摘要：為保證項目順利交付，開展項目風(fēng)險管理研究是十分必要的?；陧椖咳芷冢ㄟ^WBS-RBS分解建立綜合風(fēng)險框架，對各類風(fēng)險進行定位與定性；利用FTA故障樹對項目各類風(fēng)險進行識別和總體風(fēng)險水平進行估計，獲得項目風(fēng)險清單。根據(jù)項目風(fēng)險清單，采用基于FMEA方法的改進后的RPN模型，對各類風(fēng)險進行評價分級，將所有風(fēng)險歸類為重大風(fēng)險和一般風(fēng)險。根據(jù)風(fēng)險分級結(jié)論，采用FMEA方法對重大風(fēng)險進行確定并提出應(yīng)對策略。基于風(fēng)險管理研究成果進行項目風(fēng)險管控，最終達成項目預(yù)期技術(shù)、成本、進度和質(zhì)量等各方面的目標。

關(guān)鍵詞：非標裝備，攪拌摩擦焊，風(fēng)險管理，故障樹法，失效模式與影響分析

0 引言

2020年H公司中標了國內(nèi)首例軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目。該項目具備眾多高標準和高要求，其集中體現(xiàn)在技術(shù)指標達成、功能需求滿足、成本控制、上線時間保證和質(zhì)量可靠性等方面，導(dǎo)致項目實施壓力巨大，成功的不確定性陡然上升。

作為項目實施的主體，H公司在以往的大型非標研制項目實施過程中，經(jīng)常出現(xiàn)延遲交付、成本超預(yù)算、質(zhì)量問題頻發(fā)、技術(shù)實現(xiàn)率低等各種問題，導(dǎo)致項目進度、成本、質(zhì)量及技術(shù)實現(xiàn)受到嚴重影響，項目失敗或損失的風(fēng)險極高。

因此，為實現(xiàn)軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目的成功，開展軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目風(fēng)險管理研究，對項目可能存在的風(fēng)險進行識別與分析、評價與應(yīng)對，最終形成一個科學(xué)的風(fēng)險管理體系，將項目整體風(fēng)險控制在較低的水平十分必要。

根據(jù)軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目的實際情況，確定項目風(fēng)險管理的目標為如下4點：

（1）技術(shù)風(fēng)險管理目標?？刂祈椖吭O(shè)計的全過程，實現(xiàn)所有技術(shù)的穩(wěn)定應(yīng)用，保證交付后失效功能數(shù)量不大于1項。

（2）成本風(fēng)險管理目標。對成本進行嚴格管控，確保實際發(fā)生成本占銷售合同金額比例（即毛利率）不低于30%。

（3）進度風(fēng)險管理目標。按照項目節(jié)點進行管理，盡可能地按照合同要求交付，延期時間不超過1個月。

（4）質(zhì)量風(fēng)險管理目標。所有過程嚴格控制質(zhì)量，實現(xiàn)質(zhì)保期內(nèi)故障停機次數(shù)不超過3次，總體停機時間不超過5d，平均無故障間隔時間不低于1000h。

1 項目風(fēng)險識別與估計

軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目的全生命周期持續(xù)時間長，過程復(fù)雜。因此，采用WBS-RBS方法確定項目整體的風(fēng)險框架，對風(fēng)險進行定位和定性。

WBS-RBS方法的主要步驟是：首先，通過WBS方法對項目全生命周期的工作內(nèi)容進行梳理，建立整體WBS架構(gòu)；其次，在WBS架構(gòu)的基礎(chǔ)上，開展項目全生命周期的RBS分解；最后，建立WBS-RBS關(guān)聯(lián)矩陣，并對各項風(fēng)險進行定位與定性，確保項目中的風(fēng)險不會遺漏^[1]。

1.1 項目WBS分解

軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目WBS分解的對象是項目全生命周期，即從項目啟動到驗收交付的整個過程。軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目WBS分解見表1。

1.2 項目RBS分解

根據(jù)H公司的實際生產(chǎn)運營情況，將項目整體發(fā)展過程中存在的風(fēng)險分為4類：技術(shù)風(fēng)險、成本風(fēng)險、進度風(fēng)險和質(zhì)量風(fēng)險，各類風(fēng)險分析如下：

