韓志超 王建鐸 朱軍

(航天工程大學(xué)，北京 102200)

0 引言

航天項(xiàng)目通常具有規(guī)模大、周期長(zhǎng)、系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn)，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)較大且難以度量，如設(shè)計(jì)缺陷、成本超支、研發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)不足等。上述風(fēng)險(xiǎn)因素輕則導(dǎo)致研制項(xiàng)目拖延，重則導(dǎo)致研制項(xiàng)目終止。因此，航天項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成為航天項(xiàng)目管理的重點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)，航天研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法不斷豐富和完善。例如，李合平等[1]利用模糊綜合評(píng)價(jià)法分析了某火箭武器研制過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)，為后續(xù)研制過(guò)程提供了重要參考；王曉燁[2]運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法分析了航天制冷系統(tǒng)研制風(fēng)險(xiǎn)；雷曉剛[3]運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法分析了大型航空航天項(xiàng)目開(kāi)發(fā)研制的風(fēng)險(xiǎn)；熊杰等[4]運(yùn)用層次分析法和風(fēng)險(xiǎn)矩陣法分析了航空航天開(kāi)發(fā)研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)；為了擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)度范圍，楊亞琴等[5]提出了基于不完全語(yǔ)言信息的航天研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法；為了充分挖掘風(fēng)險(xiǎn)影響因素之間的關(guān)系，李保平[6]使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)裝甲裝備研制項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；為了分析開(kāi)發(fā)研制過(guò)程某特定風(fēng)險(xiǎn)影響因素，徐吉輝等[7]提出改進(jìn)的蒙特卡羅法，分析機(jī)翼研制項(xiàng)目費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)；王鋒[8]等使用聚類(lèi)分析方法對(duì)火箭武器研制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

通過(guò)梳理和分析航天研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究成果發(fā)現(xiàn)，雖然風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣法是武器裝備研制項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的常用方法[9]，但是該方法無(wú)法有效提取各種風(fēng)險(xiǎn)影響因素之間的隱藏性信息，評(píng)估手段較為單一?；诖?，本文首先通過(guò)識(shí)別航天研制項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)影響因素，采用模糊集理論獲取各風(fēng)險(xiǎn)影響因素的發(fā)生概率(L)和風(fēng)險(xiǎn)后果嚴(yán)重程度(S)；其次，利用DEMATEL方法[10]分析各風(fēng)險(xiǎn)影響因素的原因度，修正初始風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的嚴(yán)重度；最后，通過(guò)VIKOR方法[11]對(duì)風(fēng)險(xiǎn)影響因素的群體效益值、最大遺憾值和綜合評(píng)估值進(jìn)行評(píng)估。

1 航天工程研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

首先，通過(guò)頭腦風(fēng)暴法確定潛在的風(fēng)險(xiǎn)影響因素，并通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查法獲得各風(fēng)險(xiǎn)影響因素的L和S初始值；其次，利用DEMATEL方法分析風(fēng)險(xiǎn)影響因素的相互關(guān)系，得出各風(fēng)險(xiǎn)影響因素原因度，對(duì)S初始值進(jìn)行調(diào)整；最后，通過(guò)VIKOR方法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)影響因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。航天工程研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型如圖1所示。

2 基于模糊DEMATEL方法的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

DEMATEL方法是一種能夠有效解決各種復(fù)雜難題的方法，已經(jīng)成功應(yīng)用于較多領(lǐng)域，如定價(jià)決策[12]、工程建筑[13]、軟件應(yīng)用[14]和環(huán)境保護(hù)[15]等。通過(guò)分析和評(píng)估某個(gè)問(wèn)題中各風(fēng)險(xiǎn)影響因素之間的邏輯關(guān)系與直接作用影響矩陣，計(jì)算得到每個(gè)影響因素對(duì)其他影響因素的影響程度、被作用的影響程度和原因程度。由于多數(shù)被評(píng)估的事物具有模糊性，通過(guò)直覺(jué)模糊理論能夠有效提取無(wú)法量化表示的信息，因此將DEMATEL法與直覺(jué)模糊理論相結(jié)合，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)影響因素進(jìn)行量化分析。具體步驟如下：

