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基于无人机定制化系统集成项目管理方法研究

孟凡桐++弋强

摘要：随着科技的不断进步，信息技术的不断发展，无人机系统凭借着其研发成本低、适用环境广、使用用途多、自主能力强等优势，在反恐侦察、森林防火、海事巡逻、医疗救援等领域得到了广泛的应用。根据国家供给侧市场经济体制改革，用户对无人机系统多种类、多功能、任务载荷高互换性要求迫切。为此，主要研究无人机系统的项目特点、研制流程、范围管理、时间管理、质量管理、风险管理等，利用项目管理技术提高无人机系统集成研发效率。
关键词：无人机系统；系统集成；项目管理
：F23
：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.17.055
1前言
无人机，简称UAV，是无人驾驶飞机的简称，是由无线电遥控设备程序控制操纵的、具有自主控制系统的，能执行多种任务的一类航空器。无人机具有使用灵活性强、造价成本低、存活率高、作战环境要求低及生存能力较强的优势特点，使其在民用方面包括城市管理、物流运输、农业建设、救灾救援、航拍测绘等有广泛用途，同样在军事侦察、监测、通信电子对抗、定位校射和定点打击等军事领域也扮演着重要角色。
电科特飞作为中国电科通用航空产业发展的牵头平台，充分整合中国电科在电子信息系统领域的经验和集成能力，专业从事综合航空电子系统、特种通用飞机系统、无人机系统和低空空管系统等产品的研发、生产、销售及售后服务，具有丰富的无人机系统集成项目研究案例。
2国内外无人机系统发展现状
2.1国外无人机系统发展现状
在全世界范围内，关于无人机的研究，最早开始于20世纪早期（1917年），由英国的一位飞机设计者研制出世界第一架无人机，距今已有百年的发展历程。美国是研制和发展无人机的主要国家之一，无人机的飞速发展和广泛应用是在海湾战争之后。20世纪90年代，美国开始部署和应用无人机，其中最有代表性的无人机是“捕食者”和全球鹰。以美国为首的西方国家充分认识到无人机在战争中的作用，竞相把不断发展的高新技术应用到无人机的研制与发展上。以欧美为首的国家同样将无人机广泛应用于民用领域，如城市管理、农业建设、抢险救灾、地质勘查等，与传统的人力相比，效果显著。例如，2015年10月，美国伯灵顿北方圣太菲铁路公司（BNSF）获得联邦航空管理局（FAA）的批准，可以使用无人机进行铁路线路基础设施监测（如观测钢轨裂缝、变形以及轨枕的状况等），还可以在极端条件下进行数据采集。
2.2国内无人机系统发展现状
我国研制无人机已有40多年的历史，先后研制成功长空一号无人靶机系列、长虹高空高速无人侦察机、T-6通用型无人机、Z-5系列无人机、ASN系列无人机等。无人机在军事领域，可以起到侦察卫星、空中预警、军用战斗等功能；在民用领域，航拍勘测、抗震救灾、森林防火应用广泛。印象深刻的是2008年汶川地震，无人机在恶劣的环境条件下提供了灾区图像信息，获取了宝贵的灾区数据信息，为后续的组织救援活动的科学性开展，起到了不可或缺的作用。
3无人机系统的发展趋势
3.1无人机系统集成合作不断发展
无人机系统集成是指在无人机平台上搭载任务载荷设备，通过机载设备进行作业，再通过通信链路实现数据传输，以实现一系列军民领域应用。常见的任务载荷有光电吊舱、航空相机、探测雷达、制导武器等。电科特飞作为专业的特种飞机、无人机系统集成商，凭借央企背景优势、良好的信誉记录，与专业的无人机平台生产商和任务载荷生产商进行合作，通过专业的研发团队和系统集成改装技术，对无人机平台和任务载荷进行系统集成研发，以满足用户使用需求。系统集成商并非无人机平台和任务载荷生产商，不需搭建生产环境和组建生产团队，这样就大幅降低了企业运营成本，而是通过掌握系统集成核心技术和市场渠道，与生产商创建发展命运共同体，实现技术优势互补和利益共享。
3.2无人机系统定制化研发已成常态
随着国家供给侧市场经济改革的不断深入，创新已成企业生存和发展所在。针对无人机系统，模块化、通用化、系统化已成发展趋势，一机多能将会是无人机未来的发展方向。进行无人机系统集成研发时，将平台性能参数和任务载荷的有机结合，根据不同的任务性能要求，来选择平台和任务载荷，以满足用户的多样化要求。电科特飞自2015年就开展了无人机平台和任务载荷的数据收集，建立了无人机平台数据库和任务载荷数据库，以便于市场开发人员市场拓展和研发人员平台、设备选型，大幅提高工作效率。
