我国民用大飞机质量管控多核心分布式协同研制网络模型

□ 叶 伟 □ 刘思峰 □ 李亚平 □ 方志耕

南京航空航天大学 经济与管理学院 南京 211106

1 我国民用大飞机质量管控多核心分布式协同研制网络(CDNDM)结构分析

研制和发展民用大飞机是建设创新型国家、提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略举措。质量问题是民用大飞机项目的关键问题，这不仅关系到飞机的研制质量问题，更关系到经济安全、生命安全。但是，民用大飞机的质量管理仍是目前的重点和难点，需要花费大量的资源和精力去探索这个复杂的问题。

民用大飞机研制技术难度高，工程系统结构极其复杂，涉及科学领域众多，工程规模巨大，研制工作环境与项目管理过程复杂，单凭某部门或某单位的一己之力都难以胜任。由于参与研制的供应商众多，通常依据其参与研制系统与子系统对产品影响的重要程度将他们划分为若干个级别，分别称为1、2、3等级别的供应商，称对该类产品总体负责的制造商为主制造商。事实上，我国民用大飞机研制过程是基于其研制价值链的多个核心供应商与相关利益主体构成了大型复杂研制价值网络，主制造商与相关重要供应商构成了该网络的多个核心，是一种多核心分布式协同研制网络（Coordinative Development Network of Distributed Multicore,CDNDM）结构。该网络又可划分为一定的层次与结构，基于时间逻辑与事件的重要性维度，在该产品研制过程中可以提练出若干里程碑事件 （标志性事件），考虑这些项目里程碑事件是分层次、相互关联、彼此协同的，故以里程碑事件展开项目过程，能够将这一复杂项目过程串接成一个具有较强逻辑关系的有机整体。

2 基于CDNDM的我国民用大飞机项目多层次里程碑协同研制过程网络系统分析

在广泛收集相关案例的基础之上，考虑到项目不同层次粒度，如基于主制造商或项目整体层次的宏观粒度、项目大部门或综合供应商的中观粒度、项目的某个（些）执行部门或零部件供应商的微观粒度，可建立基于不同层次粒度的项目里程碑展开分解模型，对项目过程进行分解、梳理和提炼。

我国民用大飞机研制过程都是由若干核心与相关供应商共同协作完成的。初步研究显示：该类项目中的供应商协作关系一般呈网络状特征，且各供应商处于其制造链的不同层次上（是一种多层次网络系统）。考虑到在该研制价值链上，若所有的里程碑都能实现，则即能保证项目的完成，且这些里程碑之间按照项目的流程关系进行逻辑连接；建立基于里程碑事件搜索的项目多层次里程碑协同研制过程网络系统。图1是某大型飞机研制过程示意图，小圈表示里程碑事件。经初步研究得到大型飞机多层次研制过程网络系统示意图 （如图2所示）。图2中，将某大型飞机研制系统划分为主制造商系统、一级供应商 （大部分是战略合作伙伴）系统和其它供应商系统3个层次，各层次之间的联系方式与利益关系是有区别的。主制造商与一级供应商系统之间的联系大部分都是战略合作伙伴关系，而与其它供应商之间的联系基本上是以合同供应关系为主体，构成了项目研制过程的网络系统。

3 基于研制过程的里程碑“事件树”子系统协同工作关系分析与网络逻辑连接节点设计

我国民用大飞机研制过程可以被看成一种基于若干里程碑事件协同的多层次网络系统 （如图2所示），利用系统论原理与项目管理理论，可将每个里程碑事件看成某个子系统的标志性事件，依据人们逻辑思维的逆推归纳原理，建立基于事件逻辑关联的研制过程里程碑“事件树”子系统逆推搜索模型，从最终产品交付产品里程碑进行逻辑逆推，对该过程进行里程碑事件树搜索；在此基础上，运用工作分解原理，建立基于里程碑的WBS（Work Breakdown Structure）分解模型，进行其里程碑事件子系统分解（如图3所示）。在图3中，以某型大飞机研制过程为例，将其划分为立项论证、可行性论证、预发展研究、工程发展研究、产业化和客户服务设计这6个阶段，依据其各阶段的里程碑事件，进行逆推搜索与子系统划分；考虑核心与相关供应商之间存在着复杂的竞争与合作关系，对这些复杂的协同关系进行发现、归纳与提练。本文主要研究以下5个方面的问题，里程碑“事件树”子系统连接节点逻辑结构设计符号见表1。

