军工产品研制可靠性工作项目风险评价研究
2014-03-04张洛兵黄兆东中国航空工业集团公司北京000中国航空工业发展研究中心北京0009
张洛兵黄兆东(.中国航空工业集团公司,北京 000; .中国航空工业发展研究中心,北京 0009)
军工产品研制可靠性工作项目风险评价研究
张洛兵1黄兆东2
(1.中国航空工业集团公司,北京 100022; 2.中国航空工业发展研究中心,北京 100029)
提出了可靠性工作项目风险的定义和适合于可靠性工作项目的风险识别方法,最后根据风险识别结果建立军工产品研制可靠性工作项目风险评价体系。
可靠性工作项目; 风险; 综合评价; 军工产品
1 军工产品研制可靠性工作项目的风险
可靠性工程是指为了达到产品的可靠性要求所进行的一系列技术与管理活动。可靠性系统工程是研究产品全寿命过程中同产品故障作斗争的工程技术。可靠性系统工程的研究内容包括:可靠性、维修性、测试性以及与故障相关的保障性和安全性。军工产品研制的论证、方案、工程研制和设计定型阶段开展的可靠性工作项目分为100、200、300、400系列。
风险本质上的一般概念是:某一特定损失或后果发生的可能原因和后果的组合。只不过不同的定义侧重或强调的方面不同,但都包含两个基本要素,一是风险原因或称风险因素,二是风险后果。其中风险因素是指造成危险情况或发生的原因,既包括潜在间接原因,又包括外在直接原因;风险后果是指非故意的、非预期的危险情况或损失。
参照上述定义以及GJB 450A-2004《装备可靠性工作通用要求》,本文提出军工产品研制可靠性工作项目风险的定义:是指在军工产品研制阶段开展可靠性工作项目的过程中存在的不确定问题,表现为风险因素导致可靠性工作项目不能实现预期目标的可能性及其风险后果的组合。
2 基于工作分解-风险分解的可靠性工作项目风险识别
由于军工产品研制可靠性工作项目实施过程具有一定的复杂性以及明显的层次性,因而可以先采用简单的风险检查表进行风险因素和风险后果的初步排查,在此基础上采用工作分解结构(WBS,Work Breakdown Structure)和风险分解结构(RBS,Risk Breakdown Structure)法对检查表法的识别结果进行进一步的完善,最终让可靠性工作项目风险识别专家组填写可靠性工作项目风险识别清单。风险识别清单(风险识别矩阵)是在项目管理过程中识别风险(风险因素)的一种重要结构性文件,并且还是对项目风险潜在影响后果进行评估的一套方法论。这种方法是美国空军电子系统中心(ESC, Electronic Systems Center)的采办工程小组于1995年4月提出的。
运用WBS-RBS辨识可靠性工作项目的风险需要解决两个基本问题:一是清楚看出每个可靠性工作项目的风险因素和风险后果,二是纵观研制阶段全部可靠性工作项目,综合得到最为主要的风险因素和风险后果,即通用风险因素和风险后果。为了解决这两个问题,WBS-RBS分析辨识从工作项目和风险两个角度分别进行分解,然后构建工作项目分解树和风险分解树。在对军工产品研制可靠性工作项目利用WBS-RBS法进行风险识别时,可按如下步骤进行。
2.1 进行风险分解
形成风险分解结构RBS,如图1所示。根据可靠性工作项目的风险状况,预测可能存在的风险,将风险逐步分解,细化到底层风险因素为止。
2.2 进行工作项目分解
图1 可靠性工作项目的RBS
建立可靠性工作项目分解结构WBS,如图2所示。
2.3 建立WBS-RBS风险识别清单
图2 可靠性工作项目的WBS
在上两步分别完成WBS和RBS的基础上,以RBS结果为列向量,WBS结果为行向量,建立起可靠性工作项目WBS-RBS风险识别清单,如表1所示。将此清单送至可靠性工作项目风险识别专家组人员手中,通过集体群策法、Delphi法等研讨每个可靠性工作项目的风险因素和风险后果,将最为重要的风险因素和风险后果具体子集科目填入WBSRBS风险识别清单,要求识别结果真实可靠,并且具有较强的可追溯性,这样可以为下一步的可靠性工作项目风险评价打下良好的基础。
3 可靠性工作项目的风险评价指标
可靠性工作项目的风险评价分为两个部分。
3.1 可靠性工作项目风险因素的评价
根据上述WBS-RBS法开展风险识别的结果,将事前可靠性工作项目的风险因素分解为人员因素、技术因素和管理因素3个一级指标,并根据实际开展可靠性工作项目的经验,将风险因素一级指标细化到若干二级指标,然后通过使用适当的评价方法分析评价某一级风险因素导致可靠性工作项目不能实现预期目标的可能性,得到一个评价值来具体表现这种可能性的大小,3个风险因素一级指标评价值全部得到时即完成了对单个可靠性工作项目风险因素的评价。
表1 可靠性工作项目WBS-RBS风险识别清单
可靠性工作项目事前风险因素评价体系中一级评价指标有3个,分别为:人员(U1)、技术(U2)、管理(U3)。
其中人员(U1)所属有3个风险因素二级评价指标,分别为:可靠性人员实际项目经验(u11)、项目团队的效率与士气(u12)、可靠性人员专业素质(u13);
技术(U2)所属有5个风险因素二级评价指标,分别为:可靠性技术实施环境(u21)、可靠性能力成熟度(u22)、方法与项目目标契合度(u23)、可靠性技术标准化程度(u24)、可靠性技术的先进性(u25);
