大科學(xué)工程項(xiàng)目管理實(shí)施借鑒
——以ITER項(xiàng)目為例

邢 超，吳鳳鳳

(1.中國(guó)國(guó)際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心，北京100038；2.核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京100091)

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大科學(xué)工程項(xiàng)目管理實(shí)施借鑒
——以ITER項(xiàng)目為例

邢 超1，吳鳳鳳2

(1.中國(guó)國(guó)際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心，北京100038；2.核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京100091)

國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的，也是我國(guó)第一次以平等身份參與的國(guó)際大科學(xué)合作項(xiàng)目。ITER計(jì)劃是將最先進(jìn)的管理理念、科學(xué)的管理組織模式和現(xiàn)代化的管理工具充分融合的國(guó)際大科學(xué)工程,對(duì)ITER計(jì)劃項(xiàng)目組織管理的研究能夠?yàn)槲覈?guó)科技項(xiàng)目管理實(shí)施提供借鑒。通過對(duì)ITER計(jì)劃項(xiàng)目組織管理的研究，總結(jié)了ITER項(xiàng)目組織管理的四大特點(diǎn)，并基于與當(dāng)前大科學(xué)工程管理理念和管理方法的比較，從系統(tǒng)論、控制論和信息論等管理理論的角度，分析了大科學(xué)工程組織實(shí)施特性在ITER項(xiàng)目中的應(yīng)用，進(jìn)而結(jié)合我國(guó)科技工作的歷史、特點(diǎn)和現(xiàn)狀，提煉出我國(guó)科技計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施可借鑒的管理方法和經(jīng)驗(yàn)，包括系統(tǒng)規(guī)劃總體設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的過程控制、積極有效的過程信息反饋、適度的模塊化組織分工。

大科學(xué)工程；項(xiàng)目管理；ITER計(jì)劃；系統(tǒng)論；過程管理

大科學(xué)工程，是以大型科研裝置、設(shè)備、工程等硬件設(shè)施為依托，集中多個(gè)領(lǐng)域科技資源組織開展的系統(tǒng)性科學(xué)技術(shù)工作。大科學(xué)工程也是被國(guó)際公認(rèn)、主要以開展原始性科學(xué)創(chuàng)新所必須依托的工程項(xiàng)目?！按罂茖W(xué)工程”的組織建設(shè)能力，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家核心的、原始創(chuàng)新能力，也是一個(gè)國(guó)家制造工業(yè)水平的展現(xiàn)，是國(guó)家綜合實(shí)力、科技和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)[1]。

我國(guó)于2006年發(fā)布了《國(guó)家科學(xué)和技術(shù)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2006—2020年)》，為未來15年科技發(fā)展提出了明確的目標(biāo)和任務(wù)。2012年召開全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)，中央發(fā)布6號(hào)文件將科技體制改革和國(guó)家創(chuàng)新體系建設(shè)的目標(biāo)更加明確。從歐盟、美、日等創(chuàng)新大國(guó)的近代發(fā)展路徑來看，科技目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和科技規(guī)劃實(shí)施，都是要落到具體的科技工作實(shí)踐中，特別是作為現(xiàn)代科技發(fā)展源頭的歐、美，更是明確提出要依靠大科學(xué)工程的組織實(shí)施來予以實(shí)現(xiàn)。2012年中國(guó)GDP邁入世界第二，科技投入的大幅度增長(zhǎng)，健全的科技和工業(yè)體系已經(jīng)能夠保障大科學(xué)工程的實(shí)施。

國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(International Thermonuclear Experiment Reactor,ITER)計(jì)劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的，也是我國(guó)第一次以平等身份參與的國(guó)際大科學(xué)合作項(xiàng)目。ITER計(jì)劃是將最先進(jìn)的管理理念、管理組織模式和管理工具充分融合的國(guó)際大科學(xué)工程[2],對(duì)我國(guó)科技項(xiàng)目管理實(shí)施具有思考和借鑒意義。

1 ITER項(xiàng)目管理概況

ITER項(xiàng)目目的是：在和平利用聚變能的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證核聚變能應(yīng)用在科學(xué)和工程技術(shù)上的可行性。其主要目標(biāo)是：用具有電站規(guī)模的實(shí)驗(yàn)堆證明氘氚等離子體的受控點(diǎn)火和持續(xù)燃燒，驗(yàn)證聚變反應(yīng)堆系統(tǒng)的工程可行性，綜合測(cè)試聚變發(fā)電所需的高熱流和核部件，實(shí)現(xiàn)等離子體長(zhǎng)脈沖(3000秒)運(yùn)行，從而為建造聚變能示范電站奠定堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)和必要的技術(shù)條件。

