基于直覺正態(tài)云和影響圖的艦船建造風(fēng)險評價方法研究

鞏 軍,胡 濤,趙 俊,安德紅

(1.海軍工程大學(xué) 管理工程與裝備經(jīng)濟系， 武漢 430033；2.中國人民解放軍92108部隊， 浙江 舟山 316000)

1 引言

現(xiàn)代艦船具有大型化、復(fù)雜化、精密化的特點，系統(tǒng)間關(guān)聯(lián)程度更加緊密，設(shè)備技術(shù)狀態(tài)更加復(fù)雜。艦船建造過程中，隨著項目的推進，各類風(fēng)險在不同任務(wù)、流程與工序間多向傳導(dǎo)與耦合，極易擴散放大并產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。然而，質(zhì)量監(jiān)督部門在風(fēng)險分析時缺乏科學(xué)有效的風(fēng)險傳導(dǎo)分析與評價方法，風(fēng)險定量評價和定級方法粒度較粗，難以對風(fēng)險進行精確計算與比較，難以有效辨識和挖掘各類風(fēng)險的關(guān)聯(lián)關(guān)系與傳導(dǎo)機理，難以在上游或風(fēng)險事件發(fā)生結(jié)點及時發(fā)現(xiàn)、有效釋放與化解各類風(fēng)險。

風(fēng)險傳導(dǎo)的概念最早出現(xiàn)在金融領(lǐng)域，并得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。作為一條重要分支，國內(nèi)外諸多專家學(xué)者對項目風(fēng)險傳導(dǎo)理論及其應(yīng)用進行了系統(tǒng)的研究。Zegordi等[1]針對供應(yīng)鏈風(fēng)險給出了基于Petri 網(wǎng)的中斷風(fēng)險傳導(dǎo)評價方法；Ghadge[2]基于系統(tǒng)思維對項目風(fēng)險傳導(dǎo)路徑與過程進行了仿真研究；楊敏等[3]綜合運用因果貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、云模型、影響圖理論、蒙特卡洛等方法給出了一整套項目風(fēng)險傳導(dǎo)建模、分析與仿真方法。在裝備風(fēng)險傳導(dǎo)評估領(lǐng)域，孫贇和王瑛等[4,5]基于圖形評審技術(shù)和機會理論構(gòu)建了不確定性隨機多傳導(dǎo)參量網(wǎng)絡(luò)模型和評審技術(shù)模型，具有同時處理復(fù)雜裝備風(fēng)險因素為隨機變量和不確定性變量的優(yōu)勢；李超等在此基礎(chǔ)上[6]運用系統(tǒng)耦合理論、極大熵方法對GERT模型的參數(shù)和變量進行了優(yōu)化；白焱等[7]提出了基于模糊云模型的風(fēng)險傳導(dǎo)評估步驟，將風(fēng)險因素云模型綜合計算后的風(fēng)險量與發(fā)生器產(chǎn)生的二維正態(tài)云標(biāo)尺進行比較排序并最終完成裝備研制風(fēng)險的精細化評價；劉艷瓊[8]以武器研制項目為背景提出了全面風(fēng)險圖景的改進影響圖構(gòu)建方法、分析框架及其對應(yīng)評估模型與算法，給出了一套武器準(zhǔn)備研制階段性能風(fēng)險、進度風(fēng)險和費用風(fēng)險的識別與評估方法。

上述關(guān)于風(fēng)險傳導(dǎo)相關(guān)研究的不足之處主要體現(xiàn)在：① 缺乏一套適用于大型復(fù)雜武器裝備生產(chǎn)過程或多階段任務(wù)風(fēng)險識別、傳導(dǎo)、評價與定級的理論與方法；② 專家基于經(jīng)驗和歷史數(shù)據(jù)給出的風(fēng)險評價信息融合過程難以有效解決用精確隸屬度表示模糊事物的不徹底問題，導(dǎo)致風(fēng)險評價精度和準(zhǔn)確度受到較大影響；③ 傳統(tǒng)風(fēng)險定級法硬性分級粒度較粗，忽視了評價邊界的模糊性和不確定性，對于集結(jié)后風(fēng)險信息難以給出定性判斷。

