完美体育·(中国)官方网站大型商业运载火箭项目管理方法与实践2024年民营商业火箭发射成绩:引力一号(1次发射1次成功)、双曲线次发射1次成功)、谷神星(5次发射5次成功),其发射了11发固体火箭,1发液体火箭。从2015年放开民营火箭至今已经近10个年头,在快速扩张过程中暴露了技术和管理的短板,在未来的发展中需要更加重视技术研发和风险管理相结合。
笔者做了十多年的项目管理,尤其是组织级项目管理,但在民商火箭公司不少人认为项目管理就是编计划的、做调度的,在以系统工程为方指导研发的环境里,这种轻视项目管理的认知让人匪夷所思。事实上,现代项目管理与系统工程产生的时间相近,都随着二战后期实施的重大工程项目逐渐建立起来的,例如曼哈顿项目(Manhattan Project)。项目管理和系统工程是紧密相连的,NASA众多任务的成功高度依赖具有航天特色的项目管理和系统工程,其拥有庞大的项目经理团队和系统工程师团队,SpaceX的快速原型、持续改进是敏捷项目管理的典范。
在资本经济时代,资金是最重要的生产要素,有大量资金就能购买土地,建造工厂、雇佣人力,通过规模效益获得巨大利润。如今在互联网、通讯、消费等行业资金不再等于一切,而在不少民营火箭公司仍是资金等于一切,重视持续融资和雇佣/留住工程师,认为“项目管理是浪费时间”,这种轻视管理的本质归根到底是没有建立起护城河,这家公司的资源能力中有什么竞争优势,特别是难于复制的核心技术,核心技术掌握在一个人手里还是一群人手里,技术是否会随着人的流动而溢出?战略是不是“脚踩西瓜皮,滑到哪儿算哪儿”?
民营火箭公司本质是通过满足市场需求提供发射服务而盈利,几乎不可能在较短周期内通过一款火箭去满足所有的空间市场需求,都要经历新研→改进→商业发射→启动新型号研制……的过程,形成一系列产品组合,期间还需要经历火箭生产总装厂、试车台、发射工位的建设/改造项目。因此,民营火箭公司的研制项目不同于一般的项目管理,也不是传统的系统工程,是基于复杂系统工程技术的、由多个项目组成的、具备成本和时间效益的、对风险容忍度低的项目集系统管理。
项目是引入变革的载体,只有在无法应对当前环境需要变革时,才会考虑项目,例如从0-1的创新。一直以来,民营火箭公司处在相对宽松的外部环境,一方面,技术和商业上仍处于发展初期,与国际领先企业如SpaceX存在差距,有可对标追赶的参照物;另一方面,政策支持、资本青睐、供给驱动和容错态度相对宽松,都在鼓励其发展。因此,技术上采用常规性的改良式创新,管理上采用传统性的“运营式”管理(图1),而非“项目式”管理(图2)。
“运营式”认为工作只有设计类和沟通协调类两大类,不区分项目和市场。通常由体制内出来“自带光环”的人带领,职能部门经理执行,具有持续性、重复性,优点是无论是否具备项目管理能力,都可以让研制活动持续进行,从而交付产品,因项目管理者“自带光环”也不会在项目结束时评价项目。“项目式”则由项目团队完成,项目经理管理,具有临时性、独特性,项目团队不是固定的,项目经理需要在一个相对较短的时间段发挥多方面的技能。
投资机构和有融资需求的火箭公司会关注市场份额,例如:融资BP,对卫星星座的需求不断增加是推动发射服务市场收入增长的关键因素,预计到2030年,全球需要发射1万颗卫星,整个潜在市场规模为100亿美元,运载火箭将继续受益于满足不断增长的发射需求。这种已存在几十年的预测模式是潜在市场规模(Total Addressable Market,TAM),无数的企业依此思路指导决策。该模式解决的问题是:市场有多大,某家公司可以获取多少份额,对已知的、确定性的市场来说是有效的。
