高技术产品研发项目技术风险评价研究高技术产品研发项目技术风险的综合评价以数码相机研发项目为例

高技术产品研发项目技术风险评价研究高技术产品研发项目技术风险的综合评价以数码相机研发项目为例

近年来，高科技企业在全球范围内取得了快速发展，人们进入了智能和技术创新的新时代。但据统计,在高新技术项目中只有60%的研究开发计划能够在技术上获得成功,而且其中只有30%能够推向市场,但推向市场的产品中仅有12%可以获利。高技术产品研发项目能否充分论证和评估,采取必要的防范措施,将风险减少到最低程度,是决定项目成败的关键,同时也是高科技企业获得生存和发展的关键。不同于一般产品的研发,高技术产品具有探索性强、技术复杂或技术不够成熟、创新程度高等特点,因此,对于高科技企业的产品研发和应用过程中,技术风险的管理就显得尤为重要。从新技术的提出、开发到技术的商品化过程中充满着不确定性,往往无法准确预测达成预期的研究目标需要多少时间和经费。因此,任何企业都不可能完全规避技术风险,只能在一定的范围内采取防范措施,并尽量避免那些超过自身承受能力的风险。本文将在现有研究的基础之上,结合某著名跨国公司数码相机研发项目的经验和数据,利用层次分析法(AHP)与模糊综合评判法,对数码相机研发项目各技术风险在整个项目周期里对进度、成本、质量的影响进行分析。一、技术风险评估Glasser认为技术风险是高科技市场风险的一个重要组成部分。Robert等人通过对406个工业新产品的成功与失败案例进行统计分析研究,认为进行技术风险评价对预测高科技新产品的成败十分重要。技术风险是指在限定的时间范围内,由于技术的研究和开发促使人类可能发生的利益损失的变动,它是在项目全寿命过程中,由于技术上的不足或缺陷等给项目所带来的危害或危险。项目的技术风险管理活动主要包括:风险识别、风险量化、风险应对计划制定和风险监控。技术风险的管理应遵循项目风险管理的一般原则和方法体系。一般的风险评估方法主要包括侧重于概率分析的计划评审技术、主观估计法、效用理论、层次分析法、蒙特卡洛法、贝叶斯法等,但是由于单纯概率分析假定不符合高技术项目管理的特点,无法全面处理高技术项目的风险信息,所以必须配合其他技术形成合理的方法体系。风险评估的方法还有为解决信息缺失和非结构性问题并注重数据综合处理分析的模糊分析法、灰色系统理论等等,这些方法可以在一定程度上补充概率分析方法的不足。田少波用层次分析法与模糊综合判法对技术风险从文化形态的角度、运用观念系统、社会系统和人工自然系统建立起来的三维文化坐标系进行了研究。李晓宇用了神经网络理论作为高新技术项目风险预警系统建模的理论基础并进行分析。田新广、邱志明武器研制技术风险分析中采用模糊综合评价模型对技术风险进行分析,根据专家主观评分结果得出技术风险评价矩阵,最后得到总的研制技术风险值。综上所述,国内外对于技术风险管理方法的研究和应用已相当深入,并已取得了丰富的成果,但在以下两个方面尚需开展进一步的分析:(1)此前技术风险相关研究,多集中于大型项目或独特项目,行业方面也多集中于风险投资项目或武器研制、航空航天发展、船舶研制项目等,而对于大批量生产的高科技民用产品研发项目、特别是数码相机行业的产品研发的技术风险研究较少。(2)以住的研究主要集中于企业或项目的整体风险研究,其目的是为企业或项目的立项时可行性判断提供依据,但对于项目启动后的整个研发项目生命周期内的技术风险的研究较少。二、气调包装技术的研发案例数码相机不仅在光学镜头的加工上需要很高的加工技术之外,在机器构件和电子构件方面也有着很高的要求。目前一款普通的数码相机重量仅300多克、厚度20多毫米,但其零件却多达一千多个,可见其内部结构精密度之高。