（1）技術(shù)風(fēng)險。軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目大部分內(nèi)容屬于新型功能研發(fā)，包含了新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的研制和應(yīng)用。技術(shù)風(fēng)險來源于技術(shù)功能的開發(fā)、執(zhí)行、應(yīng)用和維護等，其中主要包括：技術(shù)實現(xiàn)性風(fēng)險、技術(shù)可靠性風(fēng)險、執(zhí)行難度風(fēng)險及維護難度風(fēng)險。

（2）成本風(fēng)險。軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目開展過程中，影響成本的因素錯綜復(fù)雜。H公司采用項目自結(jié)算制度，即項目的硬成本支付受到項目到款的嚴格約束，如果頻繁出現(xiàn)計劃內(nèi)成本超預(yù)算或者計劃外支出，會導(dǎo)致項目開展受阻，甚至可能導(dǎo)致項目無法完成。成本風(fēng)險來源于項目過程中所有發(fā)生成本的活動，其中主要包括：人力成本風(fēng)險、采購成本風(fēng)險、生產(chǎn)成本風(fēng)險及研發(fā)成本風(fēng)險。

（3）進度風(fēng)險。由于投標競爭壓縮項目周期，合同簽訂的項目實施周期僅14個月，同時，項目涉及技術(shù)創(chuàng)新，存在較多不確定因素，可能發(fā)生各種意外情況，導(dǎo)致各個階段的進度受到影響，關(guān)鍵節(jié)點無法保證。進度風(fēng)險來源于影響項目關(guān)鍵鏈的關(guān)鍵活動，其中主要包括：研發(fā)風(fēng)險、供貨風(fēng)險、裝配風(fēng)險及協(xié)調(diào)風(fēng)險。

（4）質(zhì)量風(fēng)險。裝備的質(zhì)量直接影響客戶的使用體驗和評價。裝備涉及工序是客戶產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，無論是裝備功能失效、指標參數(shù)下降，還是運行不穩(wěn)定，都會影響客戶方對裝備質(zhì)量的評價，甚至導(dǎo)致項目無法驗收。質(zhì)量風(fēng)險來源于影響裝備整體或零部件質(zhì)量水平的各個活動中，其中主要包括：性能風(fēng)險、檢驗風(fēng)險、設(shè)計風(fēng)險及流程風(fēng)險。軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目風(fēng)險RBS分解見表2。

1.3 WBS-RBS關(guān)聯(lián)矩陣分析

在完成WBS和RBS分解后，為了將項目全生命周期的工作內(nèi)容和存在的風(fēng)險進行關(guān)聯(lián)，建立WBS-RBS關(guān)聯(lián)矩陣，對風(fēng)險進行定位與定性，得到項目總體風(fēng)險辨識示意圖。據(jù)此能夠確定風(fēng)險分布情況，確保風(fēng)險不會遺漏，也能夠?qū)⑵渥鳛橄乱徊椒治龅囊罁?jù)^[2]。

WBS-RBS風(fēng)險綜合框架與關(guān)聯(lián)矩陣如圖1所示，橫向為項目WBS分解，豎向為項目RBS分解，通過關(guān)聯(lián)兩個矩陣，反映了風(fēng)險因素與項目活動的相關(guān)性。

1.4 基于FTA故障樹法的風(fēng)險識別與估計

為進一步識別和分析軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目的全生命周期風(fēng)險，采用FTA故障樹法對風(fēng)險進行深入研究。通過分析FTA故障樹的結(jié)構(gòu)，可以對風(fēng)險發(fā)生概率進行估計^[3]。

當?shù)资录g發(fā)生的邏輯關(guān)系為或門時，根事件發(fā)生的概率的函數(shù)為

P（F（x））=1-∏ni=1（1-P（x_i））（1）

式中，P（F（x））為根事件發(fā)生的概率；P（x_i）為事件x_i發(fā)生的概率。

當?shù)资录g發(fā)生的邏輯關(guān)系為與門時，根事件發(fā)生的概率的函數(shù)為

P（F（x））=∏ni=1P（x_i）（2）

通過一定方法獲取底事件發(fā)生的概率后，可以通過根事件下設(shè)的事件之間的邏輯關(guān)系，選擇上述相關(guān)公式，得到根事件發(fā)生的綜合概率，可將其定義為該類風(fēng)險的總體風(fēng)險水平^[4]。