发射服务市场是不确定的,要发现并解决客户问题或客户需求,甚至破坏既有客户价值链某些步骤间的联系,就像Spaceflight Industries的主要业务是购买猎鹰9火箭闲置的载荷空间并转售,SpaceX撇开Spaceflight Industries推出了Smallsat拼车任务,直接面向卫星客户把利润纳入自己囊中。在麦肯锡的报告中显示,短期内最有可能的是产能短缺,但从长期看最大的风险是供应过剩。随着小型火箭的减少,行业向新研大型重型运载火箭过渡,短期供应短缺可能会为机会打开一段窗口,能够快速提高发射能力的公司有机会占领市场份额,前提是火箭可靠性和控制成本的能力。从长远来看,随着火箭可靠性的提高和发射频次的增加,存在长期供应过剩的风险,此时成本管理与创新管理成为保持竞争力的关键因素。
运载火箭系统工程组织的传统模式“两总责任制”由两条线构成:行政线(由总指挥牵头)以计划、调度和管理为中心;技术线 (由总设计师牵头)以学术研究、系统设计与验证、技术协调为中心,实行总指挥负责制。
民营火箭公司涉及外部干系人众多(市场化的零组件生产厂家、结构部段/电缆/单机生产厂家、试验单位等),项目与部门界定不清,不充分授权,或者管理者能力缺失,对项目管理定位为“跑腿打杂、端茶倒水”等原因,通常无法用“总指挥负责制”影响全局,更不可能像某些公司的做法,仅依靠设计人员,增加诸多隐性风险。例如:某项地面试验的前期工作,供应链就试验周期、方案、价格与多家市场化供应商进行了沟通交流,确定了满足成本、进度、技术要求等约束条件的一家试验单位,经向公司一把手汇报获得同意后进行了内外部参加的试验大纲评审。当日,公司一把手突然表示价格高需要更换供应商,也将试验总负责由项目改为主管设计。此后,又出现如因试验件不能如期交付或试验方案有变化等问题,整个试验不确定性风险增加,对后续其他关联计划造成负面影响。项目经理必须平衡技术活动的范围、进度资源和可用成本,这些基线控制和风险管理工作是项目管理的一部分,但控制技术要素范围的权限通常在工程师。
“发射成功”的频率要加上发射总次数的限定条件,新型火箭只执行一次成功的飞行任务不能代表其成功可能性达到了100%,对项目不管理而能完成项目不代表管理100%成功没有风险和问题隐患。
缺乏设计工作评价。马斯克是基于物理学的,逻辑性反直觉创新,乔布斯是基于极简的,直觉性反逻辑创新,但两人同样是追求持续优化和简化的极致产品主义者。猎鹰9号火箭自研制以来,已演变迭代了5个版本。国内有持续改进的优秀案例,也有“狗熊掰棒槌”,缺乏持续改进也是囿于专业壁垒过分信任某个专业的一种表现。持续性能优化,如:载荷计算看似对火箭成败没有决定性影响,实际上“该穿短袖却穿棉衣”的做法损失的是运力;加强设计审查,如:从事日常采购半年被提拔到主管设计岗,通过“师傅”提供半成品图纸与信息也能交付的这一类设计工作。
技术转阶段拖沓。项目管理里的阶段边界在运载火箭研制过程中称为“转阶段”,设计转阶段通过转阶段评审实现,先从各分系统开始,最后是总体转段,通过这个过程可以让各专业将上阶段变更对齐,技术状态“齐步走”。例如:转阶段评审结束后,转阶段文件没有归档就进入下阶段的设计工作,易造成状态不清,为下阶段工作造成风险隐患,甚至关乎成败。
