馮帆 劉召軍 侯保江 徐進 徐凡

(北京航天長征飛行器研究所，北京 100048)

0 引言

我國航天型號進入一個新的發(fā)展時期，重大航天型號不僅結構復雜，而且具有性能高、數(shù)量技術新、周期短等不同于一般產(chǎn)品研制的特點，整個生命周期充滿各種風險[1]。航天工程是龐大、復雜的系統(tǒng)工程，生成風險所涉及的因素種類復雜且數(shù)量眾多，了解和掌握航天工程中的風險來源、關鍵環(huán)節(jié)并對其進行分析、管理及控制，對提升航天項目管理水平、促進航天事業(yè)發(fā)展具有重要意義。針對航天項目管理過程中存在的主要風險因素，結合具體項目實踐經(jīng)驗，建立綜合評價模型，將定性的風險評估轉化為定量的風險相關程度度量值，綜合評價項目關鍵環(huán)節(jié)，進而根據(jù)不同類型航天項目重點關注的管理要素提出決策支持與依據(jù)，緊前策劃，有的放矢，從風險根源上制定針對性措施，促進航天項目有效實施。

1 層次分析模型構造

航天項目風險具有多層次性、多樣性、動態(tài)性的特點，因此風險評估涉及多個風險指標[2]。結合航天項目實施經(jīng)驗，將項目總風險分解為技術、進度、質量、管理4個不同維度的風險評價準則，進行數(shù)學建模和量化評估。

在數(shù)學模型的選擇上，為更符合航天項目管理架構，貼合現(xiàn)有航天企業(yè)組織結構，將層次分析法(AHP)引入風險分析、評價及決策流程，依據(jù)管理層級建立準則層和因素層，層次化分析項目風險，多因素評價準則重要程度，將定性描述指標轉化為定量度量指標。

層次分析法的基本思想是建立描述系統(tǒng)特征的獨立遞階層次結構，兩兩比較系統(tǒng)中不同因素間的相對重要性，并給出比例值，構建上下層要素間的判斷矩陣，得出下層相關要素對上次要素的相對重要序列，依據(jù)重要序列判定不同風險因素間的相對權重，進而依據(jù)量化指標給出風險控制建議。

綜合航天項目實踐經(jīng)驗，進行具有普遍適用性的風險因素識別，結果見表1。

表1 風險識別因素

構建項目風險識別因素后，對不同因素兩兩之間的相對重要性進行量化標定，相對重要性的量化指標定義為標度aij。風險評價準則見表2。

表2 風險評價準則

識別風險因素并指定評判準則后，引入層次分析法(AHP)構造風險綜合評價模型。層次分析法是美國運籌學家薩蒂(Saaty)提出的定性與定量相結合的決策分析方法，將決策者對復雜系統(tǒng)的決策思維過程模型化、數(shù)量化，將復雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，進而得出不同因素的權重。該方法把研究對象作為一個系統(tǒng)，按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進行決策，將思維過程數(shù)學化、系統(tǒng)化，能夠把多目標、多準則、難以全部量化處理的決策問題劃分為多層次單目標問題，結果簡單明確，容易被決策者了解和掌握，其構造過程分為如下三步[3-4]：

(1)構造判斷矩陣，依據(jù)表2所設定的評價準則，通過專家調查法，對屬于同一層級的因素相對于上一層級因素的重要程度進行兩兩比較，構建判斷矩陣A。

式中，aij代表因素i與因素j相比對于上一層級因素的相對重要程度；n代表該層級的因素個數(shù)。aij>0，aij=1/aji，aii=1。

將冪值進行歸一化處理，得到因素權重，公式如下

(3)對判斷矩陣進行一致性判斷。求解判斷矩陣A的最大特征根值λmax，公式如下

式中，W為由歸一化因素權重wi組成的歸一化因素權重矩陣。

計算相容性指標CI和一致性指標CR，公式如下

式中，平均隨機一致性指標RI可以通過查表法進行確定，見表3。

表3 平均隨機一致性指標

當CI≤0.1時，判斷矩陣的一致性可以接受；當CI>0.1時，判斷矩陣應做修正。

判斷矩陣一致性通過后，因素權重wi(i=1，…，n)即可作為本層次因素相對于上一層次因素的重要程度。

2 單層次評估模型建立

根據(jù)所識別的航天項目普遍適用性風險因素，分層級構建評估模型。以某航天工程項目為應用實例，建立項目風險層級結構，如圖1所示?？蓜澐譃锳-Bx，B1-4-Cxx兩個評估層次，分別建立單層次評估模型，計算不同層次之間的相對權重。

圖1 某項目風險層級結構

根據(jù)項目應用背景，對相關專家進行意見采集和數(shù)據(jù)轉化，形成各個層級的判斷矩陣，進行層次單排序，并逐層檢驗判斷矩陣的一致性。

2.1 A-Bx層(目標-準則層)

目標層設定為項目總風險，即本文的評估對象；準則層設定為技術風險、質量風險、進度風險和管理風險4個評價準則。目標-準則層模型構建主要是為了評估4個評價準則對于項目總風險的相對重要程度。步驟如下：

(1)構造準則層判斷矩陣B。

(2)層次單排序。目標-準則層分析結果見表4。

表4 目標-準則層分析結果

(3)一致性檢驗。目標-準則層一致性檢驗結果見表5。

表5 目標-準則層一致性檢驗結果

計算結果顯示，最大特征根為4.043，根據(jù)RI表查到對應的RI值為0.882，因此CR=CI/RI=0.016<0.1，通過一次性檢驗。

2.2 B1-4-Cxx(準則-因素層)

因素層主要是對風險評價準則進行進一步分解，細化評價因素，將各準則下的因素貢獻率進行計算排布，以更加直觀地表征項目實施過程中可能出現(xiàn)的各種風險點及對應的影響權重。

