摘 要:中国石油集团钻井工程技术研究院于 2015 年将超前研究"无钻机钻探技术"作为试点项目,探索了完全项目制管理模式.实施中针对超前研究面临的任务分配受多因素影响、投入成本和研发质量难控制、技术攻关进度把握不准等问题,钻井院通过完善完全项目制管理组织架构、明确岗位职责与管理细则、行政授权确立项目经理负责制、签订绩效考核责任书、强化以人为本的考核与激励制度等措施,减少了管理层级,调动了项目组的积极性,使资源配置和利用趋于最大化.项目管理中还引入了责任矩阵、技术成熟度评估、失效模式及影响分析 3 种操作性较强的先进管理工具,强化了项目制方法体系,提升了科技管理水平和效能.
关键词:超前研究;无钻机钻探;完全项目制;管理工具;风险控制;技术成熟度
完全项目制是中国石油天然气集团公司(简称集团公司)为完成科技攻关目标与任务,在集团公司所属企事业单位设立的项目运行组织形式,以项目经理负责制为核心、以项目组为主体开展的研究开发活动并实施管理的一种运行管理制度[1].实施项目制的主要目的是进一步激发科技项目团队的创新积极性,特别是项目经理的管理创新活力,提升科技管理水平和效能.中国石油集团钻井工程技术研究院(简称钻井院)按集团公司安排,于 2015 年以超前研究项目"无钻机钻探技术"为对象,开始完全项目制试点工作.通过 2 年多的试点运行,项目组建立和健全管理制度,搭建运行组织体系,落实了项目经理的责权利,有针对性的解决了相关管理问题.在项目管理过程中采用了责任矩阵、技术成熟度评估、失效模式及影响分析等管理工具,取得了良好应用效果.现就超前研究项目管理遇到的问题及解决方法介绍如下,以供讨论和参考.
1 超前研究项目管理面临的主要问题
无钻机钻探技术来源于集团公司科技管理部对石油钻探技术的远期战略部署和顶层设计.这项技术的主要目标是研制出一种能够自动钻进的钻地机器人,携带探测仪器钻入地下指定位置,实时收集测得的地质信息并反馈回地面,分析这些信息即可获得相应的地质资料.机器人工作时不使用钻机,不返出钻屑,不形成井筒.预期该技术将显着降低钻探成本,大幅提高作业安全性,并大大拓展钻探技术的作业区域[2,3].
这项技术颠覆了常规的钻探理念,涉及地质、钻井、测井、机械、控制等学科和专业,多项研究内容需从基础研究做起,进行原始创新.钻井工程技术研究院组建了 15 人的攻关团队从事该技术研究.团队成员来自于 4 个行政单位,职级不同、专业各异.采用项目制管理时,主要面临如下 3 方面问题.
1.1 任务分配受多种因素影响
项目制管理通过项目纽带将以往由多部门、多环节、多目标、多头管理构成的工作流程统一到特定项目的总目标之中,项目经理在分配团队成员的具体研究任务时需同时考虑行政管理、技术管理、个性特点等因素,同时,无钻机钻探技术本身的复杂性要求每名成员承担多项工作任务,如何合理分配任务、界定每名成员的角色是考验项目经理的一道棘手问题.
1.2 投入成本和研发质量难以控制
原创性工作从原理上分析问题、建立假说,并提出多个可能的解决方案并付诸实施.实施过程将牵涉时间和资金的消耗,-一旦选择了难以实现的方案,则将会造成资源虚耗,故应慎重选择技术思路.若能够预先分析各个方案可能的风险、引发的后果等,无疑将有助于选择合理的技术路线,降低投入成本.那么,如何有效分析这些因素也成为一个值得研究的问题.
1.3 技术攻关进度把握不准
科技项目创新性的工作和探索性的研究具有很强的不确定性,超前研发更是如此.由于超前项目研究工作缺乏可借鉴的成熟技术,往往难以评估研究成果的实际价值,从而影响了对里程碑的判断.如何评价项目阶段成果与设定目标之间的相符程度是一大难题.为解决以上问题,项目组探索实施了完全项目制管理并开发引进了先进的项目管理工具,取得了良好成效.
2 实施完全项目制的主要做法
2.1 完善组织架构、明确岗位职责
由院领导主导,建立了院级"完全项目制领导小组",为项目制建设提供条件支持,全面协调项目制相关的职能部门工作,推荐并考核项目经理.此外,考虑到颠覆性技术风险较高的特点,项目制组织架构中引入了突破行政条块管理的多位专家组成的"技术指导委员会",对项目技术方案进行指导和评议,以加快技术开发速度.技术指导委员会与特定项目相对应,不参与行政管理,根据需要提供必要的智力支持.项目组配套设置了项目经理、总工程师、施工工艺工程师、设计工程师、结构工程师等 6 个岗位,明确了岗位职责和任职条件,采取推荐、报批的方式确定项目经理,采取双向选择、竞聘上岗的方式确定项目组成员.