項目全生命周期中，最主要的風(fēng)險為技術(shù)風(fēng)險、成本風(fēng)險、進度風(fēng)險和質(zhì)量風(fēng)險。因此，F(xiàn)TA故障樹的根事件為技術(shù)指標不達標、成本超預(yù)算、進度超預(yù)期和質(zhì)量不可靠，分別對這4項根事件進行FTA分析，并繪制故障樹。以技術(shù)風(fēng)險為例，對根事件進行FTA分析，技術(shù)指標不達標事件分割表見表3。

技術(shù)指標不達標根事件下屬的底事件中，存在4個中間事件，需要對其進行進一步分割，外協(xié)外購件性能不足事件分割表、設(shè)計過程發(fā)生變更事件分割表、加工過程不達標事件分割表和裝配調(diào)試不到位事件分割表見表4～表7。

根據(jù)以上表格中根事件、中間事件和底事件，繪制技術(shù)指標不達標故障樹圖，如圖2所示。

為獲取每個底事件的發(fā)生概率，以2015—2019年非標攪拌摩擦焊裝備交付數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對每個底事件發(fā)生頻數(shù)進行統(tǒng)計，獲得底事件發(fā)生頻率，作為根事件發(fā)生概率估算依據(jù)。技術(shù)指標不達標底事件統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表8。

根據(jù)根事件發(fā)生概率計算式（1）和式（2），代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得到技術(shù)風(fēng)險總體風(fēng)險水平如下

P=1-[（1-P_X1）]×[（1-P_X2）×（1-P_X3）]×[（1-P_X4）×（1-P_X5）]×[1-（P_X6×P_X7×P_X8）]×[（1-P_X9×（1-P_X10）]=1-（1-0.022 7）×[（1-0.037 9）×（1-0.045 5）]×[（1-0.015 2）×（1-0.075 8）]×（1-0.015 2×0.060 6×0.030 3）×[（1-0.007 6）×（1-0.015 2）]≈20.17%

同理，可得到成本超預(yù)算故障樹圖、質(zhì)量不可靠超預(yù)算故障樹圖和進度超預(yù)期故障樹圖，如圖3、圖4和圖5所示。

同理，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及公式進行計算，軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目各類風(fēng)險總體風(fēng)險水平見表9。

1.5 項目全生命周期風(fēng)險清單

在完成軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目的全生命周期WBS-RBS分解及基于FTA故

障樹法的風(fēng)險識別后，可得到軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目的風(fēng)險匯總清單。

2 項目風(fēng)險分析與評價

在國內(nèi)研究中，基于FMEA方法，項目風(fēng)險分析有一種新的風(fēng)險評價模型，該模型引入了兩個新的術(shù)語，即“風(fēng)險損害度”及“風(fēng)險容忍值”。風(fēng)險損害度用于衡量因風(fēng)險所產(chǎn)生的損失，在風(fēng)險發(fā)生時，為了能夠使項目繼續(xù)開展，公司需要付出資金對風(fēng)險損害進行補償，或者舍棄部分權(quán)益，以此來避免項目的失敗。風(fēng)險容忍值為發(fā)生風(fēng)險后所需要投入的資源^[5]。

結(jié)合“風(fēng)險損害度”及“風(fēng)險容忍值”，對FMEA工具中的風(fēng)險順序數(shù)RPN值的計算公式進行了改進，并建立了風(fēng)險評價模型，公式如下

RPN=D×R+T（3）

式中，RPN為風(fēng)險順序數(shù)；D為風(fēng)險損害度；R為風(fēng)險概率；T為風(fēng)險容忍值。

在此模型中，風(fēng)險容忍值越高，說明風(fēng)險發(fā)生后所需要投入的資源越多，風(fēng)險越重大。但按照常規(guī)理解，風(fēng)險容忍值越高，應(yīng)代表其越能忍受風(fēng)險，此模型的風(fēng)險容忍值定義容易導(dǎo)致誤解。同時，由模型可以看出，風(fēng)險容忍值和風(fēng)險順序數(shù)的計算相關(guān)度與風(fēng)險損害度不同，但實際二者具有相似的效應(yīng)。

