面向试验过程的发射场地面设备风险分析方法

张建荣，董富治，郝晋峰，张生保

（太原卫星发射中心，太原030027）

面向试验过程的发射场地面设备风险分析方法

张建荣，董富治，郝晋峰，张生保

（太原卫星发射中心，太原030027）

针对现有风险分析方法无法较好地描述风险在系统运行过程中的分布情况，提出了面向试验过程的风险分析方法。该方法能够对系统进行全面的描述，并可以给出系统的风险事件分布。在风险识别阶段使用风险分布图和风险事件分析表，使分析人员更容易掌握系统风险分布的全局和细节，最大限度避免风险事件遗漏；在风险管理阶段使用风险分布图，将风险事件与试验过程或作业环节相联系，可以使管理人员和作业人员直观了解系统中风险存在的位置和形式，更有利于风险的控制。该方法使风险分析更接近于试验任务过程实际，更容易为工程技术人员所掌握。

风险分析，过程分析，风险分布图，试验任务流程，地面设备

0 引言

随着科学技术的发展，风险分析这一新兴学科正日益为人们所重视［1］。特别是在航天发射、核工业以及海洋、化工等高投入、高风险、高收益的领域，很多国家制订了进行项目风险分析的标准和规范，如IEC 31010《风险管理风险评估技术》，我国的GB/T 24353-2009《风险管理原则与实施指南》等［2-3］。航天领域一直很重视对风险的控制，提出了一些风险分析方法，并在实践中得到了有效的应用。

风险分析的目的是识别、评价系统中存在的危险，并根据危险的程度提出消除或控制危险的措施。一些传统的分析方法被广泛用于风险分析，包括：故障模式、影响及危害性分析（FMECA），故障树分析（FTA），潜在通路分析（SCA），概率风险评估（PRA）。这些方法中多数是从可靠性分析领域借鉴而来，具有较好的条理性和较高的效率，但用于系统风险分析时，还存在一定的局限性。如这些方法对系统的全过程进行描述的能力较弱，也不能给出风险在系统运行过程中的分布，而这些内容是试验任务风险管理的重要内容。

本文在研究和运用已有风险分析方法的基础上，提出了面向试验任务过程的风险分析方法，并将其运用于发射场地面设备的分析工作中。该方法可以与传统的风险分析方法同时使用，以试验任务作业流程为主线进行风险分析，克服传统分析方法与过程无关的不足，最大限度地避免风险事件的遗漏，可以提高风险分析的效率。

1 试验任务作业流程分析

试验任务作业流程分析是通过对试验任务进行结构和流程分解，绘制作业流程图，为识别风险源做好准备。结构分解主要是明确所研究的试验任务工作涉及到的子系统；流程分解主要是定义作业和作业编号并确定其相互连接关系。试验任务作业流程可以根据实际情况，按设备或产品、材料、工艺流程编制。作业是构成试验任务流程的最小单位，合理地划分作业，可以为风险识别和管理提供更多的便利性。

以产品卸车时的吊装转运过程为例，首先对吊装转运涉及到的地面设备系统进行分析。吊装转运是指利用行吊将火箭、卫星等产品从运载的列车上转移到测试厂房支架车上的过程。

1.1系统构成分析

如图1所示，将地面设备系统划分为若干子系统并绘制出系统框图。产品吊装必然要用到行吊，并需要配电子系统进行照明和动力电的供应，以及提供产品的接地。除此以外，产品对厂房环境有特殊的要求，因此，同时需要空调子系统工作进行环境条件保障。这些要求通常包括温度、湿度、洁净度等。限于篇幅，本文后面的分析主要是针对行吊子系统展开。

1.2 作业分解

进行产品吊装转运，首先要调整好专用的吊具并悬挂安装在行吊吊钩上，然后操作行吊行进到产品正上方，使吊具高度与产品吊点相匹配，连接吊具与产品。确保连接稳固后，开始起吊，微动并检查产品是否与列车支架之间有刮蹭现象。确保安全后，产品起升并转运到厂房的支架车上方。产品下降，同样在保证产品与支架对正后下落。解除吊具与产品的连接，最后卸载吊具并使行吊复位。产品吊装转运过程的作业流程分解表如表1所示。

以“行吊就位”作业的编号HD0101为例，作业编号的规则如图2所示。

表1 产品吊装转运作业流程表

根据作业分解表可以绘制出作业流程图，作业流程图是用圆形和有向线段表示的各作业之间关系的图，产品吊装转运作业流程图如图3所示。作业流程图是绘制风险分布图的基础。

2 风险源识别

风险源是指那些潜在的，能引起人身伤害或死亡、环境污染、财产损失以及严重影响试验任务进程的因素。风险识别的结果直接影响风险分析的准确程度，由于试验任务风险因素复杂多样，需要通过系统分析才能全面准确地设别风险，列出风险清单，绘制风险分布图。

