商业卫星项目计划编制方法和应用的研究

赵景晖 邢斯瑞 孔燕

【摘  要】在商业卫星项目工程实践过程中，卫星总体与协作单位之间没有行政关系，对所需产品研发过程的数据积累也不够充足，难以编制层级清晰、工期估计准确的项目计划。针对上述问题，论文设计了一种工作项目分解方法，并提出了5种工期估计手段。

【Abstract】In the engineering practice of commercial satellite projects， there is no administrative relationship between the satellite units and the collaborating units， and the data accumulation of the product research and development process is not sufficient. So it is difficult to compile a project plan with clear hierarchy and accurate time limit estimation. In order to solve the above problems， this paper designs a work item decomposition method， and puts forward five methods of time limit estimation.

【关键词】商业卫星;项目管理;WBS;网络图;工期估计

【Keywords】commercial satellite; project management; WBS; network diagram; time limit estimation

【中图分类号】F426                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）03-0171-02

1 引言

卫星项目研制是一个涉及多学科、多专业、多协作厂家的系统工程，具有工作项目间、协作厂家间交叉关系复杂的特点。因此，卫星项目工程管理工作非常复杂。其中由于卫星项目完成时间受火箭发射计划约束，而火箭发射计划极难变动，因此编制有效的项目计划，并通过过程管理使得项目如期进行便显得尤为重要。

衛星项目计划工作首先需要在工程开展前期完成项目计划编制。后续工作重点便是在保证研制质量和卫星可靠性的前提下，对项目计划执行情况进行管理，使其能够按期出厂满足火箭发射计划要求。

对于商业卫星公司而言，在管理方面，与传统卫星项目研制单位组织架构相比，卫星总体与各协作厂家不再具有行政隶属关系，无法使用行政手段进行计划管理。而采用违约赔偿等商业手段时，部件超期的违约赔偿也很难弥补超期本身对卫星总体单位的经济损失。

因此，有必要找到一种新的项目计划编制方法，使得其结果更加客观，表现形式更加清晰，能够更好地辅助项目组进行决策，在实施过程中为计划管理者提供预警依据。

2 工作结构分解

结合商业卫星项目的工程实践情况。工作结构分解为三个步骤完成，分别为：WBS结构设计、第三层次工作项目工时获取、项目计划的表示。

2.1 WBS结构设计

WBS是卫星项目计划管理的常用工具。以研制的产品为中心，自上而下逐级分解并能够表示出各项工作的总-分关系。使用WBS方法编制项目计划必须事先进行结构设计，再根据结构要求填充所需信息。综合考虑各层级用途和项目计划网络图易读性，将层级数量划定为三层，第一层工作为卫星研制工作[1]。

考虑商业卫星项目对协作单位行政管理手段有限，以及单机高度集成化的发展方向，根据实际情况，在WBS第二层此划分中放弃使用传统卫星项目管理中常见的以分系统为依据进行划分的方式，转而以研制结果是否需要交卫星总体检查后转入另一单位进行后续工作作为划分依据，这里的另一单位包括其他协作厂家和卫星总体单位其他工作组。

为了使得项目执行过程中，卫星总体能够对各工作进行较为细致的计划管理，设置第三层次结构，对第二层次各项工作中的具体工作步骤进行分解，分解依据卫星总体设置的质量审查点、过程强制控制点，或针对高进度风险工作设置的进度控制点进行工作项目划分。

在实践使用中发现，分属不同第二层次工作项目的第三层次工作项目间存在时间、工作条件等约束关系时，容易在后续小范围计划调整工作时发生约束检查遗漏，导致计划错误发生，也会使得项目计划网络图产生交叉关系，因此，在WBS结构设计时，尽量避免跨层交叉约束情况发生。

具体分解过程为：

①定义第一层级为卫星研制。

②完成第二层次工作分解，将卫星研制过程分解为各总体设计、各分系统设计、总体设计修正、各部件研制、整星测试、大型试验等项目。

③对各第二层次中工作项目进行细化成第三层次工作分解。根据质量管理要求设置审查点、强制检查点，根据工序成熟度情况评估风险高低，设置关键进度检查点完成第三层次工作分解。分解过程由卫星总体与协作单位，以部件研制WBS计划为依据合作进行。

