基于技術成熟度的重大工程技術風險分析與控制方法研究

初洪宇、謝飛強、林萌、李潞寧、韓天宇 /北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所

航天重大工程技術風險，是指造成航天重大工程戰(zhàn)技指標不能滿足要求，影響任務目標實現或導致任務失敗的不確定性。隨著我國軍事實力的日益強盛，新的預研工程及武器裝備層出不窮，如何采取有效的手段對航天重大工程的技術風險進行充分的辨識、評估與控制，是保障重大工程完成各項任務目標的關鍵。

生態(tài)學是一門綜合性很強的基礎學科。隨著科學研究的不斷深入，生態(tài)學的內容逐漸豐富。生態(tài)學作為一門高校專業(yè)必修課程，在熟悉和掌握生態(tài)學理論知識的基礎上，還應該培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新意識，獲得一些從事生態(tài)管理的基本技能。通過課堂教學增強學生的生態(tài)倫理觀念和生態(tài)環(huán)境保護意識，指導學生塑造新的消費理念和生活方式，體現出理論與實踐的完美結合。因此，生態(tài)學教學方式也必須與時俱進，才能更好地吸引學生的注意力，提高教學效果。

傳統(tǒng)的技術風險辨識與評估方法，是基于工程各階段的特點，從方案、設計、制造、試驗、保障等方面出發(fā)，通過技術風險檢查項的形式來辨識技術風險，然后再對各技術風險點進行發(fā)生概率及后果嚴重性的評估，從而對技術風險進行綜合的評價。為了進一步提升評價的準確性與評價效率，本文對傳統(tǒng)的技術風險辨識與評估方法進行了創(chuàng)新，提出了基于技術成熟度的技術風險分析與控制方法。

一、工作與實踐

1.技術風險分析與控制實施內容

航天重大工程的技術風險管理工作是與技術研發(fā)工作并行開展的，包括風險辨識、風險評估、風險應對和風險跟蹤等4 個重要環(huán)節(jié)。技術風險分析與控制的框架如圖1 所示。

圖1 技術風險分析與控制框架

風險辨識：識別出有哪些風險因素，并對這些風險因素進行描述。

技術風險辨識是工程技術人員辨識技術風險要素、明確技術風險影響因子、篩選技術風險事項的過程。由于技術從萌芽到成熟的全過程都可能存在技術風險，技術風險辨識應貫穿在技術全生命周期的成熟過程中。通過分析技術成熟度1～9 級的定義與內涵可以看出，技術的成熟過程是通過技術的技術狀態(tài)、集成狀態(tài)、驗證環(huán)境和驗證的功能與性能4 個重要的屬性來體現的，隨著技術的日臻成熟，技術的4 個屬性在不斷向最終的產品及使用狀態(tài)靠近。因此，技術全生命周期的技術風險也主要體現在這4 個方面，可以理解為，阻礙技術的4 個屬性向最終的產品及使用狀態(tài)發(fā)展的風險。

第三步，對技術風險進行分類

風險跟蹤：對技術風險的發(fā)展與變化情況進行跟蹤，落實風險應對措施，并在風險跟蹤過程中及時發(fā)現并處理尚未辨識到的風險。

航天重大工程通常采用技術成熟度評價方法來對技術成熟的情況進行判定，技術成熟度等級的高低與技術風險的大小呈反比關系，即：技術成熟度等級越高，技術風險越低。因此，基于開展航天重大工程技術成熟度評價的實踐，將技術成熟度評價與技術風險辨識和評估相結合，形成基于技術成熟度的技術風險分析與控制方法，在航天重大工程技術風險分析與控制過程中應用，將會提高技術風險分析與控制的效果。

為服務好首屆中國國際進口博覽會展商客商供需對接會，云南中行制定了完備的工作方案，積極助力云南企業(yè)洽談對接。在客商招募階段，云南中行按照從省商務廳獲取的《云南交易團名單》，迅速組織轄屬各分支機構按客戶所在地域劃分，對名單中1000余戶客商開展全覆蓋招募營銷工作，并跟進客商參會意愿確認。經過對審核通過客商的營銷、確認，云南中行成功招募進口博覽會展商客商供需對接會參會客戶60余戶。

到了下午時刻，左小龍來到了大毛土菜館，找到了劉必芒。劉必芒在向東的包廂里等候。這間包廂是劉必芒親嘴設計的，但是估計員工在執(zhí)行方面產生了一點誤會，所以居然很有非主流的風格。劉必芒的設計理念是星光，他要求屋頂漆黑，然后畫上白色的星星，后來有人告訴他，畫上去不太好，感覺像發(fā)霉了，劉必芒就要求索性到位，用LED燈做成閃爍的星星。一年以后，勞斯萊斯的新款轎跑車也使用了這個設計——星空車頂。

