間科學(xué)任務(wù)歸入天文觀測(cè)以及月球和行星科學(xué)探索2 類［12］。為進(jìn)一步理清空間科學(xué)的基本概念，對(duì)空間科學(xué)追根溯源，從而促進(jìn)中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，范全林等通過(guò)一定的技術(shù)科學(xué)手段辨析空間科學(xué)與空間技術(shù)和應(yīng)用、空間科學(xué)與天文學(xué)、日球?qū)禹斉c太陽(yáng)系邊界、空間科學(xué)與深空探測(cè)、科學(xué)衛(wèi)星與業(yè)務(wù)衛(wèi)星、空間科學(xué)任務(wù)以及有效載荷技術(shù)等概念的內(nèi)涵，并指出空間科學(xué)任務(wù)指的是實(shí)現(xiàn)科學(xué)衛(wèi)星或搭載其他航天器平臺(tái)的科學(xué)載荷從遴選、立項(xiàng)、研制、發(fā)射到科學(xué)運(yùn)行或?qū)嶒?yàn)、成果產(chǎn)出的全生命周期［13］。

除此之外，空間科學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理辦法學(xué)者也有研究，例如孫小涓等［14］基于流式計(jì)算空間科學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。劉洋等［15］研究SVOM 衛(wèi)星星載VHF 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并對(duì)單機(jī)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和調(diào)制算法設(shè)計(jì)等進(jìn)行了詳細(xì)描述。管理層面，池宜興等［16］運(yùn)用采用改進(jìn)層次分析法（AHP）-模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，探索了空間科學(xué)衛(wèi)星的評(píng)估方法。

從上述分析可知，現(xiàn)有學(xué)者主要從科學(xué)發(fā)現(xiàn)角度，研究空間科學(xué)衛(wèi)星，但是從管理學(xué)層面研究空間科學(xué)的較少，探索空間科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的較少，因此，本文從管理學(xué)視角出發(fā)，運(yùn)用工程項(xiàng)目管理的思維邏輯研究空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度控制，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行仿真模擬。

2 工程項(xiàng)目進(jìn)度活動(dòng)工期估算和進(jìn)度控制方法的比較與選擇

2.1 工程項(xiàng)目進(jìn)度活動(dòng)工期估算和進(jìn)度控制方法的比較

工程項(xiàng)目進(jìn)度活動(dòng)的工期估算和進(jìn)度控制根據(jù)具體情況決定，一般有專家判斷法、類比估算法、三點(diǎn)估算法、關(guān)鍵路徑法，但是上述方法存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)。

（1）專家判斷法。專家判斷法是專家根據(jù)以往參加工程項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的工期，其結(jié)果具有數(shù)理統(tǒng)計(jì)的功能，專家評(píng)估工期比較權(quán)威。但是，也存在如下缺點(diǎn)，一方面，由于專家經(jīng)驗(yàn)不同，并且很對(duì)因素影響專家對(duì)歷史經(jīng)驗(yàn)的判斷，如果專家不具備相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，可能使估計(jì)的工期結(jié)果不可靠；另一方面，在專家的選擇上，如何保證專家的權(quán)威性和專家小組組成的合理性也是實(shí)際工作中需要考慮的方面；另外，專家對(duì)項(xiàng)目工程活動(dòng)工期的估算具有主觀傾向性，缺乏客觀數(shù)據(jù)支撐。

（2）類比估算法。類比估算法就是根據(jù)曾經(jīng)類似的工程項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間，估算將要開展的工程進(jìn)度活動(dòng)的工期時(shí)間。這種方法可以參考以往進(jìn)行的相關(guān)活動(dòng)，對(duì)以往空間科學(xué)衛(wèi)星工程歷時(shí)數(shù)據(jù)真實(shí)程度要求較高。該種方法的優(yōu)點(diǎn)是花費(fèi)成本較少，尤其是當(dāng)一些工程項(xiàng)目資料難以獲得時(shí)，此方法是用來(lái)估算工期的有效方法。但是仍然存在一些局限性，由于工程項(xiàng)目都是一次性的，實(shí)際中不可能同時(shí)存在兩個(gè)完全相同的項(xiàng)目，因此估計(jì)的工期準(zhǔn)確性較差。