美國(guó)、俄羅斯、日本和歐盟四方經(jīng)過13年的共同努力，耗資約15億美元，在完成概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，于1998年完成了工程設(shè)計(jì)及部分技術(shù)預(yù)研。2006年10月，中國(guó)、歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)七方簽署ITER計(jì)劃共同實(shí)施協(xié)議。ITER項(xiàng)目分為建設(shè)期、運(yùn)行期、去活化期和退役期，項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)10年，運(yùn)行25年，退役期5年。

ITER作為國(guó)際科技合作的大科學(xué)工程，同時(shí)也是世界上第一個(gè)能真正稱其為“堆”級(jí)(或稱為“電站規(guī)?！?的核聚變實(shí)驗(yàn)設(shè)施。因此在組織管理方式具有總體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施、總體控制、總體集成(安裝調(diào)試)的組織特點(diǎn)。

總體設(shè)計(jì)?；谧畛蹴?xiàng)目設(shè)想，建造一個(gè)可燃燒(即“點(diǎn)火”)的托克馬克核聚變實(shí)驗(yàn)堆，以便對(duì)未來聚變示范堆及商用堆的物理和工程特性進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過最初四方近13年的系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，在最初按歐洲(德國(guó)伽興)、日本那珂兩個(gè)設(shè)計(jì)中心分別開展研究設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，1998年最終匯集成項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)，形成了工程設(shè)計(jì)(Engineering Design Activities，EDA)。EDA也被認(rèn)為是ITER項(xiàng)目建設(shè)的“紅寶書”，即總體設(shè)計(jì)方案。

分步實(shí)施。ITER計(jì)劃全部工程，包括百萬個(gè)零部件、36個(gè)主系統(tǒng)和50個(gè)子系統(tǒng)。工程部件任務(wù)按以下流程分步實(shí)施：各成員方(Domestic Agency,DA)與ITER組織按最初的采購(gòu)分配共識(shí)，根據(jù)項(xiàng)目總體部署，按制造部件分布組織，分頭簽署采購(gòu)安排協(xié)議。DA負(fù)責(zé)組織部件采購(gòu)包任務(wù)分布式外包、集成，通過簽署商業(yè)合同將任務(wù)外包企業(yè)、院所進(jìn)行研制。DA承擔(dān)實(shí)施、監(jiān)督職責(zé)，按工程設(shè)備制造管理過程中的進(jìn)度、質(zhì)量、成本、安全等要素進(jìn)行控制，確保部件按時(shí)保質(zhì)交付。從小局部來看是設(shè)備工程管理的內(nèi)容。

總體控制。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，所有參研單位都必須嚴(yán)格遵照工程基準(zhǔn)文件的要求，通過進(jìn)度、質(zhì)量、成本等工程控制性管理要素確?？傮w控制的執(zhí)行效果。2010年6月，ITER組織第六次理事會(huì)審議通過ITER項(xiàng)目建設(shè)基準(zhǔn)，主要包括：項(xiàng)目技術(shù)要求，總體進(jìn)度、成本費(fèi)用和資源管理等上千個(gè)技術(shù)文件。這些文件成為ITER項(xiàng)目實(shí)施總體控制的全部基準(zhǔn)文件。ITER組織內(nèi)設(shè)集成辦公室(Central Integration and Engineer Office,CIE)負(fù)責(zé)總體協(xié)調(diào)項(xiàng)目控制，并按照IAEA技術(shù)狀態(tài)管理(Configuration Management,CM)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制協(xié)調(diào)。

總體集成(安裝調(diào)試)。ITER組織負(fù)責(zé)總體組裝集成，各DA按進(jìn)度將部件運(yùn)抵法國(guó)場(chǎng)址，ITER組織根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求和裝置實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行集成調(diào)試。相關(guān)參研單位需要對(duì)總裝過程中的不符合問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2 大科學(xué)工程組織實(shí)施特性的實(shí)踐

美國(guó)科學(xué)家普萊斯于1962年6月發(fā)表了著名的《小科學(xué) 大科學(xué)》為題的演講，對(duì)二戰(zhàn)前后及未來一個(gè)時(shí)期科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行了描述[3]。二戰(zhàn)前的科學(xué)屬于小科學(xué)，二戰(zhàn)以后進(jìn)入了大科學(xué)。大科學(xué)項(xiàng)目包括兩種類型：一是“工程型”(大設(shè)施型)大科學(xué)研究，即需要投巨資建立一個(gè)大型的科研裝置，眾多科學(xué)家利用這個(gè)裝置開展相當(dāng)集中的研究，如加速器、空間站；二是大規(guī)模地分布與協(xié)助研究，如人類基因組研究和全球氣候變化研究等。

