确定项目经理与项目技术负责人之间有效协作的特征，以推动航天器的发展

《Acta Astronautica》：Determining Characteristics of the Proper Interplay Between Project Managers and Project Technical Authorities for Effective Spacecraft Development

　　井出顺一郎|内森·席林|阿瑟·拉科姆布|拉伊哈纳·沙姆斯·伊斯兰·安塔拉|伊莎贝尔·哈多日本宇宙航空研究开发机构（JAXA），日本茨城县筑波市仙元3-1-1摘要随着发射能力提升、模块化航天器设计以及行业创新驱动，空间技术快速发展，正在改变太空探索与商业化的格局。随着高频率、大载荷发射能力的出现，越来越多的航天器被提出并研发，推动了太空经济的加速发展。尽管如此，航天器的研发仍受到技术可行性、时间压力和资源分配之间微妙平衡的制约——这些都需要由项目经理和项目技术负责人共同管理。若这些角色之间出现协调不当，可能导致多任务发射延迟、成本超支以及重要任务机会的丧失。项目经理负责成本、进度、资源管理和利益相关者协调，而项目技术负责人则确保项目的技术完整性、可行性及合规性。尽管双方都致力于任务成功，但不同的优先级往往会导致冲突。随着太空产业的持续扩张，确保项目经理与项目技术负责人之间的有效协作对于应对日益复杂的任务规划、风险管理和执行工作至关重要。本研究探讨了太空项目中项目经理与项目技术负责人之间的关系动态，识别出了常见的冲突领域。通过文献回顾、调查和专家访谈，本研究提出了在组织和个体层面促进项目经理与项目技术负责人之间建立有效合作伙伴关系的最佳实践。这些最佳实践分为两个层面：组织层面和个体层面。组织层面的建议包括：(1)明确界定项目经理和项目技术负责人的职责；(2)建立项目开发流程并确保所有参与者都了解该流程；(3)设立明确的异议处理机制；(4)尽可能使用数字化工具；(5)建立培训/指导计划；(6)招聘合适的人选担任项目经理和项目技术负责人。针对个体项目经理和项目技术负责人，建议包括：(1)培养出色的沟通能力；(2)建立相互尊重；(3)营造信任氛围；(4)保持好奇心；(5)具备同理心。这些研究结果有助于改进太空产业的项目管理模型，从而提升项目绩效并提高任务成功率。引言最初将载荷送入太空的组织是大国政府，它们作为航天器的主要发射者和运营者这一地位一直持续到20世纪90年代。此后，商业公司开始开展航天器的发射和运营工作，但仅限于电信领域，且这一状况在2000年左右便消失了。随后，私营企业逐渐承担起了大部分发射任务，到了2020年代，私营企业已占据发射任务的大部分。如今，太空产业不再局限于大型政府机构，正在发生迅速变化。要充分发挥这种变化的潜力，需要所有利益相关方进行精心管理。其中一项管理工作就是项目经理与项目技术负责人在单个航天器开发项目中的互动关系。本节将阐述太空产业发展的相关历史背景，介绍项目经理和项目技术负责人，简要提及历史上二者之间出现矛盾的案例，然后引出本文的其余内容。从1957年第一颗航天器“斯普特尼克”发射开始，直到大约1990年，发射和运营航天器几乎完全是政府的职责[1]。最初的航天器开发项目源于美苏之间的地缘政治竞争——即美国与苏联之间的太空竞赛。私营企业仅参与制造满足政府太空发展需求所需的硬件[2]。这场太空竞赛一直持续到1969年，当时美国成功将人类送上了月球。此后，美国对发射航天器的兴趣以及航天器发射的频率都急剧下降[3]。而苏联则继续发射航天器，用于其广阔领土内的通信[1]、地球观测[2]、军事目的[3]，或同时实现这几种功能。在各国中，苏联在解体前发射的航天器种类最为丰富。由于苏联几乎不允许私营企业参与，所有这些航天器都完全由政府负责。然而，1989年苏联解体后，全球发射市场开始发生变化。