④检查是否存在跨第二层次的第三层次间相互约束情况，如存在，返回②过程修改第二层次划分以消除约束关系，并完成后续工作，直至消除全部交叉约束关系。

2.2 第三层次工作项目工时确定

第三层次项目工作工时作为卫星项目计划的最基本元素，估计需要尽量科学准确。尤其对于高风险项目，必须在风险识别的基础上，根据拥有的处理手段和规避方法进行工时估计。在此总结出5种工时适用于不同工作项目的工时评估方法。

①类比估计法：根据以前类似项目各活动持续时间来估算当前项目各项活动持续时间。适用于高成熟度工作项目的时间估计。

②模拟分析法：利用数学计算、计算机模拟等方法对活动持续时间进行估计。适用于矫正、调试等工作持续时间在统计学中符合某分布函数的工作项目。

③专家判断法：借助专家给出的意见和判断。适用于无法使用①、②的工作项目。

④德菲尔法：利用一个群体的知识获得一种估计，通过反复估计和反馈不断接近实际结果。适用于对于无法使用①、②、③的工作项目。

⑤风险分析法：从风险识别出发，结合前序各种方法，考虑活动时间的不确定性，估计活动时间。应对全部由①、②、③方法确定工时的工作项目进行风险识别和分析。

2.3 项目计划的表示

项目计划的WBS分解一般以表格的形式表示。在使用WBS工具完成项目计划编制之后，为便于观察各工序间的逻辑关系，使管理者比较清楚地了解项目的整体情况，还应编制网络图用以表示项目计划。

在此我們选择单代号网络图，利用其网络图唯一的优良特性。为了改善标准单代号网络图时间关系表达不够直观的，我们规定网络图节点应该显示的内容包括：工作项目名称、WBS代号、工期、上级任务、计划开始时间、计划结束时间。

3 项目计划编制完成后的应用

在项目进行过程中，项目管理人员应在各工作到达计划的检查节点时对工作完成情况进行检查，并更新对风险情况的评估，对于增加的风险采取必要的手段进行控制，对于已经消除的风险按实际发生情况进行删除。通过动态的跟踪和更新项目计划，使得远期计划逐渐趋于准确，提升其对准备工作的指导意义。

在网络图中，我们可以通过获取到的每项工作的最早开始时间（ES）、持续时间（D）、工作最迟结束时间（LF）、总时差（TF）。TF=0时，说明本工作为关键工序，及超期后一定会影响下一项工作开展。对于关键工作，应在计划执行中予以更高的关注，必要情况下增加计划检查点。总时差（TF）计算的公式[2]如下：

TF=[LF（后项工作）-D（后项工作）]-[ES（本工作）+D（本工作）]。

4 应用示范

在第二层次工作分解时，综合电箱-驱动器在A单位研制，综合电箱-中心机在B单位研制，分别生产后在B单位进行集成工后交付卫星总体。卫星总体需要分别对两家单位进行计划管理，因此，将其工作分解为两项工作内容，避免跨层次交叉情况的出现。

在第三层次工作分解时，载荷电路板电装工艺成熟度很高，使用类比估计法估计工时。风险分析识别出其元器件备料存在风险，经过专家咨询，估计其风险工期30天。载荷调试、装配、试验过程新技术应用多，专家无法给出较为准确的工期估计，因此使用德菲尔法。通过与此项目的各位人员进行讨论，大部分参与者对工作难度判断为较高。卫星总体根据参研工作人员反馈，并使用其团队新技术研制历史情况进行类比，给出了进行一次设计修改并重新投产的风险估计。

结合网络图中得到的载荷研制为关键项目，我们应着重关注载荷研制过程以尽早完成任务，而其他非关键项目，尤其是无风险项目，应酌情考虑推迟工作开始日期，以降低整个项目管理风险。

5 结论

本文提出了商业航天项目计划编制中工作项目的分解方法、提高工期估计准确度的方法以及项目中对项目计划的使用方法。这些方法在实际使用中，解决了项目计划不够直观清晰、难以准确估计工期、项目管理工作重点不突出的问题，具有明显效果。

【参考文献】

【1】皮亚风.航天型号研制工作分解结构（WBS）编制研究[J].华北航天工业学院学报，2006（03）：1-3+8.

【2】孙璐.航天型号研制项目进度计划管理研究[D].南京：南京航空航天大学，2012.