面向試驗過程的發(fā)射場地面設(shè)備風(fēng)險分析方法

張建榮，董富治，郝晉峰，張生保

（太原衛(wèi)星發(fā)射中心，太原030027）

面向試驗過程的發(fā)射場地面設(shè)備風(fēng)險分析方法

張建榮，董富治，郝晉峰，張生保

（太原衛(wèi)星發(fā)射中心，太原030027）

針對現(xiàn)有風(fēng)險分析方法無法較好地描述風(fēng)險在系統(tǒng)運行過程中的分布情況，提出了面向試驗過程的風(fēng)險分析方法。該方法能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行全面的描述，并可以給出系統(tǒng)的風(fēng)險事件分布。在風(fēng)險識別階段使用風(fēng)險分布圖和風(fēng)險事件分析表，使分析人員更容易掌握系統(tǒng)風(fēng)險分布的全局和細(xì)節(jié)，最大限度避免風(fēng)險事件遺漏；在風(fēng)險管理階段使用風(fēng)險分布圖，將風(fēng)險事件與試驗過程或作業(yè)環(huán)節(jié)相聯(lián)系，可以使管理人員和作業(yè)人員直觀了解系統(tǒng)中風(fēng)險存在的位置和形式，更有利于風(fēng)險的控制。該方法使風(fēng)險分析更接近于試驗任務(wù)過程實際，更容易為工程技術(shù)人員所掌握。

風(fēng)險分析，過程分析，風(fēng)險分布圖，試驗任務(wù)流程，地面設(shè)備

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)險分析這一新興學(xué)科正日益為人們所重視［1］。特別是在航天發(fā)射、核工業(yè)以及海洋、化工等高投入、高風(fēng)險、高收益的領(lǐng)域，很多國家制訂了進(jìn)行項目風(fēng)險分析的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如IEC 31010《風(fēng)險管理風(fēng)險評估技術(shù)》，我國的GB/T 24353-2009《風(fēng)險管理原則與實施指南》等［2-3］。航天領(lǐng)域一直很重視對風(fēng)險的控制，提出了一些風(fēng)險分析方法，并在實踐中得到了有效的應(yīng)用。

風(fēng)險分析的目的是識別、評價系統(tǒng)中存在的危險，并根據(jù)危險的程度提出消除或控制危險的措施。一些傳統(tǒng)的分析方法被廣泛用于風(fēng)險分析，包括：故障模式、影響及危害性分析（FMECA），故障樹分析（FTA），潛在通路分析（SCA），概率風(fēng)險評估（PRA）。這些方法中多數(shù)是從可靠性分析領(lǐng)域借鑒而來，具有較好的條理性和較高的效率，但用于系統(tǒng)風(fēng)險分析時，還存在一定的局限性。如這些方法對系統(tǒng)的全過程進(jìn)行描述的能力較弱，也不能給出風(fēng)險在系統(tǒng)運行過程中的分布，而這些內(nèi)容是試驗任務(wù)風(fēng)險管理的重要內(nèi)容。

本文在研究和運用已有風(fēng)險分析方法的基礎(chǔ)上，提出了面向試驗任務(wù)過程的風(fēng)險分析方法，并將其運用于發(fā)射場地面設(shè)備的分析工作中。該方法可以與傳統(tǒng)的風(fēng)險分析方法同時使用，以試驗任務(wù)作業(yè)流程為主線進(jìn)行風(fēng)險分析，克服傳統(tǒng)分析方法與過程無關(guān)的不足，最大限度地避免風(fēng)險事件的遺漏，可以提高風(fēng)險分析的效率。