對(duì)于第一類是需要巨額投資建造、運(yùn)行和維護(hù)大型研究設(shè)施的“工程式”的大科學(xué)研究，稱為“大科學(xué)工程”，其中包括預(yù)研、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)等一系列活動(dòng)。這些大型設(shè)備是許多學(xué)科領(lǐng)域開展創(chuàng)新研究不可或缺的技術(shù)和手段支撐。同時(shí)，大科學(xué)工程本身又是科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的綜合體現(xiàn)，是各國(guó)科技實(shí)力的重要標(biāo)志。第二類通常是圍繞一個(gè)總體研究目標(biāo)，由眾多科學(xué)家有組織、有分工、有協(xié)助，相對(duì)分散地開展研究，“分布式”大科學(xué)研究。在中國(guó)更多地表現(xiàn)為一些針對(duì)特殊領(lǐng)域、目標(biāo)確定性強(qiáng)的專項(xiàng)，區(qū)別于我國(guó)的科技計(jì)劃，科技計(jì)劃是按科研領(lǐng)域進(jìn)行部署，目標(biāo)的確定性、部署周期與本文中提出的大科學(xué)項(xiàng)目不同。

21世紀(jì)以來，科學(xué)研究的復(fù)雜性、開放性、交叉性愈加顯著，使得科學(xué)研究進(jìn)入了“大科學(xué)”時(shí)代。在這個(gè)復(fù)雜的“大科學(xué)”系統(tǒng)中，就會(huì)更多地依靠“大科學(xué)”的系統(tǒng)控制來進(jìn)行部署安排。

建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，我們有必要對(duì)大科學(xué)工程組織管理模式的發(fā)展與比較進(jìn)行一些有益的研究。管理模式主要包括：管理理念、管理方法和管理工具三個(gè)層面的內(nèi)容。管理理念是管理目標(biāo)和管理價(jià)值訴求的集中表現(xiàn)，是管理模式中宗旨性、根本性和基礎(chǔ)性的內(nèi)容；管理工具是現(xiàn)實(shí)的落實(shí)手段和工具；管理方法是基于一定管理理論下的組織方法，管理理論的創(chuàng)新和管理工具的發(fā)展是產(chǎn)生不同管理方法的源泉。以下內(nèi)容主要基于當(dāng)前大科學(xué)工程管理理念和管理方法的論述與比較。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌控制

系統(tǒng)論的應(yīng)用。系統(tǒng)工程是組織管理“系統(tǒng)”的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有“系統(tǒng)”都具有普遍意義的科學(xué)方法[4]。其特點(diǎn)是把系統(tǒng)作為它所從屬的更大系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行研制，對(duì)它的所有技術(shù)要求都首先從實(shí)現(xiàn)這個(gè)更大系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)來考慮；對(duì)研制過程中分系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的矛盾、分系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的矛盾，都首先從總體協(xié)調(diào)的需要采選擇解決方案。

ITER計(jì)劃全部工程包括百萬個(gè)零部件、36個(gè)主系統(tǒng)和50個(gè)子系統(tǒng)，是典型的復(fù)雜系統(tǒng)。因此ITER計(jì)劃的實(shí)施采取了系統(tǒng)工程的方法，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了識(shí)別，明確了系統(tǒng)需求，建立了各類基準(zhǔn)文件；其次，采取了“自頂向下”(Top to Down)逐層分解，建立了工作分解結(jié)構(gòu)(Work Breakdown Structure，WBS)、裝置分解結(jié)構(gòu)(Plant Breakdown Structure，PBS)，將系統(tǒng)要求分配到子系統(tǒng)；第三，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)過程進(jìn)行了識(shí)別，進(jìn)行全壽命周期管理；第四，建立了管理和質(zhì)量大綱(Management and Quality Plan，MQP)，保證所有的工作都能進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?jì)劃、正確的執(zhí)行和嚴(yán)格的評(píng)價(jià)。

2.2 閉環(huán)管理

閉環(huán)管理(Closed-Loop)方法的應(yīng)用。將“閉環(huán)負(fù)反饋控制”理論應(yīng)用到現(xiàn)代管理學(xué)中,是采用利用偏差、控制偏差、減小偏差的機(jī)理[5]。簡(jiǎn)單地說，人體就是一個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，眼睛就是傳感器，充當(dāng)反饋，人體系統(tǒng)通過不斷的修正最后做出正確的動(dòng)作。大系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)正確運(yùn)轉(zhuǎn)必須要依靠閉環(huán)負(fù)反饋控制機(jī)制來反饋信息和不斷糾偏，增強(qiáng)可靠性。

在ITER計(jì)劃實(shí)施中，充分利用該理論在管理中實(shí)現(xiàn)不斷反饋改進(jìn)，主要體現(xiàn)在：(1) 對(duì)ITER工程涉及的各過程包括設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試、運(yùn)行、退役等進(jìn)行了識(shí)別和控制，針對(duì)每一過程制定相應(yīng)的管理流程；(2) 運(yùn)用技術(shù)狀態(tài)管理(Configuration Management)，確保ITER裝置特性的提出、評(píng)價(jià)、批準(zhǔn)、發(fā)布、實(shí)施、驗(yàn)證的一致性，任何偏離和不符合將根據(jù)程序進(jìn)行審批，并反饋至相關(guān)的人員和文件中；(3) 充分利用運(yùn)用內(nèi)審、管理評(píng)審、ITER理事會(huì)會(huì)議等方式對(duì)ITER計(jì)劃和ITER組織的工作進(jìn)行監(jiān)視和定期評(píng)估，不斷提出改進(jìn)建議。

