基于PMBOK的整车开发项目管理要素及方法研究

毛春升



基于PMBOK的整车开发项目管理要素及方法研究

毛春升

（上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海 201804）

文章基于项目管理知识体系PMBOK，结合工作实践阐述了整车开发流程的关键节点，在梳理项目管理的九大要素的基础上总结出了一些整车开发项目管理技术经验与方法。

项目管理；整车开发流程；管理方法

1 引言

PMI项目管理协会总结出的PMBOK(Project Manage -ment Body of Knowledge)项目管理知识体系中指出，项目管理是利用系统的管理方法将管理人员（竖向体系）安排到指定的项目（横向体系）中去；PMBOK项目管理知识体系的意义在于：在限定的时间期限、预算成本内，达到适当的性能和规格从而得到客户的认可，与此同时尽量减少项目范围的变化、不改变企业的主要工作流程及企业文化。

整车开发项目包含环节过程涉及大量人力和财务资源，耗费数月的时间，并包含数百个任务。整车新车型开发之所以需要科学而系统的项目管理方法，原因在于。

产品复杂性：整车由多个子系统组成，每个子系统又由许多部件组成——这些部件包括刚性机械部件、液压管路、电器线束、热绝缘体和柔性钢缆等。这些部件不仅在几何空间上深度相关，而且在如热交换、振动等方面动态相关，部件或系统变化互相影响彼此的性能是很常见的。因此，在整车开发中，所有这些部件并行设计的过程是非常复杂的。

产品成本和产销量：汽车是生产成本高且较为昂贵的大众消费品之一。通常一个车型在数年或更长的时间内大量生产，在生产周期内可达到每年百万辆的产量。每个部件的成本优化将乘以数十万个单位，因此值得努力追求优化成本的设计。然而由于各部件相互影响，所有优化更改或提议都会给设计过程带来复杂性。

开发专业化：汽车部件和系统的开发随着时间的推移变得越来越专业化，比如当前一个车身结构工程师对导航、或变速箱的开发并不了解，而导航、或变速箱工程师对车身结构设计知之甚少。这种专业化分工积极的一面是可以带来更好的产品设计，但也意味着大量人员在整车开发项目中并行工作，这将增加开发过程的复杂性。

法规和标准：为了确保产品质量和品牌形象，汽车公司为几乎每个部件定义了一系列标准要求和设计指南；除此之外，每个国家监管机构也都定义了许多法规要求，来确保客户获得安全可靠的产品。设计符合多种标准和法规要求的产品零件和系统也会增加开发工作量，这不仅是因为设计过程本身，还因为必须证明和记录部件或系统的合规性。

为了应对这种复杂的开发过程，全球各大汽车公司制定有标准的开发流程。这些流程一般将开发过程分解为通过多个优先关系相互链接的子进程和任务，同时描述了每个任务的执行时间、执行负责人以及任务下一步的接任者。

2 整车开发的项目管理流程

全球各大汽车企业均有各自的整车正向开发流程：如Volkswagen的PEP、GM的VDP、福特的FPDS等。自主品牌汽车正向开发流程GVDP制定和完善的过程中，全面学习和借鉴了这些流程共同的思想和方法——门径管理系统和集成产品开发的思想。

完整的整车正向开发流程通常经历约3年半左右的时间：包括6个阶段有产品战略、产品策划定义、概念开发、工程设计、样车验证、生产验证。流程中有定义至少8个决策评审点(阀点)，分别是：项目启动(KO)、概念设计开始(AD)、方案选择(PS)、项目批准(PA)、设计冻结(DR)、制造确认(QP)、试生产(PP)、正式生产(SOP)，如图1。各决策阀点有企业事先定义好的交付物标准。这些里程碑及阀点交付物让项目开发流程成为一个既清晰、而又符合逻辑的过程。