数码相机研发项目是指数码相机的开发或制造厂商为实现企业既定的目标,在一定的时间、人员和其他资源的约束条件下,将一种新概念或已获得的新技术推进到数码相机实用化或商品化的独特的、一次性的工作总体。A公司是一家跨国数码相机专业生产商,其研发能力、品牌号召力在行业内均名列前茅。A公司的数码相机研发项目通常具有以下特点:(1)采用世界领先的新技术。A公司的光学镜头开发、精密机器构件开发、镜头与CCD等技术开发均走在行业的前面,具有超前的探索性和极高的创新性。(2)研发周期短、产品更新换代快。A公司每年有10个以上新产品研发成功并进行换代,平均三个月就完成一个新产品的研发,每年平均增加10多项新功能。(3)研发和生产一体化。将生产元素加入到产品设计阶段,从设计的角度考虑可生产性、降低成本、在最短的商品生命周期内回收成本并实现盈利的能力。(4)自主研发与联盟开发相结合。(5)实施阶段部门责任制和阶段审核控制。研发项目组由十多个部门组成,但所处的研发阶段不同负责的部门也不同。研发流程中每阶段完成后均需由下一阶段责任部门审核通过后才可进入下一阶段。下文将以A公司的单反专业数码相机W0017的研发项目为例,对数码相机研发项目的技术风险进行分析。W0017数码相机是A公司在2008年冬季推出的一款定位于中高端业余用户的单反相机,是A公司的一款非常有代表性的产品,它的开发也具有以上所列的特点。三、a公司研发项目的风险技术风险的识别,就是指理解和发现研发项目有哪些可能令人不满意的技术结果的过程,其目的是通过理解技术风险的可能来源而确定对项目有影响的技术风险因素。由于新产品研发项目本身就是一个复杂的系统,影响它的风险因素很多且其关系错综复杂,有直接的,也有间接的;有明显的,也有隐含的,或是难以预料的,而且各风险因素所引起后果的严重程度也不相同。在研发过程中,完全不考虑这些因素或忽略了其中的主要因素,都会导致决策的失误。但如对每个风险因素都加以考虑又会使决策复杂化。这就要从系统的观点出发,横观工程项目所涉及的各个方面,纵观研发的进程,将引起风险的极其复杂的事物分解成比较简单的、容易被认识的基本单元,从错综复杂的关系中找出因素间的本质联系,在众多的影响中抓住主要因素,并且分析它们影响的严重程度,从而得到比较可靠的结果。按数码相机研发项目的工作分解结构(WBS),可将A公司研发项目的技术风险分成以下几类:(1)新产品技术风险;(2)新零件技术风险;(3)新制造工艺风险;(4)新调整技术风险;(5)新核心零部件技术外部开发风险;(6)新法规要求的技术风险。在W0017数码相机的研发项目中,采用头脑风暴法让项目成员和外聘专家组成风险识别小组,依照数码相机研发的技术风险分类进行系统地识别研发项目中的全部技术风险,得到W0017数码相机研发项目的技术风险清单,如表1所示。四、模糊综合评判法与层次分析法的区别在识别出技术风险之后,就需要研究这些风险可能会对研发项目的结果造成什么样的影响,即进行风险评估。本文通过层次分析法与模糊综合评判法,对数码相机研发项目各技术风险在整个项目周期里对进度、成本、质量的影响进行分析。层次分析法和模糊综合评判法是两种在实践中常用的方法,它们具有许多优点和一些不足,并且具有很好的互补性。层次分析法作为一种多准则决策方法,由于自身的实用性、系统性、简洁性等优点,适合注重系统特征的权重细化分析及存在多因素的复杂系统分析,在实践中广为采用并卓有成效,但其处理模糊问题的能力却稍欠缺,需要适于分析那些模糊、难以定义并难以用数字描述而易于用语言描述的变量的模糊综合评判法来进行补充。模糊综合评判法是通过确定模糊集合和模糊关系,确定集合中各元素对应于模糊关系的隶属度,最后运用模糊运算确定被评估对象程度的方法。