复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价研究

张延禄，廖胜崴，杨乃定

(西北工业大学 管理学院， 西安 710072)

0 引 言

复杂航空产品研制对提升我国军事实力和促进国民经济发展有着重要作用[1]，例如，运20的成功研发满足了我国对大型军用战略运输机的迫切需求，C919的成功首飞为我国民航提供了新的选择。复杂航空产品研制项目作为一项复杂度极高的项目，具有跨领域、知识密集度高、投资大、技术难度大、研制周期长、外部环境复杂等特点[2]，需要众多单位参与其中来完成。例如，C919大飞机研制项目就涉及了200多家参研单位，这对完成复杂航空产品研制项目的组织协调工作提出了巨大的挑战。复杂航空产品研制项目的顺利实施与完成需要一个有效的组织结构作为支撑。鉴于此，有必要对复杂航空产品研制项目的组织结构进行有效性评价。对项目组织结构有效性进行评价可以发现项目组织管理工作中的不足之处，以便对项目的组织结构做出及时地、针对性地调整，使之更好地适应项目管理工作的需要，从而有助于提高项目的成功率。因此，科学有效地评价复杂航空产品研制项目组织结构有效性对复杂航空产品的成功研制有着重要的现实意义。

复杂航空产品研制项目组织结构有效性的评价不可避免地会涉及到对不完全、不确定性信息的处理。目前，关于组织结构有效性的衡量指标，研究者提出了一些具有代表性的衡量方法，主要有目标评价法、内部过程评价法、资源评价法、利益主体评价法等[3]。S.P.Robbins等[4]将组织的有效性直接与目标实现的程度关联起来，认为可以通过评价目标实现的程度来评价组织的有效性；G.H.Gaertner等[5]关注组织内部活动和过程，强调组织运行的效率，认为一个组织总希望有一个顺畅的内部过程，从而将组织的有效性定义为组织内部的正常运行和效率；R.M.Carini等[6]主要考察资源投入，将组织的有效性定义为组织从环境中获得稀缺资源和有价值资源，并且能够对这些资源进行管理的能力；H.Pickle等[7]将组织涉及的关键利益相关者例如供应商、债权人、员工、顾客等的满意度纳入到组织有效性的评价体系中。但上述几种方法均是从某一个方面来衡量组织结构有效性，不够系统全面。部分研究者开始综合考虑不同方面来衡量组织有效性，陈海艳[8]从沟通能力、资源利用率、适应性、组织活力、匹配性评价了大型工程项目管理组织结构；袁尚南等[9]从组织目标、内部流程、资源能力、组织人员、外部利益相关来衡量建筑工程项目组织效能；孙勇阁等[10]从财务管理、利益相关者、内部流程、学习与成长等方面来衡量国防研发项目组织绩效等。20世纪80年代，国内邓聚龙[11-12]首创灰色系统理论(Grey System Theory)，该理论以不确定性系统为研究对象，通过对“部分”已知信息的挖掘，提取有价值的信息，从而实现对不确定性系统的有效分析与评价；在此基础上，刘思峰等[13-14]进一步拓展了灰色系统理论，相继提出了序列算子、灰色关联分析模型、灰色聚类评估模型、GM系列模型、灰色组合模型、灰色决策模型等新概念与新模型，其中，基于中心点混合可能度函数的灰色聚类评估模型适用于较易判断最可能属于各灰类的点，但各灰类边界不清晰的评价问题。

本文结合复杂航空产品研制项目的自身特点，构建复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价指标体系；基于中心点混合可能度函数的灰色聚类评估模型对复杂航空产品研制项目组织结构有效性进行评价，采用算例对评估模型进行验证，旨在为现实的复杂航空产品研制项目组织协调与管理工作提供参考建议。

1 复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价指标体系

对项目来说，其实施过程通常可以描述为：在特定的环境下，组织从利益相关者处获得项目所需的资源，经过内部过程对资源进行整合、利用，最终产出项目成果[15]。可以看出，项目的实施过程不可避免地会涉及到目标、资源、内部过程、利益相关者、环境这五个关键要素，这些要素对项目组织的有效与否至关重要，对复杂航空产品研制项目更是如此。