2.2 建立管理细则
项目组参考集团公司和钻井院现行管理制度,结合项目实际制定了岗位职责、计划任务、质量控制、物资采购、财务管理流程、技术保密、年终奖分配办法和其他管理办法 8 个方面的管理细则.项目组成员遵循相关细则,实现项目组内部快速、便捷处理管理事宜.项目管理方式的要点为:项目组主要人员集中办公,人事和组织关系仍在原单位,工资关系转项目组,工资和月度奖金按照院属单位的管理模式发放;建立了独立财务账号,实施完全成本核算;按照集团公司和钻井院相关管理规定,结合管理细则,执行适应完全项目制的审批流程.
2.3 行政授权,确立项目经理负责制
完全项目制领导小组采用授权方式赋予项目经理管理权限,如合同、人力资源、科研等的行政管理职权.项目经理是项目的第一负责人,全过程管理项目相关的技术研发、合同等诸项活动.具体而言,项目经理负责项目组的组建和运行管理,负责提出技术研发路线和研究计划,分解和明确自主研发与对外合作任务;负责组织编制项目总体实施方案及运行计划,合理配置资源并规避风险;建立和完善课题组成员的绩效考核办法并组织实施等.
2.4 签订绩效考核责任书,强化以人为本的考核与激励制度
对完全项目制试点项目,按照院属单位的考核模式进行考核,由完全项目制领导小组与项目经理签订年度绩效合同.对项目经理的考核,由年度绩效合同完成情况及全面测评两部分构成,两部分分别占一定的权重.对项目组成员的考核,由项目经理负责与项目组成员签订细化绩效任务书,并进行考核,每个考核周期为 1 年.考核结果将作为年终奖金发放的重要依据.
2.5 开发引进先进的项目管理工具
项目组引入了责任矩阵、失效模式及影响分析、技术成熟度 3 项先进的项目管理工具,辅助项目的日常管理.其中,责任矩阵用以辅助分配工作任务,失效模式及影响分析用以分析方案潜在风险,技术成熟度用以评价实际工作与预期目标的符合程度,3 种工具均发挥了重要作用,加快了研发进度.
3 项目管理工具及其应用
3.1 责任矩阵
责任矩阵是一种将工作任务分配落实到项目执行组织的相关部门或个人,并明确表示其角色、职责和工作关系的矩阵图形[4],用以将项目细化、分类,划分责任并落实到具体责任人,确保任务因岗设人,事事有人负责.
责任矩阵实施流程如下:
(1) 项目经理详细列出工作任务,并确认所有将要参与研究的人员;(2) 项目经理明确未来交付的成果,并将成果与工作任务对应;(3)项目经理与每个成员讨论,明确他们的专长及其在每项待交付成果中的作用,确定每项任务的负责人;(4)项目经理根据讨论结果,拟定责任矩阵草稿.以工作任务为行,以执行工作任务的个人或部门为列,画出相互关系矩阵图;(5)项目经理、任务负责人需根据拟定的责任矩阵与每个参与人员讨论分析,检查各个部门或人员的任务分配是否均衡、适当,如有必要则做进一步的调整和优化,最终形成责任矩阵(表1).
说明:RASCI 为成员角色分配,其中,A 为负责批准与布置任务,负责确定目标、确定任务负责人(即 R),并评价"R"所承担目标的完成情况;R 为负责牵头完成"A"布置的任务与目标,对"A"布置的任务与目标的结果负全责,负责将其牵头的工作分解给相关的"S"、"C"与"I";S 为负责配合"R"完成指标的工作,达到既定目标,对于同一任务,"R"可指定多个"S";C 为负责为各个相关的角色提供咨询服务;I 为需及时被通知研究结果的人员、信息接收者,不必向其咨询.
项目组认为这种任务分配方式具有以下优点:(1)矩阵将具体任务落实到特定人员,所有分工一目了然,便于整体评估和局部调整;(2)矩阵能够清楚地显示出项目成员的角色、职责和相互关系,管理责任明确;(3)矩阵建立过程中可以充分考虑项目成员的工作经验、教育背景等不同特点,尽量分配适当的人去做适当的事.
为应用责任矩阵,项目组对研究工作深入剖析,遵循"目标-任务-工作-活动"的顺序逐步细化分解,直至不能细分为止,每项细分的活动指派牵头人和辅助人员.项目组已采用树状目录列出了 8 个主干、16 个分支、70 余项底层活动,每名成员承担 1~2 项分支任务.项目长与各个牵头人签订工作任务协议,给予他们底层活动的决策权,并由牵头人承担相应的责任.项目研究任务借此全面落实到每名成员名下,管理人员更容易全局掌控研究工作,科研人员更加专注于个人负责的业务.
3.2 失效模式及影响分析
项目技术攻关过程较长,且针对特定问题的解决方案往往不止一种,为控制研发资金成本,提高工作效率,有必要对研究思路或设计方案进行预分析,以提前判断备选方案的可行性.失效模式及危害性分析(FMECA)是一种前期质量控制方法[5],用于分析产品各组成单元潜在的失效模式、后果和影响的严重程度,并把每个潜在的失效模式按其危害性予以分类,从中发现系统设计的薄弱环节,从而采取相应的预防改进措施,以提高产品可靠性.