為解決上述問題，對該風(fēng)險模型進行改進，公式如下

式中，RPN為風(fēng)險順序數(shù)；D為風(fēng)險損害度；R為風(fēng)險概率；T為風(fēng)險容忍度。

在本模型中，采用“風(fēng)險容忍度”概念代替原“風(fēng)險容忍值”概念。風(fēng)險容忍度越高，表示對風(fēng)險的接受能力越強。根據(jù)公式，風(fēng)險容忍度越高，則風(fēng)險順序數(shù)越小，風(fēng)險越不重要，符合邏輯理解。風(fēng)險損害度和風(fēng)險概率對風(fēng)險順序數(shù)的影響不變，風(fēng)險損害度和風(fēng)險概率數(shù)值越高，風(fēng)險順序數(shù)越大，代表風(fēng)險越重要。

綜上所述，改進后的風(fēng)險評價模型中的風(fēng)險順序數(shù)可以解釋為：在平均風(fēng)險容忍度下，風(fēng)險產(chǎn)生損失的期望值。期望值越高，風(fēng)險越重大，越需要重點關(guān)注和應(yīng)對。最終，基于以上改進后的風(fēng)險評價模型，對項目風(fēng)險清單內(nèi)的風(fēng)險進行評價。

2.1 風(fēng)險損害度評價

本項目中，將資產(chǎn)投入值I，項目進度S和對裝備質(zhì)量的影響Q作為風(fēng)險損害度的評價因素。風(fēng)險損害度評價表，見表10。

根據(jù)風(fēng)險損害度評價因素在項目開展過程中的重要性，確定三者對風(fēng)險損害度的影響權(quán)重分別為：資產(chǎn)投入值2，項目進度4，產(chǎn)品質(zhì)量4。

2.2 風(fēng)險容忍度評價

風(fēng)險容忍度為在風(fēng)險真正演變?yōu)槭鹿蕰r，公司對這一事故的可接受程度。風(fēng)險容忍度評價表，見表11。

2.3 項目風(fēng)險評價與風(fēng)險順序數(shù)清單

采用改進后的RPN模型，對所有風(fēng)險因素進行評價，獲得相應(yīng)的風(fēng)險順序數(shù)清單（表12）。為便于區(qū)分，不同風(fēng)險采用不同字母表示。

根據(jù)得到的RPN值，可生成項目風(fēng)險RPN值散點圖，如圖6所示。

通過圖6，可以看到，RPN值在60～90間為空白區(qū)間，以此作為分界線，將風(fēng)險順序數(shù)超過90作為重大風(fēng)險因素，共識別出6項重大風(fēng)險因素，項目重大風(fēng)險因素見表13。

3 項目風(fēng)險應(yīng)對

針對重要風(fēng)險因素，采取基于FMEA方法的風(fēng)險應(yīng)對措施。采用新措施后，風(fēng)險嚴重度和探測度均降低，整體的RPN值隨之降低，說明風(fēng)險能夠得到有效控制。FMEA方法下風(fēng)險應(yīng)對措施的分析與對照表見表14。

4 項目風(fēng)險管理實施成果評價

本文開展的風(fēng)險管理研究工作與項目同步進行，將風(fēng)險管理體系完全應(yīng)用于項目的實施過程中。2021年7月，軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目在客戶現(xiàn)場完成最終驗收，裝備的功能和指標完全滿足客戶的要求，裝備使用情況良好，獲得了客戶一致好評。項目的順利交付證明了項目整體風(fēng)險管理的有效性，項目整體風(fēng)險管理的成功推動了風(fēng)險管理目標的實現(xiàn)。項目風(fēng)險管理目標完成情況見表15。

5 結(jié)語

風(fēng)險管理理念體現(xiàn)在風(fēng)險識別、評價和應(yīng)對方面，同時，風(fēng)險管理也是一個持續(xù)、動態(tài)的過程，想要在管理過程中風(fēng)險管理水平螺旋上升，需要不斷地更新和優(yōu)化管理方法。

58HbML49QxC4nEp1dkBsBA==軌交車體非標攪拌摩擦焊裝備研制項目是大型非標攪拌摩擦焊裝備項目的典型代表，這套風(fēng)險管理體系和方法可以向同類型的大型非標裝備研制項目進行推廣應(yīng)用，從而有效降低該類項目的風(fēng)險發(fā)生概率，提高此類項目的完成質(zhì)量。

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收稿日期：2024-03-14

作者簡介：

錢璐楠（1992—），男，工程師，副總經(jīng)理，研究方向：項目管理、攪拌摩擦焊技術(shù)、機械裝備技術(shù)。