（3）三點(diǎn)估算法。三點(diǎn)估算法是在點(diǎn)估計(jì)方法的基礎(chǔ)上計(jì)算的，三點(diǎn)估計(jì)法就是把工程項(xiàng)目的完成時(shí)間進(jìn)行劃分，根據(jù)完成時(shí)間的長(zhǎng)度不同，將完成時(shí)間劃分成樂觀時(shí)間、最可能時(shí)間、悲觀時(shí)間。根據(jù)估算的這三類時(shí)間，用公式估算出空間科學(xué)衛(wèi)星工程可能完成的時(shí)間，計(jì)算公式為：工期時(shí)間=（樂觀時(shí)間+4×最可能時(shí)間+悲觀時(shí)間）/6。該種時(shí)間估算方法計(jì)算比較簡(jiǎn)單，但是需要估算出三種方式的時(shí)間，增加估算工作量，而且不能處理網(wǎng)絡(luò)圖中的路徑收斂問(wèn)題。

（4）雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)法。雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)法是一種在建筑工程領(lǐng)域運(yùn)用比較成熟的技術(shù)，雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)法是以箭線及其兩端節(jié)點(diǎn)的編號(hào)表示工作情況的網(wǎng)絡(luò)圖，主要包括箭線、節(jié)點(diǎn)、線路和邏輯關(guān)系四方面內(nèi)容［17］。該種方法能夠清晰的標(biāo)明工程的時(shí)間進(jìn)程，使用起來(lái)比較方便，可以在圖上直接顯示工程的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、完成時(shí)間以及關(guān)鍵線路，但仍存在一定缺點(diǎn)，由于箭線受到時(shí)間坐標(biāo)的控制，當(dāng)項(xiàng)目工程時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，往往需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)圖。該種方法適用于子工程項(xiàng)目較少、工藝流程簡(jiǎn)單的項(xiàng)目工程以及局部網(wǎng)絡(luò)工程。

（5）蒙特卡洛模擬仿真分析法。蒙特卡洛模擬法是一種先進(jìn)的模擬仿真技術(shù)，該方法是以概率論以及數(shù)理統(tǒng)計(jì)為指導(dǎo)，用來(lái)數(shù)值估計(jì)的方法。能夠充分考慮一個(gè)工程項(xiàng)目在開展過(guò)程中涉及的持續(xù)時(shí)間、資源、人力、成本等不確定風(fēng)險(xiǎn)。使用最樂觀、最可能、最悲觀持續(xù)時(shí)間來(lái)估算活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，能夠基于估算結(jié)果進(jìn)行抽樣統(tǒng)計(jì)模擬，進(jìn)而反映出較為全面的工期信息，可用于工程量大、涉及面廣、技術(shù)復(fù)雜、不確定因素多的項(xiàng)目［18］。該方法的優(yōu)點(diǎn)是預(yù)測(cè)結(jié)果可以給出預(yù)測(cè)值的區(qū)間范圍和分布規(guī)律，能夠科學(xué)、合理地解決難以用數(shù)學(xué)分析方法求解的具有多要素不確定性的復(fù)雜問(wèn)題［19］。

2.2 空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度評(píng)估與控制的選擇

制定工程的進(jìn)度計(jì)劃就是明確定義各個(gè)工程項(xiàng)目之間的邏輯關(guān)系及開始和結(jié)束日期，從而方便控制時(shí)間和節(jié)約時(shí)間。編制進(jìn)度規(guī)劃應(yīng)該統(tǒng)籌考慮項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)圖、工期時(shí)間、人力物力財(cái)力等資源。由于空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目比較復(fù)雜，子項(xiàng)目繁多，創(chuàng)新性強(qiáng)，可以參考的歷史數(shù)據(jù)較少，對(duì)于空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)度管理顯得尤為重要。本文主要解決空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度活動(dòng)的工期估算和進(jìn)度控制問(wèn)題。通過(guò)進(jìn)度工期的估算預(yù)測(cè)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的完成時(shí)間，通過(guò)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)主要位于的工序階段，加強(qiáng)對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的進(jìn)度控制管理。

源指的是可以通過(guò)傳輸介質(zhì)（對(duì)河流廊道而言主要是水）為鄰近的生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)和能量，而匯指的是從相鄰地方吸收物質(zhì)和能量。