鑒于此，本文提出一種基于直覺云和影響圖的艦船建造風(fēng)險評價方法。創(chuàng)新之處主要有：① 提出了基于WBS-RBS的風(fēng)險識別方法，給出了雙語言變量決策信息轉(zhuǎn)化為直覺正態(tài)云模型定量信息的步驟；② 通過修正風(fēng)險結(jié)點和價值結(jié)點，提出了影響圖結(jié)點間耦合關(guān)系的計算規(guī)則，從拓撲層、函數(shù)層和數(shù)值層等3個層面給出了全景式風(fēng)險傳導(dǎo)影響圖的構(gòu)建及其求解方法；③ 基于蒙特拉洛模擬思想，通過將直覺正態(tài)云風(fēng)險影響值信息生成大量的云滴樣本的方式將云滴樣本均值作為最優(yōu)估計值，從而完成風(fēng)險影響值排序，同時，基于貼近度的思想給出了一種快速、簡便、準(zhǔn)確的風(fēng)險定級方法。

2 預(yù)備知識

2.1 艦船建造風(fēng)險的涵義

艦船建造風(fēng)險是指在艦船建造過程中由于技術(shù)、管理、資源、環(huán)境等原因產(chǎn)生各類風(fēng)險事件并可能造成艦船建造質(zhì)量不過關(guān)、進度拖期、費用增加等損失，從而對項目目標(biāo)產(chǎn)生影響。用函數(shù)形式可以表示為：

R=F(P,C)

(1)

式(1)中：R為風(fēng)險影響值；P為風(fēng)險的發(fā)生概率；C為風(fēng)險發(fā)生產(chǎn)生某種后果后可能造成的風(fēng)險損失，風(fēng)險損失包括質(zhì)量損失CQ、進度損失CS和費用損失CP。

2.2 直覺正態(tài)云的運算法則

李德毅院士于1995年首次提出云模型。在云模型中，正態(tài)云最具有普適性，其隨機隸屬度在對應(yīng)論域上的分布具有正態(tài)分布的特征。但正態(tài)云模型難以處理某些概念的非隸屬度和猶豫特性，楊惡惡等[9]在正態(tài)云的基礎(chǔ)上提出了直覺正態(tài)云模型，實現(xiàn)了定性概念模糊性、隨機性和猶豫度的高效融合。

定義1[9]設(shè)U={x}是一個用確定數(shù)值表示的定量論域，C是論域U上的定性概念，在U上與C對應(yīng)的直覺正態(tài)云為Y=(〈Ex,ρ,ν〉,En,He)，3個數(shù)字特征Ex、En和He分別為正態(tài)云模型的期望、熵和超熵，用以定量化反映定性概念的整體特性，ρ和ν為隸屬限和非隸屬限，分別表示當(dāng)x=Ex時對應(yīng)隸屬度可能取值的上限和下限。

給定正實數(shù)λ與論域U中的2朵直覺正態(tài)云Y1=(〈Ex1,ρ1,ν1〉,En1,He1)和Y2=(〈Ex2,ρ2,ν2〉,En2,He2)，根據(jù)云模型和直覺模糊數(shù)的計算規(guī)則，并依據(jù)文獻[9-11]，提出直覺正態(tài)云的集結(jié)運算法則，如表1所示。

表1 直覺正態(tài)云的集結(jié)運算法則

2.3 風(fēng)險事件的影響圖表示方法

影響圖(influence diagram，ID)是Howard 和Matheson于1984年在決策樹理論基礎(chǔ)上提出的一種用以表達不確定信息和求解復(fù)雜決策問題的圖模型。ID由結(jié)點集和有向弧構(gòu)成，結(jié)點集包括決策結(jié)點、機會結(jié)點和價值結(jié)點，能夠?qū)⒋鎯Φ娘L(fēng)險信息通過有向弧進行傳導(dǎo)與集結(jié)。因此，ID可用于風(fēng)險耦合類計算和風(fēng)險影響值綜合分析。

2.3.1風(fēng)險結(jié)點及其表述方法

風(fēng)險結(jié)點能夠存儲風(fēng)險事件的概率信息、風(fēng)險損失信息和綜合風(fēng)險影響值信息，用橢圓形表達。根據(jù)風(fēng)險損失的類型，可分為質(zhì)量、進度和費用等3類風(fēng)險結(jié)點。

