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淺談國(guó)外航天領(lǐng)域風(fēng)險(xiǎn)管理論文
一、引言
風(fēng)險(xiǎn)有很多不同的定義：若針對(duì)某個(gè)項(xiàng)目，風(fēng)險(xiǎn)指在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的不利事件，其發(fā)生會(huì)引起該項(xiàng)目在限定的費(fèi)用、時(shí)間和技術(shù)約束條件下無(wú)法完成甚至完全失敗；而GJB5852-2006中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的定義是在規(guī)定的技術(shù)、費(fèi)用和進(jìn)度等幾個(gè)約束條件下，對(duì)不利于實(shí)現(xiàn)裝備研制目標(biāo)的可能性及所導(dǎo)致的后果嚴(yán)重性的度量。從中可以歸納出風(fēng)險(xiǎn)的兩個(gè)基本要素，即發(fā)生的概率和影響的大小，風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率越大、影響越嚴(yán)重，風(fēng)險(xiǎn)水平就越高。風(fēng)險(xiǎn)管理就是對(duì)可能遇到的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)劃、識(shí)別、評(píng)估、應(yīng)對(duì)和監(jiān)控的過(guò)程，是以科學(xué)的管理方法實(shí)現(xiàn)最大安全保障的實(shí)踐活動(dòng)的總稱。航天器環(huán)境試驗(yàn)是在模擬空間環(huán)境條件下，對(duì)航天器整體或部分進(jìn)行考核的一系列試驗(yàn)項(xiàng)目的總稱，它涵蓋的試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括：振動(dòng)、沖擊、噪聲、模態(tài)、熱真空、熱平衡、EMC、電磁兼容等。從學(xué)科來(lái)說(shuō)，這些試驗(yàn)項(xiàng)目基本上涵蓋了航天器有關(guān)的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、可靠性等學(xué)科。由于不同的試驗(yàn)項(xiàng)目涉及的設(shè)備、方法、條件等因素都各不相同，這就更加提高了航天器環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)性。環(huán)境試驗(yàn)本身是降低航天器研制風(fēng)險(xiǎn)的一種手段，可以通過(guò)模擬環(huán)境條件來(lái)考核或測(cè)試產(chǎn)品在空間環(huán)境下的功能、性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。合理有效的環(huán)境試驗(yàn)可以有效降低航天器的研制風(fēng)險(xiǎn)，但是環(huán)境試驗(yàn)本身又會(huì)引入新的風(fēng)險(xiǎn)，可能給安全、進(jìn)度、經(jīng)費(fèi)等帶來(lái)負(fù)面影響，所以對(duì)航天器研制及環(huán)境試驗(yàn)進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)管理十分重要。
二、國(guó)外航天領(lǐng)域風(fēng)險(xiǎn)管理的發(fā)展情況
（一）美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的風(fēng)險(xiǎn)管理20世紀(jì)50年代，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）開(kāi)始采用概率計(jì)算的方法來(lái)對(duì)航天器的可靠性進(jìn)行分析，同時(shí)應(yīng)用故障樹(shù)方法對(duì)導(dǎo)彈的可靠性進(jìn)行了定性分析。60年代美國(guó)開(kāi)始對(duì)大型航天項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，主要手段是失效模式及其影響分析（FMEA）和關(guān)鍵相關(guān)項(xiàng)目表（CIL），同時(shí)NASA開(kāi)始將風(fēng)險(xiǎn)分析工作制度化。到70年代，為了提高核反應(yīng)堆的安全性，研究者在故障樹(shù)理論的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了故障樹(shù)分析（FTA）方法，使風(fēng)險(xiǎn)分析更加量化。80年代概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（PRA）法作為一種新的定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法被用于核工業(yè)和化學(xué)工業(yè)，但并沒(méi)有引起NASA的重視和應(yīng)用。但隨著1986年挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)發(fā)生爆炸事故造成重大損失，NASA開(kāi)始采用PRA方法對(duì)航天飛機(jī)的飛行過(guò)程進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)分析。1988年2月NASA發(fā)布了管理?xiàng)l例8070.4“載人飛行項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)管理政策”，正式將風(fēng)險(xiǎn)分析工作制度化。1998年4月，NASA發(fā)布的程序和指南NPG7120.5A“型號(hào)計(jì)劃和項(xiàng)目的管理過(guò)程與要求”中規(guī)定計(jì)劃或項(xiàng)目的主管人員應(yīng)將風(fēng)險(xiǎn)管理作為決策工具來(lái)保證在計(jì)劃和技術(shù)上的成功，將風(fēng)險(xiǎn)管理和資源管理、性能管理、采購(gòu)管理、安全和任務(wù)成功、環(huán)境管理并列，并在該文件的4.2節(jié)中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的目的、要求和方法做出了詳細(xì)的規(guī)定。2002年4月，NASA又頒布了NPG8000.4“風(fēng)險(xiǎn)管理程序和指南”，其中詳細(xì)規(guī)定了整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程的實(shí)施要求，這充分體現(xiàn)了NASA對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理工作的重視程度。
（二）歐洲空間局（ESA）的風(fēng)險(xiǎn)管理歐洲空間局（ESA）成立的時(shí)間相對(duì)較晚，但也對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理工作十分重視，風(fēng)險(xiǎn)分析貫穿在其航天項(xiàng)目的各個(gè)階段，但各階段的側(cè)重點(diǎn)有所不同。ESA在風(fēng)險(xiǎn)管理上主要借鑒了美國(guó)的概率風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了改進(jìn)。歐洲空間標(biāo)準(zhǔn)化合作組織（ECSS）也制定了風(fēng)險(xiǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)ECSS-M-00-03A，這說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)管理在歐洲也已經(jīng)制度化和標(biāo)準(zhǔn)化，成為航天工程中的一項(xiàng)重要工作。