上述工程項(xiàng)目進(jìn)度控制方法在工程領(lǐng)域很常用，但結(jié)合空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目復(fù)雜性高、工程量大、不確定性因素高、花費(fèi)成本高等特點(diǎn)，空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的時(shí)間進(jìn)度較難估計(jì)，運(yùn)用專家判斷法、類比估算法、三點(diǎn)估算法、雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)法難以精確估計(jì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目完成的時(shí)間。而蒙特卡洛仿真模擬方法能夠結(jié)合上述不同方法的優(yōu)點(diǎn)，得到不同概率下項(xiàng)目的總體完成時(shí)間，能夠?yàn)榭臻g科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目管理人員制定合理的進(jìn)度管理計(jì)劃提供一定的依據(jù)。同時(shí)，蒙特卡洛模擬仿真法中包含模擬計(jì)算、敏感性分析，能夠識(shí)別出空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目工序，使得空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到最低。因此，本文借助蒙特卡洛模擬仿真方法，借助Crystal Ball軟件對(duì)某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行蒙特卡洛模擬仿真分析，將時(shí)間變量概率分布中隨機(jī)抽取的數(shù)值作為輸入值，通過(guò)Crystal Ball 軟件模擬仿真N 次，獲得空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的完成日期作為輸出值，并獲得項(xiàng)目完成日期的概率分布直方圖、期望值、方差等特征數(shù)據(jù)。

本文應(yīng)用蒙特卡洛模擬仿真方法分析空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度工期估算與進(jìn)度控制的主要步驟為：首先，分析空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的工作分解結(jié)構(gòu)，了解空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的不同工序；其次，運(yùn)用專家判斷法邀請(qǐng)中科院空間科學(xué)衛(wèi)星相關(guān)專家對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目各個(gè)階段的進(jìn)度時(shí)間進(jìn)行估算，包括最樂觀時(shí)間、最可能時(shí)間、最悲觀時(shí)間，編制出含有持續(xù)時(shí)間三點(diǎn)估算的項(xiàng)目工作關(guān)系表，并繪制雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖；再次，運(yùn)用Crystal Ball 軟件對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的完成時(shí)間進(jìn)行仿真模擬；最后，對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)行敏感度分析，識(shí)別空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的主要工序階段。

3 空間科學(xué)衛(wèi)星工程WBS 與進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)分析

空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)度完成的快慢，關(guān)鍵是計(jì)劃得當(dāng)，計(jì)劃是一切工作開展的前提，也是進(jìn)行項(xiàng)目控制的前提。在空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目目標(biāo)明確之后，要制定進(jìn)度計(jì)劃就必須對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)行相應(yīng)的分解，明確空間科學(xué)衛(wèi)星工程各個(gè)階段的總?cè)蝿?wù)以及各子任務(wù)。對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程的工作結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，能夠準(zhǔn)確把握工程項(xiàng)目的進(jìn)度信息，WBS 提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)的WBS 工作分解結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)行定義，注明每個(gè)分工的范圍和具體內(nèi)容，方便空間科學(xué)衛(wèi)星工程各個(gè)參與組織之間使用統(tǒng)一的“語(yǔ)言”進(jìn)行交流，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)度的高效管理。

3.1 工作分解結(jié)構(gòu)定義以及構(gòu)成要素

工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure，WBS）就是將工程項(xiàng)目中的各項(xiàng)內(nèi)容，按照一定的原則進(jìn)行拆分，將復(fù)雜的內(nèi)容分解成內(nèi)容單一，便于管理的工作，形成一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立，但又相互聯(lián)系的模塊，并按照一定的層次進(jìn)行排布，最后通過(guò)樹狀結(jié)構(gòu)圖或者縮進(jìn)表格的形式呈現(xiàn)，形成一個(gè)直觀的WBS 結(jié)構(gòu)圖［20］。

目前WBS 作為有效的管理和控制工程項(xiàng)目的工具，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)企業(yè)，四要素包括：WBS 元素、工作包、結(jié)構(gòu)化編碼、WBS 字典［21］。這些構(gòu)成要素使得工程項(xiàng)目在項(xiàng)目的初期就能明確整個(gè)工程項(xiàng)目的目標(biāo)，從而形成比較完善的工程項(xiàng)目控制體系。在形成的工程項(xiàng)目體系基礎(chǔ)上，將各個(gè)項(xiàng)目工程進(jìn)行肢解，拆分成具體的工程項(xiàng)目，完成對(duì)項(xiàng)目工程的進(jìn)度計(jì)劃的控制管理。

