方漪 王羲翰 于海霞 （ 中國空間技術(shù)研究院， 北京空間科技信息研究所）

航天是高風(fēng)險的科學(xué)探索活動，在各類航天活動中，對太陽系及更遠(yuǎn)太空的探索任務(wù)難度大，風(fēng)險高，面臨來自技術(shù)、政策、人員、環(huán)境、資源等很多不確定因素的影響。以月球探測為例，截至2019年底，全球共實施月球探測任務(wù)122 次，其中任務(wù)成功或部分成功63 次，任務(wù)失敗59 次；2019年，印度的月船－2（Chandrayaan－2）任務(wù)落月失敗，再一次說明在探索宇宙的活動中，必須將風(fēng)險管理作為核心要素。美國國家航空航天局（NASA）在長期的空間探測任務(wù)中，開展了大量研究與實踐，成功將風(fēng)險管理的理念、方法和工具應(yīng)用在空間探索任務(wù)的全過程之中，為保障任務(wù)成功提供關(guān)鍵支撐[1]。

1 NASA 風(fēng)險管理的理念方法

NASA 通過長期任務(wù)實踐發(fā)現(xiàn)，一項空間探測任務(wù)面臨的主要風(fēng)險包括四個方面：一是設(shè)備故障導(dǎo)致探測器功能降級或失效；二是外部環(huán)境和事件影響，例如地震、洪水等自然災(zāi)害對研制任務(wù)的影響；三是人員失誤風(fēng)險，主要是操作失誤、判斷失誤、消極怠工；四是組織機構(gòu)風(fēng)險，如內(nèi)部溝通不暢，責(zé)任界面不清、管理維度缺失、整體員工士氣不足，員工專業(yè)技能和培訓(xùn)不足等。

為有效應(yīng)對這些風(fēng)險，NASA 制定了面向航天項目管理的一套成熟的風(fēng)險管理系統(tǒng)，從研制進度、人力資源、技術(shù)、機構(gòu)配置、安全、環(huán)境、成本預(yù)算這七個方面開展風(fēng)險管理，使風(fēng)險管理系統(tǒng)成為航天項目控制、系統(tǒng)工程和安全與任務(wù)保障的有機組成部分[2]。

在航天項目風(fēng)險管理中，NASA 在項目全生命周期各階段按照分級分類的方式進行風(fēng)險識別和管理，對風(fēng)險進行優(yōu)先級排序，定期評估風(fēng)險和風(fēng)險管理控制的有效性，強化風(fēng)險管理信息溝通的軟硬件，從而提高NASA 風(fēng)險管理的決策質(zhì)量，確保航天項目的目標(biāo)任務(wù)實現(xiàn)。

具體而言，NASA 風(fēng)險管理系統(tǒng)包括基于風(fēng)險信息的決策（RIDM）和持續(xù)風(fēng)險管理（CRM）?；陲L(fēng)險信息的決策分三步：識別航天項目的備選方案；對備選方案進行風(fēng)險分析；對基于風(fēng)險信息的備選方案進行選擇[3]。

NASA 的持續(xù)風(fēng)險管理由風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險緩釋計劃、風(fēng)險跟蹤、風(fēng)險控制、溝通和記錄六大模塊構(gòu)成，具體流程形成一個類似“計劃-執(zhí)行-檢查-處理”（PDCA）的閉環(huán)管理：

NASA 風(fēng)險管理的主要領(lǐng)域和流程

1）制定風(fēng)險管理計劃。執(zhí)行成功的風(fēng)險管理所必需的前期活動，需要根據(jù)航天項目的目標(biāo)、任務(wù)特點、過程控制需求以及風(fēng)險管理策略、資源和方法來制定風(fēng)險管理計劃。

2）開展風(fēng)險識別。對發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險進行持續(xù)的識別和記錄。通過研究歷史數(shù)據(jù)，采訪專家，對比目標(biāo)和現(xiàn)有能力，判斷指標(biāo)趨勢等方法來識別風(fēng)險。

3）進行風(fēng)險評估和分析。對風(fēng)險發(fā)生的概率、影響和時間表進行評估，并對相關(guān)風(fēng)險進行分類和優(yōu)先級排序。需要確定風(fēng)險的原因、條件、可能性、后果、風(fēng)險敞口等；評估中使用風(fēng)險矩陣、風(fēng)險指標(biāo)評估、多屬性決策等定性或定量分析評估方法。

4）實施風(fēng)險應(yīng)對。根據(jù)項目目標(biāo)、資源和風(fēng)險評估結(jié)果，制定風(fēng)險應(yīng)對計劃。首先指定風(fēng)險責(zé)任人，然后選擇或重新設(shè)計風(fēng)險應(yīng)對備選方案，通過評估和權(quán)衡，確定最佳解決方案，制定風(fēng)險應(yīng)對計劃。

