程大林,田玉蓉,司群英,張 鷺,任京濤

(北京宇航系統(tǒng)工程研究所,北京 100076)

0 引 言

在項目管理的各個階段，總是面臨著各種各樣的風(fēng)險，總體上講，風(fēng)險是客觀存在、不可避免的，因此風(fēng)險只能被期望降低到最小的程度，而不能被完全消除[1]。航天項目往往具有規(guī)模龐大、系統(tǒng)環(huán)節(jié)多、研制和生產(chǎn)周期長等特點[2]，這些特點決定了其涉及面廣、資金規(guī)模大、參與人員多，其中任何一個環(huán)節(jié)如果出了問題，都可能會導(dǎo)致航天器性能下降、研制周期加長、研制經(jīng)費超支，甚至任務(wù)失敗，帶來重大的政治影響。鑒于航天項目的高風(fēng)險，必須對其風(fēng)險管理問題開展深入的研究。

1 風(fēng)險管理概述

1.1 風(fēng)險的概念

美國項目管理協(xié)會(PMI)曾定義風(fēng)險為“項目實施過程中不確定實踐的機會對項目目標產(chǎn)生的累積不利影響結(jié)果?！盵3]我國杜端甫教授認為風(fēng)險是指損失發(fā)生的不確定性，是人們因?qū)ξ磥硇袨榈臎Q策及客觀條件的不確定性而可能引起的后果與預(yù)定目標發(fā)生多種負偏離的總和，并給出了數(shù)學(xué)公式：R=f(P,C)，其中，R指風(fēng)險，P指不利事件發(fā)生的概率，C指不利事件產(chǎn)生的影響[4]。

1.2 國外航天項目風(fēng)險管理概述

1986年以前，NASA很少采用定量的方法對風(fēng)險進行分析，直到“挑戰(zhàn)者”號航天飛機爆炸事故發(fā)生后，NASA才認識到了定性分析方法的不足，并于1998年開始引入持續(xù)風(fēng)險管理的理論與方法(Continuous Risk Management，CRM)，CRM包括六大模塊，分別為風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險規(guī)劃、風(fēng)險追蹤和風(fēng)險控制模塊，其在風(fēng)險過程中首尾相連，具體見圖1；1999年NASA在應(yīng)用CRM的基礎(chǔ)上，引入概率風(fēng)險評估理論與方法(Probabilistic Risk Analysis，PRA)，并于2002年3月發(fā)行針對各項目經(jīng)理的PRA手冊[5]。

圖1 CRM基本流程及模塊

當前，NASA風(fēng)險管理的思路是將CRM和PRA相結(jié)合，利用PRA估計風(fēng)險發(fā)生的概率，估算風(fēng)險等級和風(fēng)險影響，力求用定性和定量結(jié)合的手段把握項目風(fēng)險發(fā)生規(guī)律及其可能造成的影響，構(gòu)建動態(tài)風(fēng)險管理的程序和組織[6]。

ESA主要吸收了美國的概率風(fēng)險分析技術(shù)，并對這些技術(shù)的具體內(nèi)容進行了改進。通過對項目的定量風(fēng)險分析，實現(xiàn)對產(chǎn)品保證和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷改進等。PRA方法在ESA中已經(jīng)廣泛應(yīng)用于對航天系統(tǒng)進行安全性分析，取得了令人滿意的結(jié)果，并且ESA已形成了應(yīng)用PRA方法進行航天系統(tǒng)安全性分析的標準，另外，隨著近年來計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機仿真技術(shù)進入風(fēng)險管理領(lǐng)域，并開始發(fā)揮重要的作用，一系列風(fēng)險管理軟件及模型的成功應(yīng)用就是例證[7]。

航天項目具有關(guān)鍵技術(shù)多、系統(tǒng)復(fù)雜、不確定因素多等特點，是高風(fēng)險的復(fù)雜工程研制項目。所以風(fēng)險管理對于航天項目來講尤其重要，航天項目對風(fēng)險管理提出了極大的挑戰(zhàn)[8]。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，風(fēng)險一旦被識別和分析出來，采取措施將其影響降低到最小并不是難事，所以風(fēng)險的有效識別是所有航天項目風(fēng)險管理中最根本的環(huán)節(jié)，也是風(fēng)險管理體系中最重要的研究內(nèi)容。由于航天項目研制全過程中風(fēng)險無處不在，所以風(fēng)險識別也是一項貫穿于項目研制全過程的風(fēng)險管理工作，是基于全局性、動態(tài)性的工作。本人認為風(fēng)險識別和分析方法很多，也各有特點，沒有哪一種方法適用于各種情況的全部風(fēng)險識別，也就是說風(fēng)險識別和分析沒有一個最好的方法，只有更適合。本文即針對某航天項目，提出了一種新的技術(shù)風(fēng)險分析線索模型，并在應(yīng)用中取得了良好的效果。