(1) 目标完成度。复杂航空产品研制项目具有多目标属性，其目标可分为成果性目标和约束性目标这两类。其中成果性目标的完成度一般指航空产品的功能是否达到组织预期要求，例如战斗机是否满足能执行对空、对地任务，发射中距离导弹等要求。约束性目标一般指财务目标、进度目标、质量目标。财务目标的完成度可以反映出组织的经费使用情况，是项目组织经济效益的体现；进度目标的完成度可以反映组织是否按时完成既定研制任务；质量目标可以反映项目组织是否严格遵循质量要求。

(2) 资源管理能力。一方面，由于复杂航空产品研制项目需要大量不同的资源，因此项目组织对资源的获取能力需要被关注；另一方面，复杂航空产品研制项目包含了众多参研单位，各参研单位有着不同的情况，资源在各参研单位间流通时可能会造成大量浪费，这对项目组织的资源整合能力提出了要求。此外，复杂航空产品研制过程中，常常会出现产品多次返工造成资源大量浪费的问题，这与项目组织对资源的利用能力息息相关。因此，本文采用资源获取能力、资源整合能力、资源利用能力这三个指标来衡量组织的资源管理能力。

(3) 内部过程流畅性。复杂航空产品研制项目可能会有数百家参研单位参与其中，参与人数可能多达几万人。如何使项目组织流畅地运行、项目有条不紊地推进是组织结构设计必须考虑的问题。为保证项目的参研单位各司其职并始终保持积极性，就需要制定一个规范的组织制度[16]。同时，要保证各任务之间的有效衔接，还需要组织具有较高的信息传递效率[17]。因此，本文从组织制度的规范性和信息的传递效率这两方面来衡量组织的内部过程流畅性。

(4) 利益相关者支持。在复杂航空产品研制项目的主要利益相关者中，除了承担研制任务的参研单位之外，还包括其他利益相关者，例如行业主管部门、用户、供应商[18]。现代项目管理认为，项目成功的标准是“让利益相关者满意”。利益相关者是项目资源的主要提供者，利益相关者的支持对项目组织结构的有效性会产生重大的影响。因此，利益相关者的支持是一个关键指标，本文采用主要利益相关者的满意度来衡量。

(5) 环境适应性。复杂航空产品研制项目处在不断变化的环境中，对环境变化的预测以及响应能力是衡量组织有效性的重要因素。复杂航空产品研制项目有着较长的研制周期，而且在不同阶段有着不一样的外部环境。为了保证项目的顺利实施和管理的高效率，组织结构必须具备一定的环境适应性。此外，技术日新月异、竞争日益激烈、环境复杂多变，这些都要求复杂产品研制项目组织更加灵活、有弹性。因此，环境适应性这一指标包括对外沟通能力、环境预测能力、快速反应能力等指标。

综上，本文最终构建具有三层结构的复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价指标体系，如表1所示。

表1 复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价指标体系

2 基于AHP法的指标权重确定

层次分析(AHP)法是由美国运筹学家萨迪于20世纪70年代提出的一种定性与定量相结合的确定指标权重方法，该方法特别适用于处理那些多因素、多层次、难以完全采用定量方法来分析与解决的复杂系统问题[19]。对复杂航空产品研制项目来说，本文按照AHP法的基本原理，按照要素之间的相互关系以及要素与准则之间的隶属关系，将复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价指标，构建成一个具有三层结构的分析结构模型。其中，将复杂航空产品研制项目组织结构有效性作为目标层，即第一层，记为O层。将第一级指标、第二级指标分别作为第二层、第三层，记为A、B层。接下来，针对O层对A1～A5进行两两比较构建判断矩阵，进而针对A1层对B11～B14进行两两比较构建判断矩阵，以此类推，最终计算出各指标权重。