5）跟蹤和控制風(fēng)險。跟蹤風(fēng)險變化情況及風(fēng)險應(yīng)對計劃的實施狀態(tài)，并根據(jù)需要采取糾正措施來控制風(fēng)險。

6）風(fēng)險管理溝通和記錄。在風(fēng)險管理全流程持續(xù)記錄風(fēng)險變化和管理實施情況，為管理決策提供支持；主要通過表格等方式將風(fēng)險管理活動中的風(fēng)險、分析、處理/行動數(shù)據(jù)進行記錄整理，輸出風(fēng)險管理數(shù)據(jù)庫報告、狀態(tài)報告、跟蹤日志等[4]。

在管理工具層面，NASA 的風(fēng)險管理工具分為定量和定性兩類，定量分析工具包括基于統(tǒng)計分析的風(fēng)險評估模型和風(fēng)險分析技術(shù)，例如概率風(fēng)險評價（PRA）；基于原因和影響的風(fēng)險分析，例如影響和關(guān)鍵性分析（FMECA）以及基于系統(tǒng)工程的風(fēng)險識別與分析等。定性分析工具包括失效模型與影響分析（FMEA），故障樹分析（FTA）、風(fēng)險評估分類（RAC）、頭腦風(fēng)暴法、危險程度分析法、關(guān)聯(lián)度分析法、過程映射分析法、基于分類的問卷調(diào)查法、帕累托分析法等[5]。

2 NASA 空間探測任務(wù)中的風(fēng)險管理

空間探測任務(wù)中開展風(fēng)險綜合量化分析

NASA 在空間探測任務(wù)中，注重分析與航天器設(shè)計、生產(chǎn)、測試和驗證相關(guān)的典型風(fēng)險因素對多階段項目的影響，確保每個里程碑按進度和質(zhì)量完成。

以NASA 的獵戶座探測任務(wù)為例，該任務(wù)要完成“三步走”：第一步是無人飛行測試－1（EFT－1），將開展繞地軌道5800km 高度飛行并再入返回；第二步是探測任務(wù)－1（EM－1），將開展為期25天的無人繞月往返任務(wù)；第三步是探測任務(wù)－2（EM－2），計劃在2021年實現(xiàn)近地小行星的載人探測任務(wù)。獵戶座探測任務(wù)階段多時間跨度長，風(fēng)險管理難度大，NASA 在項目中運用風(fēng)險矩陣和風(fēng)險分析軟件實現(xiàn)綜合風(fēng)險識別和分析。

風(fēng)險矩陣是常用的風(fēng)險評估工具，通過風(fēng)險發(fā)生概率和風(fēng)險影響兩個指標(biāo)來描述風(fēng)險。風(fēng)險發(fā)生概率評級從1 到5 不斷提高，概率小于10-6幾乎不會發(fā)生的風(fēng)險評級為1，概率大于0.1 很有可能發(fā)生的概率評級為5。風(fēng)險影響評級從1 到5 不斷上升，對人身安全、設(shè)備、人員健康、探測環(huán)境、任務(wù)成果、成本、進度等幾乎無影響的可忽略風(fēng)險影響評級為1，對人身安全、設(shè)備、人員健康和自然環(huán)境產(chǎn)生重大威脅、任務(wù)失敗、成本過高導(dǎo)致任務(wù)取消、里程碑延期5 個多月或任務(wù)取消的關(guān)鍵風(fēng)險影響評級為5。識別的風(fēng)險、發(fā)生概率和風(fēng)險影響評級來自于過去40年中NASA 空間探測任務(wù)的歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，以及本次任務(wù)中工程師和項目管理人員的意見。

NASA 的工程設(shè)計人員完成這兩個指標(biāo)的評級后，可以建立一個發(fā)生概率和風(fēng)險影響的風(fēng)險矩陣，得到各個風(fēng)險的級別。文中例舉的風(fēng)險矩陣中，每個方框代表一個風(fēng)險級別(例如：低、中、高)，有時使用顏色表示(例如：綠色、黃色、紅色)，風(fēng)險級別越高，解決這個問題就越緊迫和重要。在此基礎(chǔ)上進行風(fēng)險等級排序，判斷哪些是高等級風(fēng)險，據(jù)此開展資源的配置。

在風(fēng)險評估過程中，NASA 還使用量化風(fēng)險分析軟件，建立風(fēng)險模型，有效提升定量分析效率,如創(chuàng)建綜合進度時間表，為每個子任務(wù)分配一個風(fēng)險評分，預(yù)估完成各個里程碑最小、最大和最可能的時間，建立進度風(fēng)險評估模型，計算對具體任務(wù)進度風(fēng)險的連續(xù)分布，還可以計算不同風(fēng)險級別任務(wù)的比例和數(shù)量[6]。

