复杂技术项目管理的系统思维与系统工程方法

复杂技术项目管理的系统思维与系统工程方法SystemsThinking&SystemsEngineeringInComplexTechnicalProjectmanagement一、中国航天九十年代失利的启示--复杂技术项目管理的复杂性发射场质量问题低水平、重复性故障（漏电、漏气、漏油，多余物）人为责任事故小改出大错器件失效管理问题34设备技术管理器件材料任务/环境外协人环境复杂性世界政治、经济、军事形势的动荡；科学技术迅速发展。国内政治和经济体制改革逐步深入，社会文化、政策、法规、任务需求、物质条件、技术保障的变化。上层机构的管理模式、指令要求、资源配置的改变。技术复杂性怎样才能综合集成多种专业技术，精细协调界面关系，获得一个整体性能优化的产品？如何控制那些处于时代前沿新技术的风险，保证产品满足使用要求？6管理复杂性怎样合理利用资源，降低管理风险，在满足指标、缩短周期、降低成本、保证质量完成当前任务的基础上，同时保持未来的可持续发展能力？怎样适应人的价值观多元化变化，凝聚群体创造力？怎样在面对复杂问题时避免“头痛医头”、“顾此失彼”的应付式处理方式？7九十年代的启示航天项目管理是复杂性管理，必须采用系统的观点和方法。二、系统、系统思维与系统工程什么是系统(System)什么是系统思维(SystemsThinking)什么是系统工程(SystemsEngineering)系统Bertalanffy：《Generalsystemtheory》Asystemcanbedefinedasasetofelementsstandingininterrelations.系统是相互关联的元素组成的整体。系统=元素+关系许国志：《系统科学》系统是由相互制约的各个组成部分组成的具有一定功能的整体。系统功能由结构（元素、关系）和环境共同决定。系统=元素+关系+环境11近代科学由伽利略、笛卡儿、牛顿等科学家开创的近代科学体系奠定了现代科学技术发展的基础，带来了人类社会的空前文明和繁荣。用还原方法揭示出来原子、中子、质子、电子，以至基本粒子结构的“夸克模型”帮助我们对物质世界的组成有了非常清澈的认识。牛顿运动定律看起来是如此完美，以至于可以对极其广泛的自然现象，从天体运行到物体运动，做出准确、圆满的解释。还原论（Reductionism）Reductionism：acomplexsystemisnothingbutthesumofitsparts,andthatanaccountofitcanbereducedtoaccountsofindividualconstituents.整体等于部分之和。事物高层次的行为规律完全决定于低层次的特征，只要把研究对象还原到某个基本层次，就能够认识事物的整体功能。或者说，部分决定整体。机械论（Mechanism）Mechanism ：naturalwholes(principallylivingthings)arelikecomplicatedmachinesorartifacts,composedofpartslackinganyintrinsicrelationshiptoeachother.大自然的内在联系机制是简单的，一切运动都可以描述为机械运动的线性组合;生命和社会发展的各种运动形式也可以用机械运动的法则去解释；对经典理论的质疑对事物微观层次部分的认识不等于对组成高层次时所涌现出来的整体特性的认识。生物和人类社会表现出的自组织和整体“涌现”的现象是复杂的，是不能用机械运动理论描述和解释的。贝塔朗菲：《一般系统论》“Thewholeismorethanthesumofparts”issimplythatconstitutivecharacteristicsarenotexplainablefromthecharacteristicsofisolatedparts.任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加。通过系统各组成部分之间以及与环境之间的相互作用，系统可以涌现出各组分在孤立状态下所没有的新质，从而保持不断的进化。《系统科学》系统科学是通过揭露和克服还原论的片面性和局限性而发展起来的。