裝備試驗風險評估方法探討

陳靜

總裝某局駐石家莊軍代室

裝備試驗任務的實施過程是一個環節多、過程復雜、不可逆轉的高風險過程。在試驗實施過程中存在多種因素。這些因素都將給任務進度、費用、質量（技術性能）造成一些負面的影響，若對這些情況認識不足或者沒有足夠的力量加以控制，影響將會擴大，甚至引起整個任務的中斷或失敗，造成極大的損失。因此，為確保試驗任務圓滿完成，在任務執行的各個環節需要對可能存在的各種各樣的風險進行分析研究，清楚掌握各類風險可能發生的時機，發生的概率大小，發生后所能導致的后果的嚴重程度等等，以便能夠采取正確的控制與管理措施。風險評估就是在風險識別的基礎上，建立問題的系統模型，對風險因素的影響進行定性和定量分析，并估算出各風險發生的概率及其可能導致的損失大小，從而找到該裝備試驗的關鍵風險，為重點處置這些風險提供科學依據，以保障裝備試驗的順利進行。

一、裝備試驗風險分類

為便于我們進行裝備試驗風險識別，我們把裝備試驗風險根據風險來源劃分為技術風險、組織管理風險、人員風險和外部風險等4類風險。

1.技術風險

技術風險是指裝備試驗項目在預定的資源約束條件下，達不到要求的戰術技術指標的可能性及差額幅度，或者說試驗計劃的某個部分出現事先竟想不到的結果，從而對整個系統效能產生有關影響的概率。

2.組織管理風險

組織管理是指進度資源配置不合理、計劃草率且質量差、裝備試驗項目的基本原則使用不當等造成的管理層面上的風險，其風險因素有試驗論證、試驗方案的合理性、試驗秩序、預案的完備性、分工的合理性、資源的沖突、元器件引進不利等。

3.保障性風險

保障性風險是指產品生產和維修有關的風險，該類風險源是與保障性相關的，如可靠性、維修性、訓練、人力、保障設備、公用性、運輸性、安全性、技術資料等因素。保障性風險包含技術和計劃兩方面特征。

4.外部風險

外部風險主要由試驗場區外部環境因素引起對裝備試驗的風險，風險因素包括自然環境、社會環境、國際環境等因素。

二、裝備試驗風險評估活動過程

風險評估是把識別的裝備試驗風險轉變為按優先順序排列的風險列表，為風險管理控制提供依據所需的活動。包括以下活動內容：

a.系統研究裝備試驗風險背景信息。

b.詳細研究已識別的、關鍵性的裝備試驗風險。

c.使用風險評估方法和工具。

d.確定裝備試驗風險發生的概率及其后果。

e.做出主觀判斷。

f.排列裝備試驗風險優先順序。

三、裝備試驗風險評估方法

經過風險識別過程所識別出的潛在風險數量很多，但這些風險因素對裝備試驗的影響是各不相同的。裝備試驗風險評估包括風險的估計與評價，是指對風險發生的可能性大小和風險后果的嚴重程度進行定性和定量的評估或做出統計分布描述。風險概率的估計，必須從具體的風險因素人手，只有針對具體的風險事件，才可能估計出風險概率。本文采用專家調查法對風險概率進行估計，專家調查法是目前進行風險概率估計最常用的方法。同時采用層次分析法對風險影響程度進行估記，如圖3-1。

1.風險因素發生概率的確定

風險因素發生概率主要可通過兩種方式獲取：一是借助于大量的歷史統計數據、資料或已有的風險估計模型，得到類似風險事件的發生規律(比如曲線圖)，即外推法，得到的是客觀概率；二是調查訪問相關領域的專家以及有著長期工作經驗的工作人員等，通過他們的主觀判斷、分析，結合搜集到的資料作參考，也可估計出未來風險事件的發生概率，這屬于主觀估計，即專家調查法，該方法得到的是主觀概率。在實際應用中不難發現，數學方法與人們的主觀估計結合起來使用，往往會得到更符合事實的結果。風險概率說明如表3-1所示。同時，當需要考慮不同專家打分的權威性即權重時，可先通過對每位專家知識領域、知識結構、工作經驗及知名度等情況的了解，確定其權重值，一般定在0.5—1.0之間，1.0代表專家的最高水平，其他專家依次減少。再將每位專家的打分值乘以各自權重，相加后除以權重之和，即得到對應風險因素的概率值。