NASA 確定的空間探測任務(wù)風(fēng)險等級

多部門、國際合作項目的風(fēng)險管理協(xié)作

國際合作是空間探測任務(wù)的常見模式，共享資源、共擔(dān)風(fēng)險，但國際合作也面臨多方管理協(xié)作溝通等方面的要求和挑戰(zhàn)，處理不好，可能引入新的風(fēng)險，甚至影響任務(wù)成敗。因此，國際合作開展的空間探測任務(wù)中，風(fēng)險管理的協(xié)同就非常重要。

以“卡西尼- 惠更斯”（Cassini-Huygens）土衛(wèi)六探測任務(wù)為例，該任務(wù)是NASA 和歐洲航天局（ESA）的國際合作探索項目，將探測土星、土星環(huán)及其衛(wèi)星，參與該項目的專家來自美國和歐洲的16 個國家?！翱ㄎ髂帷避壍捞綔y器由NASA 研制，承擔(dān)環(huán)繞土星飛行和中繼通信任務(wù)；“惠更斯”著陸器由ESA 研制，在飛到土衛(wèi)六時脫離“卡西尼”軌道探測器并在其表面著陸。

NASA 的風(fēng)險管理工作集中在“卡西尼-惠更斯”整體飛行器的發(fā)射和軌道調(diào)整上；ESA 主要關(guān)注處理“惠更斯”著陸器所特有的風(fēng)險。兩個機構(gòu)都在積極開展任務(wù)全過程的風(fēng)險管理，并通過國際合作形成風(fēng)險管理協(xié)作，從而主動識別、評估和管理任務(wù)風(fēng)險。

NASA 和ESA 的風(fēng)險管理協(xié)作首先是在風(fēng)險識別與評估領(lǐng)域。NASA 和ESA 聯(lián)合組建風(fēng)險管理小組，定期對現(xiàn)有和潛在的風(fēng)險跟蹤評估。NASA 每季度安排風(fēng)險小組會議，全面評估系統(tǒng)中的風(fēng)險和優(yōu)先級并討論風(fēng)險緩釋方案。ESA 協(xié)同主承包商、每個分系統(tǒng)小組的專家對任務(wù)的風(fēng)險進行評估。兩者共同識別和評估“惠更斯”著陸器脫離“卡西尼”軌道探測器和信號中繼的風(fēng)險。

其次是風(fēng)險分析的協(xié)同。NASA 每季度記錄風(fēng)險指標(biāo)的變化趨勢，開發(fā)了一個3×4 的風(fēng)險矩陣。ESA 開發(fā)了一個5×5 風(fēng)險矩陣,結(jié)合NASA 已確定的風(fēng)險，基于ESA 標(biāo)準(zhǔn)重新評估并將其納入ESA 風(fēng)險管理工作。NASA 和ESA 團隊定期同步項目計劃，NASA 每季度記錄風(fēng)險指標(biāo)并同步給ESA，將其納入ESA 風(fēng)險管理數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)雙方信息無縫鏈接和風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)的互通協(xié)同。

NASA 和ESA 的風(fēng)險量化標(biāo)準(zhǔn)

NASA 和ESA 還制訂了“卡西尼-惠更斯”項目行動計劃協(xié)調(diào)機制（MOP）。該機制可以讓兩個團隊的成員隨時獲得操作計劃狀態(tài)和結(jié)果并進行溝通和審查，還通過對任務(wù)需求和研制活動的清晰定義減少了誤解的風(fēng)險。通過制定聯(lián)合時間表和行動計劃，消除機構(gòu)間的方案偏差，緊急情況下可以按約定的行動計劃執(zhí)行。MOP 作為風(fēng)險評估和風(fēng)險緩解方面的指導(dǎo)性文件，有效地促進了兩個機構(gòu)協(xié)作風(fēng)險的管理。[7]

3 NASA 風(fēng)險管理工作的啟示

空間探測是航天活動中風(fēng)險比較高的一類，做好風(fēng)險管理工作更為重要。美國和歐洲國家在空間探測領(lǐng)域風(fēng)險管理積累了大量經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，建立了覆蓋探測任務(wù)全周期的風(fēng)險管理方法，很多做法值得我們研究、學(xué)習(xí)和借鑒。這些管理方法主要集中在四個方面：一是風(fēng)險管理有機融入宇航研制項目管理流程，已經(jīng)與項目管理、系統(tǒng)工程和任務(wù)安全保證等管理有效對接，嵌入到項目進度、成本預(yù)算、技術(shù)攻關(guān)、系統(tǒng)研制、人員隊伍等各類要素的管理和控制之中；二是關(guān)注深空環(huán)境、航天員安全等方面的特有風(fēng)險因素的影響；三是建立基于歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)建模和量化分析的風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險應(yīng)對策劃、風(fēng)險實施與跟蹤，效果評估與控制閉環(huán)管理；四是注重多國別、多機構(gòu)的風(fēng)險信息溝通與管理協(xié)同方法開發(fā)與應(yīng)用。