(1)組織專(zhuān)家對(duì)航天研制項(xiàng)目存在的風(fēng)險(xiǎn)影響因素進(jìn)行分析，得到n種潛在風(fēng)險(xiǎn)影響因素mi(1

(2)分析風(fēng)險(xiǎn)影響因素間的相互影響，得到風(fēng)險(xiǎn)影響因素直接影響矩陣A，即

(1)

(3)將直接影響矩陣進(jìn)行歸一化處理，得到規(guī)范直接影響矩陣N。公式如下

(2)

(3)

(4)計(jì)算綜合作用矩陣。將規(guī)范直接影響矩陣連續(xù)自乘，矩陣中的所有值均趨近0，即影響要素之間增加的間接影響趨近0。將全部間接影響相加得到矩陣T，即

T=(N1+N2+…+Nk)

(4)

當(dāng)k趨近無(wú)窮大時(shí)，得到

T=N(I-N)-1

(5)

(5)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)影響因素的影響度、被影響度和原因度。

1)影響度。矩陣T各個(gè)行值之和，表示風(fēng)險(xiǎn)影響因素i對(duì)其他所有風(fēng)險(xiǎn)影響因素的綜合影響度量值，記為Di。

2)被影響度。矩陣T各列值之和，表示風(fēng)險(xiǎn)影響因素i受到所有其他風(fēng)險(xiǎn)影響因素的綜合影響度量值，記為Ci。

3)原因度。將風(fēng)險(xiǎn)影響因素i的影響度和被影響度相減得到該因素的原因度，記為Ki。當(dāng)原因度大于0時(shí)，表示因素i對(duì)其他影響因素影響較大，可稱(chēng)為原因因素或影響因素；反之，稱(chēng)為后果因素或被影響因素。

(6)調(diào)整S值。在LS風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中，風(fēng)險(xiǎn)影響因素之間的影響對(duì)L值的影響較小，對(duì)S值的影響較大。將專(zhuān)家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)影響因素mi的初始評(píng)估值記為Si，調(diào)整后的風(fēng)險(xiǎn)后果影響度記為S′i，得到

S′i=Si+Di-Ci

(6)

3 基于模糊VIKOR方法的風(fēng)險(xiǎn)影響因素排序

VIKOR法是一種進(jìn)行折中性排序的方法，通過(guò)實(shí)現(xiàn)最大化群體值和最小化個(gè)體遺憾值，可以將有限的決策計(jì)劃方案進(jìn)行折中性排序。本文選擇VIKOR方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)影響因素排序。

設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)影響因素值計(jì)算過(guò)程中的L、S值的權(quán)重分別為ωL和ωS，具體計(jì)算步驟如下：

(1)基于L、S值評(píng)估結(jié)果以及調(diào)整后的S值，得到風(fēng)險(xiǎn)影響因素評(píng)價(jià)矩陣H，即

(7)

(2)將L、S值正向化處理。

(3)分別確定風(fēng)險(xiǎn)影響因素的正理想解A+和負(fù)理想解A-。公式如下

A+={maxAi1, maxAi2}

(8)

A-={minAi1, minAi2}

(9)

(4)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)影響因素的群體效益值Bi和最大個(gè)別遺憾值Wi。公式如下

(10)

(11)

(5)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)影響因素綜合評(píng)價(jià)值Qi。即

(12)

式中，V為決策系數(shù)，能夠體現(xiàn)具體決策者的心理偏好或準(zhǔn)則作用程度。當(dāng)V>0.5時(shí)，表示在開(kāi)發(fā)投資選擇中采取少數(shù)人的支持意見(jiàn)，屬于一種偏向風(fēng)險(xiǎn)性決策方法；當(dāng)V=0.5時(shí)，表示兼顧大多數(shù)人的利益和少數(shù)人反對(duì)觀點(diǎn)，屬于一種中性風(fēng)險(xiǎn)決策方法；當(dāng)V<0.5時(shí)，表示采取少數(shù)人的反對(duì)意見(jiàn)，屬于一種規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)決策方法。本文設(shè)定V=0.5，采取折中的方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

