卡西尼号探测器研制项目风险管理案例

1.背景
        “卡西尼”号探测器是“卡西尼－惠更斯”号土星探测器的重要组成部分，它由“卡西尼”号轨道器和“惠更斯”号着陆器组成。“卡西尼”号的主要科学任务是：绕土星飞行，考察土星、土星环及其卫星家族，并利用所携带的科学仪器，分析它们的化学成分，研究土星磁场、大气、电离层、辐射环境、闪电等，利用雷达成像仪绘制土卫六的表面图像。“卡西尼－惠更斯”号土星探测器是个国际合作项目，主要参与机构包括NASA、ESA、意大利航天局等。“卡西尼”号探测器结构见下图。

        对于空间项目，美国NASA NHB 7120.5《项目管理过程和要求》文件要求：
        1）项目经理应以应用风险管理法则作为决策工具，保证计划、技术成功。
        2）项目决策应基于有效的风险管理的成果。
        3）风险管理包括在整个PAPAC(提供航天产品和能力)过程内的风险识别、评估、减小和处理。
        “卡西尼”项目风险管理计划由NASA JPL(喷气推进实验室)负责编写，它包括：
        1）PD699－015“卡西尼”项目风险管理计划(1995)。
        2）PD699－210“卡西尼”空间飞行器风险管理计划(1996)。
        3）PD699－510“卡西尼”地面系统风险管理计划(1994)。
        编制风险管理计划目的是：说明“卡西尼”项目将如何进行风险管理，包括根据项目风险管理要求，明确项目各管理层次管理风险的职责，风险管理的途径、过程、政策、指南，以及风险评估的方法和风险报告要求。
2.风险管理途径
        按NHB7120.5要求，风险管理过程包括风险规划、风险评估、风险处理和风险监控，详见下图。风险管理第一要素是风险规划。“卡西尼”风险管理计划文件即是规划的重要输出。“卡西尼”风险管理计划，由“卡西尼”项目经理批准。

3.风险评估
        风险识别要说明3个问题：
        (1)什么是不正常？
        (2)会不会发生？
        (3)后果是什么？
        通过风险识别来确定有什么风险及其级别，并列出清单，这是风险管理的基础。
        对于“卡西尼”项目，通过以下的技术来识别风险：
        1）工程经验；
        2）项目经验；
        3）设计分析；
        4）进度分析；
        5）预算分析；
        6）项目团队分析；
        7）设计与管理评审；
        8）专家咨询；
        9)经验教训；
       10)故障模式影响及危害性分析(FMECA)，故障模式影响分析(FMEA)，故障树分析(FTA)；
       11)可靠性模型与分析；
       12)单点故障分析；
       13)最坏情况工作与应力分析；
       14)仿真；
       15)安全性分析；
       16)故障报告与分析。
       对识别的风险，不同等级风险由不同项目管理层次进行管理，并按不同要求将风险状况报告提交相应的评审会。


4.风险定量分析
        采用的定量分析技术包括：
        1） 计划的费用与实际费用比较；
        2） 完工费用估计；
        3） 费用模型；
        4） 网络进度分析；
        5） 决策分析；
        6） FMECA，FMEA，FTA，事件树分析(ETA)；
        7） 可靠性与概率模型；
        8） 历史数据与试验数据分析；
        9） 单点故障分析；
        10） 硬件、软件、轨道、科学观察仿真。
5.风险定性分析
        定性风险分析方法是对照“基准”(benchmark)项目，来比较“卡西尼”的设计、工艺、程序或功能。“卡西尼”从以下几方面与“基准”项目进行比较：
        1）要求；
        2）设计；
        3）操作策略；
        4）程序与工艺；
        5）余量
        6）设计成熟程度；
        7）试验结果；
        8）专家的判断。
        在比较时，充分考虑了“卡西尼”与“基准”项目之间的故障模式的不同。
        用来对照的“基准”项目有：
       “旅行者”(VOYAGER)；
       “伽利略”(GALILEO)；
       “麦哲伦”(MAGELLAN)；
       “火星观察者”(MARS OBSERVER)等。
       它们与“卡西尼”项目有类似的风险、类似的设计、类似的操作策略，并且这些项目均取得了成功。
6.风险降低措施
       风险管理目的是采用一组技术措施来控制和减小项目的主要风险。由于费用的限制，“卡西尼”项目在选择采用技术措施时，是根据上述定性、定量分析结果来处理费用与风险减少之间的矛盾，以求最大的效益。表1是“卡西尼”风险减小技术措施清单的部分内容。表中所列技术是经JPL、NASA所属航天中心，DOD以及国际空间机构所验证的成功技术。


6.实施风险管理的益处
       实施风险管理直接的益处是降低风险。卡西尼在项目PDR时完成初步的风险评估。到1996年5－6月，项目CDR期间，大约有一半的高风险降低为中等或低风险，风险管理取得明显效果。
       “卡西尼－惠更斯”号土星探测器于1997年10月15日从肯尼迪航天中心发射升空，经过飞行约35亿千米、约7年后，在2004年7月1日进入土星轨道。“卡西尼－惠更斯”号在土星轨道运行的时间已远远超过原先设计的4年，目前已延寿至2017年。
（撰稿人：reppy）关注更多信息请扫描头像。

