郑玉航 熊 鹏 孙 鹏 夏朝辉

（火箭军工程大学，陕西 西安 710025）

1 概述

由于任务过程的风险本身具备不确定性，在进行任务过程风险分析评价过程中，往往会遇到风险赋值定性不明确的情况，直接导致风险中存在灰性和模糊性共存的现象，因此需要考虑灰信息和模糊信息的影响。

灰靶理论是邓聚龙教授1999 年提出的一种灰模式识别理论，主要思想是在一组模式序列中找出最靠近目标的数据构建标准模式，即靶心，在同一量纲的欧式空间内，标准模式和各模式构成灰靶[1]。灰靶理论和灰色关联度分析相比最大的区别是灰靶理论需要构造一个标准模式，通过计算标准模式和其他指标模式的靶心关联度，匹配划分的等级进行模式识别或状态评估[2]。本文将对风险影响因素中的灰信息和模糊信息进行融合，构建改进灰靶模型进行任务风险评价。

2 任务风险分析

风险分析主要是指进行风险识别、风险发生的可能性及后果的严重性分析、风险排序的过程[3,4]。

2.1 风险识别

常用的风险识别方法主要有德尔菲法、头脑风暴法、情景分析法、假设条件法、专家调查法、故障树法等[5]。在运用这些方法进行风险识别过程中存在人员主观因素较大、结果保守、计算复杂等缺点。

运用层次分析法进行任务风险识别，可以根据武器系统使用过程的具体作业顺序逐项进行风险识别，系统全面的分析系统结构，根据实际作业过程鉴别系统的每一个风险源，并将风险来源定位到具体的作业模块或者装备组成单元。

2.2 风险发生的可能性及后果的严重性分析

风险发生的可能性及后果的严重性分析的方法主要包含风险评价指数法、故障树分析、建模仿真、故障模式影响及危害性分析（FMECA）等方法[6]。

本文所采用的是FMECA 方法，首先确定所有可能发生的故障，然后根据对每一个故障影响效果进行分析，确定故障的影响，确定故障发生的严酷度和发生概率，从而确定故障的危害性。

2.3 任务风险分析方法

根据任务特性以及对风险分析方法的对比，本文设计了针对任务过程风险识别和分析的方法，如图1 所示。

图1 风险分析方法

2.3.1 任务剖面的层次分析

通过对任务过程的分析研究，建立任务的层次化剖面，对任务中逐项作业活动进行风险识别，有风险的再进一步确定风险所在位置，最终完成风险识别。

2.3.2 FMECA 分析

对可能产生风险的所有作业活动进行FMECA 分析，确立其风险分类方式，构建的风险项目接受准则如表1 所示。

表1 风险综合评级

其中，综合等级Ⅰ、ⅠⅠ、ⅠⅠⅠ级可接受，综合等级ⅠV、V 不可接受。

2.3.3 风险影响因素指标权重确定

将风险因素对风险的影响进行比较，按表2 所列的比例标度作两两比较获得比较判断矩阵A。

表2 风险相对重要程度关系

判断矩阵A 的最大特征值为λmax与特征向量为W的关系为AW=λmaxW，式中W分量即为n个因素的权重。

3 基于灰靶理论的任务风险分析

3.1 改进灰靶概念

本文提出一个将灰信息和模糊信息有效结合的方法，即构建一个混合靶心，其定义如下。

定义1

其中ri(⊗ ) 和riΔ(⊗ ) 是三区间灰数，rj和rjΔ为三角模糊数；

在上述定义中，混合靶心是最优风险评价向量，离靶心越近说明风险越大。如果同时考虑正负靶心，有如下定义。

定义2 设

利用优劣原则，构造综合靶心距为

3.2 改进正负靶心风险评价模型

建立改进正负靶心评价模型，首先根据严酷度水平对应的三角模糊函数，将风险评价者给出的严酷度评价转换为与之对应的三角模糊数，定性矩阵W2=(sij)n×(m-p)转化为定量决策矩阵U2=(uij)n×(m-p)。

其次要对各矩阵进行规范化处理，以消除不同属性在量纲上的差异性，增加可比性。

然后确定正负靶心，计算各风险的正负靶心距和综合靶心距。

综合靶心距Di越小，对应的风险越大。

4 实例分析

4.1 任务剖面层次分析

通过对某任务风险逐步逐层进行识别，找到具有风险较大的任务，任务剖面分析如图2 所示。

图2 任务剖面层次分析所识别的风险

4.2 FMECA 分析

考虑风险对人员、装备、任务的影响，考虑产品可靠性对风险的影响。对人员影响主要考虑是否会对操作人员产生危害以及危害程度，装备影响是考虑对装备的危害程度，对任务过程的影响是考虑是否可修复和修复过程对整个任务过程的影响；产品可靠性和人员可靠性是一个与风险成反比的影响数据。如表3 所示。

表3 FMECA 分析

4.3 层次分析计算各风险影响因素权重

4.3.1 首先构造判断矩阵：

4.3.2 计算A 的最大特征值和对应的特征向量分别为：

4.3.3 进行一致性检验

一致性指标：

经查表可知，当n=5 时，RⅠ=1.12；则一致性比例CR=0.0596，即CR＜0.10，判断矩阵是可以接受的。

因此，各风险的危害性权重

4.4 基于改进灰靶理论的风险评级

4.4.1 根据风险综合等级与三角模糊数之间的对应关系，用三角模糊数表示风险决策矩阵中的定性指标，得到定量的混合风险决策矩阵。

4.4.2 利用三区间灰数效益型规范化方法和三角模糊数效益型规范化方法，对风险决策矩阵U 进行规范化处理得到混合风险决策矩阵R。

4.4.3 根据定义3，分别确定混合风险决策矩阵的正负靶心：

正靶心：

负靶心：

4.4.4 根据定义4 分别计算正负靶心距及综合靶心距，如表4 所示。

表4 风险正负靶心距及综合靶心距风险

由表5 发现风险的排序结果为：A1＜A2＜A3＜A4＜A5，即从风险的总体危害程度和发生概率上来评价，风险Al 在某任务风险中最大。

结束语

本文首先对任务中风险进行识别，通过FMECA 对风险水平进行定性描述，利用层次分析法对各风险影响因素进行赋权。其次在考虑任务过程中各定性风险因素和与产品可靠性有关的定量风险因素的基础上，利用三角模糊数和三区间灰数分别对风险影响因素中的定量因素和定性因素进行描述，并在此基础上构建了改进灰靶模型，将模糊信息和灰信息进行融合，构建正负靶心，通过计算正负靶心距得到综合靶心距，比较综合靶心距的大小，对风险进行排序。最后通过对某任务过程进行实例，验证了本文研究方法的正确性和可行性，分析评价结果直观清晰，有利于后续风险管理中对风险进行控制。