图1 以里程碑和时间顺序为基础的开发流程结构

2.1 产品战略阶段

明确产品战略是项目启动阶段的关键任务，该阶段的工作重点是深入分析所研发车型在公司产品型谱中的定位。项目管理牵头开展新车型项目立项批准的准备活动，包含市场调查、竞品分析、项目定位、对策研究等。从性能、保证程度、实用性、大众接受度、易用性、生命周期成本、产品价格、包装等8个方面分析定义出新车型产品的边界条件，如销量、投资、成本、产品特征、开发周期、边际贡献率等。

2.2 产品策划方案

产品策划以可行性评估通过且产品战略明确为基础，开展研究项目产品方案。首先应编制出项目主计划，明确各阶段时间节点，明确提出开发方案：这些方案任务既总包括布置草图、全尺寸主题模型、造型设计，也包括动力总成的方案、整车性能指标VTS、主要零部件设计，甚至还包括整车成本、制造策略、质保目标。评估所有的产品目标、商业计划目标的符合性，基于评估可行的方案进行产品的开发。

2012年3 月，小岗村开始筹建小岗村九年一贯制学校。2013年6月学校正式成立，名为凤阳县小岗学校。如今的小岗学校，占地面积2.2万m2，2栋教学楼建筑面积2 200 m2；小学部12个教学班、中学部6个教学班。

2.3 概念开发

项目范围定义和产品概念设计更详细后，每个职能领域都提供详细的工作计划以支持主计划时间安排；在此阶段，质量领域也开始执行其学科和技术，从设计角度确保产品质量。针对相对关键的产品策略：例如动力总成匹配、主要功能配置、整车VTS、新技术实施、造型概念模型、生产场地等，做出评估选择。

2.4 工程设计

工程设计阶段是将产品由概念变为实现的阶段，由工程开发设计团队牵头、联合质保前期人员、制造团队和采购员组成的同步工程小组，共同完成产品的设计及前期验证；综合平衡新车型项目的边界条件与设定的目标的差距，对项目继续开展或立即终止作出决定；基于经济架构的目标必须可行，再次前提下批准并释放全部预算。通过对造型模型的评估分析，冻结所有造型设计。在此阶段，必须提供完整的计划零件清单，并且每个采购零件的采购协议都已关闭。必须提供夹具投资和生产线准备等方面的制造细节。所有数据工程可行性评审通过，针对制造的工程图纸与数模冻结并发布。

2.5 产品验证

在此节点，车型设计开发工作基本结束，所有工程数据发布流程结束。因此在数据发布之前需要借助计算机分析工具评估数据，评估的设计缺陷需要在模型样车试制构建之前纠正，以最小化其对后续流程时间和成本的影响。CAE分析通过、工程样车模拟试验完成，所有工程设计冻结并进入设计发布流程，同时启动各零件模具的加工制造。工程数据发布结束，基本完成设计开发工作，开展设计后期验证。调试整车厂的生产设备，检验生产工艺，验证工艺条件和全工装条件下批量提供的零部件质量。

2.6 试生产及投产

评估所有生产线准备好情况,启动生产线的车辆预制造；以实现制造系统的早期验证，完成工程对产品的最终验证。评判项目开发的成熟度和预生产车辆的生产连贯性。预生产非销售生产认证造车，实现整车生产线的连续生产。验证主机厂单位节拍下的生产能力，同时拉动评估供应商的零件产能提升能力。

供应商提供批产的零部件给主机厂，检验其流水线的工装及生产设备，验证生产能力及工艺过程。基于评估结果开启正式批量投产和投放市场销售的最终阀点。生产和营销计划已准备就绪，所有质量审核均已执行，预生产车辆已经通过测试和批准。该车型投入生产。

3 整车研发项目管理的要素及方法

3.1 项目范围定义和范围更改管理

由于车型开发的最终目的都是为了尽可能满足市场，因此正确定义产品概念、市场需求是流程的第一步，基于市场调研将提出一版反映产品性能、参数、功能定义的市场阶梯配置表FL，根据FL中的功能配置梳理主要配置概念表CFL；为明确零部件级功能开发及车型对应关系，随着项目的推进，项目开发范围将进一步被解析为全功能配置表FFL。