1 試驗任務(wù)作業(yè)流程分析

試驗任務(wù)作業(yè)流程分析是通過對試驗任務(wù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和流程分解，繪制作業(yè)流程圖，為識別風(fēng)險源做好準(zhǔn)備。結(jié)構(gòu)分解主要是明確所研究的試驗任務(wù)工作涉及到的子系統(tǒng)；流程分解主要是定義作業(yè)和作業(yè)編號并確定其相互連接關(guān)系。試驗任務(wù)作業(yè)流程可以根據(jù)實際情況，按設(shè)備或產(chǎn)品、材料、工藝流程編制。作業(yè)是構(gòu)成試驗任務(wù)流程的最小單位，合理地劃分作業(yè)，可以為風(fēng)險識別和管理提供更多的便利性。

以產(chǎn)品卸車時的吊裝轉(zhuǎn)運過程為例，首先對吊裝轉(zhuǎn)運涉及到的地面設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行分析。吊裝轉(zhuǎn)運是指利用行吊將火箭、衛(wèi)星等產(chǎn)品從運載的列車上轉(zhuǎn)移到測試廠房支架車上的過程。

1.1系統(tǒng)構(gòu)成分析

如圖1所示，將地面設(shè)備系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng)并繪制出系統(tǒng)框圖。產(chǎn)品吊裝必然要用到行吊，并需要配電子系統(tǒng)進(jìn)行照明和動力電的供應(yīng)，以及提供產(chǎn)品的接地。除此以外，產(chǎn)品對廠房環(huán)境有特殊的要求，因此，同時需要空調(diào)子系統(tǒng)工作進(jìn)行環(huán)境條件保障。這些要求通常包括溫度、濕度、潔凈度等。限于篇幅，本文后面的分析主要是針對行吊子系統(tǒng)展開。

1.2 作業(yè)分解

進(jìn)行產(chǎn)品吊裝轉(zhuǎn)運，首先要調(diào)整好專用的吊具并懸掛安裝在行吊吊鉤上，然后操作行吊行進(jìn)到產(chǎn)品正上方，使吊具高度與產(chǎn)品吊點相匹配，連接吊具與產(chǎn)品。確保連接穩(wěn)固后，開始起吊，微動并檢查產(chǎn)品是否與列車支架之間有刮蹭現(xiàn)象。確保安全后，產(chǎn)品起升并轉(zhuǎn)運到廠房的支架車上方。產(chǎn)品下降，同樣在保證產(chǎn)品與支架對正后下落。解除吊具與產(chǎn)品的連接，最后卸載吊具并使行吊復(fù)位。產(chǎn)品吊裝轉(zhuǎn)運過程的作業(yè)流程分解表如表1所示。

以“行吊就位”作業(yè)的編號HD0101為例，作業(yè)編號的規(guī)則如圖2所示。

表1 產(chǎn)品吊裝轉(zhuǎn)運作業(yè)流程表

根據(jù)作業(yè)分解表可以繪制出作業(yè)流程圖，作業(yè)流程圖是用圓形和有向線段表示的各作業(yè)之間關(guān)系的圖，產(chǎn)品吊裝轉(zhuǎn)運作業(yè)流程圖如圖3所示。作業(yè)流程圖是繪制風(fēng)險分布圖的基礎(chǔ)。

2 風(fēng)險源識別

風(fēng)險源是指那些潛在的，能引起人身傷害或死亡、環(huán)境污染、財產(chǎn)損失以及嚴(yán)重影響試驗任務(wù)進(jìn)程的因素。風(fēng)險識別的結(jié)果直接影響風(fēng)險分析的準(zhǔn)確程度，由于試驗任務(wù)風(fēng)險因素復(fù)雜多樣，需要通過系統(tǒng)分析才能全面準(zhǔn)確地設(shè)別風(fēng)險，列出風(fēng)險清單，繪制風(fēng)險分布圖。

風(fēng)險識別的方法是在試驗任務(wù)作業(yè)流程分解的基礎(chǔ)上，結(jié)合航天試驗任務(wù)中可能出現(xiàn)的風(fēng)險類別，逐一分析每步作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險事件及其后果。為風(fēng)險事件編號，并標(biāo)識在作業(yè)流程圖上，從而繪制出風(fēng)險分布圖。風(fēng)險分布圖可以直觀地反映風(fēng)險事件總量及風(fēng)險事件的分布情況，便于管理者同時從全系統(tǒng)層面和具體工作層面對風(fēng)險事件進(jìn)行掌握。