应用 FMECA 主要采取如下步骤:
(1)研究任务负责人确定需要分析的系统或装置;(2)项目经理组织评估小组,小组成员包含项目组成员和相关专家;(3)研究任务负责人提交待评价系统的相关信息,包括设计方案、计算报告、仿真分析、原理测试等;(4)评估小组采用"风险优先数法"评估系统的风险等级,并填写评估表(表 2);(5)研究任务负责人根据风险等级提出系统改进措施,并准备相关资料;(6)评估小组再次评估风险;(7)重复上两步,直至风险系数降低到合理范围内.
风险优先数法(RPN)用以表征风险程度,RPN 越大风险越高.RPN 超过 50,则需提出消减措施.
RPN=S×O×D (1)
式中,S 为每种潜在的故障对系统影响的严重程度,取值范围 1~10,在非安全性失效模式下,S>1 时需要采取缓解措施;O 为故障发生率,每种潜在故障在预期时间内发生的可能性,取值范围 1~10,在非安全性失效模式下,O>4 时需要采取缓解措施;D 为发现故障难易程度,故障原因被可能发现的难易程度,取值范围 1~10.
项目组经过实际应用认为,每项原创性的研究任务往往存在多条攻关路线,每条路线面临的风险不同,在设计阶段采用失效模式及影响分析工具能够以量化的 RPN 数据明确表征风险高低,同时提出相应的修改措施,使得项目组更为合理地选择攻关路线,对未来可能遇到的瓶颈问题也预先铺垫,从而可在较大程度上节省研发成本.
3.3 技术成熟度
技术成熟度是指技术相对于某个具体系统或项目而言所处的发展状态,它反映了技术对于预期目标的满足程度[6, 7].技术成熟度等级(TRL)是指对技术成熟度进行度量和评测的标准,可用于评价特定技术的成熟程度,也可判断不同技术对目标的满足程度.
项目组参考美国国防部和美国航天局对 TRL 的定义[8, 9],结合项目研究特点,给出了 TRL 定义(表 3).
按项目规划,某项任务需在给定时间内达到某一 TRL 级别.若无法达成,则组织各成员分析讨论,查明原因,据此调整工作进度或选择合适的合作厂家.根据项目组经验,TRL 评估一般每 2~3 个月进行一次.
实施 TRL 评估的一般步骤为:
(1) 项目经理确定成熟度级别要求,形成分级标准.
(2) 研究任务负责人明确评价对象,评价对象是核心技术.
(3) 研究任务负责人制定工作进度,选定评价工作的责任人,确定时间节点.
(4)研究任务负责人收集相关资料,包括与核心技术相关的全部设计方案、计算报告、实验内容、设计方案、制造工艺等.
(5) 项目经理建立专家组,一般要求其中包含项目组成员,所有成员建立良好的沟通.
(6)专家组评估成熟度,如关键技术满足 TRL 等级表中第 N 级的全部条件,则应进入更高一级,即 N 1 级进行判定;如关键技术不满足第 N 级的全部条件,应进入更低一级,即 N-1 级进行判定;按照此过程进行迭代判断,直至出现关键技术能够满足某一等级但不满足更高一级为止.项目组以 TRL 4-C 为目标.
(7)研究任务负责人总结形成评价报告.
项目组认为 TRL 对创新性较强的研究工作能够起到重要的规范和提示作用,具体包括如下两个方面:
(1)TRL 可以作为衡量系统研制过程中各项技术现状的"尺子",了解核心技术与目标之间的差距,并借此加强过程和质量管理;(2)TRL 也可作为剔除不良技术方案的"筛子",通过等级评定检查和发现漏洞,决策某项技术是否继续研发.
项目组采用技术成熟度研判每项研究工作与目标之间的差距,在限定时间、资金和人力等要素的前提下,决策底层研究工作是否具有可行性.项目组自行确立 TRL 等级标准,并给定每项研究任务时间规划和资金预算,若达到预期 TRL 等级耗费的时间或资金超出计划,则应决策是否变更工作任务.基于此,项目组得以在可控的范围内将精力投入成功概率较高的研究工作,从而提高了工作效率.
4 完全项目制和项目管理工具应用的体会
(1)完全项目制管理方式减少了管理层级,将部分行政权力转移给项目经理,简化了项目审批流程与环节,缩短了审批时间.
(2)完全项目制管理细则强化了以科研人员为本的考核和激励方式,各成员工作与业绩考核内容更加明确,加大了责任感与竞争活力,调动了项目组的积极性,工作氛围更加活跃.
(3)完全项目制以项目为单元,用柔性连接串起了处于不同行政单位的研究人员,打破了"室所"为主的行政管理壁垒,使资源配置和利用趋于最大化.
(4)责任矩阵、失效模式及影响分析、技术成熟度等先进项目管理工具的应用提高了管理效率和科研质量.
(5)完全项目制管理模式的探索应立足于超前项目自身特点,不拘一格,在实践中逐步完善.
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