在風(fēng)險傳導(dǎo)影響圖模型構(gòu)建時，假設(shè)風(fēng)險結(jié)點狀態(tài)與信息僅受到父風(fēng)險結(jié)點的影響。當(dāng)出現(xiàn)多個父風(fēng)險結(jié)點時，存在父結(jié)點相互耦合后將風(fēng)險向子節(jié)點傳遞的現(xiàn)象。這種耦合關(guān)系通常包括強耦合、弱耦合和純耦合。一般情況下，進度和費用風(fēng)險結(jié)點之間屬于純耦合關(guān)系，總的風(fēng)險影響值為其父風(fēng)險結(jié)點影響值的加權(quán)求和。對于質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點，需要通過專家經(jīng)驗對不同風(fēng)險結(jié)點之間的耦合關(guān)系進行評價后再將風(fēng)險影響值進行綜合集成。

圖1 風(fēng)險結(jié)點強耦合關(guān)系示意圖

2.3.2價值結(jié)點及其表述方法

在風(fēng)險影響值綜合集成過程中，針對FQ、FS和FP對應(yīng)引入3類價值結(jié)點——質(zhì)量價值結(jié)點VQ、進度價值結(jié)點VS和費用價值結(jié)點VP，使其實現(xiàn)風(fēng)險影響值數(shù)據(jù)對接，再將其進一步合成綜合價值結(jié)點V，如圖2所示。

圖2 風(fēng)險結(jié)點合成示意圖

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

3 基于WBS-RBS的艦船建造風(fēng)險識別方法

艦船建造過程中存在大量的風(fēng)險傳導(dǎo)、擴散與反饋現(xiàn)象，風(fēng)險識別是風(fēng)險傳導(dǎo)分析的前提，其核心工作：一是如何確定最佳風(fēng)險辨識單元；二是如何構(gòu)建風(fēng)險識別矩陣，從而為清晰刻畫最佳風(fēng)險辨識單元之間的傳導(dǎo)規(guī)律提供前提。

風(fēng)險存在于各層級任務(wù)與工序中，并隨任務(wù)推進和工序流程傳導(dǎo)，任務(wù)與工序是風(fēng)險存在并進行傳導(dǎo)的基本載體。最佳風(fēng)險辨識單元是風(fēng)險傳導(dǎo)過程中的最小任務(wù)單元，為提高風(fēng)險評價的可操行和精準(zhǔn)度，需要首先確定風(fēng)險分析的最小任務(wù)單元層級。WBS-RBS法[13]是一種將WBS和RBS相結(jié)合的風(fēng)險識別方法，通過WBS和RBS將項目和風(fēng)險逐層依次分解，最終將分解之后的任務(wù)單元與風(fēng)險單元進行對應(yīng)，從而能夠全面、系統(tǒng)地識別風(fēng)險。艦船建造過程通常采用WBS將整個過程由高至低逐層分解細化并得到最小任務(wù)單元或任務(wù)清單[14]，通常分解為艦船、建造過程的五大節(jié)點、五大節(jié)點中的關(guān)鍵工序、關(guān)鍵工序中的關(guān)鍵任務(wù)、可執(zhí)行的任務(wù)包等5個層級。在風(fēng)險分析時，如果將最小任務(wù)單元定位于第5層——可執(zhí)行的任務(wù)包，不僅會使風(fēng)險分解得過于零散，增加風(fēng)險之間傳導(dǎo)與耦合關(guān)系定性分析的難度，還將進一步使風(fēng)險評價模型更加復(fù)雜；如果將最小任務(wù)單元定位于第3層——五大節(jié)點中的關(guān)鍵工序，會造成風(fēng)險分析的粒度不夠精細，難以準(zhǔn)確分析風(fēng)險之間的傳導(dǎo)與相互影響關(guān)系。綜合分析后，將最小任務(wù)單元定位于第4層——關(guān)鍵工序中的關(guān)鍵任務(wù)，即最佳風(fēng)險辨識單元為第4層中的關(guān)鍵任務(wù)。