(一)次准则层层次分析指标体系的设计是为了建立技术风险评价系统,实现对技术的综合评价,为研发项目的顺利实施提供数据分析。本文的分析指标体系按照AHP层次分析法的方法并参考已有的研究,建立以研发项目的质量、成本、进度为准则层、项目生命周期的各阶段作为次准则层的分析指标体系,如表2所示。目标层为研发技术风险。准则层(即一级评价指标)分别为质量、成本、进度。考虑到不同的技术风险在不同的生命周期阶段,其技术风险发生概率与影响度是不尽相同的,因此次准则层(即二级评价指标)为项目生命周期指标,依次为本文研究的设计初审与零部件设计阶段(EngineeringTest,ET)、工艺设备设计与设计评审阶段(Preproduction,PP)、试生产阶段(InitialProduction,IP)、生产评审阶段(MassProduction,MP)。(二)风险管理标准化为了采用技术风险分析指标体系来评估第3小节中识别出来的技术风险,还需要首先给出技术风险的评分标准,包括技术风险发生概率的评分标准和技术风险对各准则(质量、成本、进度)影响程度的评分标准。以技术风险发生概率的评分标准为例,本文参考中国项目管理研究委员会对项目风险发生概率的评分标准表,将风险发生概率分为五级,评分标准制定如表3所示。其他的评分标准与技术风险发生概率的评分标准非常相似,由于篇幅所限,这里略去。(三)风险分析前评估在利用层次分析法评价指标权重及综合评判法分析风险发生概率、影响度前需先由专家进行定性分析。本文的评审专家小组主要由在项目中担任不同职责的团队成员与A公司内部的技术专家组成,共10人。(四)确定指数的权重1.指标权重的计算按照前面建立的风险分析指标体系,本文用于风险分析的AHP四层递阶层次结构模型如图1所示。根据比较评价数据,运用层次分析法可计算出每一层指标的权重。下面以一级指标为例说明指标权重的计算详细过程,其他指标权重的计算过程相似,就略去其计算过程。根据10位专家比较评价的数据,计算评价的平均值,“质量”相对于“成本”重要度为2.5、“质量”相对于“进度”的重要度为6.4、“成本”相对于“进度”的重要度为5.4,则判断矩阵为:3.响应面评价准则对所有项目风险因素进行优先级排序。若第i种评价准则的相对重要度为wi=wi‘′/w(i=1,2,…,n),则判断矩阵的特征向量W=(0.550.380.07)T。4.计算指标“质量、成本、进度”的权重一致性检验的原理是:一致性比例CR<0.1时可以认为判断指标的一致性可以接受,反之,则需要对判断矩阵进行适当修正。确定矩阵的一致性比例CR,必须引入两个量:一致性指标CI和平均随机一致性指标RI,RI可以通过查表得因此,判断矩阵一致性可接受,一级指标的权重向量W可接受。即一级指标质量、成本、进度的权重依次为0.55、0.38、0.07。同理,按照步骤2~步骤4,计算出指标“质量”、“成本”和“进度”的二级指标权重向量。得到“质量”的二级指标权重向量W1为(0.090.200.290.42)T。“成本”的二级指标权重向量W2为(0.490.300.150.06)T。“进度”的二级指标权重向量W3为(0.150.200.270.38)T。经计算这些二级指标判断矩阵的一致性可接受,因此,权重向量W1、W2、W3可接受。(五)糊关系合成的原理模糊综合评价是以模糊数学为基础,应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清、不易定量的因素定量化,从多个因素对被评价事物隶属等级状况进行综合性评价的一种方法。1.风险评价指标的集合u对W0017单反数码相机研发项目的技术风险,风险评价指标集U={ET阶段、PP阶段、IP阶段、MP阶段}。2.