2.3 過程評(píng)估

閉環(huán)管理的管理意識(shí)需要在系統(tǒng)建設(shè)的大循環(huán)過程中體現(xiàn)，即不斷地將管理信息反饋至決策層，以確保各種調(diào)整和進(jìn)展信息及時(shí)為決策層獲悉，優(yōu)化部署和投入，確保最終目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。開展大科學(xué)工程各個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)估、報(bào)告等制度，將各種管理信息、調(diào)整信息及時(shí)反饋決策層。

大科學(xué)工程從事的是世界前沿性的科學(xué)研究，具有創(chuàng)新性、探索性，通常沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)和管理體系可遵循。管理層需要對(duì)建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)重大問題，及時(shí)糾正。建立定期的過程評(píng)審機(jī)制，即高層管理部門組織相關(guān)行業(yè)的頂級(jí)專家，定期對(duì)大科學(xué)工程進(jìn)行中期評(píng)估，宏觀評(píng)價(jià)工程的進(jìn)展。

美國(guó)的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)(Superconducting Super Collider，SSC)在建造幾年后，已經(jīng)花費(fèi)二十多億美元，但經(jīng)過美國(guó)能源部的數(shù)次評(píng)估，發(fā)現(xiàn)工程所需要的經(jīng)費(fèi)大大超過原來的概算等諸多情況，上報(bào)國(guó)會(huì)討論后，決定立即終止該項(xiàng)工程，避免了后續(xù)無限制地?fù)p失。

ITER計(jì)劃從實(shí)施以來，由于其多國(guó)合作的國(guó)際大科學(xué)工程特性，從技術(shù)評(píng)估，工程實(shí)施評(píng)估，管理評(píng)估(Management Access， MA)，乃至理事會(huì)都在對(duì)ITER項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行階段性、定期、制度性的評(píng)估，確保各出資方，聚變科學(xué)界和法國(guó)核安全當(dāng)局了解項(xiàng)目進(jìn)展和存在問題。特別值得提出的是ITER組織每?jī)赡甑墓芾碓u(píng)估，就曾經(jīng)將評(píng)估發(fā)現(xiàn)的問題擴(kuò)大化的問題。ITER裝置的核安全許可證的申領(lǐng)，也在不斷經(jīng)法國(guó)政府核安全當(dāng)局和第三方評(píng)估后獲得許可。

2.4 信息論的運(yùn)用

系統(tǒng)論和控制論的實(shí)踐與運(yùn)用，直接產(chǎn)生出對(duì)工程信息論的產(chǎn)生和應(yīng)用[6]。系統(tǒng)工程的建立是由于現(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)和復(fù)雜科學(xué)技術(shù)體系的需要，而系統(tǒng)工程實(shí)踐的廣泛發(fā)展，則是依賴于高速電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。只有大型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，才能將運(yùn)籌科學(xué)的各項(xiàng)信息進(jìn)行反饋與回應(yīng)。

大數(shù)據(jù)的收集、分析，也是影響的重要因素。當(dāng)今的大科學(xué)工程，都是以大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、控制為特征的。而我們目前，從理念、工具、方法上，缺乏對(duì)大數(shù)據(jù)的收集、分析的重視與安排，這些都會(huì)直接導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)施上的失敗?；诖髷?shù)據(jù)的分析，及時(shí)向決策層、向公眾報(bào)送項(xiàng)目進(jìn)展，爭(zhēng)取更多的支持。

ITER計(jì)劃建立了龐大的信息系統(tǒng)(ITER Document Management，IDM)，并不斷改進(jìn)和完善，為ITER計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)提供支持。IDM提供了ITER計(jì)劃的工作平臺(tái)、ENOVIA(工程設(shè)計(jì)管理軟件)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)(Engineering Database，EDB)提供了ITER計(jì)劃的數(shù)據(jù)庫(kù)，這些信息系統(tǒng)將記錄ITER計(jì)劃全壽命周期的信息。

2.5 關(guān)鍵路徑法

關(guān)鍵路徑法(Critical Path Method，CPM)，大科學(xué)工程采用關(guān)鍵路徑法進(jìn)行管理，對(duì)于處于關(guān)鍵路徑的某些項(xiàng)目應(yīng)該提早制定備用方案，一旦風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，立即制定修復(fù)措施(Recover Plan)，及時(shí)應(yīng)對(duì)變化，按計(jì)劃保證整體工程的順利實(shí)施。關(guān)鍵路徑法是項(xiàng)目管理中最基本也是非常關(guān)鍵的一個(gè)概念，它上連著WBS(工作分解結(jié)構(gòu))，下連著執(zhí)行進(jìn)度控制與監(jiān)督。關(guān)鍵路徑是項(xiàng)目計(jì)劃中最長(zhǎng)的路線。它決定了項(xiàng)目的總實(shí)耗時(shí)間。