確定最佳風(fēng)險辨識單元后，需要構(gòu)建風(fēng)險識別矩陣，以刻畫風(fēng)險辨識單元之間的傳導(dǎo)關(guān)系。為便于風(fēng)險分析并建立局部與整體之間的連接，這里提出建造模塊工序的概念。建造模塊工序是指艦船建造WBS分解結(jié)構(gòu)第3層中相互獨立、互不包含的關(guān)鍵工序及其所屬的第4層各項關(guān)鍵任務(wù)。建造模塊工序最大的特點是獨立性和時序性，一個模塊工序具有相對獨立的檢驗驗收節(jié)點和相對確定的資源需求，同時也是各項目共同存在的通用關(guān)鍵工序，各模塊工序間存在時序或流程關(guān)系。在艦船建造WBS分解的第4層中，各項關(guān)鍵任務(wù)在項目內(nèi)相互影響與傳導(dǎo)，這種影響與傳導(dǎo)是典型的因果關(guān)系，具有明顯的時序特征。因此，以建造模塊工序為單元，基于RBS方法逐一識別模塊工序內(nèi)存在的各層次風(fēng)險，依據(jù)各模塊工序之間的流程關(guān)系形成風(fēng)險識別矩陣。風(fēng)險評價時，通過分析模塊工序中所包含關(guān)鍵任務(wù)之間的相互關(guān)系，可以確定項目內(nèi)風(fēng)險傳導(dǎo)規(guī)律和路徑。因此，可以通過進度管理優(yōu)化模型得到縱向范圍內(nèi)各模塊工序及其所屬風(fēng)險辨識單元之間的時序關(guān)系，從而形成風(fēng)險識別矩陣的列向量。

根據(jù)上述思路，艦船建造風(fēng)險識別的步驟如下。

步驟1根據(jù)艦船建造風(fēng)險識別的目標(biāo)要求，確定風(fēng)險識別的范圍與對象，確定模塊工序；

步驟2以項目的建造模塊工序為分析單元，將模塊內(nèi)所有的最小任務(wù)單元可能存在的風(fēng)險逐步分解細化、歸類整理，形成風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)；

圖3 WBS-RBS風(fēng)險識別矩陣元素框圖

4 艦船建造風(fēng)險傳導(dǎo)評價方法

構(gòu)建風(fēng)險識別矩陣后，需要厘清風(fēng)險傳導(dǎo)關(guān)系與規(guī)律。各模塊工序間存在時序或流程關(guān)系，具有相對獨立的檢驗驗收節(jié)點。因此，風(fēng)險評價應(yīng)以模塊工序為研究單元，基于風(fēng)險識別矩陣分析單元內(nèi)和單元之間風(fēng)險的耦合與傳導(dǎo)關(guān)系。

4.1 問題描述

現(xiàn)要根據(jù)上述條件求得：① 模塊工序β內(nèi)各風(fēng)險事件發(fā)生后質(zhì)量風(fēng)險、進度風(fēng)險與費用風(fēng)險的影響值；② 整個建造項目中質(zhì)量風(fēng)險、進度風(fēng)險與費用風(fēng)險的影響值；③ 總風(fēng)險影響值。

4.2 風(fēng)險評價語言信息轉(zhuǎn)化方法

4.2.1基于黃金分割法完成s→(Ex,En,He)

黃金分割法可將專家的定性語言精準(zhǔn)便捷地轉(zhuǎn)化為云模型的定量信息，其基本原理為[15]：

將區(qū)間[Xmin,Xmax]均分為2個部分，n′為S中的語言標(biāo)度數(shù)量，在區(qū)間上生成與語言標(biāo)度逐一對應(yīng)的n′朵云，設(shè)Y0(Ex0,En0,He0)為處于中間位置的云，則其左右相鄰的云分別為Y-1(Ex-1,En-1,He-1)，Y+1(Ex+1,En+1,He+1)；Y-2(Ex-2,En-2,He-2)，Y+2(Ex+2,En+2,He+2)，…；Y-(n-1)/2(Ex-(n-1)/2,En-(n-1)/2,He-(n-1)/2)，Y+(n-1)/2(Ex+(n-1)/2,En+(n-1)/2,He+(n-1)/2)。由于黃金分割法的思想源于對線段的分割，設(shè)線段的兩端分別為前一朵云與最后一朵云的Ex，后一朵云的Ex為靠近中間云線段的0.382倍對應(yīng)值，前后兩朵云En與He之比為0.618，據(jù)此可生成云的數(shù)字特征。

3.2.2完成h→(ρ,ν)