在新车型项目启动后，将向整个项目团队发布包含有关产品的所有详细信息的文档——这种文档在立项之后，将被编排为产品更改说明PCS，同时这种更改说明还将进一步形象图示化编程成Visual BOM向各相关职能部门发布；以便于所有受影响的部门评估计划时间和所需资源。在各部门执行流程进行详细评估期间，由于优化、不兼容性解决、质量改进等原因，零件更改范围预计会发生变化。但由于零件对彼此的影响很大，因此一个零件的每个变化通常会导致边界零件的变化更改。项目管理部门有责任协调范围变更控制流程，确保所有相关领域了解每项变更，并使团队专注于正确的时机并就适当的时间做出决策，确保项目支出和产品成本在目标范围。

3.2 项目预算管理与成本管理

获得立项后，团队的各部门成员由项目经理牵头，基于上述开发范围，去预估出完成分解的开发内容所需要的预算资金：技术部门主要有开发费、人员外包费、评估模型费、试制样车费、试验费、公告认证费、工具工装费、差旅费等；其他还包括模具费、物流包装、制造场地等相关费用预算，如表1示例。核准合计预算并计入一部分不可预计费后，上报产品项目会审核批准预算供项目开发推进中使用。

表1 整车开发预算管理框架表示例

这些预算将进一步被细化到具体的WBS，项目执行过程中将严格执行实际花费的考核，实际花费不能超过预算申报值的90%。为使预算在实际花费中进一步声明合理性，每一笔费用在计划花费支付之前，花费部门需要向项目管理部及财务部提出预算花费申请PR单，需经项目管理预算专员、及财务人员审核后方能批准支付流程，以确保每一笔预算花费的合理性。

3.2.2 成本管理

单件成本的控制对盈利提升意义重大。依据上一节的项目开发范围、市场已输入的概念配置表、初始造型等基础信息，工程师发布每个零件的概念设计书DCS，如前照明的DCS会声明：光源为LED还是卤素（甚至LED灯珠数量）、装饰条的表面工艺及尺寸、大灯调节方式为手动还是自动等技术配置等信息。整理过往项目同类技术配置的采购价格、及咨询公司所提供的某类零件的市场采购价格范围作为参考数据库，财务及价值工程师在接收到DCS之后，参考数据库估算出某零件的目标价格，作为采购工程师推动供应商们竞价并确定零件采购价格的准绳。目标价格、采购定价分别核算为整车物料价格，与市场预估售价综合考虑，可以估算出边际贡献率及毛利率，从而在开发过程中初步判断车型是否达到理想的盈利水平。实践中这一过程往往反复推演从而使整车物料成本逐渐精确且优化。

价值工程法VE(Value Engineering)/价值分析VA（Value Analysis）是一种重要的成本优化管理技术。价值工程管理技术是在有组织的活动中运用集体智慧对产品进行价值分析，在实现服务或产品的必要功能的同时、尽量将总成本控制到最低，实现服务或产品价值的提升。例如：某车型车门饰板上部表皮原设计为人工包覆PVC带真缝线；VA/VE方案更改为TPO表皮带仿真缝线，该方案既可以减少真缝线、人工包覆过多的工时从而实现降成本，又能采用可回收的TPO材质比PVC更加环保，而且TPO模具一体成型出的仿真缝线针脚更均匀、更耐磨。可见VA/VE方案在实现降本的同时，也提升了产品的性能与价值。

