軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目風(fēng)險評價研究

張洛兵黃兆東（.中國航空工業(yè)集團公司，北京 000； .中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心，北京 0009）

軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目風(fēng)險評價研究

張洛兵1黃兆東2
（1.中國航空工業(yè)集團公司，北京 100022； 2.中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心，北京 100029）

提出了可靠性工作項目風(fēng)險的定義和適合于可靠性工作項目的風(fēng)險識別方法，最后根據(jù)風(fēng)險識別結(jié)果建立軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目風(fēng)險評價體系。

可靠性工作項目； 風(fēng)險； 綜合評價； 軍工產(chǎn)品

1 軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目的風(fēng)險

可靠性工程是指為了達到產(chǎn)品的可靠性要求所進行的一系列技術(shù)與管理活動?？煽啃韵到y(tǒng)工程是研究產(chǎn)品全壽命過程中同產(chǎn)品故障作斗爭的工程技術(shù)?？煽啃韵到y(tǒng)工程的研究內(nèi)容包括：可靠性、維修性、測試性以及與故障相關(guān)的保障性和安全性。軍工產(chǎn)品研制的論證、方案、工程研制和設(shè)計定型階段開展的可靠性工作項目分為100、200、300、400系列。

風(fēng)險本質(zhì)上的一般概念是：某一特定損失或后果發(fā)生的可能原因和后果的組合。只不過不同的定義側(cè)重或強調(diào)的方面不同，但都包含兩個基本要素，一是風(fēng)險原因或稱風(fēng)險因素，二是風(fēng)險后果。其中風(fēng)險因素是指造成危險情況或發(fā)生的原因，既包括潛在間接原因，又包括外在直接原因；風(fēng)險后果是指非故意的、非預(yù)期的危險情況或損失。

參照上述定義以及GJB 450A-2004《裝備可靠性工作通用要求》，本文提出軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目風(fēng)險的定義：是指在軍工產(chǎn)品研制階段開展可靠性工作項目的過程中存在的不確定問題，表現(xiàn)為風(fēng)險因素導(dǎo)致可靠性工作項目不能實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可能性及其風(fēng)險后果的組合。

2 基于工作分解-風(fēng)險分解的可靠性工作項目風(fēng)險識別

由于軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目實施過程具有一定的復(fù)雜性以及明顯的層次性，因而可以先采用簡單的風(fēng)險檢查表進行風(fēng)險因素和風(fēng)險后果的初步排查，在此基礎(chǔ)上采用工作分解結(jié)構(gòu)（WBS，Work Breakdown Structure）和風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)（RBS，Risk Breakdown Structure）法對檢查表法的識別結(jié)果進行進一步的完善，最終讓可靠性工作項目風(fēng)險識別專家組填寫可靠性工作項目風(fēng)險識別清單。風(fēng)險識別清單（風(fēng)險識別矩陣）是在項目管理過程中識別風(fēng)險（風(fēng)險因素）的一種重要結(jié)構(gòu)性文件，并且還是對項目風(fēng)險潛在影響后果進行評估的一套方法論。這種方法是美國空軍電子系統(tǒng)中心（ESC, Electronic Systems Center）的采辦工程小組于1995年4月提出的。

運用WBS-RBS辨識可靠性工作項目的風(fēng)險需要解決兩個基本問題：一是清楚看出每個可靠性工作項目的風(fēng)險因素和風(fēng)險后果，二是縱觀研制階段全部可靠性工作項目，綜合得到最為主要的風(fēng)險因素和風(fēng)險后果，即通用風(fēng)險因素和風(fēng)險后果。為了解決這兩個問題，WBS-RBS分析辨識從工作項目和風(fēng)險兩個角度分別進行分解，然后構(gòu)建工作項目分解樹和風(fēng)險分解樹。在對軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目利用WBS-RBS法進行風(fēng)險識別時，可按如下步驟進行。

2.1 進行風(fēng)險分解

形成風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)RBS，如圖1所示。根據(jù)可靠性工作項目的風(fēng)險狀況，預(yù)測可能存在的風(fēng)險，將風(fēng)險逐步分解，細化到底層風(fēng)險因素為止。