本文參考其他資料，運用專家調查法，專家由八名不同領域工作人員組成，其中四名為航天科技集團工作人員，另四名為航天試驗靶場工作人員。專家根據表3-2打分，且不計各專家的權重差異。由于篇幅原因，不詳細闡述專家打分過程，經計算取平均值后，得出四大風險源的概率向量為( 0.688,0.157,0.137,0.018)。

圖3-1 風險評估方法構架

表3-1 風險發生概率說明

表3-2 航天裝備項目試驗風險因素分析

2.風險影響程度的確定

對于風險影響程度的分析，常用的方法主要有：層次分析法、蒙特卡羅方法、故障樹分析法、灰色關聯分析法等，本文采用層次分析法。層次分析法是一種定性和定量相結合的多目標決策分析方法。基本原理是按研究問題的性質和總目標將其分解成幾個層次，構成一個多層次的分析結構模型，借助專家判斷構造低層各因素的兩兩比較判斷矩陣，利用數學方法計算低層因素相對于高層的相對重要性權重，或按重要程度排序。

第一步，根據前一節對風險因素的識別建立層次結構模型，如圖3-2所示。

第二步，構造兩兩比較判斷矩陣并進行一致性檢驗。將每一層次的各因素依次作為準則， 對與其關聯的下一層次所有因素進行兩兩相對重要性比較，相對重要性以重要性標度值來表示，最常用的重要性標度是9標度值，在進行風險因素重要性比較時，由于風險因素眾多，為使結果更準確，這里采用9標度法。在9標度法中重要性標度值用1至9的自然數及其倒數表示，數值的含義如表3-3所示。

對于A層次，與其關聯的下一層次各因素 (B1，B2，…，Bn)，兩兩比較產生的相對重要性標度可構成兩兩比較判斷矩陣，其中bij為i 因素比j因素的相對重要性標度值。顯然，比較的結果將得到一系列的判斷矩陣。通常，i=j 時，bij=1；否則bij

對于圖3-2的項目總體風險層次結構來說，除了B層次對A層次所包含風險因素對其影響權重會產生一個判斷矩陣外，還會產生4個判斷矩陣。下面以計算相鄰兩層判斷矩陣為例進行說明，根據近似算法，先按公式(1)計算每個風險源對上一層次的影響權重，再根據公式(2)算出下一層次所有風險源對上一層次(即相鄰兩層之間) 的影響權重。

同時， 由于判斷矩陣是由人的主觀判斷得到的，尤其當需要比較的因素較多時，要做到完全的一致性幾乎是不可能的。因此對于上面求出的特征向量一般還要進行一致性檢驗，只有通過一致性檢驗，層次分析方法計算的結果才有意義，一致性檢驗方法可按如2步進行。

圖3-2 項目總體風險分解的層次結構

表2-4 平均隨機一致性指標的取值

首先計算一次性指標C.I.

式中：λmax——最大特征值其次計算一次性比率CR

式中：R.I.——平均隨機一致性指標，是根據足夠多個隨機發生的樣本矩陣計算的一致性指標的平均值。

R.I.的值如表2-4所示。

一般認為，當CR值小于0.1時，判斷矩陣具有滿意的一致性，否則應調整判斷值，直到通過一致性檢驗為止。

相鄰兩層之間的影響權重確定之后，再根據公式（5）和公式（6）來計算相隔兩層之間C對A的影響權重

3.3風險因素等級的劃分

風險等級評估需要綜合考慮風險發生概率及其所造成的影響，所以，可用下述風險發生概率與其綜合影響度的乘積作為等級劃分的標準。

表3-5 風險綜合重要度

式中：R——風險等級的評定值；

P——風險發生概率；

C——風險對試驗項目的綜合影響度。

由上述風險等級值R的計算公式，計算裝備試驗項目風險的風險源等級值。為抵消概率的百分數，計算100 R：

技術風險：

100R=100×0.688×0.5815=40；

保障性風險：

100R=100×0.157×0.2627=4.12；組織管理風險：

100R=100×0.137×0.1073=1.47；外部風險：

l00R=100×0.018×0.0485=0.01。

根據歷史數據和專家經驗，可將裝備試驗項目風險等級按以下規則劃分：

高風險：100R＞40；

較高風險：20＜100R≤40；

中等風險：8＜100R≤20；

低風險：100R≤8。

因此，技術風險屬于較高風險，保障性風險、組織管理風險和外部風險均屬于低風險。