基于民用飞机的研发工时定额管理研究

钱斐斐

摘要：在民用飞机研制过程中，研发工时的不确定性导致设计成本无法准确估计。为了设计经济的飞机，本文结合民用飞机电源系统的研发流程，提出了研发工时定额管理。通过研究定额制定的管理和设计流程、确立和分类定额对象、制定定额标准、制定研发工时的管理和考核流程、进行工时差异分析以及引入成长曲线，对民机研发工时的管理和考核。这种方法管理研发工时，可以合理地估计和控制设计成本，并保证设计工作的质量。

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.

关键词：民用飞机；研发工时；定额管理；质量

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

中图分类号：F275 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0097-03

0 引言

飞机设计是一项高风险、高复杂度的系统工程，耗费巨大，需要大量的人力物力等资源。外航空史上，由于项目设计经费没有合理规划造成公司经费的浪费，使整个飞机项目失败的例子，不胜枚举。公司的研发设计部门，主要产生研发成本（None-Recurring Cost，也称非重复成本），团队或公司管理者在项目的成本规划、估算和预算，以及项目进展过程中，对研发成本进行管控。控制研发成本，节约资源，可以促进企业早日盈利。

研发工时是研发成本的重要组成部分[1]。关系见图1。研发工作特点是智力密集型、创新型、多弹性和不确定性；研发工时的收集烦琐，而且信息的准确度难以保证；对于新研产品，研发工时还具有不可预估性、延期导致的风险等特点。对研发工时的管理直接影响到企业的研发效率和经济效益等诸多方面，它是企业成本核算、组织生产、定编定员、业绩考核和按劳分配一项重要依据，是集技术、财务和项目管理于一体，需要多方团队共同协商完成的工作。目前的工时领域中，机械加工、装配制造为主的工时研究较为深入，世界上很多国家或行业都有详细的标准，依靠动作细化分解，确定标准工时[2]。而国内的研发工时领域中，尚未有一个完整的行业标准和方法进行研发工时的定额管理。

本文将定额工时思想引入研发成本管理中，是一项区别于传统定额管理的新措施。在民用飛机电源系统的研发的背景下，提出了研发工时定额管理方法。主要内容有研发工时定额基本概念、定额制定的管理和设计流程、定额对象的确立和分类、定额标准的制定、研发工时的管理和考核、工时差异分析以及引入成长曲线。用这种方法管理研发工时，可以合理地估计和控制设计成本，并保证设计工作的质量。

1 研发工时定额基本概念

研发工时定额是指在一定的技术状态和研发环境中，以一定的作业方法，由合格且受良好训练的研发设计人员以正常状态，完成一个研发工序所需要的时间。研发工时定额是劳动生产率指标。根据工时定额可以安排研发任务计划，进行成本核算，估计研发任务所需要的成本预算，规划公司运营管理。研发工时定额管理常常应用于研发部的计划管理、人员管理、成本预估以及质量管理。

2 定额制定的管理和设计流程

制定研发工时定额标准有三个团队共同完成，项目经理、成本工程师团队和研发团队。三个主要步骤：工作准备、制定研发工时定额标准和审批。

研发工时定额制定的组织架构和设计流程如图2所示。

研发工时定额管理团队由项目经理、成本工程师团队以及研发团队组成，定额制定工作的职责分工如下：

①项目经理：组织团队顺利开展工时定额制定工作，统筹各方团队的工作，明细各成员职责和分工，审批定额管理办法；

②成本工程师团队：作为项目经理、研发团队、财务团队和人力资源团队的纽带，制定工时定额实现办法，包括：定额的研究对象确立和分类，定额方法的确立，学习效率的确定。将定额添加到工时管理方法流程中；

③研发团队：配合成本工程师团队制定定额研究对象的确立和分类，提供定额数据和研发工时的原始记录和统计数据。

3 定额对象的确立和分类

3.1 电源系统研究对象

研发工时定额对象的确立和分类随设计工作不同而不同。以飞机研发为例，研发工时的对象有不同的系统，时间维度上有不同的研发阶段。不同的研发阶段为可行性论证阶段、总体方案定义阶段、初步设计阶段、详细设计阶段、全面试制阶段和试飞取证阶段。

我们设定的研究对象是飞机电源系统在整个研制阶段的工时管理，假设前提是电源系统是自主集成的产品。电源系统按照设备/部件分，有变频发电机（VFG）、发电机控制器（GCU）、过压保护装置（OPU）、外电源插座板（EP SOCKET）、外电源电流互感器（CTA）、静止变流器、主蓄电池、蓄电池充电器、左配电盘箱（LDP）、右配电盘箱（RDP）、应急配电盘箱（EDP）、变压整流器（TRU）、APU启动发电机（ASG）、启动发电机控制器（SGCU）、冲压空气涡轮（RAT）、RAT发电机控制器（RAT GCU）、60赫兹变换器、汇流条控制器（BPCU）、电源控制板（EPCU）、地面服务控制板（GSCP）、应急电源控制板（EPCP）、DC模块、AC模块、左集成断路器板、右集成断路器板等。另外还有电源系统集成工作，负责系统规划、质量控制、构型、风险、技术协调、试验、服务等工作。制定总表格如下，不同阶段有不同的完成时间。

