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武器装备研制过程质量管理体系运行风险分析

范文

毛国栋

摘要：本文通过对武器装备研制的质量管理体系过程进行识别、梳理和细化，基于“优序法”对过程进行了重要度排序，识别出其中的关键过程;此后，综合考虑风险发生概率及后果严重程度，运用风险矩阵法对影响关键过程实现的风险因素进行识别和等级划分。本文以“外包管理过程”为例，通过定义监控指标、规范数据标准并选定评价方法对数据进行处理，同时通过对风险进行分级综合评价，起到及时预警和风险规避作用，进一步提升风险监控效率，确保武器装备研制的稳定性。

Abstract： In this paper， the quality management system process of weapon equipment development is identified， combed and refined， and the importance of the process is ranked based on the "priority method" to identify the key processes. After that， the risk factors affecting the realization of key processes are identified and graded by using the risk matrix method， considering the probability of risk occurrence and the severity of the consequences. Besides， this paper defines monitoring indicators， standardizes data standards and selects evaluation methods to process the data on the "outsourcing management process". Meanwhile， it conducts graded comprehensive evaluation on risks， which plays a role of timely warning and risk avoidance， further improves the risk monitoring efficiency， and ensures the stability of weapon equipment development.

关键词：质量管理体系;优序法;风险矩阵;监控指标

Key words： quality management system;priority method;risk matrix;monitoring indicators

中图分类号：F426 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2020）17-0083-04

0 ?引言

武器装备研制从周期上讲，涵盖从项目立项、方案论证到设计定型的全阶段;从产品结构上讲，涵盖包括总体、组/部件和零件的研制生产和服务在内的全产业链。随着现代战争技术的进一步升级，用户对装备性能和可靠性的要求随之提高。新型武器装备技术跨度大，“四新”（新技术、新材料、新工艺、新器件）应用多，研制周期长，导致武器装备的研制过程充满了风险和不确定性。因此，如何应用科学方法对武器装备研制风险进行有效的甄别并加以控制，对降低研制成本，保证产品质量具有重要意义。

美国国防部从20世纪60年代就开始了装备研制风险管理领域的研究[1]。目前，国内专家学者在该领域也进行了大量研究：李勘[2]从武器项目研制的环境、技术、管理组织和费用四个方面提出潜在风险因素假设，对问卷结果进行处理，识别出对武器装备研制项目风险后果具有显著影响的因素;袁博[3]通过分解新型战斗机关键技术系统识别的武器研制风险源，对传统风险矩阵进行改进，建立了航空装备研制风险计算模型;张刚等[4]将技术成熟困难度和技术关键度引入航天型号技术风险评估，依据评估结果将技术风险分为不同等级;苏续军等[5]建立装备研制风险管理的针对性模型，运用模糊综合评价法对装备研制风险实施评价;刘璟炜等[6]通过运用优序法模型，建立了质量评估与考核相结合的质量管理体系评估机制，降低了体系运行风险;程大林等[7]分析航天型号研制风险的特点，围绕风险识别“全面性、准确性”核心目标，提出了以故障树、风险树为两个抓手，从五个维度进行分析的风险管理工作思路;齐磊等[8]以转轴零件制造过程为典型案例开展风险分析，通过风险识别、风险发生可能性及严重性三个方面进行分析和管控;郭娟等[9]识別了航天器软件全生命周期的风险点或薄弱环节，提出了相应的控制措施与方法。

目前对于航天及航空领域武器装备研制的风险控制研究主要包括识别风险源、定义风险监控措施或对识别出风险后基于模型或算法对风险进行综合评价。但目前现有研究结合质量体系过程，对关键过程及研制风险的等级划分的研究较少。本文在参考相关研究方法的基础上，梳理了装备研制质量体系过程，提出装备研制关键过程的识别方法;其后，针对关键过程进行风险识别及评估，通过建立风险矩阵将风险进行分级，通过建立风险监控指标体系，对风险进行分层控制和评价。针对关键过程的高等级风险进行评价和监控对监控效率的提升和监控效果具有重要作用，依据本文研究思路，建立如图1所示的武器装备研制风险闭环控制图。

1 ?关键过程识别

武器装备研制过程的不确定性和风险其实质是来源于研制过程不能完全受控。依据帕累托原理，20%的关键研制过程造成了80%的装备研制风险。因此，通过对武器装备研制过程进行识别、梳理和细化，提炼出其中的关键过程并进行风险分析和监控，对保证产品质量，降低武器装备研制风险具有重要意义。