在H={h1,h2,…h(huán)k′,…,hn′}中，n′為H中的語言標(biāo)度數(shù)量，現(xiàn)要將語言隸屬度變量hk′轉(zhuǎn)化為一個隸屬度區(qū)間(ρk′,νk′)。由于H中的語言標(biāo)度是均勻分布的，其對應(yīng)隸屬度值域可分為n′個子區(qū)間，故有：[16]

基于上述2個環(huán)節(jié)，即完成風(fēng)險評價基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)化。

4.3 風(fēng)險傳導(dǎo)評價方法

為了能夠全面掌握風(fēng)險事件之間的相互關(guān)系及其在項目中的傳導(dǎo)規(guī)律，需要構(gòu)建全景式風(fēng)險傳導(dǎo)影響圖，從拓撲層、函數(shù)層和數(shù)值層細致研究風(fēng)險事件的具體特征并進行定量分析。

4.3.1全景式影響圖拓撲層構(gòu)建

全景式影響圖拓撲層的構(gòu)建分為以下3個步驟。

2) 以模塊工序為單元構(gòu)建風(fēng)險傳導(dǎo)局部影響圖。針對模塊工序β內(nèi)所有風(fēng)險事件對應(yīng)的3類風(fēng)險結(jié)點，依據(jù)圖1構(gòu)建q個模塊工序的局部影響圖。

3) 構(gòu)建全景式影響圖。根據(jù)逐層整合的順序，依據(jù)模塊工序的時序整合局部影響圖，得到FQ、FS和FP，并對應(yīng)至VQ、VS和VP，最后綜合價值結(jié)點V。

4.3.2全景式影響圖函數(shù)層和數(shù)值層確定

2) 確定風(fēng)險結(jié)點間耦合關(guān)系。進度和費用風(fēng)險結(jié)點之間屬于純耦合關(guān)系，其耦合系數(shù)為0，對于質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點，需要通過專家經(jīng)驗對不同風(fēng)險結(jié)點之間的耦合關(guān)系進行評價后再將風(fēng)險影響值進行綜合集成。

4.3.3風(fēng)險傳導(dǎo)分析步驟

在風(fēng)險傳導(dǎo)過程中，每一風(fēng)險事件發(fā)生后均可能造成質(zhì)量、進度和費用損失與影響，本文假設(shè)風(fēng)險事件發(fā)生后產(chǎn)生的質(zhì)量損失、進度損失和費用損失彼此獨立。風(fēng)險傳導(dǎo)評價時分別計算每一風(fēng)險事件產(chǎn)生的質(zhì)量、進度和費用損失影響值后再進行綜合。

1) 計算不同模塊工序中各風(fēng)險事件對應(yīng)風(fēng)險結(jié)點的風(fēng)險影響值，其計算公式如下：

(8)

2) 計算各進度和費用風(fēng)險結(jié)點的風(fēng)險影響值及其貢獻度。

步驟1：由式(9)計算模塊工序β(β=1,2,…,q)進度和費用風(fēng)險結(jié)點的風(fēng)險影響值。

(9)

由于直覺正態(tài)云模型沒有“÷”運算，運用式(6)和式(7)進行直覺正態(tài)云信息的“÷”運算前需要對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化處理。具體過程參照4.1節(jié)“風(fēng)險影響值比較方法”，將式中分子、分母的直覺正態(tài)云數(shù)據(jù)借助計算機程序，通過云滴生成算法獲取足夠的云滴樣本，將樣本均值作為分子、分母的最優(yōu)估計值后再進行“÷”運算。

步驟3：由式(10)、式(11)計算整個項目的進度和費用風(fēng)險結(jié)點影響值及其貢獻度。

(10)

(11)

3) 計算各質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點的風(fēng)險影響值及其貢獻度。

步驟1：獲取模塊工序1中各二級風(fēng)險事件對應(yīng)的風(fēng)險結(jié)點耦合關(guān)系數(shù)據(jù)。

(12)

(13)

需要注意的是，由于緊前模塊工序β-1(β=2,3,…,q)的質(zhì)量風(fēng)險將整體傳導(dǎo)至緊后模塊工序β，并與其質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點發(fā)生耦合關(guān)系。從模塊工序2開始計算風(fēng)險影響值時需要專家對緊前模塊工序β-1的風(fēng)險結(jié)點與緊后模塊工序中各風(fēng)險結(jié)點的耦合關(guān)系進行分析。