2.2 進行工作項目分解

圖1 可靠性工作項目的RBS

建立可靠性工作項目分解結(jié)構(gòu)WBS，如圖2所示。

2.3 建立WBS-RBS風(fēng)險識別清單

圖2 可靠性工作項目的WBS

在上兩步分別完成WBS和RBS的基礎(chǔ)上，以RBS結(jié)果為列向量，WBS結(jié)果為行向量，建立起可靠性工作項目WBS-RBS風(fēng)險識別清單，如表1所示。將此清單送至可靠性工作項目風(fēng)險識別專家組人員手中，通過集體群策法、Delphi法等研討每個可靠性工作項目的風(fēng)險因素和風(fēng)險后果，將最為重要的風(fēng)險因素和風(fēng)險后果具體子集科目填入WBSRBS風(fēng)險識別清單，要求識別結(jié)果真實可靠，并且具有較強的可追溯性，這樣可以為下一步的可靠性工作項目風(fēng)險評價打下良好的基礎(chǔ)。

3 可靠性工作項目的風(fēng)險評價指標(biāo)

可靠性工作項目的風(fēng)險評價分為兩個部分。

3.1 可靠性工作項目風(fēng)險因素的評價

根據(jù)上述WBS-RBS法開展風(fēng)險識別的結(jié)果，將事前可靠性工作項目的風(fēng)險因素分解為人員因素、技術(shù)因素和管理因素3個一級指標(biāo)，并根據(jù)實際開展可靠性工作項目的經(jīng)驗，將風(fēng)險因素一級指標(biāo)細化到若干二級指標(biāo)，然后通過使用適當(dāng)?shù)脑u價方法分析評價某一級風(fēng)險因素導(dǎo)致可靠性工作項目不能實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可能性，得到一個評價值來具體表現(xiàn)這種可能性的大小，3個風(fēng)險因素一級指標(biāo)評價值全部得到時即完成了對單個可靠性工作項目風(fēng)險因素的評價。

表1 可靠性工作項目WBS-RBS風(fēng)險識別清單

可靠性工作項目事前風(fēng)險因素評價體系中一級評價指標(biāo)有3個，分別為：人員（U1）、技術(shù)（U2）、管理（U3）。

其中人員（U1）所屬有3個風(fēng)險因素二級評價指標(biāo)，分別為：可靠性人員實際項目經(jīng)驗（u11）、項目團隊的效率與士氣（u12）、可靠性人員專業(yè)素質(zhì)（u13）；

技術(shù)（U2）所屬有5個風(fēng)險因素二級評價指標(biāo)，分別為：可靠性技術(shù)實施環(huán)境（u21）、可靠性能力成熟度（u22）、方法與項目目標(biāo)契合度（u23）、可靠性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度（u24）、可靠性技術(shù)的先進性（u25）；

管理（U3）所屬有4個風(fēng)險因素二級評價指標(biāo)，分別為：工作項目計劃的可行性（u31）、可靠性管理人員的水平（u32）、內(nèi)部制度的合理性（u33）、工作項目控制的有效性（u34）。

至此確定評價的一級因素集為U={U1，U2，U3}，二級因素集分別為 U1={u11，u12，u13}，U2={u21，u22，u23，u24，u25}，U3={u31，u32，u33，u34}。

3.2 可靠性工作項目風(fēng)險后果的評價

根據(jù)上述WBS-RBS法開展風(fēng)險識別的結(jié)果，將事后可靠性工作項目的風(fēng)險后果分解為可靠性能力、研制進度和研制經(jīng)費3個一級指標(biāo)，并根據(jù)實際開展可靠性工作項目的經(jīng)驗，將風(fēng)險后果一級指標(biāo)細化到若干二級指標(biāo)，然后通過使用適當(dāng)?shù)脑u價方法分析評價某一級風(fēng)險后果對單個可靠性工作項目風(fēng)險因素的評價，得到一個具體的評價值來表現(xiàn)后果的嚴(yán)重程度，3個風(fēng)險后果一級指標(biāo)評價值全部得到時即完成了對單個可靠性工作項目風(fēng)險后果的評價。

可靠性工作項目事后風(fēng)險后果評價體系中一級評價指標(biāo)有3個，分別為：可靠性能力（U4）、研制費用（U5）、研制進度（U6）。

其中可靠性能力（U4）所屬有3個風(fēng)險后果二級評價指標(biāo)，分別為：第一項可靠性指標(biāo)達標(biāo)情況（u41）、第二項可靠性指標(biāo)達標(biāo)情況（u42）、第三項可靠性指標(biāo)達標(biāo)情況（u43）；

研制費用（U5）所屬有3個風(fēng)險后果二級評價指標(biāo)，分別為：該項可靠性工作項目費用情況（u51）、對本階段其他可靠性工作項目費用的影響（u52）、對其他階段可靠性工作項目費用的影響（u53）；