(6)風(fēng)險(xiǎn)影響因素排序。分別計(jì)算Bi、Wi、Qi值，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)影響因素排序。

(7)確定重點(diǎn)關(guān)注妥協(xié)風(fēng)險(xiǎn)影響因素。假設(shè)R(1)代表i是在Qi排序中位列第一的風(fēng)險(xiǎn)影響因素。若同時(shí)滿足下面條件，則表示風(fēng)險(xiǎn)影響因素R(1)為最佳妥協(xié)解。具體條件為：①Q(mào)(R(2))-Q(R(1))≥DQ，DQ=1/(n-1)；②Si和Ri排序時(shí)，R(1)排在第一。

如果上述兩種情況有任何一個(gè)不滿足，則得到另一組妥協(xié)解。具體為：①如果只有條件2無(wú)法滿足，則R(1)和R(2)都是妥協(xié)解；②若條件均不滿足，由關(guān)系Q(R(n ))-Q(R(1))<1/(n- 1)得到最大n，則R(1)，R(2)，…,R(n)均為需要重點(diǎn)關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)影響因素。

4 案例分析

本文以某研究所新型氣象衛(wèi)星研制項(xiàng)目為例。該項(xiàng)目具有技術(shù)新、專(zhuān)業(yè)多、指標(biāo)高等特點(diǎn)，研制過(guò)程中存在較大的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性，對(duì)該項(xiàng)目研制期間的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估十分重要。該項(xiàng)目研制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟如下。

4.1 確定各風(fēng)險(xiǎn)影響因素權(quán)重

組織5名專(zhuān)家和學(xué)者(Z1～Z5)針對(duì)該項(xiàng)目情況進(jìn)行交流與分析，通過(guò)梳理和分析國(guó)內(nèi)外研究相關(guān)數(shù)據(jù)和研究成果[16-17]，指出該項(xiàng)目主要包括以下風(fēng)險(xiǎn)影響因素：技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) (R1)、組織風(fēng)險(xiǎn)(R2)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)(R3)、立項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)(R4)和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)(R5)。設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)矩陣中的L、S值的權(quán)重分別為：ωL=0.4，ωS=0.6。通過(guò)專(zhuān)家評(píng)價(jià)，各影響因素所占權(quán)重分別為0.3，0.2，0.2，0.15，0.15。

4.2 計(jì)算各風(fēng)險(xiǎn)影響因素的加權(quán)平均值

采用5粒度模糊評(píng)價(jià)法對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，分為很低VL(0，0，0.25)、低 L(0，0.25，0.50)、中等M(0.25，0.50，0.75)、高H(0.50，0.75，1)、特別高 VH(0.75，1，1)。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) (R1)、組織風(fēng)險(xiǎn)(R2)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)(R3)、立項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)(R4)和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)(R5)5種風(fēng)險(xiǎn)影響因素評(píng)價(jià)情況見(jiàn)表1。對(duì)評(píng)價(jià)信息進(jìn)行三角模糊化處理后取加權(quán)平均值，見(jiàn)表2。

表1 風(fēng)險(xiǎn)影響因素評(píng)價(jià)表

(續(xù))

表2 風(fēng)險(xiǎn)影響因素三角模糊化評(píng)價(jià)

4.3 確定各風(fēng)險(xiǎn)影響因素平均綜合影響矩陣

通過(guò)對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)影響因素之間的相互影響關(guān)系展開(kāi)分析和評(píng)估，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)影響因素直接相互影響矩陣。利用式(2)和式(3)將風(fēng)險(xiǎn)影響因素直接影響矩陣歸一化，得到規(guī)范性影響矩陣。通過(guò)利用式(5)和Excel函數(shù)直接求出各風(fēng)險(xiǎn)影響因素綜合影響矩陣，并進(jìn)行算術(shù)平均處理，得到風(fēng)險(xiǎn)影響因素平均綜合影響矩陣，見(jiàn)表3。