缺少管理转阶段。项目管理带来的效果因缺乏评价而被轻视/无视。只有设计转阶段,没有管理转阶段是一种常识偏差,在汽车行业有大量的专家和零部件供应商,他们会提供成熟的图纸、工艺、流程与产品,如果基于这些做决策就没有马斯克的创新了。管理转阶段具体需要做的是,将上一个阶段的进度、成本、绩效与项目规划文件进行对比完美体育·(中国)官方网站,上阶段风险是否应对,问题是否解决,对阶段可交付成果图纸、文件进行验收,是否按规定归档,评价项目管理工作情况,预警下阶段工作风险,决策进入下阶段工作。
鉴于创始人的基因决定了公司的基因(红杉资本迈克尔·莫里茨Michael Moritz),根据创始人的管理特点合并梳理了三类商业火箭公司的项目管理样本(图3),分别是家族式管理的私企老板、从体制内向创业公司过渡的创业者和具备企业家特质的人。
过渡型创业者有领导力、合规意识强、资源获取能力突出,重视平衡稳定与创新,项目管理采用体制内两总制,项目团队呈“弱矩阵”,项目经理由职能部门经理兼职,对进度、成本有一定的约束、控制和管理权限,能兼顾职能工作与项目工作,但职能经理通常不具备项目管理能力,效果可能不及预期。
企业家型领导的公司,顶层设计与底层逻辑同步,长期愿景驱动,持续改进,追求卓越,对人才开放包容,注重开放式创新。重视项目管理体系建设,设有项目管理办公室指导具体项目工作,采用项目制管理,充分授权并发挥项目经理的专业技术能力,项目团队接口清晰,沟通顺畅,易于对状态失控和风险进行预警并做出应对,但项目是临时的、周期性的,项目结束后部分项目成员可能缺乏事业稳定性。
对于成熟企业而言,随着变革(技术、商业、社会、法规等)节奏加快,组织不能适应这种变革而产生的损失变得明显,为了生存和竞争会引入对组织最有利的项目(产品/服务);对于新兴的创业公司,通常不会去尝试为现有的市场客户提供更好的产品,而更倾向于引入稍逊一筹的项目(产品/服务)来破坏和重新定义当前市场,一旦在新市场或低价格市场站稳脚跟,就会启动自身的改良周期,通过一个又一个项目的交付,最终当前不够成熟的产品恰好能切合更高级客户的实际需求(创新者的窘境,克莱顿·克里斯坦森)。
项目是引入变革的载体,通过项目实现企业战略。Jeff Bezos受到ONeill的直接影响,将在近地轨道的努力描述为一生中所做的最重要的工作,新谢泼德号提供太空旅行业务,其经过数十次飞行的BE-3U将作为新格伦的二级发动机,新格伦一级发动机BE-4同时也出售给ULA作为火神半人马座一级发动机;Elon Musk坚信火星是为人类定居其他星球的最佳场所,他把地球当做“研发实验室”,建立运载火箭产品和服务矩阵,将其用于一些盈利的“近地轨道活动”,有助于火星殖民化在经济上可行。事实上,商业航天是一个技术密集型行业,只通过一些关键技术的攻关来解决运载的发射能力是不够的,工业以来许多增量式发展并不是由一次重大技术变革或一次技术颠覆造成的。
在组织成立初期规划全部项目群(火箭型号研制项目、厂房改造/建设项目、试车台/发射工位建设项目)资源依赖关系,组织发展中期依次启动、执行一系列项目和监控变化,通过项目成果交付运营,实现常态化商业发射,待全部项目群正收益实现的时候,组织的战略也会实现。正是因为项目是变革的、灵活的,具有不确定性,需要项目管理者在一个相对较短的时间段发挥多方面的技能。
运载火箭研制是一项系统工程,其工作任务分解(WBS)是设计任务、产品和程序工作包的混合体,根据“100%规则”构建,即必须捕获项目范围所需的100%工作和所有可交付成果。主要包括:总体、发动机、结构、电气、控制等专业在初样设计、试样设计阶段的设计、生产和地面试验任务,以及总装总测任务等。首先进行总体方案论证与设计,再进行分系统功能、性能指标及结构的分解与分配,然后开展分系统论证、设计和验证,单机论证、设计和验证,机、电、软产品设计生产,最后产品集成系统,通过各种实物试验来验证系统性能是否达到设计要求。这个过程中可能需要在某个层级或几个层级之间经过多轮迭代才能获得技术合理、经济的系统方案。