4) 計算總風(fēng)險影響值。

將FQ、FS和FP對應(yīng)到價值結(jié)點VQ、VS和VP，使其實現(xiàn)風(fēng)險影響值數(shù)據(jù)對接，并將其進一步合成綜合價值結(jié)點V。由式(14)可求得總風(fēng)險影響值，并將其存儲于V中。

R=ψQRQ⊕ψSRS⊕ψPRP

(14)

5) 對各級風(fēng)險進行比較定級，并提出相應(yīng)對策。

5 基于蒙特卡洛模擬的風(fēng)險比較與定級方法

5.1 風(fēng)險影響值比較方法

(14)

根據(jù)定義2和式(14)，可以比較2朵直覺正態(tài)云所代表風(fēng)險事件的影響值大小。

5.2 風(fēng)險定級方法

假設(shè)Rd=(〈Exd,ρd,νd〉,End,Hed)是待定級風(fēng)險事件的風(fēng)險影響值，將風(fēng)險由低到高分為t′個等級，分別為f1、f2、…、ft′，則風(fēng)險定級步驟為：

步驟1：根據(jù)云的生成方法，將定性等級語言f1、f2、…、ft′轉(zhuǎn)化為正態(tài)云模型的定量信息，fl→Yl，其中Yl=(Exl,Enl,Hel)，l=1,2,…,t′。

步驟2：將正態(tài)云信息Yl看作專家對評價結(jié)果信心水平最高時的直覺正態(tài)云信息Yl′=(〈Exl,ρk′,νk′〉,Enl,Hel)，根據(jù)h→(ρ,ν)轉(zhuǎn)化方法求解ρk′,νk′。

6 算例分析

船臺是造船廠最重要的生產(chǎn)設(shè)施，船臺施工是組織難度最大、投入勞動及各項資源最多的階段。由于大量的工序交叉進行，各類風(fēng)險隨著項目的推進多向傳導(dǎo)，極易擴散放大并產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。因此，針對即將進入船臺施工階段的某型艦船，軍事代表室亟需對存在的質(zhì)量、進度和費用風(fēng)險進行分析和評估。

6.1 船臺施工階段風(fēng)險識別

1) 根據(jù)最佳風(fēng)險辨識單元的識別原則與方法，將船臺施工階段劃分為總段形成模塊、全船形成模塊、船臺舾裝模塊和軸系施工模塊。

2) 軍事代表室前期在綜合考慮艦船建造的實際工作和專家訪談的基礎(chǔ)上，根據(jù)風(fēng)險引發(fā)的原因進行分類，將風(fēng)險事件一級指標(biāo)分為技術(shù)風(fēng)險(A1)、管理風(fēng)險(A2)、資源風(fēng)險(A3)和環(huán)境風(fēng)險(A4)，對應(yīng)二級指標(biāo)分別為：技術(shù)狀態(tài)變更風(fēng)險(A11)、新技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險(A12)、技術(shù)指標(biāo)風(fēng)險(A13)、質(zhì)量問題處理風(fēng)險(A21)、檢驗驗收風(fēng)險(A22)、現(xiàn)場管理風(fēng)險(A23)、人員配置風(fēng)險(A31)、設(shè)備材料風(fēng)險(A32)、現(xiàn)場條件風(fēng)險(A41)。

3) 以模塊工序為分析單元，將可能存在的風(fēng)險逐步歸類整理，形成風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)；同時，將WBS分解后的模塊工序和RBS的下層風(fēng)險分別作為行和列構(gòu)建風(fēng)險識別矩陣，有關(guān)元素如表2所示。

表2 WBS-RBS風(fēng)險識別矩陣有關(guān)元素

6.2 船臺施工階段風(fēng)險數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)化

現(xiàn)請3位專家e={e1,e2,e3}對各模塊工序中各風(fēng)險事件發(fā)生概率及其造成的質(zhì)量、進度和費用損失等風(fēng)險數(shù)據(jù)進行評價。專家權(quán)重向量為q={0.3,0.4,0.3}。以總段形成模塊中風(fēng)險A21發(fā)生概率轉(zhuǎn)化過程為例進行說明。3位專家給出風(fēng)險A21的發(fā)生概率雙語言評價信息如下：