2.1 風(fēng)險類別

風(fēng)險分類是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對各種不同的風(fēng)險進(jìn)行區(qū)分的過程。航天試驗任務(wù)的風(fēng)險可以從以下幾個方面劃分。按構(gòu)成風(fēng)險因素的性質(zhì)劃分：自然風(fēng)險、人因風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險。

自然風(fēng)險是指由于自然因素的不確定性給試驗任務(wù)作業(yè)過程帶來的風(fēng)險，如洪水、風(fēng)暴、地震、雨雪等均屬此類風(fēng)險，這種風(fēng)險通常是災(zāi)難性的，多數(shù)情況是人力無法抗拒的，只能加強預(yù)報能力，提前做好防范準(zhǔn)備。

技術(shù)風(fēng)險是指由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給試驗任務(wù)帶來的風(fēng)險，這種風(fēng)險通常是積極的，可以為試驗任務(wù)高效、可靠完成提供能力，但同時也可能引入新的風(fēng)險模式。

人因風(fēng)險是指由于主觀決策或人為操作失誤所導(dǎo)致的風(fēng)險，主要是由主觀認(rèn)識的局限性或疲勞、情緒波動等造成的。

2.2 風(fēng)險事件分析

在風(fēng)險識別過程中，應(yīng)按作業(yè)流程圖對每一個作業(yè)過程進(jìn)行分析，將所有可能出現(xiàn)的風(fēng)險事件及其后果編號分類填入風(fēng)險事件分析表，如表2所示。由于產(chǎn)品吊裝轉(zhuǎn)運通常在轉(zhuǎn)載廠房內(nèi)進(jìn)行，受自然因素影響較小，分析時僅考慮人因風(fēng)險和技術(shù)風(fēng)險。

表2 風(fēng)險事件分析表

2.3 風(fēng)險分布圖

將每個作業(yè)流程可能出現(xiàn)的風(fēng)險事件按順序標(biāo)注在作業(yè)流程圖上，就可以繪制出風(fēng)險分布圖。標(biāo)注內(nèi)容可以包括：風(fēng)險事件編號、發(fā)生可能性、后果及程度、風(fēng)險水平等，可根據(jù)需要對標(biāo)注內(nèi)容進(jìn)行取舍。在風(fēng)險分布圖的基礎(chǔ)上，可以更加有效地進(jìn)行風(fēng)險評價、風(fēng)險控制等工作。

3 風(fēng)險評估

風(fēng)險評估的任務(wù)是對每一個風(fēng)險事件，定量計算其發(fā)生概率或者定性估計其發(fā)生可能性的大小，估計其可能帶來的負(fù)面影響（風(fēng)險后果及程度），綜合評估其風(fēng)險等級或風(fēng)險值（風(fēng)險水平），為后續(xù)風(fēng)險控制進(jìn)行決策提供思路。

可以采用統(tǒng)計方法或分析方法得到風(fēng)險等級，常用的風(fēng)險評估方法有風(fēng)險矩陣法、概率風(fēng)險評價法和模糊綜合評價法。當(dāng)采用風(fēng)險矩陣法時，首先需要估計風(fēng)險可能性和損失程度，這部分工作由領(lǐng)域?qū)＜覀儊硗瓿伞Ｏ马摫?為適用于航天發(fā)射場的風(fēng)險矩陣表，根據(jù)風(fēng)險矩陣表可以判斷每個風(fēng)險事件的風(fēng)險等級及后果程度，并確定出需要采取控制措施的風(fēng)險事件。