（1）WBS 元素。WBS 元素是工程項(xiàng)目管理中的一個(gè)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，通俗的理解就是“組織機(jī)構(gòu)圖”上的一個(gè)“方框”，這些方框代表了獨(dú)立的、具有隸屬關(guān)系/匯總關(guān)系的“可交付成果”［22］。工作結(jié)構(gòu)分解的關(guān)鍵是必須面向最終產(chǎn)品或可交付成果，因?yàn)轫?xiàng)目工程各參與主體雖然文化、組織不同，但是要求最終完成的項(xiàng)目成果必須相同，只有識(shí)別最終的可交付成果，才能識(shí)別工程項(xiàng)目參與主體完成此項(xiàng)工作使用的方法、程序和資源［23］。

（2）工作包。工作包（Workpackage）是WBS最底層元素，一般的工作包是最小的“可交付成果”，這些可交付成果很容易識(shí)別出完成它的活動(dòng)、成本和組織以及資源信息［24］。例如飛機(jī)研制項(xiàng)目中場(chǎng)地、艦船和車輛改造工作包可能含有飛機(jī)場(chǎng)地建設(shè)與維護(hù)、車輛改造、艦船改造等幾項(xiàng)活動(dòng)，包含場(chǎng)地維護(hù)、設(shè)施改造等成本，過(guò)程中產(chǎn)生的報(bào)告/檢驗(yàn)結(jié)果等等文檔，以及被分配的工班組責(zé)任包干信息等。

（4）WBS 字典。WBS 字典是使工程項(xiàng)目管理規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的工具，用于描述和定義WBS 元素中的工作的文檔，詳細(xì)描述工程項(xiàng)目必須完成的工作以及元素上下級(jí)的關(guān)系。通過(guò)WBS 字典的詳細(xì)描述，有利于工程項(xiàng)目外部的參與主體理解與接受。

3.2 空間科學(xué)衛(wèi)星工程的WBS 分析

具體到空間科學(xué)衛(wèi)星工程領(lǐng)域，空間科學(xué)衛(wèi)星工程研制項(xiàng)目WBS 的定義可以細(xì)化為：對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程研制項(xiàng)目從立案論證、初樣階段、正樣階段到使用階段過(guò)程中應(yīng)完成的所有工作自上而下逐級(jí)分解形成的一個(gè)層級(jí)體系，完全限定了空間科學(xué)衛(wèi)星工程研制項(xiàng)目的工作，并表示出各子工程項(xiàng)目之間以及它們與交付物之間的關(guān)系?？臻g科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目WBS 的編制工作是其工程項(xiàng)目管理的核心內(nèi)容，為其資源配置、任務(wù)安排、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、質(zhì)量管理、成本控制等奠定了重要基礎(chǔ)，并提供了各個(gè)項(xiàng)目工作的唯一聯(lián)系。在空間科學(xué)衛(wèi)星工程領(lǐng)域，按照不同的分解邏輯，遵循完整性、可控性、協(xié)調(diào)性等原則，可以將整個(gè)空間科學(xué)衛(wèi)星工程研制項(xiàng)目劃分成多個(gè)WBS 單元，劃分成3 種WBS 構(gòu)建方式，具體包括：基于空間衛(wèi)星產(chǎn)品構(gòu)建的WBS、基于空間衛(wèi)星研制過(guò)程構(gòu)建的WBS、基于組織機(jī)構(gòu)管理構(gòu)建的WBS。這3 種WBS 劃分方式具有不同的特點(diǎn)：

（1）基于空間衛(wèi)星產(chǎn)品項(xiàng)目結(jié)構(gòu)構(gòu)建WBS。這種構(gòu)建方式以要研制的空間科學(xué)衛(wèi)星產(chǎn)品為中心，由空間科學(xué)衛(wèi)星工程產(chǎn)品研制的其他相關(guān)工作（包括系統(tǒng)工程項(xiàng)目管理、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)評(píng)定、專用保障設(shè)備、資料、初始備件以及維修備件等）組成。這一WBS構(gòu)建方式更加強(qiáng)調(diào)空間科學(xué)衛(wèi)星工程的最終交付成果的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)這種WBS 構(gòu)建方式需要確保明確的項(xiàng)目工程責(zé)任主體，有利于空間科學(xué)衛(wèi)星工程實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