“系统科学的基本思想以这样一个基本命题为前提：系统是一切事物的存在方式之一，因而都可以用系统的观点来考察，用系统的方法来描述”。系统科学是关于整体性的科学。系统科学是研究演化的科学。系统复杂性,即涌现、自组织、自适应、演化等系统复杂性特征，特别是宏观演化规律的微观机制是系统科学研究的核心。系统的观点和方法系统观点是整体和演化的观点：系统是由相互关联的部分组成的整体，在适应环境中发展演化。系统方法是实现整体能力的方法：从整体出发,分解集成，实现整体能力优化。SystemsScienceSystemsThinking系统思维应用于管理SystemsEngineering系统思维在工程领域的应用。SystemsEngineering与“系统工程”国外SystemsEngineering标准MIL-STD-499A（1974）SystemsEngineering:Alogicalsequenceofactivitiesanddecisionsthattransformsanoperationalneedintoadescriptionofsystemperformanceparametersandapreferredsystemconfiguration.一系列逻辑相关的活动和决策，它把使用要求变为一组系统性能参数和一个适当的系统配置。SystemsEngineering(国际系统工程协会,2006)系统工程是一种保证系统成功实现的跨学科方法。系统工程定义用户需求，集成多种专业技术，通过从概念到产品到应用的过程，提供一个满足使用要求的系统产品。组织机构管理、项目管理、系统工程管理项目管理是组织机构的任务管理系统工程管理是项目的技术管理系统工程管理工作分解结构需求和功能 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 系统设计系统验证工程专业综合系统工程 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 与控制设计评审技术状态控制项目管理工作分解结构项目计划与控制人力资源管理成本管理合同/采购管理产品保证沟通管理风险管理组织机构管理NASASystemsEngineeringHandbook&UniversitySystemsEngineeringTextbookNASASystemsEngineeringHandbook，1995Textbook:《SystemsEngineeringPrincipleandPractice》，2003Textbook:《SystemsEngineeringManagement》SystemsEngineeringfundamentalsSystemsEngineeringFoundationsIntroductiontoSystemsEngineeringTheSystemProcessSystemsEngineeringProcessSystemsEngineeringManagementSystemsEngineeringManagementSystemsEngineeringManagementTheProjectCycleforMajorNASASystemsNeedsAnalysisSystemDesignrequirementsConceptExplorationandDefinitionDesignMethodsandtoolsAdvancedDevelopmentDesignReviewandEvaluationEngineeringDesignIntegrationandEvaluationProductionOperationandSupportIntegratingEngineeringSpecialtiesSoftwareSystemsEngineeringOrganizationForSESystemsAnalysisandModelingSEDecisionToolsSupplierselectionandControl“系统工程”“**是复杂的系统工程”-Systematicproject总体设计部的实践，体现“系统工程”方法。“系统工程”是一种对所有‘系统’都具有普遍意义的科学方法”。