假設(shè)本文對風(fēng)險事件概率等級和后果等級均采用5標(biāo)度法進行描述，給定區(qū)間為[0,1]，He0=0.01。根據(jù)4.2.1節(jié)內(nèi)容，基于黃金分割法計算云數(shù)字特征，得到語言評價標(biāo)度對應(yīng)語義信息的云模型見表3。

表3 語言評價標(biāo)度與語義信息云模型對應(yīng)表

根據(jù)4.2.2節(jié)h→(ρ,ν)轉(zhuǎn)化方法，語言隸屬度標(biāo)度描述如表4所示。

表4 語言隸屬度標(biāo)度描述

6.3 船臺施工階段風(fēng)險傳導(dǎo)評價

6.3.1全景式影響圖構(gòu)建

圖4 風(fēng)險傳導(dǎo)全景式影響框圖

在此基礎(chǔ)上，由專家給出不同風(fēng)險事件所對應(yīng)的質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點間耦合關(guān)系。

6.3.2計算各進度和費用風(fēng)險結(jié)點的風(fēng)險影響值

各進度和費用風(fēng)險結(jié)點的風(fēng)險影響值，相關(guān)數(shù)據(jù)計算如下：

RS=(〈0.491,0.542,0.958〉,0.020,0.006)

RP=(〈0.339,0.439,0.920〉,0.013,0.005)

6.3.3計算各質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點的相關(guān)數(shù)據(jù)

各質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點的相關(guān)數(shù)據(jù)計算如下：

總風(fēng)險影響值為：

R=(〈0.488,0.530,0.936〉,0.012,0.006)

6.3.4風(fēng)險比較與定級

表5 基于蒙特卡洛模擬的風(fēng)險等級表

通過分析，可以得到以下結(jié)論：

1) 由表6可知，船臺施工整個階段總體風(fēng)險等級為3級，其中，質(zhì)量風(fēng)險和進度風(fēng)險等級均為3級，費用風(fēng)險等級為2級，總體風(fēng)險可控，質(zhì)量風(fēng)險最高；模塊工序2和工序3產(chǎn)生的質(zhì)量風(fēng)險較高，等級均為4級，模塊工序2產(chǎn)生的進度風(fēng)險較高，等級為4級。因此，軍事代表室應(yīng)重點關(guān)注模塊工序2、工序3產(chǎn)生的質(zhì)量風(fēng)險和模塊工序2產(chǎn)生的進度風(fēng)險。

表6 風(fēng)險結(jié)點影響值相關(guān)數(shù)據(jù)匯總表

船臺施工階段整個過程中質(zhì)量風(fēng)險較高的原因主要在于部分結(jié)點之間存在強耦合關(guān)系，緊前模塊工序β-1(β=2,3,4)的質(zhì)量風(fēng)險將整體傳導(dǎo)至緊后模塊工序β，并與其質(zhì)量風(fēng)險結(jié)點發(fā)生耦合關(guān)系，造成模塊1～4的質(zhì)量風(fēng)險等級較高，各結(jié)點質(zhì)量風(fēng)險的貢獻度也呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。

表7 質(zhì)量風(fēng)險影響值

表8 計分統(tǒng)計

表9 20次模擬統(tǒng)計

圖5 資源風(fēng)險等級云仿真圖

7 結(jié)論

提出了基于WBS-RBS的風(fēng)險識別步驟、風(fēng)險識別矩陣的構(gòu)建方法；為了厘清風(fēng)險傳導(dǎo)關(guān)系與規(guī)律，將雙語言變量決策信息轉(zhuǎn)化為直覺正態(tài)云模型定量信息，基于全景式影響圖搭建了風(fēng)險傳導(dǎo)評價框架；給出了基于蒙特卡洛模擬的風(fēng)險比較與定級方法，形成了一套完備的艦船建造過程風(fēng)險識別、傳導(dǎo)、評價與定級的方法；通過算例分析，驗證了方法的有效性與實用性。該方法可為軍事代表室有效開展合同履行監(jiān)督風(fēng)險分析工作提供指導(dǎo)，并可用于大型復(fù)雜武器裝備生產(chǎn)過程或多階段任務(wù)風(fēng)險評價領(lǐng)域相關(guān)工作。