4无人机系统集成项目管理流程
无人机系统集成研制项目管理的主要工作有项目可行性研究与评估、项目立项、团队任命及发布型号、工号、项目策划、项目实施、项目监控与变更、项目验收与交付。其中，项目可行性研究与评估、项目立项由市场开发部门组织技术部门实施；团队任命及发布型号、工号由项目管理部门负责实施；项目启动后的工作由项目团队负责实施，项目管理部负责监督与变更控制，流程图见图1。
4.1项目可行性研究与评估
项目的可行性研究是项目立项前的重要工作，需要对项目所涉及的领域、投资额度、投资的效益、采用的技术、产生的社会效益等多方面进行全面的评价，以便能够对技术、经济、社会可行性进行研究，以确定投资价值。
可行性研究应保有科学性、客观性和公正性的原则。可行性研究一般采取投资估算法，投资费用一般包括固定资金及流动资金两大部分，固定资金中又分为设计费、设备使用费、场地费、试验费、管理费等，具体采取“0.6次方法则”，计算公式如下：
其中：
x—投资估算数
y—同类老项目的实际投资数
c2—新项目的研发能力
c1—老项目的研发能力
cF—价格调整系數
通过以上方法对项目的可行性进行详细研究，最终将形成《项目可行性研究报告》，报告中应包含：项目概述、国内外发展现状、需求确定、现有资源、设施情况分析、投资估算和资金来源、经济和社会效益分析、合作/协助方式等方面内容。
4.2项目立项
项目的可行性研究报告经董事会/总经理办公会或公司领导（根据项目重要程度而定，一般重大项目须报董事会审议；重要项目须报总经理办公会或总经理直接批准；一般项目公司分管领导批准即可）批准通过后，市场开发部门便组织项目团队（初步，暂未任命）进行项目的立项报告的编写。报告中应包含：项目背景、系统设计（初步）技术方案、项目实施进度计划（初步）、项目资源保障需求、项目实施方案（初步）、项目风险分析等方面内容。
4.3项目团队任命及型号、工号发布
项目通过立项评审会后，项目管理部门将收到市场开发部门的项目开工令。项目管理部门将指派一名项目主管与技术部门领导进行沟通，确定初步的项目经理和项目团队名单，上报公司领导进行批准后随同项目型号、工号一同发布。一切就绪后，项目管理部门将组织召开项目启动会，宣读项目经理和团队成员，明确项目绩效考核办法和各岗位角色和职责，与客户确立正式的沟通交流渠道，对项目计划进行综合描述，建立以項目经理为核心的项目管理制度。项目团队组织机构图见图2。
4.4项目策划
项目策划主要是项目经理组织项目团队实施，主要输出文件是《项目策划书》。《项目策划书》应包含：项目团队组织结构及分工、项目管理计划、技术管理计划、质量管理计划、风险管理计划、沟通管理计划、资源保障（需求）计划、执行标准与规范、项目成本预算及各阶段交付文件清单等方面内容。
4.5项目实施
项目实施是无人机系统集成中占用项目团队大部分时间和精力的关键过程。主要是根据项目策划中的进度安排，项目团队开展总体方案设计、各分系统方案设计、物资采购提请与领用、设备级测试、系统实验室联试、无人机平台改装和设备安装、机上地面联试、试验、飞行试验等工作。
4.6项目监控与变更
项目管理部门实时监控项目开展情况，定期收集和反馈各项目实施进度，与进度计划对标，协调解决项目团队面临的困难，组织年度、季度、每月计划的发布与总结。针对项目团队提出的变更申请，项目管理部门负责审核并报公司领导审批。
4.7项目验收与交付
无人机系统经过飞行试验（或具备规定的飞行时间）满足立项申请书要求后，项目团队需提出项目结题验收申请。项目管理部门组织相关专家（必要时客户需参加），协调时间召开项目结题验收评审会。会议成立验收评审组，评定无人机系统集成研发过程中所形成的技术文件和管理文件，对照测试、试验数据与项目立项申请书所提指标是否一致，检查文件齐套性，提出遗留问题和整改要求，最终确定项目是否通过验收，需评审组组长（或客户代表）签字确认。通过验收的产品即具备装箱交付条件，具体交付要求见商务合同要求。
5无人机系统集成项目管理方法