“系统工程是广义的系统分析”。“系统工程学-包括系统科学、理论、方法和应用”国内大学典型系统工程 教材 民兵爆破地雷教材pdf初中剪纸校本课程教材衍纸校本课程教材排球校本教材中国舞蹈家协会第四版四级教材 内容研究生教材：系统工程学，2007（SystemsEngineering)大学教材：系统工程方法与应用，2005大学教材：系统工程方法论，2004复杂系统与系统科学系统科学概述系统与系统论系统工程理论系统工程思想系统科学系统工程方法论层次分析法系统科学方法论系统模型化原理灰色理论及应用系统工程方法：hall结构、运筹学、系统分析、网络分析投入产出分析系统辨识方法系统优化Petri网系统动态优化开放的复杂巨系统及其方法论系统动力学研讨厅体系方法论系统仿真及管理实验系统复杂性科学系统评价决策理论系统工程在人口领域应用系统工程=SystemsScience.SystemsAnalysis,SystemsThinking,SystemsEngineering,SystematicProject/ProgramSystemsEngineering--系统工程方法系统工程方法从需求出发，综合多种专业技术，通过分析—综合—试验的反复迭代过程，开发出一个整体性能优化的系统。系统工程方法既应用于技术过程也应用于管理过程。系统工程方法应用于管理过程称为系统工程管理。三、复杂技术项目管理项目具有独特的目标，在一定阶段内完成的工作。在计划进度约束和预算范围内，按照性能指标要求完成任务。---性能指标、进度、成本三要素的优化项目管理的内容范围管理:建立和控制工作分解结构时间管理：制订和控制计划进度质量管理：实施质量保证和质量控制团队管理：团队的建立、激励和评价成本管理：评估成本、制订预算和成本控制采办管理：采办计划、实施和管理风险管理：风险策划、识别、评估和控制沟通管理：正确信息在正确时间到达正确位置综合管理：综合管理各项工作的过程和活动。33项目管理模式特定任务和周期的资源与过程管理技术指标、成本、进度三要素优化的目标项目经理和集成化的项目团队大型复杂技术项目的矩阵组织34大型复杂技术项目的矩阵管理职能职能专业专业ABAB项目A项目B项目C项目D中国航天型号管理中国航天型号任务同样具有独特性和阶段性特点，航天型号任务就是项目，航天型号管理就是项目管理。目前的现实是在成本、进度和性能指标三要素中强调性能指标和任务成功。航天型号院组织模式37研究所组织模式38两条指挥线航天型号管理的组织结构是在型号院领导下的型号指挥系统和型号设计师系统“两条指挥线”，以及一支独立的型号研制队伍。型号指挥系统是航天型号任务的指挥体系，跨建制、跨部门对型号本研制生产实施组织、协调和指挥。型号总指挥是型号研制任务的总负责人，是资源保障方面的组织者、指挥者。型号设计师系统是技术指挥线，对所负责的型号任务进行跨建制、跨部门的技术决策、指挥和协调。型号总设计师是研制任务的技术总负责人，在型号总指挥的领导下对型号的技术工作负全责。39中国航天型号管理组织40中国航天项目管理特点以航天精神为基础，多元化的激励机制，在工作实践中培养能力和作风的项目团队建设方法，保证了中国航天项目队伍的凝聚力和战斗力。强有力的指挥调度体系，利用有效的计划和控制方法、工具，协调资源，对型号进展的过程跟踪、节点控制、里程碑考核，以实现航天项目工作的均衡进展。基于航天研制与管理经验，以产品为核心、文档为基础、项目管理为主线的软件平台，实现了航天项目管理中信息的及时和准确的共享。组织结构管理复杂技术项目的管理层次技术管理项目管理复杂技术项目管理的基本系统组织系统工程系统项目系统复杂技术项目管理的系统观点和方法工程系统开发和管理采用系统工程方法。组织机构管理需要系统思维。项目管理需要系统思维和系统工程方法。44五、组织管理的系统思维SystemsThinkinginOrganizationManagement组织系统组织机构是一个小型社会组织系统。组织系统目标：完成各项任务，保持持续发展组织系统的基本要素：任务、人、设施、资金、物资、信息、技术、管理。组织机构的组织模式：直线职能式、矩阵式、事业部式组织机构的环境：国际政治、经济、军事环境国内政策、法规和经济、技术基础上级管理部门的指令和要求还原论和机械论的影响还原论和机械论的概念似乎离我们很远,而实际上这些观点却伴随着我们所受的教育，一直在影响着我们的学习、工作和生活。