研制模式和项目生命周期总体呈现“瀑布式”(图4),不同专业的设计任务之间(图5)、设计与生产和试验之间都有特殊的上下游输入输出关系,还涉及到产品如何在地面试验和飞行任务之间如何最经济的流转关系。传统上主要是基于文档和会议协调开展。在质量保证的情况下,民营商业航天控制进度和成本是其竞争优势,这考验的是项目经理的WBS能力,绝不是“编计划的”、“做表格的”就能完成。
明确哪些任务相互依赖,且属于“强制性依赖关系”还是“选择性依赖关系”,将“强制性依赖关系”去除,转变为“选择性依赖关系”是民营火箭研制项目管理者应该做的一项控制进度的基本工作。例如,根据普遍公认的最佳实践,在建筑项目中,应先完成管道工程,才能开始电气工程。这个顺序并不是强制性要求,两个工程可以并行开展,但如按先后顺序进行可以降低整体项目风险。
遵循系统工程方法,火箭研制过程作为火箭项目管理生命周期的重要阶段(图7),分为可行性论证、方案论证、初样设计和试样设计。WBS时就会发现各项目间、各专业间、内部与外部供应商间的“活动性任务”多且高度依赖,并有非常广泛的干系人参与(供应商、监管部门、融资机构、公众等),变更不可避免,任何一项技术状态变化可能对其他专业的设计任务计划、成本、地面试验造成影响。
民营火箭公司通常涉及三大类项目:火箭研制项目(含试验)、厂房/试车台/发射工位的改造/建设项目、奖项/课题/补贴申报项目,分别交付不同的项目成果和收益,不同项目在范围、复杂性、成本和关键管理方面差异很大,且项目之间资源关联紧密,图8梳理了三类项目的一些具体实践。
众所周知,项目管理和市场运营具有不同的专业职能,但有的公司舍本逐末,置项目管理常规的基线管理、风险管理、问题管理于不顾,将其定义成“组织会议”“端茶倒水”,对于这种似是而非的职能,自然造成项目和市场抢活干的状态。项目与市场会在产品生命周期的不同时点交叉,例如:在每个收尾阶段;在新产品开发、产品迭代升级或批产时;在产品生命周期结束阶段时(图9)。
航天项目管理包含许多地面活动中看不到的复杂性和合规性要求以及创新系统的关键性和风险因素,确定项目管理/产品运营生命周期(图9)和所处项目管理阶段(图10)非常重要,关乎建立结构合理的项目活动,指导项目规划、执行、评估和决策。
工作依赖紧密、接口复杂、变更频繁,要良好运行这样的项目,在项目立项之初应该让每个团队成员了解和同意:
立项前的项目准备,在民营火箭公司一般称为研制顶层策划,输出物为《XXXX运载火箭项目研制顶层策划》(图11)。项目管理专业中的项目规划(或项目准备),也称为“项目任务书”或“项目章程”。项目规划是项目管理中最关键的活动之一,将明确项目与公司战略之间的直接关系,通过项目规划在需求组织(客户)与执行组织(项目组)之间建立连接,这项工作投入时间越多,在执行中就能节约更多时间,在交付中避免问题、风险和归零。但在实际中,要么只是敷衍了事,要么根本不执行。
国外许多组织将航天系统工程项目管理实践编制为流程、规则、设计原则和质量标准,通常是为每个项目量身定制的,以允许在可用资源范围内灵活地适应特定的项目目标。孤立的信息,价值是有限的,对民营火箭研制过程的管理与组织文化、管理偏好和授权相关,考验的是项目负责人的项目管理能力、对技术的理解和敏捷裁剪的能力,仅列举了需重点关注的内容、一些无效/低效的做法,以及SpaceX的做法。