AHP法计算步骤如下：

(1) 根据指标体系，专家小组打分，建立各阶层的两两比较判断矩阵C=[aij]n×n。其中，矩阵元素aij指同一指标层内要素i与要素j相比的重要性程度，通常采用九分制。例如，aij=1表示两个要素具有同样的重要性；aij=3表示前一个要素比后一个要素稍重要；以此类推，直到aij=9表示两个要素相比，前者比后者极端重要。

(2) 记判断矩阵C的最大特征根为λmax，并记各要素相对上层某要素的归一化相对重要程度即权重向量为W=(w1,w2,…,wn)。利用和积法计算wi和λmax，计算公式如下：

(1)

(2)

(3)

(3) 对A进行一致性检验。引入随机一致性指标UCI，计算公式如下：

(4)

引入一致性比率UCR，计算公式如下：

(5)

当UCR≤0.1时，判断矩阵符合一致性标准。

3 基于中心点混合可能度函数的灰色综合评价模型

灰色系统理论的研究对象是少数据、小样本、信息不完全和经验缺乏的不确定性问题[20]。该理论通过运用一定的灰色方法和模型挖掘蕴含在观测数据中的重要信息，减少评价中的主观因素，实现对评价对象的正确描述和认识。其中，基于中心点混合可能度函数的灰色聚类评估模型适用于较易判断最可能属于各灰类的点，但各灰类边界不清晰的评价问题[14]。因此，本文采用基于中心点混合可能度函数的灰色聚类评估模型对复杂航空产品研制项目组织结构有效性进行评价。

3.1 确定样本评价矩阵

专家根据项目提供的信息，对每个评价指标按照十分制进行评分，即指标的评分范围为[0,10]。设第i(i=1,2,…,m)位专家对第j(j=1,2,…,n)个指标的评分为dij。当所有专家对所有的评价指标评分完成后，得到样本评价矩阵：

(6)

3.2 构造中心点混合可能度函数

用k表示评价灰类等级，将评价灰类分为五个等级，即k=1(优)、k=2(良)、k=3(中)、k=4(可)、k=5(差)，令9为灰类1的转折点，1为灰类5的转折点，令7、5、3为灰类2、3、4的中心点构造相应的可能度函数[14]，如表2所示。

表2 灰类的可能度函数

3.3 计算灰色聚类系数

首先，假设某一级指标下二级评价指标i(i=1,2,…,n)关于灰类k(k=1,2,3,4,5)的灰色聚类系数为rik。将该指标的样本评价矩阵D=[dij]n×m代入可能度函数fk(dij)中，于是就可以得到二级评价指标i(i=1,2,…,n)关于灰类k的灰色聚类系数rik：

(7)

然后，便可以得到该一级指标的灰色评价矩阵R：

(8)

其次，根据AHP法确定的该一级指标下各二级指标的相对权重(w1,w2,…,wn)，便可以得到该一级指标关于灰类k的灰色聚类系数σk：

(9)

最后，计算该一级指标属于灰类k的单位化灰色聚类系数δk：

(10)

3.4 计算灰色综合评价结果

将评价对象一级指标的相对权重向量W与一级指标的单位化灰色聚类系数矩阵δ相乘，便得到评价对象属于各灰类的灰色聚类系数向量P：

P=Wδ

(11)

根据最大隶属度原则，可判断出评价对象属于哪个灰类。

4 算例分析

本文以某J型战机研制项目为例，根据建立的复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价指标体系和AHP-灰色综合评价模型对该项目组织结构有效性进行评价。