2.2.1 技術風險準則

(1)構造技術風險因素層判斷矩陣C1。

(2)層次單排序。分析結果見表6。

表6 技術風險準則-因素層分析結果

(3)一致性檢驗。檢驗結果見表7。

計算結果顯示，最大特征根為7.102，根據(jù)RI表查到對應的RI值為1.341，因此CR=CI/RI=0.013<0.1，通過一次性檢驗。

2.2.2 進度風險準則

進度風險準則計算過程與技術風險準則相同，經(jīng)過判斷矩陣構造、層次單排序及一致性檢驗后，可得各個風險因素的權重值，見表8。

表8 進度風險準則-因素層AHP層次分析結果

2.2.3 質量風險準則

質量風險準則計算過程與技術風險準則相同，經(jīng)過判斷矩陣構造、層次單排序及一致性檢驗后，可得各個風險因素的權重值，見表9。

表9 質量風險準則-因素分析結果

2.2.4 管理風險準則

管理風險準則計算過程與技術風險準則相同，經(jīng)過判斷矩陣構造、層次單排序及一致性檢驗后，可得各個風險因素的權重值，見表10。

表10 管理風險準則-因素分析結果

3 多層次評估模型綜合分析

根據(jù)對單層次A-Bx，B1-4-Cxx的模型構建及評估，可計算得出最底層(因素層)對于最高層(目標層)A-Cxx的相對重要性權值并進行層次總排序。

該過程從最高層向最底層依次進行。將不同層級間的權重進行累積，進而得到最底層風險因素相對于最頂層總風險的重要程度權重值，即項目各風險點對于整個項目的影響程度。本項目風險因素排序結果見表11。

表11 風險因素排序

綜合分析各風險因素的綜合排名，可針對其重要程度制訂對應措施。以本文列舉的項目為例，重要程度排名前4位的風險因素分別為：技術指標達成風險、關鍵技術突破風險、協(xié)作單位失誤導致項目拖延風險和設計質量風險。根據(jù)此評估結果，可判斷此項目風險點主要集中在技術層面，對于設計質量要求較高，屬于技術風險型項目。

4 應對措施及建議

根據(jù)此評估結果制訂風險方案，在資源有限的情況下優(yōu)先保障關鍵風險因素的有效釋放，緊前采取措施，合理統(tǒng)籌資源，保障項目成功。針對本項目排名前5位的風險要素，可制訂如下應對措施。

4.1 技術指標達成風險

技術指標達成風險大，說明本項目技術指標要求高，在方案論證環(huán)節(jié)即存在較大隱患，方案閉合難度大。因此，應提前對項目所涉及的技術指標、關鍵技術進行多輪論證與復查，充分利用專家力量，參與整個方案論證過程，深入把關、全面指導，調動優(yōu)質設計資源，保證方案指標的閉合。

4.2 關鍵技術突破風險

關鍵技術突破風險大，說明本項目技術難度高，面臨很多新技術難題，在方案設計階段需要高度關注關鍵技術應用驗證。建議充分設置試驗驗證環(huán)節(jié)，通過對大量試驗結果的分析，驗證關鍵技術的可行性，評估技術成熟度[5]，在項目初期排除技術突破風險。

4.3 協(xié)作單位失誤導致項目拖延風險

協(xié)作單位失誤導致項目拖延風險大，說明外部協(xié)作單位對于本項目的順利完成影響較大。因此，應對項目涉及的協(xié)作單位進行重點監(jiān)督、定期檢查和技術交底等，緊盯協(xié)作單位的工作進展，確保其保質保量履約，避免在項目推進過程中出現(xiàn)短線瓶頸。

4.4 設計質量風險

航天項目的組織實施嚴格遵循質量體系標準[6]，為規(guī)避設計質量帶來的項目風險，需嚴格督促項目團隊對標標準開展工作，采取定期檢查的方式保證設計質量。同時設置檢查項，逐項檢查，發(fā)現(xiàn)不符合標準之處立即督促整改，確保設計質量可控。

4.5 工藝可行性風險

針對項目工藝可行性存在的風險，組織工藝方案評審，邀請行業(yè)專家進行工藝可行性把關。針對高風險工藝，通過仿真、試制等環(huán)節(jié)，緊前化解風險。

5 結語

本文建立了航天組織風險綜合評價模型，以實際項目的具體實施過程為基礎，從技術風險、進度風險、質量風險和管理風險4個維度劃分評價準則，并細化風險評價因素，進行層次單排序。將從業(yè)人員定性感知具象化，用定量的影響因素權重進行風險數(shù)字化描述，針對項目總風險進行層次總排序，讓決策者對各風險因素對項目總風險的貢獻值有了更直觀的認知，為后期進行風險預警和措施制訂提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐。

本文所建立的綜合評價模型在不同項目背景下可對因素層設置進行動態(tài)調整，以適應不同項目特性。后續(xù)此模型還可以進一步優(yōu)化，在前端數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預處理的基礎上，將主觀評估引入客觀評價修正環(huán)節(jié)，以提升評價模型的準確性，為航天工程風險監(jiān)控和風險管理提供更加科學的決策依據(jù)。