2.基于技術成熟度的技術風險分析與控制方法

（1）風險辨識

風險評估：評估各個風險因素的風險指數，重點關注有多少需要進一步關注的嚴重或比較嚴重的風險。

基于技術成熟過程的4 個屬性與技術風險之間的關系，針對重大工程預研階段潛在的技術風險點，本文研究形成了基于技術成熟度的風險辨識檢查單，對重大工程可能產生的各種技術風險進行了描述，并以技術風險因子的形式對技術風險進行度量與評估，如表1 所示。

表1 基于技術成熟度的風險辨識檢查單及計算方法

基于技術風險辨識檢查單，開展技術風險辨識工作的流程為：首先，將某項關鍵技術辨識至關鍵點或關鍵環(huán)節(jié)，包括材料、器件、理論、加工、試驗方法、基礎設施等方面；然后，對關鍵點或關鍵環(huán)節(jié)進行全面分析，根據風險辨識檢查單進行風險辨識工作，即：對照風險辨識單的要求，結合關鍵技術當前的發(fā)展狀態(tài)，查找全部關鍵點或關鍵環(huán)節(jié)是否存在其中的一項或某幾項風險，并記錄下來，作為后續(xù)開展風險評估工作的輸入。

技術風險評估分為3 個步驟，首先，基于已辨識出來的風險，評估其技術風險因子（～），該風險因子的數值可以反映出該項關鍵技術的各個風險點的情況；然后，根據各個技術風險因子，結合技術風險分析算法，得到該技術的技術風險特性；最后，通過技術風險特性的數值來綜合分析該技術的風險情況，對技術風險進行分類。

（2）風險評估

第一步，評估技術風險因子

在判斷技術風險因子時，要綜合考慮該風險發(fā)生的概率f，以及風險發(fā)生后果的嚴重性。

“協(xié)同創(chuàng)新”在我國是一個比較新的理念。2011年，胡錦濤在慶祝清華大學建校100周年講話中提出，高校要建立“協(xié)同創(chuàng)新的戰(zhàn)略聯(lián)盟”。這一重要論述為教育體制新一輪深化改革指明了方向。2012年開始實施的高等學校創(chuàng)新能力提升計劃（簡稱“2011”計劃）將高校協(xié)同創(chuàng)新從理論落實到實踐。作為高校協(xié)同創(chuàng)新的題中之義，將協(xié)同理論用于指導大學生創(chuàng)業(yè)教育，必將對現有教育理念和實踐形成強大沖擊，實現大學生創(chuàng)業(yè)教育的突破性發(fā)展。

=×，，∈[0,1] （1）

和的取值范圍及其含義的對照如表2 所示，針對每一項技術風險，和具體的取值應首先由承擔該技術研究工作的技術人員自評價，然后通過技術專家評價確定。

寶玉爹如此一說，倒把喜姑的臉說紅了。她略帶嬌嗔地說，人家這不是想向你老人家拜師學藝嘛！接著又說，我聽人說，你演《黃鶴樓》里的劉備，臉上可以表演一邊笑，一邊驚慌，是真的嗎？

表2 技術風險發(fā)生概率及后果嚴重性評價表

第二步，綜合評估關鍵技術風險特性

將8 個技術風險因子根據其嚴重程度歸一化為[0，1]的數值，并對其進行加權，從而得到該技術的風險特性。根據的取值不同，在進行加權時賦予其一定的權重?， 即：

人在30多歲時，天賦已經定型，這時應當談的是努力。天賦好比發(fā)射出去的子彈，射多遠取決于它的能量，但總有下降的時候。

一般對于紅豆杉種子的收集時間都是在9月下旬到10月上旬之間，這時紅豆杉的果實成熟后，要及時的將這些果實進行采摘。當種子成熟后為了能夠保證選擇的樹種質量，需要選擇一些生長健壯、沒有病蟲害的紅豆杉母株進行樹種的采集，并且將采集的紅豆杉果實進行洗搓，幫助去除果實表面的紅色假種皮，然后用水進行沖洗干凈，并浸泡在高錳酸鉀溶液中進行消毒，最終將其用濕沙進行儲藏，等待播種的選用。因為紅豆杉的種子成熟期較長，并且具有雙休眠特性，因此需要經過兩冬一夏方可萌發(fā)。

由于當趨向于1 時，風險嚴重程度較高，而趨向于0 時，風險嚴重程度很低，為了體現出由于隨著取值越大，其權重?越大的特點，?應與的取值正相關。同時，將技術風險進行歸一化處理，即∈(0,1]，結合以上兩個因素，將權重?定義為：

風險應對：針對技術風險采取的風險降低措施。采取措施后，需要及時分析技術風險的發(fā)展情況，并對措施進行動態(tài)調整。

金川集團2012年開始接觸夏日哈木項目，到2016年三方達成合作意向，經過多次考察學習和交流，目前簽署三方合作協(xié)議，各方管理和技術人員付出了極大努力。目前，夏日哈木項目全面開工，按計劃有序推進。金川集團將發(fā)揮自身優(yōu)勢，聚焦資源綜合利用，堅持綠色開發(fā)、注重環(huán)境保護，從人員培訓、采礦、選礦、技術支持等各方面對項目建設開發(fā)給予全方位支持，協(xié)助解決項目推進過程中各種技術難題，促進項目全面開工，早建設、早投產、早受益，盡早回報股東、造福社會、為青海省當地經濟發(fā)展作出積極貢獻。