研制進度（U6）所屬有3個風(fēng)險后果二級評價指標(biāo)，分別為：該項可靠性工作項目進度情況（u61）、對本階段其他可靠性工作項目進度的影響（u62）、對其他階段可靠性工作項目進度的影響（u63）。至此確定評價的一級因素集為U={U4，U5，U6}，二級因素集分別為 U4={u41，u42，u43}，U5={u51，u52，u53}，U6={u61，u62，u63}。

確定單個可靠性工作項目風(fēng)險后果評價指標(biāo)后，即可對某單項可靠性工作項目的風(fēng)險后果進行評價。

3 可靠性工作項目的風(fēng)險綜合評價

可靠性工作項目的風(fēng)險綜合評價就是在求得該階段所有單個可靠性工作項目風(fēng)險后果評價值的基礎(chǔ)上，進行該階段風(fēng)險后果的累積求和，因此不引入新的評價指標(biāo)。但是對于新研的軍工產(chǎn)品，我們不能等到所有可靠性工作項目都開展結(jié)束后再進行綜合評價，這樣就失去了本論文的研究意義。本論文最主要的研究目的是在新研的軍工產(chǎn)品每個階段開展可靠性工作項目之前，根據(jù)事前可靠性工作項目風(fēng)險因素評價值預(yù)測得到風(fēng)險后果的評價值，進而對階段的可靠性工作項目風(fēng)險后果評價值累積求和，得到各個階段的可靠性工作項目風(fēng)險后果綜合評價值，如果預(yù)測到某階段可靠性工作項目風(fēng)險后果評價值過高，則應(yīng)及早改善薄弱可靠性工作項目開展的環(huán)境和條件，提高人員、技術(shù)和管理的狀態(tài)水平，若不如此該階段風(fēng)險后果綜合評價值將過高，必然不允許轉(zhuǎn)階段。因此對于新研軍工產(chǎn)品來說各個階段可靠性工作項目風(fēng)險綜合評價是一種預(yù)測性的評價，其前提工作是利用訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法，根據(jù)可靠性工作項目的風(fēng)險因素評價值來對風(fēng)險后果評價值進行預(yù)測，然后在此基礎(chǔ)上對每個階段可靠性工作項目的風(fēng)險后果評價值進行累積求和，將最終綜合評價的結(jié)果與已研產(chǎn)品或樣本產(chǎn)品比較，為可靠性工作項目的風(fēng)險管理決策，尤其是轉(zhuǎn)階段決策提供依據(jù)。

圖3展示出了軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目風(fēng)險評價的體系框架。

圖3 軍工產(chǎn)品研制可靠性工作項目風(fēng)險評價體系

4 總結(jié)

從可靠性工作項目風(fēng)險的內(nèi)涵研究出發(fā)，結(jié)合可靠性工作項目自身特點提出了基于WBS-RBS的風(fēng)險識別方法，最后根據(jù)風(fēng)險識別清單的結(jié)果建立軍工產(chǎn)品研制單個可靠性工作項目風(fēng)險評價指標(biāo)體系，并研究了同時適用于已研和新研軍工產(chǎn)品的可靠性工作項目風(fēng)險綜合評價體系框架。

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（編輯：雨晴）

圖1 舵面模擬加載示意圖

4 CS25.683與CCAR/FAR25.683條款差異部分的符合性驗證方法

針對CS25.683(b)款可以采用分析計算和地面模擬試驗進行驗證，其中，分析計算驗證工作主要是通過分析來表明操縱系統(tǒng)在承受條款規(guī)定的載荷情況下所產(chǎn)生的變形量在設(shè)計允許的范圍內(nèi)，不會因變形而妨礙各軸操縱面的運動，以及出現(xiàn)卡阻、過度摩擦、脫開和任何形式的永久損傷。

地面模擬試驗主要是通過臺架試驗來驗證計算分析結(jié)果的正確性。

針對CS25.683(c)款，通常采用機上檢查即在飛機完成一定時間的飛行后，通過對操縱系統(tǒng)的機上檢查來評估正常飛行和地面操作時真實的振動載荷對操縱系統(tǒng)的影響。

5 結(jié)論

本文研究了CCAR25.683條款適航要求，分析了CS25.683、FAR25.683條款與CCAR25.683條款之間的差異，提出了針對CCAR/FAR/CS25.683條款可接受的符合性驗證方法，以及應(yīng)完成的具體驗證工作。

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（編輯：勞邊）

V241.01

C

1003-6660（2014）03-0046-04