3.3 项目时间管理

项目概念设计阶段，基于第二节中提及的产品项目方案，项目经理牵头组织各部门从以下维度排出主计划：主计划以标准时序图用作项目的时间轴方向，联合各部门分别梳理出造型发布计划、关键零部件系统开发计划、标定进度及软件发布计划、样车试制及试验计划、整车公告认证计划及试装试生产计划等——这些子计划之间相互关联，例如造型的发布节点关系关键零部件模具完成提交模具件的时间，模具件交样又决定着造车及整车试验认证的计划，而整车试验的通过又是某些关键零件完成开发认可的前提。主计划锁定发布之前需反复协调调整各子计划的关联关系使之符合逻辑。依据上一节的开发流程，设立开发中各个流程的阀点。阀点交付物的评审是确保整车开发项目在各个阀点阶段的所有工作任务的标准能得到实现，从而使开发工作顺利的进入下一个阶段——即流程阀点的控制及评审用于推进车型开发的全过程，以确保所有阶段目标都能保质保量的按时完成。依据发布的主计划，各部门也将关键部件或软件的开发计划进一步细化为PDT子计划，子计划中的关键节点（如DG2、TG2、SOR、ESO时间点）将被项目管理人员收集，作为MBO考核依据，从而确保子零件、子系统能按时开发完成。

3.4 项目风险管理

PMI将风险管理视为项目管理中的一个特定知识领域。PMBOK给出了风险管理规划和风险识别等实践方法：按照风险来源及风险类型两个维度来识别风险,通常源自消费者喜好、竞争对手动态、法规变化、公司自身要求等几个方面；而风险类型通常表现为设计标准低于用户需求、和产品不达标两个方面。

在项目开发的早期，需要按照上述两个维度识别某项设计特征的风险，使整车项目的风险识别更加全面、无死角。比如为满足客户对内部空间大的喜好，项目开发时首先应该对内部大空间的含义与标准作出定义——其含义应该包含腿部空间、头部肩部空间、行李箱容积、仪表中控储物空间等诸多项，针对这些空间的每一项应作出空间尺寸定义，以界定满足消费者大空间喜好需求的标准，以免开发完成后出现“设计标准低于用户需求”的风险。

项目开发进展中，也需要继续识别潜在风险致使“产品不达标”。例如，为满足风阻或造型的需求，设计人员有可能使车顶局部区域高度降低，其潜在风险是可能导致乘客头部空间达不到客户认为的大空间需求。因此需基于上述维度识别风险并使其影响管控至最低。

3.5 项目质量管理

整车开发质量管理是通过对产品质量的前期规划及控制计划，确保项目目标而实施质量保证和质量控制。质量管理采用FMEAMSASPCAPQPPPAP等分析工具，来确保横向工作小组正常运行及汽车产品的质量特性。汽车质量特性可被描述为应具有安全性、适用性、可靠性、耐久性、经济性等。确保乘员安全性是汽车产品的首要要求；适用性是指整车开发过程中要确保其舒适性、便利性，否则客户的使用心情将受到很大影响；耐久性是某项部件的功能可以完整实现的年限，例如车门开把手的内开操作至少可以顺利实现大于十万次；可靠性则要求在特殊环境条件下能准确实现产品功能，例如在高海拔寒冷的环境中，汽车空调可在要求的时间内实现一定的制热温度；经济性是指除了汽车自身的成本利润以外，还应在开发中考虑制造成本、能耗、售后维修保养费用等，既满足企业的经济效益、也要带给客户尽可能高的性价比。

3.6 项目采购管理

随着整车开发分工专业化的日益加深，越来越多的零件及开发专业化工作需要外包采购。整车开发外包项目的进展将直接影响新品上市周期及其市场占有率，因此需要引起对项目采购管理的重视。整车开发的采购管理环节主要有采购规划、采购评估、采购实施、采购合同管理、采购合同履行完善、采购优化及年降等。在这些环节中明确给出特定的需要，选出最有竞争力的供应商并兼顾最低采购价格。虽然在实践中难以同时实现，但通过对采购管理中部分环节的管控，可有效降低采购成本，以尽量少的资金购得尽可能优的资源，实现项目资金的最优配置。