“自幼我们就被教导把问题分解，把世界拆成片段来理解。这显然能够使复杂的问题容易处理，但无形中却付出了失掉对整体连属感的代价，也不了解行动所带来的一连串后果”。局部思维方式的困惑消灭鹿的天敌-草原生态的破坏诺基亚手机的衰落-固步自封的苦果中国航天早期失利-忽视总体的结果进一步加强质量控制：适得其反的措施航天九十年代失利的启示：复杂性的挑战身边的例子单位领导安排各个部门作了关于“管理提升”的策划和实施报告，却没有任何关于提升本单位整体管理水平的分析和对策。当工作任务变得繁重导致产品质量问题频发的时候，领导的第一反应往往会是“进一步加强质量控制”。潜在的结果却可能使质量形势进一步恶化。当前强调产品化工作，对于提高生产效率，降低生产成本，保证产品质量，满足应用的需求是很必要的。但是同时出现了航天发展要“向产品化转型”的观点。系统思维局部甚至细节问题可能对整体产生重大的影响。但是局部问题的根源可能是在其它部分，或者受到相互之间、与外部环境之间复杂关系的影响。“只见树木，不见森林”，致力于解决局部或者细节的问题，可能失去了“退后一步审视大画面”的视野，从而既难以理解问题的复杂性，也难以找到解决问题的根本途径。提升组织机构“方方面面”的管理水平是必要的。但是部门的优势不等于整体的优势。部门的工作目标是否符合组织机构的目标，组织机构的结构方式是否合理，界面关系是否协调，工作流程是否明确，整体管理能力是否能够持续适应形势的发展等问题，都不是部门所能够解决的问题。系统思维“见招拆招”的应对式处理方式,可以针对当前急需解决的问题做出迅速响应，局部上看起来也能起到了一定的作用，但是整体上却可能是“按下葫芦起来瓢”的结果，对未来造成潜在的负面影响。不同阶段针对所关注的问题提出的各项管理规定不断累积“加和”,所形成的庞大文件体系可能掩盖了那些整体上有效的关键要求，而且也难免冗余繁杂，概念相悖，缺乏系统性，从而成为影响工作质量和效率的某种负面因素。系统思维组织机构的整体目标是协完成当前任务和保持未来发展。发展是创新与产品化两条腿走路，创新的同时要考虑成果的产品化，产品化的同时考虑新技术的研发。在产品成熟的阶段只强调产品化、市场化而放松研发创新，可能会影响未来的竞争能力。复杂性观点组织机构管理面临国内外政治、军事、经济迅速变化以及科学技术迅速发展的复杂环境；内部要素之间不再是简单的因果关系，看起来小的局部问题可能产生重大的影响，从而使得未来难以预测；人的复杂心理现象和不确定的行为成为管理复杂性的主要根源。高智能群体的合作可以是“三个臭皮匠等于诸葛亮”，产生巨大的创造力量，也可能是“三个和尚没水吃”，导致涣散的被动局面。53复杂性管理今天人们很难认为这些大型项目的组织管理是稳定和可预测的。传统的简单管理模式，稳定的组织结构、命令-服从式的指挥方式，精准而重复的标准化过程，常常不能适应新形势的发展要求；激励和保持群体创造力，是今天复杂性管理的核心的问题。54措施--110条《强化型号质量管理的若干要求》（28条）：控制和根治质量常见病、多发病和重复性故障。《强化航天科研生产管理的若干意见(试行)》（72条）：深化科研生产管理改革。质量问题在技术上和管理上归零的两个五条标准。《强化科研生产管理的若干意见》（72条）弘扬航天精神,提倡三严作风，规范奖惩 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 加强队伍建设,实行总指挥负责制严肃计划管理，落实质量责任，单位抓体系，型号抓大纲，强化矩阵管理,振兴航天工艺严把器件质量关，实行科研许可证制度加强总体作用严格遵循设计规范加强预先研究正确处理继承与创新严格执行研制程序充分进行地面试验严格控制技术状态加强软件开发管理推进CAD、CAM56双五条质量问题归零标准质量问题在技术上归零的五条标准：定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三质量问题在管理上归零的五条标准：过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章57质量问题在技术上归零的五条标准定位准确是指必须确定故障所在的分系统，部件、电路，器件，必要时应确定器件的内部缺陷；机理清楚是指必须令人信服地说明故障甚么导致发现的现象；故障复现是在实验室条件下，根据故障条件，使故障重现。