4.4 計(jì)算各風(fēng)險(xiǎn)影響因素原因度

根據(jù)表3數(shù)據(jù)，分別計(jì)算各風(fēng)險(xiǎn)影響因素原因度。計(jì)算結(jié)果為

表3 風(fēng)險(xiǎn)影響因素平均綜合影響矩陣

K1=(0.043，0.102，0.142)，K2=(-0.006，0.007，0.066)，K3=(0.094，0.371，0.332)，K4=(-0.14，-0.366，-0.429)，K5=(-0.008，-0.116，-0.112)

4.5 確定風(fēng)險(xiǎn)最大的妥協(xié)解

基于上述5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)影響因素的原因度對(duì)風(fēng)險(xiǎn)影響因素三角模糊評(píng)價(jià)表中的S值進(jìn)行調(diào)整，得到調(diào)整后的風(fēng)險(xiǎn)影響因素三角模糊評(píng)價(jià)表，見(jiàn)表4。

表4 調(diào)整后的風(fēng)險(xiǎn)影響因素三角模糊評(píng)價(jià)表

利用式(8)和式(9)求得正、負(fù)理想解，分別為

A+={0.61，0.86，1，0.633，0.942，1}

A-={0.04，0.29，0.54，0，0.167，0.476}

根據(jù)式(10)～式(12)分別計(jì)算Bi、Wi和Qi值，得到

B1=0，B2=2.793，B3=1.788，B4=1.4，B5=1.078

W1=0，W2=0.6，W3=0.4，W4=0.594，W5=0.217

Q1=0，Q2=1.696，Q3=0.653，Q4=0.745，Q5=0.372

對(duì)Bi、Wi和Qi值由小到大進(jìn)行排序，排序結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 基于VIKOR法的風(fēng)險(xiǎn)影響因素排序

由此，確定風(fēng)險(xiǎn)最大的妥協(xié)解，得到：①Q(mào)(R(2))-Q(R(1))=0.375-0=0.375> 0.25；②R1在Bi、Wi排序中位列第一。研究結(jié)果表明：R1是最需要預(yù)防或降低的風(fēng)險(xiǎn)影響因素，應(yīng)成立專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平較高的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)論證、方案可行性調(diào)研、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估；風(fēng)險(xiǎn)影響因素R2、R3、R4、R5造成的危害程度相對(duì)較輕，需要做好規(guī)避，如加強(qiáng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)人員管理、完善組織架構(gòu)、關(guān)注國(guó)內(nèi)外形勢(shì)政策、關(guān)心團(tuán)隊(duì)人員思想動(dòng)態(tài)、完善項(xiàng)目變更流程、采用關(guān)鍵路線法控制研制進(jìn)度、采用掙得值法控制項(xiàng)目費(fèi)用、采用帕累托圖進(jìn)行項(xiàng)目質(zhì)量分析等。

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于相關(guān)專(zhuān)家的風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合航天研制項(xiàng)目特點(diǎn)，計(jì)算得到航天研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)影響因素及其概率值、后果嚴(yán)重度量值。通過(guò)模糊集方法進(jìn)行評(píng)價(jià)信息處理，采用DEMATEL法系統(tǒng)分析了各研制風(fēng)險(xiǎn)影響因素間的影響關(guān)系，得出風(fēng)險(xiǎn)影響因素原因度，用于修正風(fēng)險(xiǎn)影響因素嚴(yán)重度；采用模糊VIKOR分析方法對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)影響因素的發(fā)生頻率及后果嚴(yán)重程度進(jìn)行綜合評(píng)估。從氣象衛(wèi)星研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果可以看出，除技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)屬于高風(fēng)險(xiǎn)，其他風(fēng)險(xiǎn)均屬于較高風(fēng)險(xiǎn)，說(shuō)明該項(xiàng)目總體風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，該項(xiàng)目應(yīng)以技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理為基礎(chǔ)，組織風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、立項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)管理并重，通過(guò)引入先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)管理方法和工具，保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。