1.背景
        “卡西尼”号探测器是“卡西尼－惠更斯”号土星探测器的重要组成部分，它由“卡西尼”号轨道器和“惠更斯”号着陆器组成。“卡西尼”号的主要科学任务是：绕土星飞行，考察土星、土星环及其卫星家族，并利用所携带的科学仪器，分析它们的化学成分，研究土星磁场、大气、电离层、辐射环境、闪电等，利用雷达成像仪绘制土卫六的表面图像。“卡西尼－惠更斯”号土星探测器是个国际合作项目，主要参与机构包括NASA、ESA、意大利航天局等。“卡西尼”号探测器结构见下图。

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2015-1-28 15:43 上传

        对于空间项目，美国NASA NHB 7120.5《项目管理过程和要求》文件要求：
        1）项目经理应以应用风险管理法则作为决策工具，保证计划、技术成功。
        2）项目决策应基于有效的风险管理的成果。
        3）风险管理包括在整个PAPAC(提供航天产品和能力)过程内的风险识别、评估、减小和处理。
        “卡西尼”项目风险管理计划由NASA JPL(喷气推进实验室)负责编写，它包括：
        1）PD699－015“卡西尼”项目风险管理计划(1995)。
        2）PD699－210“卡西尼”空间飞行器风险管理计划(1996)。
        3）PD699－510“卡西尼”地面系统风险管理计划(1994)。
        编制风险管理计划目的是：说明“卡西尼”项目将如何进行风险管理，包括根据项目风险管理要求，明确项目各管理层次管理风险的职责，风险管理的途径、过程、政策、指南，以及风险评估的方法和风险报告要求。
2.风险管理途径
        按NHB7120.5要求，风险管理过程包括风险规划、风险评估、风险处理和风险监控，详见下图。风险管理第一要素是风险规划。“卡西尼”风险管理计划文件即是规划的重要输出。“卡西尼”风险管理计划，由“卡西尼”项目经理批准。

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2015-1-28 15:46 上传

3.风险评估
        风险识别要说明3个问题：
        (1)什么是不正常？
        (2)会不会发生？
        (3)后果是什么？
        通过风险识别来确定有什么风险及其级别，并列出清单，这是风险管理的基础。
        对于“卡西尼”项目，通过以下的技术来识别风险：
        1）工程经验；
        2）项目经验；
        3）设计分析；
        4）进度分析；
        5）预算分析；
        6）项目团队分析；
        7）设计与管理评审；
        8）专家咨询；
        9)经验教训；
       10)故障模式影响及危害性分析(FMECA)，故障模式影响分析(FMEA)，故障树分析(FTA)；
       11)可靠性模型与分析；
       12)单点故障分析；
       13)最坏情况工作与应力分析；
       14)仿真；
       15)安全性分析；
       16)故障报告与分析。
       对识别的风险，不同等级风险由不同项目管理层次进行管理，并按不同要求将风险状况报告提交相应的评审会。
表 “卡西尼”风险识别清单部分内容

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2015-1-28 15:49 上传

4.风险定量分析
        采用的定量分析技术包括：
        1） 计划的费用与实际费用比较；
        2） 完工费用估计；
        3） 费用模型；
        4） 网络进度分析；
        5） 决策分析；
        6） FMECA，FMEA，FTA，事件树分析(ETA)；
        7） 可靠性与概率模型；
        8） 历史数据与试验数据分析；
        9） 单点故障分析；
        10） 硬件、软件、轨道、科学观察仿真。
5.风险定性分析
        定性风险分析方法是对照“基准”(benchmark)项目，来比较“卡西尼”的设计、工艺、程序或功能。“卡西尼”从以下几方面与“基准”项目进行比较：
        1）要求；
        2）设计；
        3）操作策略；
        4）程序与工艺；
        5）余量
        6）设计成熟程度；
        7）试验结果；
        8）专家的判断。
        在比较时，充分考虑了“卡西尼”与“基准”项目之间的故障模式的不同。
        用来对照的“基准”项目有：
       “旅行者”(VOYAGER)；
       “伽利略”(GALILEO)；
       “麦哲伦”(MAGELLAN)；
       “火星观察者”(MARS OBSERVER)等。
       它们与“卡西尼”项目有类似的风险、类似的设计、类似的操作策略，并且这些项目均取得了成功。
6.风险降低措施
       风险管理目的是采用一组技术措施来控制和减小项目的主要风险。由于费用的限制，“卡西尼”项目在选择采用技术措施时，是根据上述定性、定量分析结果来处理费用与风险减少之间的矛盾，以求最大的效益。表1是“卡西尼”风险减小技术措施清单的部分内容。表中所列技术是经JPL、NASA所属航天中心，DOD以及国际空间机构所验证的成功技术。

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2015-1-28 15:54 上传

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6.实施风险管理的益处
       实施风险管理直接的益处是降低风险。卡西尼在项目PDR时完成初步的风险评估。到1996年5－6月，项目CDR期间，大约有一半的高风险降低为中等或低风险，风险管理取得明显效果。
       “卡西尼－惠更斯”号土星探测器于1997年10月15日从肯尼迪航天中心发射升空，经过飞行约35亿千米、约7年后，在2004年7月1日进入土星轨道。“卡西尼－惠更斯”号在土星轨道运行的时间已远远超过原先设计的4年，目前已延寿至2017年。
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