在ITER計(jì)劃執(zhí)行中，每個(gè)采購(gòu)包定期更新進(jìn)度計(jì)劃，嚴(yán)格控制關(guān)鍵路徑和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，把注意力集中于那些優(yōu)先等級(jí)最高的任務(wù)，確保它們準(zhǔn)時(shí)完成，向關(guān)鍵路徑要時(shí)間，向非關(guān)鍵路徑要資源，進(jìn)而確保按ITER計(jì)劃的完成時(shí)間。

2.6 風(fēng)險(xiǎn)管理

按照西方的風(fēng)險(xiǎn)管理理念，風(fēng)險(xiǎn)是不可避免，是與發(fā)展相輔相成的。風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)間跨度往往貫穿于整個(gè)工程的全壽命周期。要不斷地認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)以至利用和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。大科學(xué)工程風(fēng)險(xiǎn)大體有：

(1) 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是指對(duì)工程有影響的全部的外部因素的綜合，特別包括不可控制的政治風(fēng)險(xiǎn)等。大科學(xué)工程多為匯集全球頂尖科技資源參與建設(shè)的工程。國(guó)際政治上的分歧會(huì)直接導(dǎo)致國(guó)際合作的大科學(xué)工程停擺。國(guó)內(nèi)政治更迭，對(duì)于耗資巨大的研究計(jì)劃是否持續(xù)投入都是一個(gè)政治決策。還有國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境的變化，包括與工程相關(guān)的規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)的變化，如國(guó)家政局動(dòng)蕩、匯率波動(dòng)、自然災(zāi)害等。

(2) 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

探索性極強(qiáng)的大科學(xué)工程，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是難以逾越的。大科學(xué)工程項(xiàng)目采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)、大量非標(biāo)加工設(shè)備及昂貴的尖端儀器設(shè)備是技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的重要來源之一。大科學(xué)工程中采用新技術(shù)、新材料或技術(shù)創(chuàng)新無疑是提高項(xiàng)目績(jī)效的重要手段。這些首次使用或未被充分掌握，甚至未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)，難度極大，技術(shù)上存在很大的不確定性。通常技術(shù)的先進(jìn)性與工程的可靠性之間存在較大的矛盾，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的控制就是要合理地解決這些矛盾。

(3) 科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，也可稱為技術(shù)路線競(jìng)爭(zhēng)失敗風(fēng)險(xiǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)不斷深入，科學(xué)研究的目標(biāo)和方向都可能發(fā)生變化，甚至最終研究的目標(biāo)與最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)相差很大，這是大科學(xué)工程獨(dú)特的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)。

以聚變能為例，激光約束與磁約束作為聚變能兩條并行路線，在探索未來能源替代路上，任何一個(gè)的成功也許就意味著另一個(gè)的失敗，特別是這樣以最終商業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)的研究，當(dāng)一個(gè)漸行漸近，另一個(gè)卻遙遙無期，就只能放棄。

(4) 管理風(fēng)險(xiǎn)

科學(xué)高效的工程管理都會(huì)將成本、進(jìn)度、質(zhì)量作為控制要素。超預(yù)算、延期，質(zhì)量難以保證，都會(huì)讓決策層下決心廢掉工程。美國(guó)國(guó)防部、能源部的許多項(xiàng)目在面對(duì)美國(guó)議會(huì)質(zhì)疑時(shí)，都因?yàn)轫?xiàng)目實(shí)施管理中的成本、進(jìn)度和質(zhì)量管理被迫停止。ITER計(jì)劃的管理沿用了核電廠設(shè)計(jì)思想，對(duì)構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件實(shí)施了質(zhì)量分級(jí)、抗震分析、安全重要分級(jí)等，充分考慮質(zhì)量與成本的關(guān)系，降低了管理風(fēng)險(xiǎn)。

人力資源管理也成為管理風(fēng)險(xiǎn)的另一個(gè)重災(zāi)區(qū)。由于工程建設(shè)周期長(zhǎng)，全壽命周期需要的人才也呈階段性，很可能主動(dòng)或被動(dòng)地發(fā)生人才流動(dòng)，而人員流動(dòng)會(huì)給工程帶來巨大損失。

