基于民用飛機的研發工時定額管理研究

錢斐斐

摘要：在民用飛機研制過程中，研發工時的不確定性導致設計成本無法準確估計。為了設計經濟的飛機，本文結合民用飛機電源系統的研發流程，提出了研發工時定額管理。通過研究定額制定的管理和設計流程、確立和分類定額對象、制定定額標準、制定研發工時的管理和考核流程、進行工時差異分析以及引入成長曲線，對民機研發工時的管理和考核。這種方法管理研發工時，可以合理地估計和控制設計成本，并保證設計工作的質量。

Abstract： As the uncertainty of R&D man-hours， R&D cost cannot be calculated accurately in the process of designing commercial aircraft. Based on Electronic Power System， R&D man-hour quota management is discussed to design economic airplane. The article includes making quota management organization & procedure， setting and classifying quota object，establishing quota criterion， making man-hours management & procedure， hour variance and growing curve. This management can estimate and control R&D cost and make an assurance towards design work.

關鍵詞：民用飛機；研發工時；定額管理；質量

Key words： commercial aircraft；R&D man-hours；quota management；quality

中圖分類號：F275 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0097-03

0 引言

飛機設計是一項高風險、高復雜度的系統工程，耗費巨大，需要大量的人力物力等資源。外航空史上，由于項目設計經費沒有合理規劃造成公司經費的浪費，使整個飛機項目失敗的例子，不勝枚舉。公司的研發設計部門，主要產生研發成本（None-Recurring Cost，也稱非重復成本），團隊或公司管理者在項目的成本規劃、估算和預算，以及項目進展過程中，對研發成本進行管控。控制研發成本，節約資源，可以促進企業早日盈利。

研發工時是研發成本的重要組成部分[1]。關系見圖1。研發工作特點是智力密集型、創新型、多彈性和不確定性；研發工時的收集煩瑣，而且信息的準確度難以保證；對于新研產品，研發工時還具有不可預估性、延期導致的風險等特點。對研發工時的管理直接影響到企業的研發效率和經濟效益等諸多方面，它是企業成本核算、組織生產、定編定員、業績考核和按勞分配一項重要依據，是集技術、財務和項目管理于一體，需要多方團隊共同協商完成的工作。目前的工時領域中，機械加工、裝配制造為主的工時研究較為深入，世界上很多國家或行業都有詳細的標準，依靠動作細化分解，確定標準工時[2]。而國內的研發工時領域中，尚未有一個完整的行業標準和方法進行研發工時的定額管理。

本文將定額工時思想引入研發成本管理中，是一項區別于傳統定額管理的新措施。在民用飛機電源系統的研發的背景下，提出了研發工時定額管理方法。主要內容有研發工時定額基本概念、定額制定的管理和設計流程、定額對象的確立和分類、定額標準的制定、研發工時的管理和考核、工時差異分析以及引入成長曲線。用這種方法管理研發工時，可以合理地估計和控制設計成本，并保證設計工作的質量。

1 研發工時定額基本概念

研發工時定額是指在一定的技術狀態和研發環境中，以一定的作業方法，由合格且受良好訓練的研發設計人員以正常狀態，完成一個研發工序所需要的時間。研發工時定額是勞動生產率指標。根據工時定額可以安排研發任務計劃，進行成本核算，估計研發任務所需要的成本預算，規劃公司運營管理。研發工時定額管理常常應用于研發部的計劃管理、人員管理、成本預估以及質量管理。

2 定額制定的管理和設計流程

制定研發工時定額標準有三個團隊共同完成，項目經理、成本工程師團隊和研發團隊。三個主要步驟：工作準備、制定研發工時定額標準和審批。

研發工時定額制定的組織架構和設計流程如圖2所示。

研發工時定額管理團隊由項目經理、成本工程師團隊以及研發團隊組成，定額制定工作的職責分工如下：

①項目經理：組織團隊順利開展工時定額制定工作，統籌各方團隊的工作，明細各成員職責和分工，審批定額管理辦法；

②成本工程師團隊：作為項目經理、研發團隊、財務團隊和人力資源團隊的紐帶，制定工時定額實現辦法，包括：定額的研究對象確立和分類，定額方法的確立，學習效率的確定。將定額添加到工時管理方法流程中；

③研發團隊：配合成本工程師團隊制定定額研究對象的確立和分類，提供定額數據和研發工時的原始記錄和統計數據。

3 定額對象的確立和分類

3.1 電源系統研究對象

研發工時定額對象的確立和分類隨設計工作不同而不同。以飛機研發為例，研發工時的對象有不同的系統，時間維度上有不同的研發階段。不同的研發階段為可行性論證階段、總體方案定義階段、初步設計階段、詳細設計階段、全面試制階段和試飛取證階段。