▲图1 大型飞机研制过程示意图

▲图2 某型号大飞机的多层次里程碑协同研制网络系统示意图

▲图3 某型号大飞机研制项目过程里程碑"事件树"子系统划分示意图

（1）里程碑“事件树”子系统“递进”协同关系分析与“串与”型逻辑连接节点设计。考虑在其产品研制过程中，一个子系统的里程碑事件（i）是在另一子系统里程碑事件（j）实现的基础上实现的，两子系统的里程碑之间存在着项目进程的递进协同关系；运用串联逻辑与概率论条件概率Probj/i的积事件原理进行“串与”型逻辑连接节点设计。

（2）里程碑“事件树”子系统“互补”、“并进”协同关系分析与“并联”、“并与”逻辑连接节点设计。考虑在其产品研制过程中，一个子系统的里程碑事件（i）与另一子系统里程碑事件（j）之间互相协同关系可分为两种情形，一是i与j事件项目主体发挥各自优势、共同协作，确保其里程碑事件的实现，暂且称其为互补协同关系，借用概率逻辑原理，考虑用“并联”逻辑关系表征；二是需要i与j事件等若干个 “事件树”子系统均各自相对独立的完成里程碑事件后，才能共同推进下一个里程碑“事件树”子系统的启动，暂且称其为并进协同关系；运用随机网络思想方法，考虑用逻辑“并与”节点关系进行表征。

（3）里程碑“事件树”子系统“竞争”关系分析与“异或”型逻辑连接节点设计。考虑在其产品研制过程中，主制造商对其供应商的管理出于引入竞争的需要，对于同一个里程碑事件，引入多家供应商相互竞争，一家供应商里程碑事件的实现，就意味着其它供应商某种程度上的失败；运用随机网络理论，对这种竞争关系可用“异或”型逻辑进行表征。

（4）里程碑“事件树”子系统“共存”协同关系分析与“或”型逻辑连接节点设计。在其产品研制过程中，考虑某些急需或紧缺零部件（技术）的供应商几乎没有或相对很少；主制造商出于培养供应商的目的，设计了这样的一种机制，即：一子系统与另一子系统为实现相同的里程碑事件各自运行；尽管两者之间几乎不存在合作关系，但是暂且也不存在竞争关系；这种关系的逻辑本质是：任给两里程碑“事件树”子系统，只要有一个里程碑事件实现后，那么其下一个（除这两个之外的）里程碑“事件树”子系统才能被启动，运用随机网络理论，可用“或型”逻辑进行表征。

在此基础上，考虑利用信号流图与随机网络理论中逻辑节点设计技术，如节点输入端的“肯定”型、“概率”型逻辑和输出端的“异或”型、“或”型、“与”型(包括“串与”型和“并与”型等)逻辑，依据里程碑“事件树”子系统递进、互补、并进、竞争和共存关系的逻辑关系的本质；经初步研究，将这些节点形式设计为表1所示的形式。

4 民用大飞机质量管控多核心分布式协同研制GERT网络模型

▲图4 基于多层次里程碑协同的项目研制过程随机网络GERT模型结构示意图

表1 里程碑“事件树”子系统连接节点逻辑结构设计示意表

考虑我国民用大飞机研制项目大都是国家或区域政府等相关部门选择或委托某个主制造商来负责组织实施，由于仅仅依靠主制造商单方的能力和所掌控的资源往往又难以保证项目的完成，因此主制造商就会通过政府、市场等一定的渠道来选择和委托一些供应商来合作完成项目。这些供应商常被划分为一级、二级、三级等许多级别的供应商，其中一级供应商的大部分或一些关键的二级、三级供应商，由于他们掌握了该项目所必须的核心或关键的技术，主制造商往往把他们作为战略合作伙伴。依据该类项目多层次里程碑之间的协同关系，运用随机网络模型的建模技术，并考虑供应商之间的分层关系，建立基于多层次里程碑协同的项目研制过程随机网络模型，如图4所示。在此基础上，考虑该类项目里程碑“事件树”子系统之间的递进、互补、并进、竞争和共存关系逻辑关系的本质，利用信号流图技术与随机网络理论，设计这些递进、互补、并进、竞争和共存关系的算法模型，为解决GERT（Graphic Evaluation and Review Technique） 模型的计算问题提供完整的解决方案。

5 结束语

民用大飞机质量问题关乎生命安全、经济安全，质量管控对于民用飞机至关重要。多核心分布式网络是民用飞机研制的特征，基于多层次里程碑协同的民用大飞机项目质量管控GERT模型是符合实际情况的科学处理手段，能够为民用大飞机质量管控提供一种良好的模式和框架。