（2）基于空間衛(wèi)星研制過(guò)程構(gòu)建的WBS。這種方式構(gòu)建的WBS 是以空間科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目研制過(guò)程的時(shí)間順序?yàn)榛痉纸膺壿?。按照這一方式構(gòu)建的空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目工作分解結(jié)構(gòu)一般由空間衛(wèi)星工程開展過(guò)程經(jīng)歷的階段組成，具體包括“立項(xiàng)論證”“方案制定”“初樣設(shè)計(jì)”“正樣研制”“使用驗(yàn)收”頂層單元。

（3）基于空間衛(wèi)星業(yè)務(wù)分工構(gòu)建的WBS。這種WBS 方式構(gòu)建的邏輯是以空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的不同承擔(dān)單位或者職能部門所獨(dú)立完成的項(xiàng)目工作和可交付成果。這一方式構(gòu)建的WBS 通常會(huì)與項(xiàng)目職能部門或業(yè)務(wù)分工相連。采取這種方式構(gòu)建的空間科學(xué)衛(wèi)星工程WBS 框架通常包括“工程規(guī)劃論證中心”（立案）、“綜合計(jì)劃部”（規(guī)劃）、“工程管理部”（管理）、“運(yùn)行與成果管理部”（制造）等頂層WBS 單元。

基于空間衛(wèi)星產(chǎn)品項(xiàng)目結(jié)構(gòu)構(gòu)建的WBS 更加強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目最終交付成果的實(shí)現(xiàn)，著重呈現(xiàn)最終產(chǎn)品的層次結(jié)構(gòu)，對(duì)空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目各個(gè)階段的責(zé)任主體要求較高；基于空間衛(wèi)星業(yè)務(wù)分工構(gòu)建的WBS 強(qiáng)調(diào)職能部門的功能，比較清晰的呈現(xiàn)各個(gè)研制階段的責(zé)任主體；基于空間衛(wèi)星研制過(guò)程構(gòu)建的WBS，有助于空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目管理者對(duì)不同的研制階段控制和把握，有效監(jiān)督和管理空間衛(wèi)星工程的進(jìn)度和質(zhì)量，由于我國(guó)空間科學(xué)衛(wèi)星工程研制項(xiàng)目通常會(huì)按照項(xiàng)目研制階段開展里程碑階段控制，所以為契合這種管控方式的需要，本文采取這種基于空間衛(wèi)星研制過(guò)程的WBS 構(gòu)建方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目各個(gè)階段交付成果的有效監(jiān)控。如圖1 為典型的基于空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目研制過(guò)程構(gòu)建的WBS 頂層框架示例。從圖1 可以看出，面向空間科學(xué)衛(wèi)星工程研制過(guò)程構(gòu)建的WBS 包括“立項(xiàng)論證”“方案制定”“初樣設(shè)計(jì)”“正樣研制”“使用驗(yàn)收”5 個(gè)頂層結(jié)構(gòu)，每個(gè)WBS 單元下又包括二級(jí)階段，該方式囊括了空間科學(xué)衛(wèi)星工程整個(gè)研制流程，清晰地界定了空間科學(xué)衛(wèi)星工程研發(fā)項(xiàng)目的各個(gè)階段，可以有效的監(jiān)督每個(gè)環(huán)節(jié)，保證空間科學(xué)衛(wèi)星工程完成的進(jìn)度。

圖1 基于空間衛(wèi)星研制過(guò)程構(gòu)建的WBS 示意圖

3.3 空間科學(xué)衛(wèi)星工程的進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)分析

以某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目研制過(guò)程為例，一般來(lái)說(shuō)，空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目包括“立項(xiàng)論證”“方案制定”“初樣設(shè)計(jì)”“正樣研制”“使用驗(yàn)收”5個(gè)頂層結(jié)構(gòu)，根據(jù)空間科學(xué)衛(wèi)星工程的項(xiàng)目實(shí)質(zhì)研制過(guò)程、實(shí)施流程以及實(shí)際工作需要，確定了某科學(xué)衛(wèi)星工程的工作分解結(jié)構(gòu)，并邀請(qǐng)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心的專家和設(shè)計(jì)研發(fā)部門對(duì)項(xiàng)目各個(gè)階段的進(jìn)程時(shí)間進(jìn)行估算，包括最樂觀時(shí)間、最可能時(shí)間、最悲觀時(shí)間，編制出含有持續(xù)時(shí)間三點(diǎn)估算的項(xiàng)目工作關(guān)系表，如表1 所示。