1.1 研制过程梳理

文献[10-11]提出了依据企业质量管理体系对研制过程进行分类识别。《军用软件研制能力成熟度模型》（GJB5000A-2008）中对过程域的分类方法：过程管理类、项目管理类、工程类和支持类。结合现有的研究思路，本文依据GJB9001C-2017《质量管理体系要求》，将武器装备研制过程分为四大类：工程研制过程、项目管理过程、支持过程和过程管理过程。对以上四类过程，分别进行过程分解，对研制过程划分级别，最终建立基于质量管理体系的过程树，所建立的过程树示例如图2所示。

依据图2所示方法，建立研制过程质量管理体系过程树。建立完成后，针对所建立的过程树，运用Delphi法进行逐级评审，待评审意见落实完成后对过程树进行固化。质量管理体系过程的分解及过程树的建立是关键过程识别的基础，在企业质量体系运行过程中应作为基础工作去开展，保证过程分解细化、合理，作为关键过程识别的基础。

1.2 基于优序法的研制過程重要度排序

运用优序法，对已经梳理细化的同一级别的研制过程进行重要度排序，其目的是识别出装备研制的关键过程。重要度越高，排名越靠前则说明该过程越关键，过程实现风险越大，应定义为关键过程。当前阶段，识别关键过程的方法以定性分析手段居多，较多依赖于决策者的工作经验和主观判断。为保证关键过程识别的客观性和准确性，本文通过综合考虑过程实现困难度、过程实现成本、过程风险、过程对装备实现的影响等四方面因素，对关键过程进行识别划分。

针对本文情况，运用优序法进行过程排序时应遵循以下步骤：

①建立待评估过程集：。

②建立评价指标函数集：

③定义指标权重：

④建立优序数的计算公式。令a为待评价过程xi在指标函数fs（x）下对于xj的优序数，则：

第s个指标函数下，第i个过程的优序数为：

s∈M=（1，2，…，m），i，j∈N=（1，2，…，n）

于是，待评价过程xi的总优序数

建立评审组，将各专家对指标权重的打分情况进行均值化和归一化处理，以此获得四个指标的综合权重。然后，运用上文所述优序法排序公式，最终计算得出各过程的总优序数并进行排序，排名靠前的各研制过程为关键过程。以产品外包过程为例，其具体操作方法是首先针对单个指标进行过程排序，在“实现难度”这一指标下，将6个过程进行对比排序结果如下：④—①—⑥—⑤—②—③，于是外包过程管理过程相对于“实现难度”指标的优序数为5，合同签订过程相对于“实现难度”指标的优序数为0。

实现成本指标下各过程排序：

⑤—④—①—③—②—⑥

过程风险指标下各过程排序：

④—⑤—①—②—③—⑥

过程对装备实现影响指标下各过程排序：

⑤—④—②—①—⑥—③

依据，计算各过程的优序数（针对单指标或权重相同的多指标情况）：

K1=4+3+3+2=12;K2=7;K3=3;K4=18;K5=16;K6=4。

将各过程的优序数进行加权求和，计算各过程的加权优序数（加权多指标情况）进而确定各过程重要度排序。依据公式，计算可得：

L2=1.96;L3=0.56;L4=4.44;L5=4.08;L6=1.10

各过程优序数计算结果如表1。

根据表1的加权优序数结果对各过程进行重要度排序，其顺序为④—⑤—①—②—⑥—③。最后，根据企业实际情况，选择数个排名靠前的过程定义为关键过程，进行后续的风险环节分析及应对措施规划等。由专家评审定义关键过程所占比例（如为10%），则“外包过程管理”过程为研制过程中的关键过程，需要进行重点监控;如关键过程所占比例为20%，则“外包过程管理”及“产品验收”过程为关键过程。

2 ?关键过程风险分析

2.1 过程风险因素识别

风险识别是风险监控的基础。对关键过程进行风险识别时，首先应进行过程可能涉及的相关风险因素识别，为保证所识别的风险因素的全面性，应综合考虑过程的输入、输出、过程执行和资源支持等方面存在的风险。因此，本文通过建立关键过程实现图，使过程相关环节进一步明确，进而针对每一相关环节提炼过程风险。以“外包过程管理”过程为例：

结合图3对过程存在的风险进行分析，比如此例中，资源支持环节可能存在生产条件不完备和监视、测量缺陷风险，在执行过程可能会存在人员能力不达标的风险等。依据过程实现图，对过程实现风险进行识别，风险识别时需遵循全面性原则，形成过程实现风险表（表2）。

2.2 风险因素等级划分

运用风险矩阵法对所识别的关键过程风险因素进行等级划分，综合考虑风险发生概率和风险发生后果严重性，其中后果严重性影响分为进度、财产和人员伤害三个方面，并通过采取两者乘积的结果确定为风险指数（R=风险概率×风险后果）。采用5×4风险矩阵，依据风险指数将产品研制风险分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个等级。表3为风险评价矩阵表。