单指标评价结果依据前面给出的风险的评分标准,运用德尔菲法进行单指标评价,确定各技术风险发生概率及影响度,例如,W0017研发项目的技术风险发生概率评分结果见表4中“发生概率”列。3.功能设计技术风险[rij]的计量测量指标根据专家小组对技术风险影响度的评价因素集的等级隶属度评价结果,由此得到的模糊评价矩阵为:R=[rij]m*n。下面以新水准仪功能设计技术风险(风险01)的质量指标为例说明技术风险影响度的计算详细过程,其它指标的计算过程步骤相似,略去计算过程。按评价的隶属度数据,可得新水准仪功能设计技术风险(风险01)的质量影响度的评价矩阵为:4.权重向量的确定质量的二级指标权重向量为:5.模糊综合评价将权重向量与模糊关系矩阵相乘,得到初始评判结果:再进行归一化处理,得到最终评判结果,即:6.影响度的确定:p质量、bvt、pva计算每个风险对一级指标的影响度。技术风险01对一级指标质量的影响度为:P1质量=B1VT=0.436;(V为评价等级集)。同理,可按照步骤2~步骤6,计算出技术风险01的成本、进度的综合影响度。7.计算指标风险综合影响度以一级指标的相对重要度为权重,对每个风险的一级指标的影响度进行加权平均,得出每个风险的项目综合影响度。例如,技术风险01新水准仪功能设计技术风险的综合影响度:同理,可按照步骤2~步骤7,计算出各技术风险的一级指标风险影响度与综合影响度。由于篇幅关系,略去计算过程,结果见表4中“风险综合影响度”列。(六)计算综合风险计算各技术风险对项目的综合风险度,即。综合风险度=风险发生概率×风险综合影响度计算结果见表4中“综合风险度”列。五、技术风险的监控根据上文的分析和计算,可得出以下几个结果:(1)根据各技术风险对项目的综合风险度(如表4所示),各技术风险的高低排序如下:风险08>风险02>风险06>风险01>风险05>风险09>风险07>风险03>风险04。(2)如表4所示,有3个技术风险(风险03、风险04、风险07)的综合风险度小于0.06,风险度很低属于可接受风险。另外的6个技术风险的综合风险度大于0.06、但小于0.3,这6个技术风险属可控制风险,需要加以监控,并提前准备好应对方案。在实际应用中建议采用ALARP(aslowasreasonablypossible,即最低合理可行原则)原则和风险矩阵法,并结合项目的特点,确定技术风险的应对模型。因为风险08(新CCD外部联同开发技术风险)、风险02(新艺术滤镜功能设计技术风险)、风险06(新光路调整设计技术风险)以及风险01(新水准仪功能设计技术风险)的综合风险度大于0.1,且远大于其他的风险的综合风险度,所以,在实际的开发中应该特别重视对这些风险的监控。(3)根据表4可知,W0017研发项目的技术风险对质量、成本、进度的总风险影响度为1.122、1.063、0.966,三者的差别并不太大。但总体风险影响度经加权并归一化后依次变为0.57、0.37、0.06。这表明在A公司的W0017数码相机研发项目中,虽然技术风险对质量、成本和进度的影响度近似,但由于A公司更看重产品的质量因素,因此,在项目管理中非常重视技术风险对产品质量方面的影响。虽然从整体而言技术风险对产品质量方面的影响在本项目中是最重要的,但在项目的不同阶段,项目的质量、成本和进度受到技术风险的影响是不同的。从二级指标权重向量W1、W2、W3可以看出,在整个项目周期中质量因素均非常重要,成本因素越接近项目初期则越受重视,而进度则越接近项目末期越受重视。因此,在整个项目周期中均需非常重视研发产品的质量,在研发的前期需重视控制成本,而越接近产品上市则越需重视进度。六、技术风险评价的局限性本文运用层次分析法和模糊综合评判法,分析了在整个W0017数码相机研发项目周期里技术风险对进度、