2024年5月26日发(作者:)

第43卷第3期 

2017年6月 

航空发动机 

Aeroengine 

Vo1.43 No.3 

Jnn.2017 

基于TBS的航空发动机技术风险识别方法研究 

刘晓松,王桂华,刘庆东,贾淑芝,王艳丽,史妍妍 

(中国航发沈阳发动机研究所,沈阳110015) 

摘要:为提升中国航空发动机研制项目中技术风险的管控能力,根据航空发动机的研制特点,提出1种基于技术分解结构的 

航空发动机技术风险识别方法。该方法涵盖技术分解结构的构建方式、技术风险的识别方法和排序方法等内容,通过在实际发动机 

研制项目中的应用,证明该方法有效、可行,能够实现技术风险完整、合理地识别,同时提出了该方法在应用过程中应注意基于TBS 

的技术风险识别为动态过程等问题,为中国航空发动机研制行业技术风险的识别提供参考。 

关键词:技术风险;风险识别;技术分解结构;航空发动机 

中图分类号:V268.7 文献标识码:A doi:l0.13477 ̄.cnki.aeroengine.201 7.03.018 

Research on Aeroengine TechnicaI Risk ldentification Method Based on TBS 

LIU Xiao—song,WANG Gui—hua,LIU Qing—dong,JIA Shu—zhi,WANG Yan—li,SHI Yan—yan 

(AECC Shenyang Engine Research Institution,Shenyang 1 10015,China) 

Abstract:In order to improve capacity of control risk in Chinese aeroengine development,according to the research characteristics of 

aeroengine,a technical risk identiifcation method was presented based on Technology Breakdown Structure(rI1BS),which includes the 

establishment method of TBS,the identiifcation method of technical risk and the sorting method of technical risk.The application situation 

of actual project indicates that the method is feasible and acceptable,and some advice was given in its application,which is taken as a 

reference to risk management in Chinese aeroengine development. 

Key words:technical risk;risk identification;Technology Breakdown Structure;aeroengine 

0 引言 

风险识别是风险管理的前提和基础,是对未发生 

的、潜在的以及客观存在的各种风险进行系统、连续 

本文提出1种基于项目技术分解结构(Technol— 

ogy Breakdown Structure,TBS)的技术风险识别方法。 

该方法能够实现技术风险完整的识别,具备可操作 

性,并能够根据项目方案不断完善实现对技术风险的 

地预测、识别、推断和归纳,并分析产生风险事故原 

因的过程。随着航空发动机利益攸关者需求的不断提 

高,为提升航空发动机产品性能和可靠性,一些新技 

术、新方法需要在其研制项目中应用,存在很大技术 

动态识别。为规避航空发动机研制的技术风险奠定基 

础,促进航空发动机研制项目质量的提升。 

1 建立项目技术分解结构 

航空发动机技术分解结构的构建主要包括建立 

技术载体架构、梳理相关技术、确定技术成熟状态3 

个主要步骤。 

风险 。因此,针对航空发动机研制,能否完整、合理 

地识别项目中存在的技术风险,会直接影响整个项目 

风险的管控,进而对产品的研制质量、成本、周期等方 

面造成影响。 

1.1建立项目的技术载体架构 

航空发动机的技术载体架构,是将整机逐层分解 

的结构体系。该架构建立的目的是确定承载技术的载 

体,以用于后期梳理技术。而为保证梳理技术的全面 

传统的风险识别方法主要有问卷调查法、专家调查 

法、故障树分析法、核查表法等,但这些方法或识别风险 

不完整、或过于复杂不便操作、或动态管理性不强[3-81。 

收稿日期:2016—09—26 基金项目:航空动力基础研究项目资助 

作者简介:刘晓松(1983),男,工程师,主要从事系统工程、项目管理工作;E—mail:896210184@qq.con. 

弓\甩格式:刘晓松,王桂华,刘庆东,等.基于TBS的航空发动机技术风险识别方法研究U1.航空发动机,2017,43(3):93—97LIUXiaosong,WANG 

Guihua,uUQingdong,eta1.Research on aeroenginetechnicalriskidentiifcationmethodbasedon TBSm.Aeroengine,2017。43(3):93~97. 

航空发动机 第43卷 

性,在架构建立时应体现产品结构的完整性。 术、部件匹配技术等;“部/组/零件”项。用以承接部/ 

组/零件设计技术。 

1.1.1技术载体架构基本要求 

技术载体架构应划分为多个层级,每个层级包含 

2类内容: 

1.1.2.2基于项日的结构方案 

如果项目暂时未建立PBS,技术载体架构也可根 

据项日的结构方案构建.但该方式可能 后期项日的 

PBS、WBS不一致,可能对项目的管理造成影响. .