对照表3所示的风险评价矩阵，对所识别的影响关键过程实现的风险因素进行等级划分。由于低等级风险对产品研制所造成的影响较小，中、高等级风险一旦发生将对武器装备研制造成极大影响，其后果难以估计。因此，对于影响武器装备研制关键过程的不同等级风险集合中，应采取措施着重预防和监控中、高等级风险（Ⅲ级以上），对于低等级风险经专家评审可依实际情况选择性监控，以此提高风险监控效率。“外包管理过程”风险等级划分结果如表4所示。

对于识别出的高等级风险（Ⅲ级以上），在风险监控时为保证风险监控的科学性和全面性，应尽可能多的定义定量指标保证监控结果可量化。对于不同等级的风险定义的指标数量也有所差异，基于该过程风险识别情况定义的监控指标如表5所示。

3 ?风险监控实施

对于所定义的影响武器装备研制关键过程实现的风险，应通过定义的相关监控指标，收集指标数据，进而对指标进行数据处理，并通过选取合适的评价方法对过程运行情况进行评价。通过过程评价结果，反推出过程运行风险的发生环节，进而采取相应措施进行风险预防和应对。通过以上手段，可实现对关键过程风险周期的控制，包括风险预防、风险监控和风险补救三个方面，保证了对过程实现风险的最大程度规避。

3.1 数据收集

指标数据收集是过程运行风险监控的最基础环节，因此在数据收集过程中应尽可能确保指标的规范性，主要应考虑从以下几个方面对指标规范性进行定义：

①定义指标性质。在指标定义过程中尽可能选择定量指标，便于在数据收集及风险监控时的数据计算。若不可避免出现定性指标，应考虑通過数学手段将定性指标进行量化处理。

②定义采集方式和要求。如企业信息化已达到较高水平，各软件模块将部门间相互连接，则指标信息可直接从系统导出。若企业信息化水平不够，各部门间普遍存在信息孤岛现象，则需考虑要求各相关单位定期上报相关数据，达到数据收集的目的。

③定义指标采集频率。针对不同类型指标，需依据实际情况定义指标的采集频率如月、双周、周等。采集频率越高，则风险暴露的周期越短。

④定义指标计算公式。如：关、重特性与技术协议要求一致率=特性要求数量÷技术协议对应条目数×100%。

通过以上四个方面定义指标数据规范，最终采集到统一标准的指标数据，形成各关键过程的数据库，既可以作为后续指标的数据分析基础，也保证了数据的可追溯性。

3.2 风险评价

过程实现风险的控制主要是基于对所收集的指标的处理及评价结果。目前对数据处理和分析方法的研究较为深入，针对本文的具体情况，可以采取AHP、灰色关联分析、SPC、模糊综合评价或者控制图等方法，对体系运行风险进行评价，依据评价结果衡量风险控制效果，达到及时预警的效果。同时，应建立各风险指标因素的紧急预案，并在风险发生时及时采取补救措施。其中，最为关键的环节还是对于基础数据的收集及管理，企业应根据自身实际情况，选取合适的评价方法，基于matlab或者minitab等软件进行数据处理，不断对体系运行情况进行调整和改善，确保对风险的有效控制。

4 ?结论

本文首先对质量管理体系过程进行梳理、分解，并运用优序法识别出其中的关键过程。然后，全面分析了影响关键过程实现的风险因素，通过建立风险矩阵对风险等级进行划分。最后，针对影响关键过程实现的不同等级风险因素，本文介绍了风险监控指标的定义规则及数据采集规范，通过对指标数据进行处理和评价衡量风险控制效果，同时制定紧急风险预案进行风险规避和补救。该研究可为武器装备研制过程中的风险分析和控制提供思路和参考，进一步降低装备研制风险，提高风险监控效率。

参考文献：

[1]Shafer GA Mathematical Theory of Evidence [M]. Princeton， New Jersey; Princeton University Press. 1976.

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[3]袁博，王瑛，汪送.新型航空装备研制风险的管理与控制研究[J].工业安全与环保，2011：54-56.

[4]张刚，等.基于技术成熟困难度的航天型号研制风险管理方法[J].航天控制，2011：77-81.

[5]苏续军，陈建泗.模糊综合评价的装备研制风险评估[J].火力与指挥控制，2013：118-124.

[6]刘璟炜，遇今.优序法在航天质量管理体系评估中的应用[J].质量与可靠性，2013：45-47.

[7]程大林，等.航天项目研制风险识别与分析探索[J].中国电子科学研究院学报，2019：146-150.

[8]齐磊，等.航空产品研制风险管理过程及方法应用[J].教练机，2018：17-21.

[9]郭娟，等.基于风险分析的航天器软件工程化管理方法研究[J].项目管理技术，2019：90-94.

[10]郭琴，丑洋.压力管道安装质量管理体系过程及其识别[J].总动画与仪器仪表，2016：75-76.

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