2 航天項目研制風(fēng)險的特點

(1)不確定性

航天型號研制項目的風(fēng)險，沒有人能夠準確預(yù)言。雖然大家根據(jù)長期的研制經(jīng)驗和類似的數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)許多事物的發(fā)生和發(fā)生規(guī)律，但這只是統(tǒng)計規(guī)律，每個風(fēng)險事件的發(fā)生都是偶然的，而型號對風(fēng)險事故是零容忍的。

(2)概率性

由于航天項目研制屬于高新技術(shù)行列，我國的技術(shù)水平尚未達到完全掌握的程度，特別是在新型號上需要進行攻關(guān)，沒有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和經(jīng)驗。研制過程中必然存在高概率的風(fēng)險。

(3)規(guī)律性

雖然單個風(fēng)險事件的發(fā)生是不確定的，但是歷史航天型號研制風(fēng)險的發(fā)生是具有統(tǒng)計規(guī)律的。例如，采用需要攻關(guān)的新技術(shù)必然會成為技術(shù)風(fēng)險，整個研制過程中風(fēng)險出現(xiàn)的概率逐漸降低，不良的項目管理也必然會帶來大量風(fēng)險，風(fēng)險的發(fā)生具有漸進性和階段性等。

(4)可控性

絕大部分航天型號研制風(fēng)險的發(fā)生具有漸進性和階段性，我們對待風(fēng)險不是無能為力的，只要我們采取正確的方法，大多數(shù)風(fēng)險都可以得到控制，能夠規(guī)避、化解，至少可以減少風(fēng)險帶來的損失。

(5)與研制過程的關(guān)聯(lián)性

航天型號研制各階段可能出現(xiàn)的風(fēng)險類別不同，隨著項目的進展，風(fēng)險發(fā)生的概率逐漸減少，處理風(fēng)險的成本大幅升高，風(fēng)險事件隨研制進程的變化如圖2所示。

圖2 研制過程風(fēng)險事件圖

3 風(fēng)險分析工作思路

風(fēng)險識別和分析是風(fēng)險工作的核心，是風(fēng)險管控的基礎(chǔ)，型號研制中只有盡可能全面、準確的識別任務(wù)中的風(fēng)險項目才能夠進行控制和評價。項目風(fēng)險管理團隊充分學(xué)習(xí)和吸收各級別和其他項目風(fēng)險

工作標準、規(guī)范、經(jīng)驗，結(jié)合某航天型號系統(tǒng)復(fù)雜、接口眾多、環(huán)境惡劣的典型特點，在對研制過程中的技術(shù)設(shè)計、產(chǎn)品狀態(tài)、操作過程和管理過程充分掌握的基礎(chǔ)上，利用各種方法進行全壽命周期、全系統(tǒng)全方位的風(fēng)險分析。圍繞風(fēng)險識別“全面性、準確性”核心目標，按照“強化細節(jié)、突出重點”工作原則，以“兩個抓手、五個維度”開展風(fēng)險分析工作。

(a)兩個抓手。通過建立故障樹，識別出全系統(tǒng)的關(guān)鍵、重要及薄弱環(huán)節(jié)，形成風(fēng)險工作的工作重點；通過建立風(fēng)險樹，識別出全系統(tǒng)技術(shù)、產(chǎn)品、操作的最小單元，確保各項風(fēng)險得到全面暴露；

(b)五個維度。根據(jù)技術(shù)、產(chǎn)品、操作、管理四類風(fēng)險的特點，分別以技術(shù)成熟程度、過程質(zhì)量控制、量化檢查確認、管理規(guī)范完善為切入點，形成了各類風(fēng)險分析的五個維度，并制訂了相關(guān)的風(fēng)險線索。

圖3 “兩個抓手、五個維度”風(fēng)險分析思路

4 風(fēng)險識別與分析方法

4.1 建立全系統(tǒng)故障樹

故障樹方法以通過假設(shè)的任務(wù)試驗?zāi)康娘L(fēng)險作為“頂事件”，將風(fēng)險形成的原因由總體到分系統(tǒng)按樹枝形狀進行細化，分析可導(dǎo)致該風(fēng)險產(chǎn)生的“底事件”，以識別出風(fēng)險分析和控制的薄弱環(huán)節(jié)和工作重點，并在后續(xù)風(fēng)險樹中作為重點項目進行細化分解和識別，見圖4。