基于项目的结构方案,项日技术载体架构划分为 

多个层级,建议至少分解至2级,各层级的含义及划 

分方式如下: 

(1)“部/组/零件”项,用以承接部/组/零件设 

计技术; 

(2)“总体”项,用以承接对应层级的总体性能技 

术、部件 配技术等。 

1.1.2载体架构的构建方式 

载体架构的构建方式通常基于项目的产品分解结 

构(PBS),在无PBS的情况下也可基于项同结构方案。 

1.1.2.1基于项目的产品分解结构 

0级:也叫整机级,XX发动机: 

l级:也叫部件/系统级,分为整机总体和构成整 

机的部件、系统; 

高压 气机总体性设能汁

2级:也叫零、组件级,分为部件/系统综合和构 

按PBS的层级设置,建立技术载体架构,每层级 

除包含PBS中对应层级的“部/组/零件”项外,增加 成部件/系统的组件; 

“总体”项。“总体”项用以承接对应层级的总体性能技 

2种方式形成的技术载体架如图l所示。 

i 

一…==:======::=:=_==::::=====:=:==:=:E=;=:==:=::=:======::=:=::=:=::=:-

l  l

……—1 

 i

I=i{I 城 

-l一一…一一….一一一一…一一…一一…一一…一一…… 一一一一…— 一一一…一一…一一…一- =一一J 

图1 TBS 

1_2梳理项目应用的技术 

基于技术载体架构,梳理实现总体、系统和部件、 

零组件设计所涉及的全部技术,仅需梳理最底层构件 

h.整机结构技术,如支点布局技术; 

c.部件间匹配技术,如高低压匹配技术; 

r{.整机试验设计技术; 

e.整机装配T艺技术。 

的设计技术。 

按技术载体不同,技术梳理至少考虑以下几方面 

内容,以保证技术梳理的全面性: 

(1)技术载体为整机总体,建议考虑以下技术: 

a.整机性能技术,如过渡过程设计技术; 

(2)技术载体为部件总体,即技术的验证要在部 

件上验汪,建议考虑以下技术: 

a.部件性能技术,如部件性能设计技术; 

h.部件下级组件间 配技术,如转、静子间隙设 

第3期 刘晓松等:基于TBS的航空发动机技术风险识别方法研究 95 

计技术; 

技术作为该技术载体的成熟度等级。该方法优点是快 

速、高效;缺点是仅能粗略评估,有时并不能反映其技 

术载体的实际情况。 

方法2:以技术载体作为评价对象开展技术成熟 

度评价(TRA)。可选用技术载体作为技术成熟度评价 

的对象,按技术成熟度评价标准对其成熟状态进行判 

定。该方法的优点是能够较为准确地描述技术载体的 

成熟度状态;但受评价标准的限制,对大部件(架构中 

1级技术载体)无法评价【llJ,同时其评价过程也比较繁 

杂。 

c.部件试验设计技术; 

d.部件装配工艺技术。 

(3)技术载体为零组件,即技术的验证在零组件 

上验证,建议考虑以下技术: 

a.零组件的性能(功能)技术,如冷却叶片寿命设 

计技术; 

b.零组件结构技术;如叶片造型设计技术; 

c.零组件设计试验技术; 