3 對(duì)我國(guó)科技計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施的借鑒

我國(guó)在20世紀(jì)五六十年代，以“會(huì)戰(zhàn)”“攻關(guān)”的方式，突擊完成某些大科學(xué)工程，包括核技術(shù)、空間技術(shù)、人工合成牛胰島素等大科學(xué)項(xiàng)目。在當(dāng)時(shí)物質(zhì)基礎(chǔ)薄弱、科技技術(shù)管理落后的情況下，集中有限資源取得突破。這與當(dāng)時(shí)從戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期積累的革命戰(zhàn)爭(zhēng)經(jīng)驗(yàn)是分不開的。錢學(xué)森曾說過“按照我的體會(huì)，周總理、聶老總就是把過去在解放戰(zhàn)爭(zhēng)中，組織大規(guī)模作戰(zhàn)的那套辦法，巧妙地用到科技工作中，把成千上萬的科技大軍組織起來了，我們?cè)诎l(fā)展大科學(xué)方面表現(xiàn)得十分擅長(zhǎng)?！笨梢詺w結(jié)為：初級(jí)階段的系統(tǒng)集成控制是人民戰(zhàn)爭(zhēng)的管理經(jīng)驗(yàn)。

目前，縱觀我國(guó)特色的大科學(xué)工程模式的基礎(chǔ)依然是計(jì)劃管理模式，計(jì)劃管理是模式的核心。它使人力、物力、財(cái)力能夠按計(jì)劃、按需要隨時(shí)調(diào)集和分散，較少受不同部門、不同單位局部利益的干擾，從而保證國(guó)家能集中多部門力量在大科學(xué)工程上集中攻關(guān)。

錢學(xué)森曾對(duì)科學(xué)技術(shù)工作進(jìn)行了四分類，大體上從基礎(chǔ)研究到新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試制劃分為若干階段：第一類，基礎(chǔ)研究。以認(rèn)識(shí)客觀現(xiàn)象、探索客觀世界的規(guī)律為主要目的，一般沒有明確的應(yīng)用目標(biāo)，或沒有明確的直接目標(biāo)，但對(duì)科學(xué)發(fā)展和技術(shù)革命有普遍而深遠(yuǎn)的影響。第二類，應(yīng)用基礎(chǔ)研究。針對(duì)生產(chǎn)或改造客觀世界中提出的問題，進(jìn)行基礎(chǔ)核理論研究，為實(shí)際問題的解決提供理論依據(jù)和基本資料。第三類，應(yīng)用研究。直接解決生產(chǎn)和改造客觀世界中的實(shí)際科學(xué)技術(shù)問題，如在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造和研制新產(chǎn)品、新技術(shù)、新方法、新流程等或提出新組織方案。第四類，“型號(hào)研制”，或推廣研究。把實(shí)驗(yàn)室成果進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)行工業(yè)性中間試驗(yàn)、定型設(shè)計(jì)、小批量生產(chǎn)或大型試驗(yàn)。當(dāng)然，這四類科學(xué)技術(shù)研究是有關(guān)聯(lián)的，前一類研究的結(jié)果也是后一類研究的依據(jù)和指導(dǎo)，反之后一類研究又不斷為前一類研究提出新的課題和提供賴以總結(jié)提高的實(shí)踐基礎(chǔ)[7]。

在ITER計(jì)劃的實(shí)施管理中，在一定程度上可以說囊括了錢學(xué)森所提出的這四種類型。特別是ITER這樣以基礎(chǔ)前沿研究為先導(dǎo)，以戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)為核心突破的基礎(chǔ)研究專用裝置，在整個(gè)組織實(shí)施過程中，既有對(duì)等離子體自然現(xiàn)象的研究與發(fā)現(xiàn)，也有基于等離子體物理研究特性的科學(xué)概念及應(yīng)用開發(fā)性探索；既有大裝置建設(shè)工程部件的開發(fā)研究，也有基于下一步核聚變發(fā)電堆的定型設(shè)計(jì)與工業(yè)試驗(yàn)。整個(gè)組織實(shí)施過程，全鏈條地、全過程地將創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行了系統(tǒng)布局和融合。

通過ITER項(xiàng)目實(shí)施，以及大科學(xué)工程組織管理模式的研究，圍繞“按照產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)律來部署創(chuàng)新鏈”的主旨要求，提出創(chuàng)新鏈項(xiàng)目組織管理的幾點(diǎn)思考。

(1) 系統(tǒng)規(guī)劃，總體設(shè)計(jì)

美國(guó)、俄羅斯、日本和歐盟四方經(jīng)過13年，耗資約15億美元完成ITER的總體設(shè)計(jì)。這樣的總體設(shè)計(jì)能夠確保建設(shè)者按要求出設(shè)計(jì)，按設(shè)計(jì)圖紙來施工。這13年里既有聚變基礎(chǔ)研究新問題的提出，也有工程目標(biāo)的進(jìn)一步凝練，更有在工程實(shí)現(xiàn)過程中，從試驗(yàn)?zāi)Ｊ降焦に囋O(shè)計(jì)、材料性能與控制等工程實(shí)施要求。國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，前期規(guī)劃論證階段投入越大，后期建造、運(yùn)營(yíng)以及產(chǎn)業(yè)路徑實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)就越小。