三、主要風(fēng)險(xiǎn)分析及管理方法
（一）專家評(píng)估專家評(píng)估法是通過(guò)咨詢本領(lǐng)域或相關(guān)領(lǐng)域的專家，依靠專家豐富的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)項(xiàng)目中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、預(yù)測(cè)和分析，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制措施提出建議的一種方法。專家評(píng)估一般是與評(píng)審活動(dòng)同時(shí)進(jìn)行的，在根據(jù)專家意見(jiàn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)可以根據(jù)專家的水平對(duì)其評(píng)估的權(quán)重加以調(diào)整，通過(guò)綜合考量多個(gè)專家的評(píng)估意見(jiàn)形成項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和分析結(jié)果或補(bǔ)充。
（二）風(fēng)險(xiǎn)矩陣（RiskMatrixMethod，RMM）風(fēng)險(xiǎn)矩陣法是一種定性和定量相結(jié)合的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，最早由美國(guó)空軍電子系統(tǒng)中心于20世紀(jì)90年代提出，并在美國(guó)軍方的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理中得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的基本思路是將風(fēng)險(xiǎn)的兩個(gè)要素（發(fā)生概率和影響）劃分為若干等級(jí)，然后分別作為矩陣表的行和列，交叉后的結(jié)果就是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平的綜合考量結(jié)果，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)水平高低對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行相應(yīng)的處理。
（三）故障樹(shù)分析（(FaultTreeAnalysis，F(xiàn)TA）故障樹(shù)分析技術(shù)是美國(guó)貝爾電報(bào)公司的電話實(shí)驗(yàn)室于1962年開(kāi)發(fā)的，其主要思路是把所關(guān)注的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)事件作為分析的目標(biāo)（即“頂事件”），然后逐級(jí)尋找直接導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的“中間事件”和無(wú)法或不需再深入研究的“底事件”，再用適當(dāng)?shù)倪壿嬯P(guān)系把這些事件聯(lián)系起來(lái)從而形成“故障樹(shù)”，這樣就能表明系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)事件和引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的眾多因素之間的邏輯關(guān)系。故障樹(shù)分析法可用于對(duì)風(fēng)險(xiǎn)定性分析，這時(shí)可通過(guò)故障樹(shù)的生成和分析找到對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件出現(xiàn)起主要作用的底事件，然后采取相應(yīng)的控制措施。故障樹(shù)分析法還可以結(jié)合布爾運(yùn)算對(duì)具有邏輯關(guān)系的故障樹(shù)進(jìn)行詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)定量分析。
（四）失效模式及影響分析（FailureModeandEffectsAnalysis，F(xiàn)MEA）失效模式及影響分析是一種由底至頂?shù)姆治龇椒ǎ窃诋a(chǎn)品的策劃設(shè)計(jì)階段，對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品的各子系統(tǒng)、零部件逐一分析，找出潛在失效模式，分析其可能的后果，從而預(yù)先采取措施以提高產(chǎn)品的質(zhì)量的一種系統(tǒng)化的活動(dòng)。這種方法的工作原理為：①明確潛在的失效模式，并對(duì)失效產(chǎn)生的后果進(jìn)行評(píng)分；②客觀評(píng)估各種失效原因出現(xiàn)的可能性；③對(duì)產(chǎn)品潛在的失效情況進(jìn)行排序；④采取措施消除產(chǎn)品存在的問(wèn)題。
（五）概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（ProbabilisticRiskAssessment，PRA）概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是一種用于辨識(shí)與評(píng)估復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)構(gòu)化、集成化的邏輯分析方法。它綜合了系統(tǒng)工程、概率論、可靠性工程及決策理論等學(xué)科的知識(shí)，主要用于分析那些發(fā)生概率低、后果嚴(yán)重但統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)比較有限的事件。PRA方法通過(guò)系統(tǒng)地構(gòu)建事件鏈并對(duì)其進(jìn)行量化分析來(lái)研究系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，事件鏈由一系列事件組成，這些事件孤立地看可能不嚴(yán)重或不重要，但如果組合在一起卻可能引起嚴(yán)重的后果。PRA實(shí)施過(guò)程包括：定義目標(biāo)與系統(tǒng)分析、識(shí)別初因事件、事件鏈建模、確定故障模式、數(shù)據(jù)收集和分析、模型量化和集成、不確定性與敏感性分析、評(píng)價(jià)結(jié)果與分析等步驟。
四、結(jié)語(yǔ)
本文介紹了風(fēng)險(xiǎn)管理在國(guó)外航天領(lǐng)域的發(fā)展歷史，并給出了幾種航天工程中常用的風(fēng)險(xiǎn)分析和管理方法。為保證航天任務(wù)的成功，除了提高相關(guān)的科學(xué)技術(shù)水平之外，風(fēng)險(xiǎn)管理水平也要同步提高，這樣才能有效地控制風(fēng)險(xiǎn)，減少事故或問(wèn)題出現(xiàn)的概率或減弱其影響。
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