表1 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目工作關(guān)系

表1 （續(xù)）

根據(jù)某空間科學(xué)衛(wèi)星工程工作關(guān)系表，得到雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃表，如表2 所示，網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃表清楚地表達(dá)了空間科學(xué)衛(wèi)星工程的各個(gè)階段中各個(gè)工序間緊前緊后的邏輯關(guān)系，有利于幫助工作人員檢查修改，同時(shí)也有利于后續(xù)對(duì)于空間科學(xué)衛(wèi)星工程的進(jìn)度仿真模擬的建立與分析。

表2 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃表

4 空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度的蒙特卡洛仿真模擬分析

利用蒙特卡洛仿真軟件Crystal Ball，以某一空間科學(xué)衛(wèi)星工程為例，預(yù)測(cè)該項(xiàng)目工程的完成時(shí)間，并進(jìn)行敏感性分析，識(shí)別出該項(xiàng)目工程的主要風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)。

4.1 模擬計(jì)算

本文利用Crystal Ball 軟件對(duì)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行蒙特卡洛模擬仿真分析。由于在空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目中的每個(gè)階段每個(gè)工序的進(jìn)行，都是在上一個(gè)工序結(jié)束之后開展的，所以每個(gè)工序的開始時(shí)間為上一個(gè)工序結(jié)束時(shí)間再加上持續(xù)時(shí)間，根據(jù)這一條工序關(guān)系，利用表1 中的空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目工作表中的數(shù)據(jù)，通過(guò)Crystal Ball 軟件建立仿真模型，其工序邏輯關(guān)系范例如表3 所示。表3 中工作代號(hào)1.2 到5.3 為假設(shè)單元，各假設(shè)單元的概率分布，選擇三角分布，預(yù)測(cè)單元為結(jié)束時(shí)間列。

表3 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目仿真模型案例 單位：月

本文模擬次數(shù)N 選取10 000 次，通過(guò)Crystal Ball 軟件模擬某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度，預(yù)測(cè)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4 所示。由表4 可知，該空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度的最小值為122.71 個(gè)月，最大值為135.22 個(gè)月，平均值為128.67 個(gè)月，中間值為128.64 個(gè)月。根據(jù)空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目各個(gè)工序均以最可能執(zhí)行時(shí)間執(zhí)行的情況下，衛(wèi)星工程項(xiàng)目的完成時(shí)間為122 個(gè)月。

表4 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)度預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)情況

通過(guò)Crystal Ball 軟件得到進(jìn)度頻率分布直方圖和累計(jì)頻率分布圖，分別如圖2、圖3 所示。由圖2可知，該項(xiàng)目以等于或小于122 個(gè)月（最可能估計(jì)）完成項(xiàng)目的可能性為0，這說(shuō)明在各種風(fēng)險(xiǎn)因素的作用下，不能以最可能估計(jì)的時(shí)間完成項(xiàng)目。75%的可能性下，最低的完成空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目的時(shí)間為126.5 個(gè)月，即需要預(yù)留四五個(gè)月的應(yīng)急時(shí)間。由圖3 可知，如果空間衛(wèi)星工程想要75%的確定性，需要將項(xiàng)目完成時(shí)間估計(jì)為126.5 至131 個(gè)月之間。對(duì)于空間科學(xué)衛(wèi)星工程而言，前期的工程進(jìn)度規(guī)劃十分重要，如果前期進(jìn)度規(guī)劃項(xiàng)目不合理，會(huì)影響整個(gè)進(jìn)度規(guī)劃進(jìn)程，導(dǎo)致進(jìn)度驗(yàn)收滯后，資源分配不合理。因此，本文通過(guò)案例項(xiàng)目意識(shí)到前期計(jì)劃的重要性，根據(jù)蒙特卡洛模擬的結(jié)果對(duì)項(xiàng)目完成時(shí)間有進(jìn)一步的估計(jì)，為空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目完成奠定一定的基礎(chǔ)。