其他国家的发射频率也有所上升[3]。每年发射的航天器数量逐渐由美国主导，这一趋势主要得益于电信产业的发展。20世纪80年代，随着晶体管的小型化以及个人电脑产业的兴起，美国的电信公司数量不断增加，这些设备也被应用于早期的手机中[4]。一些公司（如铱星公司）提出了在太空中发射卫星的想法，以便让全世界的手机都能实现通话功能。虽然这些公司大多成立于20世纪80年代，但直到20世纪90年代才开始发射并运行他们的卫星[1]、[4]。这部分是由于技术尚处于起步阶段，也可能是因为项目经理与项目技术负责人之间的互动关系尚未被充分探索。正是这些电信公司推动了20世纪90年代末全球航天器发射数量的增加[3]。不过，当时政府主导的载荷仍然占主导地位，2000年美国电信行业的衰退使得私营企业在全球发射市场中所取得的进展付诸东流[3]。在巅峰时期，私营企业占据了25%的航天器发射任务，而政府则承担了另外75%的任务[1]。然而，自2000年以来，私营企业和政府在太空领域的活动比例发生了逆转。2000年，美国政府在每年发射的航天器数量方面仍居世界首位，他们负责为国际空间站、通信卫星和地球观测卫星发射组件，但情况已经开始发生变化。大约在2002年，一家名为太空探索技术公司的私营企业成立了。该公司成立的目的是大幅降低发射成本。起初，SpaceX面临来自联合发射联盟等老牌企业以及Scaled Composites等新进入者的竞争，但他们还是成功建立了客户群体。这些客户最初主要是美国政府机构，但随着多次失败尝试后接连取得成功，SpaceX逐渐占据了主导市场地位。到2023年，SpaceX发射的航天器数量超过了任何其他企业[5]，而在2024年，其发射的航天器数量更是超过了所有其他企业的总和。2024年发射的航天器中，大部分是为商业公司服务的[5]。因此，到2024年，政府与私营企业所发射的航天器比例已经从原来的25%私营、75%政府，转变为75%私营、25%政府[1]、[3]。此外，SpaceX还在努力研发下一代火箭“星舰”，该火箭有望一次性将100公吨（100,000千克）的载荷送入近地轨道[6]。如果“星舰”能以与其他SpaceX火箭相同的频率发射，那么仅SpaceX一家企业每年就能将13,000公吨的航天器送入轨道。对于重量为100千克的航天器来说，这意味着每年可以发射超过130,000颗航天器。因此，预计未来几年发射市场的变化将进一步加速。这代表着太空产业将迎来一场重大的变革。太空经济的增长速度之快是历史上前所未有的，而且自2000年电信行业低迷期结束以来，它不再受制于政府的限制。要实现这一潜力，就必须有效管理这一变革过程。过去，政府可能会花费数百万甚至数十亿美元研制航天器，结果却因性能不佳而无法正常运行。例如，20世纪90年代末，NASA发射了两颗用于研究火星的航天器：“火星气候轨道器”和“火星极地着陆器”[7]。这两颗航天器都未能完成任何任务目标。“火星气候轨道器”因为其导航软件使用了错误的单位而坠毁在火星表面；“火星极地着陆器”则因软件测试不足而坠毁[7]。每颗航天器的成本至少为1亿美元，按今天的汇率计算则约为2亿美元。这在两种情况下都造成了巨大的经济损失。进一步调查发现，这两颗航天器失败的一个原因就是项目经理与项目技术负责人之间的互动不当[7]。对于“火星气候轨道器”而言，其导航软件使用错误单位，而内部检查并未发现负责制造航天器的承包商使用了错误单位。项目成功需要项目经理和项目技术负责人共同承担责任；双方都未能确保承包商使用正确单位，很可能就是由于他们之间的互动存在问题。至于“火星极地着陆器”，调查人员表示：“进度、成本、科学任务要求以及运载火箭的约束条件都是充足的。唯一剩下的变量就是风险。因此，项目管理面临着如何控制过高风险的问题。”