没有既定状态即基线,就没有变更可言。在项目整个生命周期,变更不可避免,这些变更来自技术团队、外部供应商、监管部门、客户等完美体育·(中国)官方网站,变更控制是一项贯穿始终的持续活动,目的并非防止变更,而是确定每一项变更发生之前得到相关的认可。
在项目准备阶段,“商业火箭研制项目顶层策划”(图11)规定了变更控制管理要求。进入项目执行阶段,主要工作是对研制过程进行管理。项目负责人首先要编制出“三表一图”(图12)等项目管理文件,这是对设计、生产、试验的进度和采购齐套交付基线,项目负责人依据“三表一图”对进度、成本、质量做出控制和管理。技术负责人对方案、初样、试样不同研制阶段不同专业的技术总要求做出技术基线定义。
研制过程中难免会有技术要求和状态的变更,也势必会对进度、成本、质量产生影响。项目负责人和技术负责人都需要清晰认识到,更低的变更门槛意味着需要有更快、更清晰的反馈循环,也意味更短的完成周期。
技术要求和状态变更可能影响项目范围、产品范围以及任一项目管理计划组件(进度、成本、质量、沟通等)。具体控制变更无法一一列举,需要做的:
项目负责人:变更不一定影响项目管理基线,要形成相关的工作绩效报告(资源可用情况、进度和成本数据、挣值报告、燃尽图);
系统工程的复杂性容易让人陷入“全矩阵工程模式”,在做出任何决策之前,有一个无形的完整矩阵,里面列出了相关的所有事情,任何人提出的任何担忧都必须得到百分百的解决,在“瀑布式”开发模式下,这样做对规避风险是有道理的。
在SpaceX采用的是“稀松矩阵工程模式”,51%的可能性他们就会做出决定并继续前进。如果这个决定最终变成了错误的,他们就回溯到某一个点,这是项目管理中的需求追溯矩阵(Requirement traceability matrix,RTM)。在SpaceX就是快速做出继续前进的决定,然后验证,如果正确继续前进,如果在前进过程中发现一个没有预料的问题,那么回溯到某个点,直到做出另一个决定,再试一次,这样可以快速的前进。这也是互联网行业广泛使用的开发流程。
“三表一图”(图12)中研制计划和试验计划通常以“甘特图”方式呈现,根据“100%原则”WBS,包含项目范围所需的100%工作和所有可交付成果,以及它们的依赖关系,目的是尽可能实现最优的进度价值。
“如果你说还得四个月才能完成,马斯克就会让你一一列出这期间要实现的几十项子任务,不是因为他不信任你,而是他想知道你有没有认真考虑过自己给出的截止时间,想知道这里还有没有优化的余地。”(某前SpaceX员工)
项目准备阶段会在“顶层策划”文件中制定质量管理战略,进入项目执行阶段,质量计划、质量控制、质量保证与研制项目管理工作几张皮的案例是存在的,例如:规定“技术、质量、项目”不能就同一个项目出差。
为了节省进度,通过图纸先下厂再发更改单的方式,将图纸颗粒度由粗到细的提供给厂家,这种情况下,不管公司内心多么想少花钱,合同基本都变成了成本加成合同(Cost-Plus Contract),成本追加成为事实,因为这种合同最适用于项目范围不明确、技术需求变化频繁、进度周期不明朗、风险较高的项目。
由于需要在一个较短周期进行多个关键技术攻关不确定性增加,或者设计人员能力不足现象频发,传统预测型“瀑布式”模式已不能适应研制过程,敏捷型对工程师要求较高,需要创新研制过程的管理模型,增量+敏捷的混合型(图13)项目生命周期方相对更适应民营火箭的研制过程管理。
