各行业项目管理指南 · 建筑、工程与房地产
工程项目管理：阶段、角色、方法与 KPI
工程项目管理是对以工程产品、系统或设施为主要产出的项目进行规划和控制的学科，涵盖从需求到设计、验证和移交的全过程。它将对范围、时间和成本的常规项目控制与技术控制结合起来：需求可追溯性、设计评审、配置管理和测试。
要点总结
- 工程项目管理将项目控制与对需求、设计和验证的技术控制结合在一起。
- 设计评审和关口是主要的决策点，设计冻结后变更的代价会变得很高。
- 混合方法效果最好：在针对硬件的关口式计划中，对软件和原型进行迭代。
- 将设计数据保存在 PLM 中，并使用 Wrike 等平台协调进度、资源和审批。
工程项目管理的不同之处
在工程项目中，最棘手的风险是技术风险。一项无法制造的设计、一个未通过鉴定测试的部件，或者一项被误解的需求，其代价可能远远超过一项延误的任务。因此，项目经理与首席工程师或总工程师密切合作，并围绕技术决策点来运作项目。
- 需求必须可追溯。 每项需求都应能追溯到某个设计要素以及证明其满足的测试。
- 后期变更代价高昂。 实体原型、工装和认证使得后期设计变更代价高昂，因此设计冻结至关重要。
- 安全与标准。 许多产品必须符合法规或行业标准（压力设备、机械安全、航空航天、汽车、医疗器械）。
- 涉及多个专业。 机械、电气、软件、土木和工艺工程师必须通过清晰的接口整合各自的工作。
- 技术成熟度。 新技术存在不确定性；许多组织使用技术成熟度等级（TRL）来判断某项技术是否已足够成熟，可用于项目。
工程项目阶段
| 阶段 | 主要工作 | 典型关口或评审 |
|---|---|---|
| 概念与可行性 | 定义需求，探索备选方案，评估技术和商业可行性 | 概念评审 / 关口 1 |
| 需求定义 | 收集相关方需求，并将其转化为系统需求 | 系统需求评审 |
| 初步设计 | 架构、主要权衡、初步分析和长周期规划 | 初步设计评审（PDR） |
| 详细设计 | 完整的图纸、模型、计算书和技术规格 | 关键设计评审（CDR）、设计冻结 |
| 制造或加工 | 制造原型或建造设施 | 生产准备评审或测试准备评审 |
| 集成、验证与确认 | 依据需求和用户需要测试各子系统和整个系统 | 验收测试、鉴定 |
| 移交与支持 | 文档、培训、调试以及移交运营 | 验收与项目收尾 |
各行业的名称不尽相同（航空航天、国防、流程工厂和产品开发各有其命名），但“决策、设计、制造、验证、移交”的逻辑是一样的。
关键角色
| 角色 | 主要职责 |
|---|---|
| 项目发起人 | 负责商业论证并批准关口决策 |
| 工程项目经理 | 规划和控制范围、进度、成本、风险、供应商和报告 |
| 总工程师或首席工程师 | 负责技术解决方案和设计权限决策 |
| 系统工程师 | 跨专业管理需求、接口和验证 |
| 各专业工程师 | 在机械、电气、软件、土木或工艺领域进行设计和分析 |
| 质量和测试工程师 | 规划检验和测试，管理不合格项 |
| 采购与供应链 | 采购零部件，管理供应商质量和交货周期 |
| 配置经理 | 控制图纸、零件编号和已批准的版本；参见 配置管理 |
对于从工程技术岗位转向管理岗位的人员，我们关于以下内容的指南： 技术项目经理 角色涵盖了所涉及的技能。
工程项目的方法论
必备文档与模板
| 文档 | 目的 | 模板 |
|---|---|---|
| 项目章程 | 授权启动项目，并指定发起人和目标 | 项目章程模板 |
| 需求规格说明书 | 定义系统必须做什么以及如何对其进行验证 | 业务需求文档模板 |
| 工作分解结构 | 将产品或系统分解为可交付成果 | 工作分解结构模板 |
| 综合进度计划 | 包含依赖关系的设计、采购、制造和测试活动 | 甘特图模板, 关键路径模板 |
| 风险登记册 | 标明负责人的技术、供应和进度风险 | 风险登记册模板 |
| 工程变更请求 | 提出并批准设计变更 | 变更请求模板 |
| 成本估算 | 人工、材料、工装和测试成本 | 项目成本估算模板 |
工程团队还会维护需求追溯矩阵、设计评审纪要、FMEA 记录、测试计划和报告，以及图纸登记册。
工程项目管理的 KPI
| KPI | 衡量内容 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 进度和成本偏差 | 与基准的偏差 | 每月项目评审；参见 进度偏差 |
| 已验证的需求 | 通过验证的需求所占比例 | 验收准备情况 |
| 工程变更率 | 设计冻结后的变更请求数量 | 设计稳定性 |
| 设计评审中未关闭的行动项 | 尚未解决的行动项 | 关口准备情况 |
| 不合格项 | 未通过检验的零部件或工作 | 供应商和制造质量 |
| 按时发图 | 在计划日期前发出的图纸 | 设计进度 |
| 测试通过率 | 计划测试的一次通过情况 | 设计成熟度 |
常见挑战与解决办法
工程项目管理软件
工程组织通常使用专业工具进行设计和数据管理：CAD、仿真、用于零部件和变更记录的产品生命周期管理（PLM），以及用于复杂系统的需求管理工具。除此之外，他们还需要一个项目平台来安排工作、跨项目管理资源，并让发起人清楚掌握全局。
寻找具备依赖关系和关键路径、基准、资源和工作量管理、审批工作流以及仪表板的工具。 Wrike 非常适合这种协调角色，并在以下评测中名列前茅： 我们的工具排名；将设计数据保存在 PLM 中并建立链接，而不是重复存储。
技能与认证
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常见问题
什么是工程项目管理？
工程项目管理是对产出工程产品、系统或设施的项目进行规划和控制，将范围、时间和成本控制与对需求、设计和测试的技术控制结合在一起。
工程项目管理有哪些阶段？
通常包括概念与可行性、需求、初步设计、详细设计、制造或加工、集成与测试，以及移交。
工程项目管理中的 V 模型是什么？
一种模型：左侧的每个设计层级（系统、子系统、组件）都在右侧有对应的测试层级对其进行验证。
工程项目管理中的设计评审是什么？
一种正式的检查点，例如初步设计评审或关键设计评审，由专家确认设计是否已足够成熟，可以进入下一阶段。
工程项目管理中会使用敏捷吗？
会，尤其是在软件和早期原型开发中，通常在一个仍然控制硬件、工装和认证决策的关口式框架内使用。
工程项目管理计划包括哪些内容？
范围、需求基准、WBS、进度计划、预算、风险计划、质量与测试策略、配置管理、供应商管理以及沟通安排。
工程项目管理使用哪些 KPI？
进度和成本偏差、已验证的需求、工程变更率、不合格项、按时发图和测试通过率。
工程项目管理使用哪些软件？
用于工程数据的 CAD、仿真和 PLM，以及用于排程、资源、审批和报告的 Wrike 等项目平台。
工程管理和工程项目管理有什么区别？
工程管理涵盖对工程职能和人员的长期领导；工程项目管理则专注于交付具体项目。
哪些认证有助于工程项目管理？
PMP 或 PRINCE2 证书，加上专业工程师注册资格（CEng 或 PE），对于复杂系统还需要系统工程认证。
在工程项目管理中如何控制变更？
通过由变更委员会或设计权威委员会审查的工程变更请求，并借助配置管理确保每个人都使用已批准的版本。