措施有效是指所采取的措施必须彻底解决问题；举一反三是查一查同样的故障在同类产品上会不会发生。58质量问题在管理上归零的五条标准“过程清楚”，就是要查明质量问题发生、发展的全过程和原因；“责任明确”，就是要分清导致问题发生各环节上单位及各类人员的责任；“处理严肃”，对于管理问题应当采取严肃的态度；对于那些玩忽职守、有章不循、弄虚作假，给国家或单位造成重大政治、经济损失的责任者，应当进行严肃的处罚；“措施落实”，就是针对出现的问题，落实有效的管理措施，举一反三，堵塞管理漏洞，杜绝类似问题重复发生；“完善规章”，就是健全规章制度，经细化分解后，落实到每个岗位和管理工作的每个环节上。59九十年代：元素，关系，环境全面分析了新环境形势的影响《强化型号质量管理的若干要求（28条）》《强化科研生产管理的若干意见（72条）》《质量问题在技术和管理上归零的两个五条标准》理顺了军品与民品、研制与预研、总指挥与总师，进度与质量，研制与外协、设计与工艺、继承与创新等多方面的关系关注人的因素，既要提倡航天精神，又满足价值观上多元化的需求,提高了人的责任心和质量意识保证了1996年以来大型飞行试验的成功，也奠定了后续航天完成任务和保持持续发展的管理基础。系统思维“系统思维将引导一条新路，使人由看片段到看整体，从对现状作被动反应，转为创造未来；从迷失在复杂的细节中，到掌握动态的均衡搭配。它将让我们看见小而效果集中的高杠杆点，产生以小博大的力量”。-圣吉组织管理的系统思维是整体思维，体现出整体观点、演化观点和复杂性观点。系统思维帮助管理者以整体的视野去认识事物的复杂性，从“关注细节”到“后退一步审视大画面”，避免“片面”和“近视”的思维方式。四、中国航天系统工程方法中国航天复杂技术项目管理体制历经调整变化，研制任务不断更新换代，而以强调总体为核心的系统工程方法一直是中国航天项目研制与管理实践不变的主旋律，是航天弹、箭、星、船研制成功的保证。系统工程方法强调总体设计遵循研制程序分析-设计-试验过程强调总体设计实现系统整体功能和性能的“1+1>2”总体设计系统总体设计从需求和大系统约束条件出发，经过分析综合得到一个顶层系统体系结构和性能参数。根据研制对象的特点，把系统细分到一个易于掌控的层次，并使它们成为成千上万研制任务参加单位和人员的具体工作。经过从部件、分系统到系统逐级研制、协调、集成与试验，最后得到满足使用要求的系统产品。The“V”ModelofSystemDevelopmentUserRequirements&ConceptofOperationsSystemRequirements&ArchitectureComponentDesignProcure,Fabricate,&AssemblePartsComponentIntegration&TestSystemIntegration&TestSystemDemonstration&ValidationComponentEngineeringDomainSystemsEngineeringDomain遵循研制程序整体观点应用于过程系统，就是从全过程出发协调阶段或子过程的关系，使全过程运行优化。生命周期为了全面权衡效能、效益与承担能力的关系，主管方和用户会从“摇篮到坟墓”全寿命周期的工作和投入来衡量一个新项目/新系统的效费比。因此需要使用项目生命周期的概念。把空间项目的生命周期划分为阶段的目的是循序渐进展开子过程的活动，保证技术上逐步深化认识，管理上分阶段进行计划、协调和控制，最终实现生命周期的整体目标。系统生命周期概念探索阶段的目的是根据新形势下的应用需求或者技术发展机遇，探索新原理、新概念、新技术，提出符合发展战略并与能力水平相适应的新系统或新项目。可行性论证阶段对于技术尚不成熟，存在技术风险的重大研究结果，特别是已经列入战略发展规划的项目，组织开展关键技术开发活动。对于符合战略发展方向并且在技术上已经达到适当成熟度的项目，进行深入的经济、技术可行性论证，形成《可行性论证报告》，提出新项目和新系统的使用要求和技术指标。