圖2 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程頻率分布直方

圖3 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程進(jìn)度累計(jì)頻率分布直方

4.2 敏感性分析

敏感性分析又稱方差分析或靈敏度分析，是從定量的角度出發(fā)，通過(guò)計(jì)算多個(gè)變量的方差，識(shí)別出有關(guān)因素的變化對(duì)某一個(gè)或一組關(guān)鍵指標(biāo)影響程度的一種不確定分析技術(shù)，通過(guò)方差貢獻(xiàn)率和等級(jí)相關(guān)程度表征。通過(guò)敏感度分析，可以解釋關(guān)鍵指標(biāo)受這些因素變動(dòng)影響大小的規(guī)律。對(duì)于衛(wèi)星工程而言，通過(guò)敏感度分析可以識(shí)別空間科學(xué)衛(wèi)星工程實(shí)施過(guò)程中，各個(gè)階段對(duì)于整個(gè)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度完成的影響大小，有助于明確空間衛(wèi)星工程最具潛在影響的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，從而為空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目管理人員提供一定的決策依據(jù)。本文通過(guò)Crystal Ball 軟件得到某科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的敏感度分析結(jié)果，如圖4 所示。

圖4 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目敏感度分析

由圖4（a）（b）可知，某空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目研制過(guò)程中，各階段與衛(wèi)星工程總進(jìn)度的相關(guān)程度各不相同，通過(guò)方差貢獻(xiàn)與等級(jí)相關(guān)程度反映出來(lái)。工序1.1 即需求論證是影響空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目總體進(jìn)度不確定性的最大風(fēng)險(xiǎn)，方差貢獻(xiàn)高達(dá)20.2%，等級(jí)相關(guān)程度高達(dá)0.43，是影響整個(gè)工程進(jìn)度的高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)。規(guī)劃計(jì)劃論證（1.4）、方案評(píng)審（2.2）、分系統(tǒng)生產(chǎn)報(bào)告（4.1）、分系統(tǒng)測(cè)試（4.2）工序也是影響某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度的較高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，方差貢獻(xiàn)率均在6%左右，等級(jí)相關(guān)程度均在0.23～0.24 之間。衛(wèi)星發(fā)射（5.1）、方向重點(diǎn)論證（1.2）、方案研制（2.1）、研制任務(wù)書（2.3）、飛行試驗(yàn)（4.4）、飛行試驗(yàn)評(píng)審（4.5）、轉(zhuǎn)交應(yīng)用系統(tǒng)（4.6）工序是影響某空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度的低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，方差貢獻(xiàn)率均在4%到5%之間，等級(jí)相關(guān)程度為20%左右。其他工序?yàn)橛绊懶l(wèi)星工程項(xiàng)目進(jìn)度的較低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，方差貢獻(xiàn)率均為1%至2%之間，等級(jí)相關(guān)程度為10%到13%之間。

根據(jù)某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目研制過(guò)程中各工序的等級(jí)相關(guān)程度大小和方差貢獻(xiàn)率，將各工序分成四組，分別為低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)、較低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)、高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)、較高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，如圖5-6 所示。高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)和較高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)大部分為空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的立項(xiàng)論證階段、正樣研制階段的工序，方案制定階段、初樣設(shè)計(jì)階段、使用驗(yàn)收階段的工序大部分為低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)和較低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)。因此，在空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，管理人員應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注立項(xiàng)階段以及正樣階段，做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估、防控以及應(yīng)對(duì)的措施，保證工程進(jìn)度的準(zhǔn)時(shí)完成。

圖5 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目分組后等級(jí)

圖6 某空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目分組后方差

綜上所述，空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目工序比較復(fù)雜，研制過(guò)程中會(huì)遇到諸多風(fēng)險(xiǎn)，影響空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目的進(jìn)度開展。本文繪制空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目的雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)路計(jì)劃圖，并通過(guò)三點(diǎn)估計(jì)，估算空間科學(xué)衛(wèi)星工程項(xiàng)目各工序的持續(xù)時(shí)間，最后使用Crystal Ball 軟件對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行仿真模擬，得到工程項(xiàng)目的完成時(shí)間，并進(jìn)行敏感度分析，識(shí)別出工程項(xiàng)目研制過(guò)程中主要的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目。結(jié)果表明，該模型能夠得到不同概率下的空間衛(wèi)星工程項(xiàng)目完成時(shí)間，能夠?yàn)榭臻g衛(wèi)星工程項(xiàng)目管理人員，提供一定的決策依據(jù)。