如果一个组织,同一拨人、每周6天、每天早9点到晚9点都在开会,只能说明开会也解决不了问题,“再定个时间,再开一次会,讨论一下”,没有主线的流水账、会多会大会长、不能控制时长、主题和秩序是常见的一些现象(图15)。每个公司管理喜好不同,仅对技术会议、即兴会议、每日立会、项目会议列举了一些最佳实践。
针对某分系统某项设计增量的交付周期来定义会议需求,如:2-4周迭代一次,迭代完成不再原地反复,进入另一个增量交付。
SpaceX每周只有一次大范围人参加的常设会议,只有一个小时,定在每周三上午11点,这是特意安排的,因为每个人都想去吃午饭。除此之外,所有的工作会议都是即兴组织的,如果有人正在做某件事需要一些信息,他们会直接站起身来,看看提供信息的人是否在其办公桌前,如果在就会过去和他讨论,如果这就解决了问题,就可以回到办公桌,如果还需要其他人,那么就去找到他交谈,总是即兴的以结果为导向的获取信息(Dan Rasky)。
SpaceX员工必须质疑一切,甚至可以“默认做有罪推定”。听到别人说了一个观点……先质疑它!这种习惯在大多数企业都会被归类成“刺头”,但SpaceX整个公司都强调这种文化,包括马斯克自己。员工乐于接受质疑,因此会准备得更加充分,甚至提供相应的书面记录材料。员工也很享受这种质疑他人的权利,这让他们可以充分理解决策,再进一步传播和解释。这是一种健康的工作摩擦,提高了整个企业的效能水平。质疑绝不是单向的,在质疑他人之前,先要做好被他人质疑的准备,整理出具体的争论点,如果不做好预习,对方就得先解释才能进入正式讨论,只会拖慢组织的前进速度,做好功课,就是尊重对方。
这是一种企业文化,不需要谁对谁有书面的输入以防止后期扯皮,不需要担心冲突会得罪人,而这也成为对人才的又一道筛选屏障,只有那些能够适应这种文化、并具备这种思维能力的人,才能在 SpaceX 长期工作下去,最终形成开放式沟通的集群效应。国内民营火箭中,有企业在这种即兴会议、开放式沟通方面就做的很好。
班前会类似敏捷Scrum的“每日站会”。每天召集一种简短的协作会议,团队将回顾前一天的进展、宣布当天的计划、强调曾遇到或预期出现的障碍。团队成员利用“每日站会”对彼此做出小的承诺,发现问题,并确保团队工作顺利进行。参会人数15人以下,站会总时间不超出15分钟,以某种方式“过一下”看板或任务板,任何人都可以主持站会。
很少在民营火箭公司见到项目管理会议,有必要开展的项目会议:变更控制会、项目风险分析审查会、冲刺计划会(敏捷管理)。
分析当前国内民营火箭公司项目管理现状,项目容易伴随着模糊不清匆忙开始完美体育·(中国)官方网站,在执行过程中发现问题,然后专注于组织会议、记录过程,并认为这就是项目管理?如果沉溺于没有理解为何要设立项目管理部的情况下,使用项目管理模板、半成品的流程和黑盒测试方案来执行项目,那么精美的项目管理计划和产品配套流转网络图通常只是建立在模糊假设之上的花哨工具,密集的调度动作也只能收集片面的项目执行原始数据并传递。大多数时候出现研制问题就会归因到项目管理,进行管理归零,而实际上对基线、风险、进度、成本、沟通……又没有任何管理动作。
快速变化的方、商业场景和日趋激烈的竞争迫使我们结构化的构建高度依赖的活动任务、复杂多变的技术状态和潜在的管理、资金与合规风险,创建出民营公司“火箭研制项目全生命周期”的全局解决方案,当下不是我们不能找到这个解决方案,而是不明白或是没有尽力去理解项目管理在民营运载火箭研制过程中能解决的深层问题。随着国内民营商业航天的日渐成熟,如何进一步优化传统模式,提升研制效率、研制质量和研制效益是从业者需要深入思考的问题。返回搜狐,查看更多