圖4 頂層故障樹示意圖

4.2 建立全系統(tǒng)風(fēng)險樹

以全系統(tǒng)為研究對象，從技術(shù)、產(chǎn)品、操作各方面將全箭分解到最小單元，形成全系統(tǒng)風(fēng)險樹。其中技術(shù)的最小單元為單機產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)，產(chǎn)品的最小單元為單機產(chǎn)品的工藝環(huán)節(jié)、操作的最小單元為操作工序的單步動作。按照前述風(fēng)險分析的五個維度，以風(fēng)險樹建立的全系統(tǒng)風(fēng)險節(jié)點為基礎(chǔ)，以故障樹識別出的薄弱環(huán)節(jié)為重點，進行全面風(fēng)險評估，見圖5。

圖5 某單機產(chǎn)品風(fēng)險樹示意圖

4.3 技術(shù)風(fēng)險分析線索模型的建立

以技術(shù)風(fēng)險分析為例，技術(shù)風(fēng)險的影響要素主要包括：功能、性能、系統(tǒng)構(gòu)成、結(jié)構(gòu)布局、接口關(guān)系、環(huán)境適應(yīng)性、分析計算過程、試驗驗證閉合。因此對于技術(shù)風(fēng)險，重點關(guān)注功能性能設(shè)計正確性、技術(shù)方

案正確性、參數(shù)使用正確性、時序鏈路匹配性、環(huán)境條件正確及試驗充分性、環(huán)境適應(yīng)性、設(shè)計可靠性及安全性、技術(shù)狀態(tài)變化、復(fù)核復(fù)算情況等。

技術(shù)風(fēng)險識別共形成14條線索，包括：

(1)首次應(yīng)用的線索：線索A-新技術(shù)；B-新材料；C-新環(huán)境；D-新狀態(tài)；

(2)試驗不夠的線索：線索E-接口設(shè)計正確性；F-時序鏈路匹配性；G-地面試驗充分性；

(3)余度不足的線索：線索H-I、II類單點故障；線索I-可靠性；線索J-安全性；線索K-故障預(yù)案；線索L-設(shè)計裕度；

(4)專家意見的線索：線索M-設(shè)計復(fù)核復(fù)算及獨立評估；

(5)歷史故障的線索：線索N-設(shè)計質(zhì)量問題。

分別對此14條線索進行細化分解，即可通過風(fēng)險線索共識別出風(fēng)險項目。

圖6 技術(shù)風(fēng)險分析線索模型示意圖

4.4 技術(shù)風(fēng)險分析線索模型的應(yīng)用

以“線索A：新技術(shù)”為例，某航天型號在研制過程中，采用了大量的新技術(shù)，針對各項技術(shù)的特點、難點，對關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)梳理。型號研制過程中，始終把關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)作為風(fēng)險辨識的主線，重點針對歷史上首次應(yīng)用的新技術(shù)、技術(shù)方法不成熟的技術(shù)開展風(fēng)險識別。

通過本項風(fēng)險線索共識別出風(fēng)險項目3項，如表1所示。

應(yīng)用技術(shù)風(fēng)險分析線索模型，可對項目的技術(shù)風(fēng)險進行全面的分析，使項目未知的風(fēng)險浮出水面，針對分析出來的風(fēng)險項目，項目團隊可通過設(shè)計分析、仿真計算、地面試驗及其他措施最大限度地對風(fēng)險項目進行避免、消除、降低、控制，從而確保航天項目的順利實施。

表1 新技術(shù)風(fēng)險項目

5 結(jié) 語

項目管理的實踐中，風(fēng)險管理最是無形，只有“尊經(jīng)驗、善綢繆、有遠慮”，才能“無后患”。航天項目作為一種規(guī)模大、科技含量高、涉及人員多、社會影響大的特殊項目，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，航天發(fā)射沒有60分，只有0分和100分，一旦出現(xiàn)問題，就可能帶來巨大的經(jīng)濟損失、人員傷亡和政治影響。所以航天項目的風(fēng)險分析與管理工作需要持續(xù)深入研究和開展，本文以某航天項目為背景，圍繞風(fēng)險識別“全面性、準確性”核心目標，按照“強化細節(jié)、突出重點”工作原則，以“兩個抓手、五個維度”開展風(fēng)險分析工作，建立了項目技術(shù)風(fēng)險分析線索模型，并成功應(yīng)用，對航天項目的風(fēng)險識別和分析提供了新的思路。