电科特飞无人机系统集成项目管理领域基本依据常用的PMP管理领域来划分。主要包含范围管理、时间管理、成本管理、质量管理、资源管理（含人力资源和外购设备）、风险管理和沟通管理（含干系人的沟通管理）。
5.1范围管理
项目通过立项报告评审会后，项目团队根据项目立项要求制定详细的项目工作说明书（SOW）和范围管理计划。SOW中应详细描述项目及其产品、服务或成果的最终形式或要求及必需开展的工作。然后利用WBS技术将项目范围和可交付成果分解成可操作的工作项，以指导项目开展。范围管理计划中对范围的控制和变更有明确规定，范围变更必须经过审批方能生效。
5.2时间管理
时间管理主要包含进度计划的制定和控制。进度计划主要是借用Office Project软件将WBS所分解的工作项遵循相互关联性和先后逻辑关系，估算工作所需时间而制定。针对时间的估算，主要采取三点估算法：
最可能时间（tM）：基于最可能的资源和工作效率情况所估算的时间。
最乐观时间（tO）：基于最好的资源和工作效率情况所估算的时间。
最悲观时间（tP）：基于最差的资源和工作效率情况所估算的时间。
针对进度计划的控制，项目管理部门应组织项目进展与进度计划进行实时对标，定期组织项目进展汇报。如因客观原因需要变更，项目团队需提出变更申请，经过审批后方可按调整后的进度计划开展项目活动。
5.3成本管理
项目策划阶段，项目团队需指定成本管理计划，成本分类应包含：设计费、专用费、材料费、外协费、燃料动力费、固定资产使用费、工资及劳务费、差旅费、会议费、事务费、专家咨询费、管理费、不可预见费等。成本管理计划应包含项目各阶段、各工作项所需费用预算，成本的估算同样常用三点估算法。成本控制是以项目成本管理计划和各项工作的成本预算为依据，以成本绩效报告为工具，成本变更同样需走审批流程方能生效。
5.4质量管理
无人机系统集成项目质量管理强调追求顾客满意，注重预防而非检查或发生质量问题后再行整改，强调全员参与，持续改进。质量控制是以工作结果为导向，以质量体系文件为准则，以“状态基线、质量红线、检验门线”、“三线”管理为手段，推动质量管理流程化、规范化。即产品设计开发时技术指标设定明确，余量控制分配到位；无人机任务载荷质量红线不容践踏，绝不放行有任何质量问题或隐患的产品出厂；规范设备入厂复验管理流程，提高设备入厂门槛，绝不接收有任何质量问题或隐患的产品入厂。
5.5资源管理
项目策划阶段，项目团队需罗列出项目研发过程中所需保障的资源清单。资源清单应包含：人力资源、外购设备资源、工作环境资源及仪器仪表等。制定资源管理计划时，应明确各类资源所需保障的时间段，以方便项目管理部门协调相关部门确保各类资源按时、按需保障到位。
5.6风险管理
UVA系统集成的特点决定了在项目管理过程中存在着较多风险源，主要是涉及平台生产商、任务载荷生产商和改装执行单位工作执行情况。风险管理的主要工作有风险管理策划、风险分析、风险识别、风险应对等。在项目策划阶段，项目团队应编写《风险分析报告》，描述风险分析过程及方法（风险评价指数矩阵，量化风险指数）、风险等级划分准则、风险排序准则和接受准则，列出风险源清单和风险排序清单，对高风险项目提出应对措施，最后得出项目实施的风险结论和建议。
5.7沟通管理
沟通管理主要分为内部沟通管理和外部沟通管理。项目策划阶段，项目团队需拟制《干系人清单》，干系人主要包括：客户、平台生产商、任务载荷生产商、公司内部领导、市场开发部门等；制定沟通管理计划应明确沟通媒介，如技术协议、技术协调单、年度、季度总结和周报等。沟通过程中所产生的信息应按外来文件或内部文件管理规定进行记录和存档，以便后续可查。
6结束语
从近几年无人机的技术发展趋势来看，搭载不同任务载荷的无人机系统以满足用户定制化需求的研发生产模式已成常态。无人机系统集成研发有节省无人机平台和任务载荷生产运营成本的优点，但也有供应商管理困难，进度、质量无法自主掌控等困难。因此，运用先进的项目管理理论，做到时间、成本、质量、资源等全面策划与统筹管理，科学制定风险管理计划及处置措施，确保无人机系统按要求交到客户手中。
参考文献
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