d.零组件制造技术。 

通过以上方式,只要保证技术载体架构的完整性 

以及梳理技术考虑的全面性,就能够完整识别项目当 

应用时,可考虑2种方法的优缺点灵活选取,例 

如:可在0级、1级载体的成熟度等级采用方法l确 

前阶段应用的全部技术,从而为技术风险的完整识别 

奠定基础。 

1.3确定技术成熟状态 

1.3.1技术成熟状态确定方法 

定其成熟程度,其他层级的技术载体采用方法2。 

2识别风险技术 

2.1项目的关键技术 

依照技术成熟度中筛选关键技术的方式,基于已 

构建的技术分解结构,分别按其重要性、新颖性2方 

面筛选原则,完成项目的关键技术识别,确定项目的 

关键技术清单[12- 31。 

2.2项目所处阶段中技术成熟度等级要求 

结合航空发动机全生命周期研制阶段的划分_l41, 

确定项目所处阶段技术成熟度等级要求 ,即项目所 

处阶段内技术应达到的最低成熟度等级。并对照TBS 

基于技术分解结构,参考技术成熟度中多技术成 

熟度等级(TRL)定义[9- Ol,见表l。从表中可见,对确定 

梳理出的全部技术进行成熟度自我评价,确定各项技 

术的成熟状态。 

表1 航空发动机技术成熟度等级定义 

TRL 定义 技术载体 

TRL 1技术基本工作原理已被观察并有相关报告 纸面资料 

TRL 2概念性地描述了该技术的应用,并找到了应用对象纸面资料 

TRL 3通过分析和原理样件试 原理样件 

中全部技术的成熟度自评价的结果,筛选出未达到要 

求的技术。 

TRL 4验确认该技术的重要特征和参数 

TRL 5技术在零组件上通过了试验室验证。 

TRL 6技术在部件试验器或技术验证机上得到验证 

TRL 7工程验证机在与实际类比的环境下得到演示。 

TRL 8原型机在近似真实环境下得到演示 

零组件 

部件,技术 

将通过以上2种方式筛选出的技术汇总合并,形 

成项目的风险技术清单。 

理论上,方法2识别出的风险技术能够涵盖方法 

1,但考虑方法实施过程中人为因素的影响,为保证风 

险技术清单的全面性,应用方法1对方法2进行补 

充,从而最大限度地保证风险技术清单的完整性。同 

时,也通过技术成熟度自评价的方式实现了对技术风 

险的量化。 

验证机 

工程验证机 

原型机 

原型机 

(设计定型) 

通过了测试和验证,完成研发工作,客户满意。 

TRL 9 

批产 

(生产定型) 型号已通过服务经验得到验证 

1.3.2各层级技术载体的成熟度程度确定方法 

在确定技术的成熟状态的同时,项目管理团队也 

3技术风险重要度排序 

依据QFD理论[15】,对风险技术的重要度进行打 

会关注各级技术载体的成熟度,以此全面反映整个项 

目的状态。对技术载体成熟度的确定通常有以下2种 

方式: 

分,以此作为风险技术排序的依据。 

基于技术风险清单,录入各项风险技术(见表2), 

再根据项目的实际特点,确定各影响因素的权重,对 

每项风险技术进行打分,每项风险技术影响因素的评 

分乘以对应的权重后求和,即为该项关键技术的重要 

方法1:短板法。基于技术载体相关的全部技术 

的成熟度等级,选用其相关技术中成熟度等级最低的 

96 航空发动机 第43卷 

权重0.25 0.15 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 

技术1 

技术2 

技术3 

度总分。 

方面问题。 

3.1确定项目各影响因素的权重 

(1)基于TBS的技术风险识别是个动态的过程。 

由项目团队各专业专家根据项目自身特点、侧重 

点,分别对表2中影响重要度的各因素的权重打分, 

确定各影响因素的权重,将权重录入表中。 

3.1.1对专家的要求 

专家需包括:项目管理人员和各专业技术人员, 

其中技术人员需涵盖各项关键技术涉及的设计、试 

验、工艺、材料、六性等人员。 

3.1.2权重的确定 

随着项目的方案改进与完善,会引起技术载体架构或 

技术选取的不断变化,致使TBS相应变化,因此,采 

与调整的过程,实现技术风险的动态识别。 

用该方法识别技术风险也是随项目的进展不断完善 

(2)TBS的技术载体架构的建立应考虑项目中部 

件、系统的成熟度。技术载体架构可根据项目采用的 

部件系统的成熟度灵活构建,如某发动机研制项目中 

采用了十分成熟的核心机,且核心机的工作环境变化 

件属于新研部件,那么该部件的技术梳理应更细致, 

也更利于后期技术风险的确定。 

各专家对各影响因素,按其项目影响的重要程 

度,从大到小分别给出5、4、3、2、1分。针对各项影响 

不大,那么该部分TBS梳理至核心机即可;如若某部 

因素,对全部专家权重打分后取平均值,其平均值占 

总分的比例即为该因素的权重。 

3.2确定各项关键技术总分 

(3) rBs的技术梳理应考虑技术的验证载体。原 

则上,技术应梳理在其对应的技术载体上。但针对具 

按表2形式,由风险技术负责单位对风险技术清 

单中各项技术的各影响因素的相关性打分,并填入对 

应的空格内,分值设定为9、3、1、0分4个级别,分别 

对应二者之间强相关、相关、弱相关和无关。 

针对每项风险技术,其各项分数乘以对应的权重 

后求和,即为该项风险技术的重要度总分。 

3.3关键技术的排序原则 

体项目,如某技术不在其对应的技术载体上验证,而 

的载体上。 

是在其上一级载体上验证,建议该技术挂接在其验证 

5结束语 

(1)航空发动机研制项目的技术风险识别是随项 

术风险能够实现技术风险的动态识别。 

目进展而持续开展的过程,基于项目的TBS识别技 

在得到风险清单中各技术的评分后,依据以下原 

则对风险技术进行排序: 

(1)依据各风险技术总分,按分数从高到低排序; 

(2)评分相同的风险技术,其技术成熟度初判等 

级低的关键技术优先排序; 

(3)评分及技术成熟度初判结果均相同的风险技 

(2)基于项目TBS的关键技术识别方法能够实 

了技术风险,为项目风险的规避与管控提供依据。 

参考文献 

现对技术风险的完整识别;通过技术成熟度方法量化 

术,由项目负责人或专家确定其排序。 

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(编辑:张宝玲)