风险识别的方法是在试验任务作业流程分解的基础上，结合航天试验任务中可能出现的风险类别，逐一分析每步作业过程中可能出现的风险事件及其后果。为风险事件编号，并标识在作业流程图上，从而绘制出风险分布图。风险分布图可以直观地反映风险事件总量及风险事件的分布情况，便于管理者同时从全系统层面和具体工作层面对风险事件进行掌握。

2.1 风险类别

风险分类是按照一定的标准对各种不同的风险进行区分的过程。航天试验任务的风险可以从以下几个方面划分。按构成风险因素的性质划分：自然风险、人因风险、技术风险。

自然风险是指由于自然因素的不确定性给试验任务作业过程带来的风险，如洪水、风暴、地震、雨雪等均属此类风险，这种风险通常是灾难性的，多数情况是人力无法抗拒的，只能加强预报能力，提前做好防范准备。

技术风险是指由于科学技术的发展，给试验任务带来的风险，这种风险通常是积极的，可以为试验任务高效、可靠完成提供能力，但同时也可能引入新的风险模式。

人因风险是指由于主观决策或人为操作失误所导致的风险，主要是由主观认识的局限性或疲劳、情绪波动等造成的。

2.2 风险事件分析

在风险识别过程中，应按作业流程图对每一个作业过程进行分析，将所有可能出现的风险事件及其后果编号分类填入风险事件分析表，如表2所示。由于产品吊装转运通常在转载厂房内进行，受自然因素影响较小，分析时仅考虑人因风险和技术风险。

表2 风险事件分析表

2.3 风险分布图

将每个作业流程可能出现的风险事件按顺序标注在作业流程图上，就可以绘制出风险分布图。标注内容可以包括：风险事件编号、发生可能性、后果及程度、风险水平等，可根据需要对标注内容进行取舍。在风险分布图的基础上，可以更加有效地进行风险评价、风险控制等工作。

3 风险评估

风险评估的任务是对每一个风险事件，定量计算其发生概率或者定性估计其发生可能性的大小，估计其可能带来的负面影响（风险后果及程度），综合评估其风险等级或风险值（风险水平），为后续风险控制进行决策提供思路。

可以采用统计方法或分析方法得到风险等级，常用的风险评估方法有风险矩阵法、概率风险评价法和模糊综合评价法。当采用风险矩阵法时，首先需要估计风险可能性和损失程度，这部分工作由领域专家们来完成。下页表3为适用于航天发射场的风险矩阵表，根据风险矩阵表可以判断每个风险事件的风险等级及后果程度，并确定出需要采取控制措施的风险事件。

对前面分析出来的风险事件进行风险评估，可以得出如下页表4所示的结果。根据风险评估结果，修改风险分布图，以便于使用。对于可接受的风险事件，可以从风险分布图上删除掉；对于需要采取风险消减措施的风险事件，应加以标注，重点预防；对于不可接受的风险事件，要留有裕度和备保手段，确保其不会发生。

表3 发射场的风险评价矩阵

表4 风险事件评估结果

4 风险控制

根据风险事件评估结果以及风险评价矩阵，进行风险决策和控制。首先，检查系统内是否存在不可接受的风险事件。如果存在这样的事件，应采取必要的措施，降低其风险程度。其次，检查系统内是否存在严重的，可有条件接受的风险事件。对这样的事件，在条件许可的情况下，也应该采取措施降低其风险程度。对于准备采取的措施，要采用决策分析方法进行技术分析，以确定操作的效益是否大于风险。

表5 风险控制表

5 结论

本文提出的面向试验过程的发射场地面设备风险分析方法，能够对地面设备系统进行全面的描述，并且可以给出系统的风险事件分布。在风险识别阶段使用风险分布图和风险事件分析表，可使分析人员更容易了解系统的全局和细节，最大限度避免遗漏风险事件。在风险管理阶段利用调整后的风险分布图，将风险事件与作业环节相联系，可以使管理者和作业人员更加直观地了解系统中风险存在的位置和形式，更有利于对风险的控制。面向试验过程的发射场地面设备风险分析方法还有待于在试验任务中进一步验证和完善。

［1］余建星，李成，王广东.基于过程分析的工程系统风险分析方法［J］.船舶工程，2003，25（5）：53-55.

［2］顾基发，赵丽艳.航天系统安全性分析的概率风险评估方法［J］.系统工程与电子技术，1999，12（8）：29-32.

［3］GB/T24353-2009风险管理原则与实施指南［S］.北京：中国国家标准化委员会，2009.

［4］史国栋.翟源景.航天试验任务风险管理研究现状［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

张建荣（1983-），男，山西文水人，博士。研究方向：非标设备总体。