3.7 项目沟通管理

PMBOK将沟通管理定义为项目管理中的特定知识领域，良好沟通的能力是项目管理的关键因素之一。大多数项目问题都源于沟通问题，缺乏良好的信息交流肯定会使问题恶化，并使项目团队更难找到解决方案。为了确保项目开发进展中项目信息能准确及时的收集和传输，需要在项目成员之间进行信息交流传递，保障项目团队能够获得所需的各种资源。开发团队建立了如图2的信息沟通管理机制：如各部门互相传递信息的vapir例会、PET例会，问题上升系统同步工程小组会议，开发状态汇报及评审的EPC会议及产品项目会等；建立了开发中各种工程问题的统一跟踪平台PQCP系统，工程更改流转审批的GBOM平台系统等；面向开发财务资源需求申请的PR、ER及差旅等系统。这些系统平台完善了项目管理沟通体系，有利于处理项目各接口的协调关系，优化了沟通渠道并保证了沟通的有效性。

图2 整车开发项目信息沟通管理流程

3.8 人力资源管理

项目管理的进度、成本、质量三条标准可以通过人力资源管理在其之间架起协同一致的桥梁，从而充分发挥项目成员的作用，实现项目目标。人力资源管理主要应该包括项目人员选择、角色与职责分配、人力配备管理计划、绩效评估与激励、团队建设、人力资源风险管理等几个方面。

在项目范围定义清楚之后，根据开发任务调动各部门搭建项目团队人员，尤其比较紧缺的特殊人员，如果内部无法找到则需要启动外部招聘获得，团队搭建完毕后应发布各职能部门的组织结构图和工作联系薄；团队人员到位后，必须明确每位成员的角色和职责，每项工作落实到唯一的个人或小组来负责，这种责任关系通常由项目经理牵头以矩阵式责任表（RASIC）来完成；为避免人力资源的浪费，需基于项目进度和计划明确出每个阶段 各职能部门人员需求计划，可以由一个工程师参与一个或更多的项目；强矩阵式项目管理中，项目经理与职能部门经理共同参与对项目成员的绩效评分，可以充分调动项目成员的积极性，如图3；团队建设主要涉及团队成员培训及能力提升、团队氛围的优化、士气激励等。人力资源管理的风险主要来自于团队成员不符合要求及关键角色成员离职等，应对策略主要有：以人为本完善激励机制，帮助成员做好职业规划，补充新鲜血液和带教形式，同时完善离职人员交接程序也能降低其工作中断的风险。

图3 绩效评估管理流程

3.9 项目集成管理

项目集成管理是将项目计划与相互一致的信息放在一起，根据项目时间、成本、质量、资源、采购等有效结合分配项目计划，确保项目各方面能项目配合、高效开展。项目集成管理技术的特点是：时间上同步化集成、地域上模块化集成和资源利用整合化集成；内容主要包括集成计划的编制、项目计划的执行、项目变更管理等；集成工作还包括：整车空间总布置及零部件的布置、各零部件的虚拟装配模拟、整车性能集成评估、整车用电及软件信号集成、整车数据管理集成等；集成管理技术的要素有：快速的决策机制、体现集成的组织架构职能、建立系统的管理思维。无论是项目正常推进中或者是项目范围变动、设计变更，上述要素都是重要的工作抓手，内外结合和有效管理以实现项目整体利益最大化。

4 结语

PMBOK可在整车开发方面发挥重要作用，在时间计划、成本和质量方面也有出色的指导贡献。然而由于它不是专门为整车开发项目管理设计的工具，因此，还需要结合实践改进和优化。建议整车开发项目管理团队成员学习PMBOK知识体系技术，并在工作中慢慢使用此技术工具、探索完善项目管理实践经验。笔者相信，随着整车开发中项目管理知识体系及工具运用的成熟，我国汽车企业的开发水平将获得更大的提高。

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Research on Project Management Elements and Methods of Automobile Development Based on PMBOK

Mao Chunsheng

( Shanghai Automotive Group Co., LTD Technology Center, Shanghai 201804 )

Based on the project management knowledge system PMBOK, This paper expounds the key nodes of the automo-bile development process based on the work practice. Based on the nine elements of project management, It summarizes some automotive development project management technical experience and method.

Project management; Vehicle development process; Management method

U461.99

B

1671-7988(2019)09-220-05

U461.99

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1671-7988(2019)09-220-05

毛春升，就职于上海汽车集团股份有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.073