對前面分析出來的風(fēng)險事件進(jìn)行風(fēng)險評估，可以得出如下頁表4所示的結(jié)果。根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，修改風(fēng)險分布圖，以便于使用。對于可接受的風(fēng)險事件，可以從風(fēng)險分布圖上刪除掉；對于需要采取風(fēng)險消減措施的風(fēng)險事件，應(yīng)加以標(biāo)注，重點預(yù)防；對于不可接受的風(fēng)險事件，要留有裕度和備保手段，確保其不會發(fā)生。

表3 發(fā)射場的風(fēng)險評價矩陣

表4 風(fēng)險事件評估結(jié)果

4 風(fēng)險控制

根據(jù)風(fēng)險事件評估結(jié)果以及風(fēng)險評價矩陣，進(jìn)行風(fēng)險決策和控制。首先，檢查系統(tǒng)內(nèi)是否存在不可接受的風(fēng)險事件。如果存在這樣的事件，應(yīng)采取必要的措施，降低其風(fēng)險程度。其次，檢查系統(tǒng)內(nèi)是否存在嚴(yán)重的，可有條件接受的風(fēng)險事件。對這樣的事件，在條件許可的情況下，也應(yīng)該采取措施降低其風(fēng)險程度。對于準(zhǔn)備采取的措施，要采用決策分析方法進(jìn)行技術(shù)分析，以確定操作的效益是否大于風(fēng)險。

表5 風(fēng)險控制表

5 結(jié)論

本文提出的面向試驗過程的發(fā)射場地面設(shè)備風(fēng)險分析方法，能夠?qū)Φ孛嬖O(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行全面的描述，并且可以給出系統(tǒng)的風(fēng)險事件分布。在風(fēng)險識別階段使用風(fēng)險分布圖和風(fēng)險事件分析表，可使分析人員更容易了解系統(tǒng)的全局和細(xì)節(jié)，最大限度避免遺漏風(fēng)險事件。在風(fēng)險管理階段利用調(diào)整后的風(fēng)險分布圖，將風(fēng)險事件與作業(yè)環(huán)節(jié)相聯(lián)系，可以使管理者和作業(yè)人員更加直觀地了解系統(tǒng)中風(fēng)險存在的位置和形式，更有利于對風(fēng)險的控制。面向試驗過程的發(fā)射場地面設(shè)備風(fēng)險分析方法還有待于在試驗任務(wù)中進(jìn)一步驗證和完善。

［1］余建星，李成，王廣東.基于過程分析的工程系統(tǒng)風(fēng)險分析方法［J］.船舶工程，2003，25（5）：53-55.

［2］顧基發(fā)，趙麗艷.航天系統(tǒng)安全性分析的概率風(fēng)險評估方法［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，1999，12（8）：29-32.

［3］GB/T24353-2009風(fēng)險管理原則與實施指南［S］.北京：中國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會，2009.

［4］史國棟.翟源景.航天試驗任務(wù)風(fēng)險管理研究現(xiàn)狀［J］.科技信息，2012，（33）：444-448.

Test Equipment Risk Analysis Method of Launch Site Faced to Test Process

ZHANG Jian-rong，DONG Fu-zhi，HAO Jin-feng，ZHANG Sheng-bao
（Taiyuan Satellite Launch Centre，Taiyuan 030027，China）

A new method of system risk analysis which is faced to test process is proposed according to risk analysis methods existed not describe the distribution of risk in operating process of system.Withthenewmethod，systemandtheriskeventdistributioncanbedescribed comprehensively.All risk events can be found and no one lost in the risk distinguish used risk distribution diagram and risk event analysis table.Manager and operator can understand the location and forms of risk in the system in the risk management stage used risk distribution diagram which can relate risk event and operate link.And this method is in favor of risk control.This method makes risk analysis even closer to practical project，and so it is easier to be understood by engineers.

risk analysis，process analysis，risk distribution diagram，test task flow，test equipment

V555.1

A

1002-0640（2017）01-0166-04

2015-11-05

2016-02-07

張建榮（1983-），男，山西文水人，博士。研究方向：非標(biāo)設(shè)備總體。