中國(guó)早期沒有加入總體設(shè)計(jì)工作是我們?cè)贗TER項(xiàng)目中的最大損失，國(guó)內(nèi)目前也正在積極地部署學(xué)習(xí)。總體設(shè)計(jì)的思想、要求和設(shè)計(jì)能力的歷練在一定程度上可能比工程施工更重要。特別是ITER計(jì)劃最終目標(biāo)是50年后的商業(yè)電站堆應(yīng)用，其工程自身包括百萬個(gè)零部件、36個(gè)系統(tǒng)和50個(gè)子系統(tǒng)。這樣的總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)布局能力的提升，對(duì)于我們從需求端推進(jìn)科技創(chuàng)新就更有學(xué)習(xí)借鑒意義。

中國(guó)現(xiàn)在而且將來一定時(shí)期內(nèi)的重要比較優(yōu)勢(shì)就是我們的內(nèi)需市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)制造能力，潛在優(yōu)勢(shì)是智力和人力資源。高速鐵路的集成創(chuàng)新就是將我國(guó)的內(nèi)需市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)制造能力與國(guó)內(nèi)的智力資源很好地結(jié)合起來，是中國(guó)自主創(chuàng)新道路的典范。中國(guó)自主創(chuàng)新道路一定要在產(chǎn)品需求端進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和總體設(shè)計(jì)，無論是航空領(lǐng)域的大飛機(jī)，還是核電領(lǐng)域的快堆和聚變堆，這些都是產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線清晰的產(chǎn)業(yè)，一定要基于確定的產(chǎn)業(yè)鏈目標(biāo)和部署來總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)布局我們的創(chuàng)新工作。

(2) 嚴(yán)格的過程控制

嚴(yán)格的過程控制，既是工程系統(tǒng)論、控制論的要求，更是現(xiàn)代工業(yè)文明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然要求。通過閉環(huán)管理，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，實(shí)施精細(xì)化管理，才能確保整個(gè)過程的可記錄、可追溯、可復(fù)制。產(chǎn)業(yè)發(fā)展只有對(duì)具備上述特性的科研成果青睞有加。偶然性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)只能是推進(jìn)科技成果躍出的要件之一，很難成為可以產(chǎn)業(yè)化的“香餑餑”。

在科研過程中，我們會(huì)經(jīng)常遇到“不確定性”，但是想說明的是，結(jié)果的不確定性不應(yīng)成為過程疏于管理和控制的擋箭牌。ITER項(xiàng)目等大科學(xué)工程的實(shí)施，必須依靠包括項(xiàng)目技術(shù)要求，總體進(jìn)度、成本費(fèi)用和資源管理等上千個(gè)技術(shù)文件的工程基準(zhǔn)進(jìn)行控制，而且必須要配備專門組織機(jī)構(gòu)予以控制實(shí)施。項(xiàng)目實(shí)施過程中確定性的、到位的控制和精細(xì)化管理，包括技術(shù)控制、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制和成本控制，是確保項(xiàng)目順利實(shí)施的核心要件。

(3) 積極、有效的過程信息反饋

積極、主動(dòng)地接受過程信息，并對(duì)其中的問題設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，分類治理，使用關(guān)鍵路徑法(CPM),有效保障項(xiàng)目在調(diào)整中、在補(bǔ)救中項(xiàng)目目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管理，在全生命周期內(nèi)不斷地認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)以至利用和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

大科學(xué)工程的系統(tǒng)控制，并不是意味著管理“鐵板一塊”，而恰是大科學(xué)工程的系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性和風(fēng)險(xiǎn)性，愈發(fā)強(qiáng)調(diào)變化與調(diào)整。大科學(xué)工程強(qiáng)調(diào)管理的靈活性和適應(yīng)性，任何大科學(xué)工程都有各自的特殊性，遇到的風(fēng)險(xiǎn)可能完全不同，而且隨時(shí)可能發(fā)展變化。美國(guó)管理學(xué)家費(fèi)雷德·費(fèi)德勒在20世紀(jì)70年代提出了“權(quán)變管理”的理論。理論核心就是力圖研究組織的各子系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系，以及組織與環(huán)境之間的聯(lián)系，確定各種變數(shù)的關(guān)系類型和結(jié)構(gòu)類型。它強(qiáng)調(diào)在管理中要根據(jù)組織所處的內(nèi)、外部條件隨機(jī)應(yīng)變，針對(duì)不同的具體條件尋求最合適的管理模式、方案和方法，從而可能使其管理活動(dòng)更加符合實(shí)際情況[8]。可以一句話概況：積極地進(jìn)行過程信息反饋，有效靈活地予以調(diào)整，目的是確保目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。很難想象，在目前科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展瞬息萬變的時(shí)代，一個(gè)實(shí)施周期在3年以上的項(xiàng)目，項(xiàng)目任務(wù)書一成不變，一直能使用到項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收。在“大科學(xué)”時(shí)代，如果過程是一成不變的，那結(jié)果可能就是低效或無效的。