系统生命周期 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 阶段进行任务和技术指标分析，确定系统级功能、性能要求，建立功能基线。进一步将系统级要求分解和传递到分系统，完成系统方案设计，确定完整的系统和分系统设计规范，建立研制基线。初样设计阶段进行工程样机的设计和研制，进行电性能试验、电磁兼容性试验以及力学、热等环境试验，完成大系统接口匹配试验。正样/试样设计阶段完成系统详细设计。经过自下而上各级的正样设计评审，建立生产基线，然后进行飞行产品的生产和验收试验。在使用阶段进行发射场测试与发射。经过在轨测试，系统交付，投入使用，寿命末期进行处置。系统工程过程(SystemsEngineeringProcess）--循序渐进的认识过程系统工程过程(SEP）系统工程过程是一个分析—设计—验证反复进行，结构化的系统要求—体系结构转化过程系统工程管理系统工程管理保证系统的分析、定义、集成和验证等工作有序进行，必要的工程专业并行展开。同时保证性能指标、进度和成本三要素的均衡进展。系统工程管理的内容主要包括技术方面的计划与控制，工作分解结构，评审与审查，风险管理以及技术状态管理等。系统工程方法是成功的方法中国航天质量管理航天项目任务是复杂的高科技系统，是国家的重大战略性任务。“一次成功”的要求，对于质量管理是严峻的挑战。“单位抓体系、项目抓大纲”的质量管理思路。航天型号精细化管理要求（2011）强化质量体系管理落实质量责任制完善质量信息系统开展质量问题分析解决共性质量问题强化通用产品定型加强产品保证规范产品数据包控制技术状态控制关键环节加强可靠性分析与设计航天型号精细化管理要求（2011）严格进行产品检验开展设计工艺性分析严格控制元器件选用加强软件工程化管理提高评审有效性控制外协产品质量实行表格化管理加强质量问题归零加强风险识别与控制重视质量基础建设质量可靠性技术强化质量队伍建设组织管理：质量体系强烈的质量意识：严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失的要求，如履薄冰的意识；完善的质量管理组织体系；持续改进的质量管理规范。项目管理：产品保证大纲质量保证设计与验证采购制造与集成验收与交付关键项目控制不符合项目控制地面设备安全性、可靠性保证电气、电子、机电元件保证材料、零件和工艺保证软件产品保证技术管理：质量可靠性技术可靠性技术：FMEA;抗力学环境设计、热设计、EMC设计、抗静电设计、抗辐射设计、裕度设计；元器件选用、可靠性试验软件可靠性技术安全性技术技术风险管理风险对成功的威胁，用发生概率和后果严重性评估伴随着目标出现风险思维是顶层思维风险管理前瞻性管理按照风险程度投入资源识别、评估、处理、监督过程技术风险源技术目标：满足性能指标要求关键技术关键特性设计裕度验证覆盖性、充分性生产工艺器件材料外协质量……指标过高指标变化经费不足进度计划不合理研制能力薄弱……TechnicalRisklistRiskconsequenceindexstatusSystemdefinitionandvalidationactivitiesnotcompletelyperformedScheduledrift12openTechnicalmisunderstandduetodifferencesinprocesses,designapproaches,testingmethodsbetweenChinese&FrenchpartnersScheduledrift12openDifferencesofsafetyruleduringradiationtestforTWTatantennalevelHumanhealth10openImpactofthermalcontrolonSWIMperformanceDecreaseperformance9openIncompatibilityofsatellitetogroundinterfacesScheduledrift9open85风险管理过程风险控制风险识别风险评估风险项列表风险指数风险项排序风险处理风险避免风险转移风险接受风险跟踪监督86风险源可能性分级严重性分级排序方法风险接受准则风险指数指数描述方式Ref：ECSS‐M‐ST‐80C31July2008