4.1 算例介绍

某J型战机研制项目是中国与M国合作投资研发的一款多用途外贸型战机研制项目，M国既是J型战机的联合研制方，又是需求方。中国与M国双方在合同中对该战机的性能做出了明确要求：所研制的飞机应具有中低空机动作战能力、较好的对地和对空攻击能力、较大的航程和作战半径，可以发射中距离导弹和具有优良的短距起降特性。这也是此项目最重要的成果性目标之一。在J型战机研制项目中涉及的利益相关者较多，主要包括：中M双方政府、用户、主承包商、分承包商和其他投资者。其中，用户是M国空军，由其提出需求。主承包商是主设计单位中航工业C飞机设计研究所和主试制单位中航工业D有限责任公司。分承包商则是各配套辅机厂所、供应商。此项目除中M双方外，还包括L国等其他投资者。J战机项目组织如图1所示，可以分为两个部分，左边部分为对外合作部分，右边部分为国内部分组织。该项目是中M双方联合研制的项目，为了顺利合作，双方成立了联合项目管理办公室(简称联合项目办)，负责研制过程的管理和协调。中方投资者组成的中方管理委员会(简称中方管委会)和M国投资者组成的M方管理委员会(简称M方管委会)各下设中方项目管理办公室(简称中方项目办)和M方项目管理办公室(简称M方项目办)，中方项目办和M方项目办成立联合项目办。中国研制团队是整个项目研制工作的主要承担者，由中方项目办管理，受联合项目办指导。联合项目办下设M方专家组、财务办公室和联络办公室，分别负责技术转让工作、财务报告和合同日常工作。联合项目办的主要工作是定期举行项目工作会，参加项目技术评审和财务审计，协调研制过程。

图1 J战机研制项目组织结构示意图

4.2 指标权重确定

采用AHP法，对专家进行多次访问，让专家根据1～9标度法对同一层级的指标进行重要性对比，构造判断矩阵，最后根据判断矩阵来计算各指标的相对权重，具体结果如表3所示。

表3 各级指标相对权重表

4.3 确定样本评价矩阵

邀请五位专家对各评价指标进行打分，其样本评价矩阵如表4所示。

表4 样本评价矩阵

4.4 计算灰色聚类系数

以二级指标“财务目标完成度B11”为例，首先计算该指标关于各灰类的灰色聚类系数。当k=1时，由式(7)得到r11=[f1(6)+f1(7)+f1(5)+f1(5)+f1(6)]/5=0；当k=2时，r12=0.4；当k=3时，r13=0.6；当k=4时，r14=0；当k=5时，r15=0。

然后，由式(8)便得到该指标的灰色评价向量为[0,0.4,0.6,0,0]。同理，可得其他二级指标的灰色评价向量。进而得到一级指标“目标完成度A1”的灰色评价矩阵R1：

我修炼了一门秘术，叫“满瞳”，就是可以把瞳孔放大，一只蚂蚁在我眼里，也有拳头大，再放大，蚂蚁就有西瓜大、磨盘大。

其次，根据表2给出的各二级指标相对权重，由式(9)和式(10)可以得到该一级指标A1关于灰类k的单位化灰色聚类系数δ1k。当k=1时，δ11=0.481 7；当k=2时，δ12=0.366 4；当k=3时，δ13=0.113 2；当k=4时，δ14=0；当k=5时，δ15=0。

以此类推，可得到其他一级指标的灰色评价矩阵：

最后，可以得到所有一级指标的单位化灰色聚类系数矩阵δ：

4.5 灰色综合评价

根据表2给出的各一级指标相对权重，以及式(11)，便可以得到目标层即该复杂航空产品研制项目组织结构有效性属于灰类k的灰色聚类系数向量P=[0.269 0,0.416 2,0.338 0,0,0]。根据最大隶属度原则，该研制项目组织结构有效性程度属于良灰类。从各一级指标看，目标完成度指标属于优灰类，资源管理能力指标属于良灰类，内部过程流畅度指标属于良灰类，利益相关者支持指标属于中灰类，环境适应性指标属于良灰类。

5 结 论

(1) 针对复杂航空产品研制项目组织结构有效性评价过程中不可避免地会涉及对不完全、不确定性信息的处理这一现实，本文基于灰色系统理论，采用基于中心点混合可能度函数的灰色聚类评估模型来对复杂航空产品研制项目组织结构有效性进行综合评价，该模型能够对组织结构进行有效地评价。

(2) 该评价模型可以更好地适用于那些较易判断最可能属于各灰类的点，但各灰类边界不清晰的评价问题。