(4) 適度的模塊化組織分工

將系統(tǒng)工程實(shí)施按照模塊化進(jìn)行組織分工。ITER項(xiàng)目包括36個(gè)系統(tǒng)，50個(gè)子系統(tǒng)，按120多個(gè)采購(gòu)包分配給七方及ITER組織來完成。對(duì)于已完成設(shè)計(jì)的采購(gòu)包(Built to Print,BP)，各方按二維或三維圖紙進(jìn)行加工制造。對(duì)未完成設(shè)計(jì)的功能性采購(gòu)包(Functional Specification,FS)，ITER組織提供功能性技術(shù)指標(biāo)要求，各方依托開放的設(shè)計(jì)協(xié)作平臺(tái)分別完成初步設(shè)計(jì)和最終設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)評(píng)審驗(yàn)證后再進(jìn)行加工制造。不管是按圖加工的BP采購(gòu)包，還是功能性FS采購(gòu)包都不是通用部件，都需要包括工藝設(shè)計(jì)、材料性能測(cè)試等多項(xiàng)不確定性制造過程。各個(gè)制造商生產(chǎn)部件的完成度越高，到法國(guó)場(chǎng)址進(jìn)行組裝的風(fēng)險(xiǎn)就越大，風(fēng)險(xiǎn)高度積聚到最后的組裝階段?？偛磕ズ险{(diào)試工作量占比直接影響到ITER項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)程度。

模塊化分工使得波音公司的供應(yīng)商遍及世界各地，大大降低了其制造成本，但近期波音787飛機(jī)頻發(fā)事故，其中一方面原因就是模塊化組織分工過于徹底。787飛機(jī)由9個(gè)國(guó)家，45家企業(yè)參與研發(fā)(美國(guó)和日本各占35%)，超過300萬個(gè)零部件，供應(yīng)商成千上萬，美國(guó)西雅圖總部工程師基本上是在通過電腦完成調(diào)試工作，而缺乏部件相互間的磨合工序。

對(duì)于目標(biāo)產(chǎn)品明確的大科學(xué)工程研制工作，模塊化(或稱“分布式”)分工、部件間磨合，以及組裝調(diào)試都應(yīng)該有一個(gè)適度的比例。

[1] 邢超.參與或加入國(guó)際大科學(xué)工程(計(jì)劃)經(jīng)費(fèi)投入模式芻議[C].中國(guó)科技論壇 2012,(4).

[2] 萬鋼.出席ITER中心ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書授予儀式講話[N].2012-02.

[3] D·普賴斯.小科學(xué)，大科學(xué)[C].培格拉姆演講，1962-06.

[4] 錢學(xué)森.組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程[EB/OL].http://www.hd-qxs.com.cn/.

[5] 李保平.應(yīng)用“閉環(huán)負(fù)反饋控制”理論改進(jìn)企業(yè)管理的探索[J].國(guó)防科技工業(yè)，2006(12).

[6] 王鼎昌.信息論、控制論、系統(tǒng)論與管理[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，1984(8).

[7] 錢學(xué)森.論科學(xué)技術(shù)研究的組織管理與科研系統(tǒng)工程[EB/OL].http://www.hd-qxs.com.cn/.

[8] 費(fèi)雷德·費(fèi)德勒.管理導(dǎo)論：一種權(quán)變學(xué)[M].1976.

Revelation to Mega Science Project Implementation—from ITER Project

XING Chao1,WU Feng-feng2

(1.China International Nuclear Fusion Energy Program Execution Center,Beijing 100038,China； 2.Institute for Standardization of Nuclear Industry,Beijing 100091,China)

International thermonuclear fusion reactor experiment (ITER) project is largest and the most far-reaching international mega science cooperation project in the worldwide which also is our country for the first time with equal status to participate in. With the most advanced management concept,management mode and management tools,the study of ITER project organization and management will provide reference for our country science and technology project management. Based on the research of the ITER project organization and management,the four major characteristics of ITER project organization and management were summarized. And based on the current mega science project management concept and management methods of comparison,from the perspective of system theory,cybernetics and information theory,management theory,the implementation characteristics of mega science project in the ITER project application were analyzed. And according to our country’s history and characteristics of science and technology work,the management methods and experience for the implementation of science and technology plan project in our country to draw lessons were put forward,including the system overall design plan,the strict process control,active and effective process information feedback,an appropriate division of modular organization.

Mega science project；Project management；ITER project；System theory；Process control

2016-07-03

邢 超(1975—)，男，內(nèi)蒙古人，博士，副研究員，從事ITER項(xiàng)目科研管理方面研究

TL64

A

0258-0918(2017)03-0341-07