[7]如果项目技术负责人与项目经理之间的互动能够得到有效管理，项目技术负责人或许能够更有效地把控科学任务要求和运载火箭的约束条件，从而减少项目经理不得不处理的过高风险。这样或许就能使项目取得成功。因此，正如“火星极地着陆器”的例子所示，项目技术负责人与项目经理之间的互动对于项目成功至关重要。在本研究中，我们对项目经理和项目技术负责人的定义如下：项目经理是负责航天器项目执行的个人，其职责包括：(1)管理资源；(2)管理进度（包括设定里程碑、进行评审、确保项目按时完成）；(3)寻求外部指导；(4)确保所有项目团队之间高效协作。不同组织的项目经理具体职责可能有所不同，但应涵盖上述责任领域。与项目经理相比，项目技术负责人的职责包括：(1)遵循组织的工程流程（涉及设计、制造、合格评定和运行环节）；(2)制定可追溯且可验证的要求；(3)应用从其他项目中总结的经验教训；(4)在所有技术领域推行最佳实践。项目技术负责人通常会向项目经理汇报其职责范围内的各项任务，同时还会对技术风险进行深入评估。正如“火星气候轨道器”和“火星极地着陆器”的案例所示，项目经理与项目技术负责人之间的有效协作是确保任务成功的关键。随着新兴太空产业即将大幅增加航天项目的类型和数量，确保项目经理与项目技术负责人之间保持良好的互动关系比以往任何时候都更为重要。因此，本文探讨了项目经理和项目技术负责人的角色与职责，以及确保他们在各类航天项目中实现高效互动的方法。本研究发现了项目经理和项目技术负责人所具备的若干关键特征，以及他们之间互动所必需的特征。此外，本研究还提出了一组旨在改善项目经理与项目技术负责人之间协作的建议，这些建议将在文章末尾给出。这些建议侧重于可在组织和个体层面实施的变革。材料与方法本研究从三个方面收集数据。第一方面是文献资料。我们将展示对相关文章、文件、标准以及航天器设计流程历史的文献综述结果。第二方面是23位曾在太空项目中担任项目经理、项目技术负责人或两者兼职的人士的意见。这些意见是通过调查（13人）和系列访谈（10人）收集的。第三方面是作者本人的专业工作经验。结果与讨论在本文中，项目经理的职责主要与项目执行相关，包括进度管理、资源分配、利益相关者协调以及整体项目交付。相比之下，项目技术负责人的职责主要涉及技术完整性、工程合规性、任务保障以及独立的技术风险评估。虽然在整个航天器开发过程中，项目经理与项目技术负责人之间需要密切协作，尤其是在规模较小的项目中……建议在总结了文献回顾、参与者调查和专业访谈的结果之后，我们现在提出一系列旨在改善项目经理与项目技术负责人之间互动关系的建议。总体而言，这些建议强调项目经理与项目技术负责人之间的关系应是协作式的，而非对抗性的。下图总结了本研究的关键发现与本节中讨论的相应组织层面及个人层面的建议之间的关系。

结论
本研究探讨了项目经理与项目技术负责人之间的协作如何影响航天器开发的结果。通过文献研究、访谈以及调查结果可以看出，两者之间的关系需要在监督、信任以及共同决策之间找到平衡。虽然明确的角色分工是必要的起点，但有效的协作关系离不开良好的沟通、相互信任，以及妥善处理贡献度的问题。

作者贡献声明
Raihana Shams Islam：资源获取、方法设计、数据整理、概念构建。
Arthur Lacombe：写作——审稿与编辑、写作——初稿撰写、可视化处理、验证工作、软件使用、资源协调、项目管理、方法设计、调查研究、正式分析、数据整理、概念构建。
Isobel Haddow：资源获取、数据整理。
Nathan Schilling：写作——审稿与编辑、写作——初稿撰写、调查研究、正式分析、数据整理。
Shunichiro Ide：监督工作。

利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

致谢
我们想感谢我们的项目导师，NASA工作人员Eric Alexander。