我們設定的研究對象是飛機電源系統在整個研制階段的工時管理，假設前提是電源系統是自主集成的產品。電源系統按照設備/部件分，有變頻發電機（VFG）、發電機控制器（GCU）、過壓保護裝置（OPU）、外電源插座板（EP SOCKET）、外電源電流互感器（CTA）、靜止變流器、主蓄電池、蓄電池充電器、左配電盤箱（LDP）、右配電盤箱（RDP）、應急配電盤箱（EDP）、變壓整流器（TRU）、APU啟動發電機（ASG）、啟動發電機控制器（SGCU）、沖壓空氣渦輪（RAT）、RAT發電機控制器（RAT GCU）、60赫茲變換器、匯流條控制器（BPCU）、電源控制板（EPCU）、地面服務控制板（GSCP）、應急電源控制板（EPCP）、DC模塊、AC模塊、左集成斷路器板、右集成斷路器板等。另外還有電源系統集成工作，負責系統規劃、質量控制、構型、風險、技術協調、試驗、服務等工作。制定總表格如下，不同階段有不同的完成時間。

3.2 電源系統研究對象的細化

每一個產品在不同階段有明確的工作細分，需要進一步制定出每個階段的任務內容，以APU主蓄電池的詳細設計階段為例，需要完成的工作有，如果顆粒度不夠，還需要進一步細化，由團隊商討完成，如表2所示。

3.3 電源系統研究對象的歸類

根據對象細化后，對電源系統的設計工作進行了歸類，主要迭代性的工作有：負載情況統計（電源系統集成）、各類設備的2D圖紙繪制和更新、3D圖紙繪制和更新，各類文件編寫、試驗等。

需要指出的是，本文討論的是研發工時，對于研發過程中產生的設備、試驗、材料等費用，不在討論范圍內。

4 定額標準的制定

4.1 定額制定方法

根據上述對象的確定，開始制定對象的定額。工時定額的制定方法一般有三種：

①經驗判斷法：憑研發實踐經驗估算出工時消耗而制定定額的方法。

②歷史記錄法：根據過去研發工時的原始記錄和統計數據，來推斷同等內容工作的時間標準。

③作業測定法：直接或間接觀測設計人員的操作和記錄工時，并加上評比和寬放，利用事先分析好的時間標準加以合成而得標準時間。

4.2 電源系統定額制定

在制定定額時，要考慮完整的設計流程：編制、校對、審核、標審、審定、審批等。如①編制者工時，包括全部工時的60%。②校對工時20%。③審核工時10%。④標審工時10%。⑤單位領導審定、審批等，只做計劃參考，不從設計工時中扣除。（表3）

4.3 難易系數

不同系統有不同的難易等級定義，制定一個難易等級系數表，按照難易系數表（表4）對具體的工作進行權重分析。

5 研發工時的管理和考核

5.1 研發工時管理和考核流程

定額標準確定以后，進行研發工時的日常管理和考核工作，如圖3所示。

日常工時記錄工作開展職責分工如下：

①項目經理：按照成本師團隊預計的工時數，完成項目成本的預計。審核實際研發工作和定額的差異性并進行調整。組織質量審核。②成本工程師團隊：定期匯總研發工時并完成工時差異分析，匯報給項目經理。③研發團隊：執行定額管理方法，工時數據報送給成本工程師團隊。

當若干項目完成以后，按照成長曲線分析，修正定額標準。

5.2 工時差異分析

在研發設計工作中，存在有不同的設計員，工作質量有差別，因此不同的工時體現的質量不同，為了項目經理的考核和提高工作質量，設計了設計質量系數。

6 學習曲線分析

學習曲線，又叫做經驗曲線或生產時間預測曲線，研究發現，飛機生產數量的遞增與單位產品的平均直接工時成反比，即當累計產量較小時，平均直接工時較大，累計產量較大時，平均直接工時較小，這種現象叫做“學習效應”，也就是指當一個人或組織重復地生產某一產品時，生產單位產品所需的時間會隨著產品數量的增加而逐漸減少，然后才趨于穩定。

學習曲線表明了累計生產量和累計平均單件生產時間之間的這種內在關系（見附表五和附表六），用公式表示為：Tn=T1nr。式中，Tn是第n單位產出所需時間；T1是第1單位產出所許時間；n是累計生產量；r=lg（組織學習率）/lg2。

因此，生產數量為N的產品所需要的總時間T為：

根據經驗，對于某一產量加倍時的單位產出所需時間和某一產量的單位產出所需時間之間的比例叫做學習率（或工時遞減率）P，其公式為：

若產量增加一倍，單位產出所需時間減少到80%，則P=80%，也叫80%學習曲線。此時，80%=2r，則：

波音747型飛機單架生產總工時隨著累計生產量的增加而遞減的現象，就符合80%學習曲線規律。

產品單位產出所需時間與累計生產量之間的關系如圖4所示。

7 結論

本文從當前商用飛機急需考慮經濟因素的背景下，引入研發工時定額管理方法。以民用飛機電源系統作為樣例，提出了研發工時定額基本概念、定額制定的管理和設計流程、定額對象的確立和分類、定額標準的制定、研發工時的管理和考核、工時差異分析、以及引入成長曲線。用這種方法管理研發工時，可以合理地估計和控制設計成本，提高研發能力利用率，提高研發人員共組效率，降低由于資源不足帶來的項目研發風險，并保證設計工作的質量。

參考文獻：

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