管理(U3)所属有4个风险因素二级评价指标,分别为:工作项目计划的可行性(u31)、可靠性管理人员的水平(u32)、内部制度的合理性(u33)、工作项目控制的有效性(u34)。
至此确定评价的一级因素集为U={U1,U2,U3},二级因素集分别为 U1={u11,u12,u13},U2={u21,u22,u23,u24,u25},U3={u31,u32,u33,u34}。
3.2 可靠性工作项目风险后果的评价
根据上述WBS-RBS法开展风险识别的结果,将事后可靠性工作项目的风险后果分解为可靠性能力、研制进度和研制经费3个一级指标,并根据实际开展可靠性工作项目的经验,将风险后果一级指标细化到若干二级指标,然后通过使用适当的评价方法分析评价某一级风险后果对单个可靠性工作项目风险因素的评价,得到一个具体的评价值来表现后果的严重程度,3个风险后果一级指标评价值全部得到时即完成了对单个可靠性工作项目风险后果的评价。
可靠性工作项目事后风险后果评价体系中一级评价指标有3个,分别为:可靠性能力(U4)、研制费用(U5)、研制进度(U6)。
其中可靠性能力(U4)所属有3个风险后果二级评价指标,分别为:第一项可靠性指标达标情况(u41)、第二项可靠性指标达标情况(u42)、第三项可靠性指标达标情况(u43);
研制费用(U5)所属有3个风险后果二级评价指标,分别为:该项可靠性工作项目费用情况(u51)、对本阶段其他可靠性工作项目费用的影响(u52)、对其他阶段可靠性工作项目费用的影响(u53);
研制进度(U6)所属有3个风险后果二级评价指标,分别为:该项可靠性工作项目进度情况(u61)、对本阶段其他可靠性工作项目进度的影响(u62)、对其他阶段可靠性工作项目进度的影响(u63)。至此确定评价的一级因素集为U={U4,U5,U6},二级因素集分别为 U4={u41,u42,u43},U5={u51,u52,u53},U6={u61,u62,u63}。
确定单个可靠性工作项目风险后果评价指标后,即可对某单项可靠性工作项目的风险后果进行评价。
3 可靠性工作项目的风险综合评价
可靠性工作项目的风险综合评价就是在求得该阶段所有单个可靠性工作项目风险后果评价值的基础上,进行该阶段风险后果的累积求和,因此不引入新的评价指标。但是对于新研的军工产品,我们不能等到所有可靠性工作项目都开展结束后再进行综合评价,这样就失去了本论文的研究意义。本论文最主要的研究目的是在新研的军工产品每个阶段开展可靠性工作项目之前,根据事前可靠性工作项目风险因素评价值预测得到风险后果的评价值,进而对阶段的可靠性工作项目风险后果评价值累积求和,得到各个阶段的可靠性工作项目风险后果综合评价值,如果预测到某阶段可靠性工作项目风险后果评价值过高,则应及早改善薄弱可靠性工作项目开展的环境和条件,提高人员、技术和管理的状态水平,若不如此该阶段风险后果综合评价值将过高,必然不允许转阶段。因此对于新研军工产品来说各个阶段可靠性工作项目风险综合评价是一种预测性的评价,其前提工作是利用训练神经网络等方法,根据可靠性工作项目的风险因素评价值来对风险后果评价值进行预测,然后在此基础上对每个阶段可靠性工作项目的风险后果评价值进行累积求和,将最终综合评价的结果与已研产品或样本产品比较,为可靠性工作项目的风险管理决策,尤其是转阶段决策提供依据。
图3展示出了军工产品研制可靠性工作项目风险评价的体系框架。
图3 军工产品研制可靠性工作项目风险评价体系
4 总结
从可靠性工作项目风险的内涵研究出发,结合可靠性工作项目自身特点提出了基于WBS-RBS的风险识别方法,最后根据风险识别清单的结果建立军工产品研制单个可靠性工作项目风险评价指标体系,并研究了同时适用于已研和新研军工产品的可靠性工作项目风险综合评价体系框架。
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(编辑:雨晴)
图1 舵面模拟加载示意图
4 CS25.683与CCAR/FAR25.683条款差异部分的符合性验证方法
针对CS25.683(b)款可以采用分析计算和地面模拟试验进行验证,其中,分析计算验证工作主要是通过分析来表明操纵系统在承受条款规定的载荷情况下所产生的变形量在设计允许的范围内,不会因变形而妨碍各轴操纵面的运动,以及出现卡阻、过度摩擦、脱开和任何形式的永久损伤。
地面模拟试验主要是通过台架试验来验证计算分析结果的正确性。
针对CS25.683(c)款,通常采用机上检查即在飞机完成一定时间的飞行后,通过对操纵系统的机上检查来评估正常飞行和地面操作时真实的振动载荷对操纵系统的影响。
5 结论
本文研究了CCAR25.683条款适航要求,分析了CS25.683、FAR25.683条款与CCAR25.683条款之间的差异,提出了针对CCAR/FAR/CS25.683条款可接受的符合性验证方法,以及应完成的具体验证工作。
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(编辑:劳边)
V241.01
C
1003-6660(2014)03-0046-04