對技術進行風險分析后，根據技術風險特性的取值，可得到該技術所處的風險等級。技術風險特性取值越大，代表該技術的風險越高。

（3）風險應對

⑤嚴重的呼吸功能衰竭，需要最大程度的通氣支持[吸入氧濃度（FiO2）≥0.8， 高呼氣末正壓通氣（PEEP）]或者需要體外膜肺氧合（ECMO）支持；

表3 技術風險等級評價表

在開展風險應對工作時，對風險的分類是前提與關鍵，工程技術人員應針對風險評估的結果，結合工程技術攻關與研制的需求，綜合判斷風險是否可以接受。針對不可接受的風險，應制定全面的風險降低計劃，并按計劃執(zhí)行風險控制措施；針對可接受的風險，要在深入分析與論證的基礎上明確其對工程研制的影響。此外，風險應對措施往往不是一成不變的，在風險降低計劃的執(zhí)行過程中，應根據技術風險的狀態(tài)不斷調整風險應對的策略，直至風險降低到工程可承受的范圍內，如圖2 所示。

針對風險辨識和分析的結果，工程技術人員應進行周密策劃，規(guī)劃工程下一階段應達到的風險降低的目標，并對如何達到該目標進行策劃，提出應采用的措施，如新的設計、試驗工作及其計劃節(jié)點要求，以保證按期突破關鍵技術。

圖2 技術風險分析與控制流程

3.風險跟蹤

技術風險跟蹤是一個收集、匯總和報告技術風險狀態(tài)的過程。其目的是客觀、及時地采集技術風險信息，并將經過分析整理的技術風險信息提供給項目管理機關。對技術風險控制而言，風險跟蹤環(huán)節(jié)非常重要，當某項技術風險制定了應對措施，對該措施的執(zhí)行需要持續(xù)跟蹤，從而掌握它是否得到正確和及時的執(zhí)行，風險是否得到了有效的控制。

針對風險跟蹤工作，工程技術人員應制定詳細的技術風險跟蹤方案與計劃，并據此開展風險跟蹤工作。管理機關應針對計劃中的重要節(jié)點制定技術風險考核計劃，組織專家對已制定的風險應對措施的有效性及技術風險降低的情況進行評價，并根據評價的結果合理安排工程后續(xù)的計劃。

她竭力睜大眼睛，假睫毛根根翹起，顯出非凡的專注，說，哦，我以為大家都沒有注意到呢，沒有人告訴我！原來你都看在眼里了，你能這樣說，我非常高興。

二、實踐效果

為了充分驗證基于技術成熟度的技術風險分析與控制方法的有效性，本文以某航天重大工程防隔熱分系統(tǒng)為例，對基于技術成熟度的技術風險分析與控制方法進行說明。

首先，對防隔熱系統(tǒng)的技術風險進行辨識，基于風險辨識檢查單，對技術風險因子進行辨識與評估，評估結果見表4。

表4 技術風險辨識結果表

其次，根據風險影響因子權重?的計算公式，確定各項權重?，結果見表5。

表5 技術風險辨識結果表

然后，基于各項權重?，計算技術風險特性，計算結果如下：

根據技術風險等級評價表，確定了該防隔熱分系統(tǒng)的技術風險等級為“中度風險”，需要在后續(xù)加強技術攻關和試驗驗證，以促進技術成熟度等級的提升。其中，技術風險因子為0.7，為0.5，是防隔熱分系統(tǒng)最大的風險點，也是該系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。

在開展風險評估的基礎上，制定了有針對性的風險應對措施，特別是針對與制定全面的風險應對措施， 包括研發(fā)新的試驗手段、加強風洞試驗條件的建設、優(yōu)化熱環(huán)境預測模型加強試驗驗證等方面。

在后續(xù)的工程研制過程中，工程管理機構定期進行風險跟蹤，形成一系列的關鍵節(jié)點的風險分析報告，并基于專家評審、第三方評估等機制，評估技術風險應對措施的有效性，考察技術風險減輕的情況。

基于技術成熟度的技術風險分析和控制方法，是在對技術全生命周期成熟過程中的技術風險進行分析與總結基礎上提煉出來的新方法，通過將基于技術成熟度的技術風險辨識檢查單、計算方法、評估方法融入傳統(tǒng)風險分析與控制方法中，有效指導了航天重大工程的應用實踐，并證明了其有效性，為提升航天重大工程技術風險分析與控制能力，提供了一條新途徑。

三、后續(xù)思路

基于技術成熟度的技術風險分析與控制方法，為航天重大工程的技術風險管理工作提供了新思路，能夠與傳統(tǒng)的技術風險評估方法互為補充，更加全面的識別、分析與控制技術風險，在未來重大工程的技術風險管理領域發(fā)揮重要作用。