3.2 电源系统研究对象的细化

每一个产品在不同阶段有明确的工作细分，需要进一步制定出每个阶段的任务内容，以APU主蓄电池的详细设计阶段为例，需要完成的工作有，如果颗粒度不够，还需要进一步细化，由团队商讨完成，如表2所示。

3.3 电源系统研究对象的归类

根据对象细化后，对电源系统的设计工作进行了归类，主要迭代性的工作有：负载情况统计（电源系统集成）、各类设备的2D图纸绘制和更新、3D图纸绘制和更新，各类文件编写、试验等。

需要指出的是，本文讨论的是研发工时，对于研发过程中产生的设备、试验、材料等费用，不在讨论范围内。

4 定额标准的制定

4.1 定额制定方法

根据上述对象的确定，开始制定对象的定额。工时定额的制定方法一般有三种：

①经验判断法：凭研發实践经验估算出工时消耗而制定定额的方法。

②历史记录法：根据过去研发工时的原始记录和统计数据，来推断同等内容工作的时间标准。

③作业测定法：直接或间接观测设计人员的操作和记录工时，并加上评比和宽放，利用事先分析好的时间标准加以合成而得标准时间。

4.2 电源系统定额制定

在制定定额时，要考虑完整的设计流程：编制、校对、审核、标审、审定、审批等。如①编制者工时，包括全部工时的60%。②校对工时20%。③审核工时10%。④标审工时10%。⑤单位领导审定、审批等，只做计划参考，不从设计工时中扣除。（表3）

4.3 难易系数

不同系统有不同的难易等级定义，制定一个难易等级系数表，按照难易系数表（表4）对具体的工作进行权重分析。

5 研发工时的管理和考核

5.1 研发工时管理和考核流程

定额标准确定以后，进行研发工时的日常管理和考核工作，如图3所示。

日常工时记录工作开展职责分工如下：

①项目经理：按照成本师团队预计的工时数，完成项目成本的预计。审核实际研发工作和定额的差异性并进行调整。组织质量审核。②成本工程师团队：定期汇总研发工时并完成工时差异分析，汇报给项目经理。③研发团队：执行定额管理方法，工时数据报送给成本工程师团队。

当若干项目完成以后，按照成长曲线分析，修正定额标准。

5.2 工时差异分析

在研发设计工作中，存在有不同的设计员，工作质量有差别，因此不同的工时体现的质量不同，为了项目经理的考核和提高工作质量，设计了设计质量系数。

6 学习曲线分析

学习曲线，又叫做经验曲线或生产时间预测曲线，研究发现，飞机生产数量的递增与单位产品的平均直接工时成反比，即当累计产量较小时，平均直接工时较大，累计产量较大时，平均直接工时较小，这种现象叫做“学习效应”，也就是指当一个人或组织重复地生产某一产品时，生产单位产品所需的时间会随着产品数量的增加而逐渐减少，然后才趋于稳定。

学习曲线表明了累计生产量和累计平均单件生产时间之间的这种内在关系（见附表五和附表六），用公式表示为：Tn=T1nr。式中，Tn是第n单位产出所需时间；T1是第1单位产出所许时间；n是累计生产量；r=lg（组织学习率）/lg2。

因此，生产数量为N的产品所需要的总时间T为：

根据经验，对于某一产量加倍时的单位产出所需时间和某一产量的单位产出所需时间之间的比例叫做学习率（或工时递减率）P，其公式为：

若产量增加一倍，单位产出所需时间减少到80%，则P=80%，也叫80%学习曲线。此时，80%=2r，则：

波音747型飞机单架生产总工时随着累计生产量的增加而递减的现象，就符合80%学习曲线规律。

产品单位产出所需时间与累计生产量之间的关系如图4所示。

7 结论

本文从当前商用飞机急需考虑经济因素的背景下，引入研发工时定额管理方法。以民用飞机电源系统作为样例，提出了研发工时定额基本概念、定额制定的管理和设计流程、定额对象的确立和分类、定额标准的制定、研发工时的管理和考核、工时差异分析、以及引入成长曲线。用这种方法管理研发工时，可以合理地估计和控制设计成本，提高研发能力利用率，提高研发人员共组效率，降低由于资源不足带来的项目研发风险，并保证设计工作的质量。

参考文献：

[1]孙晨飞.对民机科研工时编制核定的研究[J].上海：价值工程，2016：49-52.

[2]叶叶沛.民用飞机经济性[M].四川：西南交通大学出版社，2013.

[3]罗宜昌.产品设计工时定额初探[J].机床，1989（1）：42-43.

[4]葛瑞锦.生产管理实用手册[M].北京：航空工业出版社，1999，9.

[5]陈迎春，宋文滨.大型客机设计制造与使用经济性研究[M].上海：上海交通大学出版社，2011：61-66.

[6]陈迎春，李晓勇，宋文滨.商用飞机的经济性设计[J].民用飞机设计与研究，2014（1）：1-5.