墨菲定律应用于航空航天试验领域的辨析论文_卢强

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摘要:文章针对航空航天器试验领域中事故的发生,提出了墨菲定律的警示作用,并指出不能忽略小概率事件的发生。文章重点分析了管理层面对于航天器试验安全的必要性,同时,应坚持“安全第一,预防为主”的思想,不断提高航天器试验的设计和安全管理水平,防患于未然,保证试验任务的顺利进行。

关键词:墨菲定律;航空航天器试验;风险管理;安全控制

概述

“墨菲定律”(Murphy’s Law)的提出者爱德华•墨菲(Edward A.Murphy)是一名工程师,他曾参加美国空军于1949年进行的代号为MX981的实验,这个实验的目的是为了测定人类对加速度的承受极限。其中一个实验项目开展过程中,有16个加速度测量仪全部被装在错误的位置。于是墨菲总结出了这一著名的论断,原文如下:“If there are two or more ways to do something, and one of those ways can result in a catastrophe, then someone will do it.”(如果有两种或两种以上选择,其中一种将导致灾难,则必定会有人做出这种导致灾难的选择。

1墨菲定律的普遍性

1.1案例分析

1967年1月27日,肯尼迪航天中心进行“阿波罗”号载人飞船地面联合模拟飞行试验,试验过程中飞船指令舱突然起火,17秒内3名宇航员牺牲在舱内。引发大火的可能是因线路短路而产生的一个小小的电火花。一条镀银铜电线的特氟龙绝缘保护层磨损后,在航天员座位下被反复摩擦。此电线通过一条乙二醇/水冷却剂管线的接合点附近,而该处亦发生泄漏。乙二醇与银阳极进行电解作用,强烈放热反应点燃乙二醇混合物,在加压纯氧中燃烧。

尽管事件的发生具有偶然性,但国内外众多航天器试验事故不是偶然的责任事故或个案性事件。事故以鲜血和生命的代价展示了“墨菲定律”这一不可避免的问题的存在。这种风险会使整个单位在某个领域甚至全局性的发展中受到巨大挫折甚至致命性影响。从长远发展看,风险可能存在于管理的每一个发展层次及其过程中。

在解读墨菲定律时,往往只能看到管理风险的必然性而忽视了其相关性。关注的要点是在管理活动中存在的各种风险隐患和差错性因素。这些因素一旦导致事故,必将导致灾难。但与此同时,不能忽略风险发生存在各种可识别的关联性原因,尤其是忽略了隐患和差错的发生与人有关这一本质特征。根据中国民航总局对各种事故的研究结果,人为因素约占80%以上。所以,风险总会发生,如果存在隐患因素,在发现后不可将其看作偶然现象,对事故的发生不可存在侥幸心理。

1.2概率分析

概率论是研究随机现象统计规律的科学。概率是刻画随机事件发生的可能性大小的数量指标,例如事件A的概率以P(A)表示,并且规定0≤P(A)≤1。对于概率值很接近于1的事件,其对立事件的概率也就很接近于0,在概率论中,我们把概率接近于0的事件称为小概率事件。小概率事件的定义要由具体情况来确定。对于航天器试验领域,事故事件的出现会产生严重的后果,造成严重的经济风险和社会影响。一般多采用0.0001作为判定阈值,即事件发生的概率在0.0001以下的事件称为小概率事件。这个值称为小概率标准。

零概率事件亦属于小概率事件。零概率事件可以分为两类:一类是有限样本空间的不可能事件,比如扔骰子出现七点或八点的概率;另一类是由于在样本空间中的有关样本点数目(不为零)与全体样本点数目(无限大)之比为零等原因造成概率为零,这种零概率事件是有可能出现的。小概率事件的上述极限结果也适用于此类事件。

对于墨菲定律而言,很明显其讨论的是小概率事件或者极大(无穷大)样本空间中的零概率事件。如果某型号航天器试验可靠性为99.99%,经过n次重复试验后,其累计成功率为0.9999n。当n超过1000次后,试验成功率急剧下降,即墨菲定律所言的,必定会有人造成试验失败。

2需要改善的管理措施

墨菲定律反映了风险发生的重要根源在于“人祸”,但消除“人祸”发生的隐患或差错的合理途径是“管事”要重于“管人”。习惯上,很多单位对待管理风险以“管人”代替“管事”,以“处理”代替“管理”,所以,虽然风险意识加强了,但是风险管理却没有改善。要改变这一状况,有效地识别、预测和控制管理风险,必须推崇科学管理,从“管人”转向“管事”。

2.1从战略角度出发管理风险

按照惯例,在事故处理过程中,“主观定性”占据了较大的比重,事故处理多以“人员处理”为中心,尤其是针对重大事件和事故,更加依靠主观定性。处理的程度和方式多取决于上级管理层当时对事件的定性,这一流程体现了“人治”的特点。单位应从战略发展上建立风险的管理原则、管理标准和管理系统,并在此基础上进行管理决策和实施。这样,可以避免只有“处理”,而没有“管理”,处理时不仅因人论事,更应实现和保持风险管理的客观性、一致性和连续性。

图1 可靠性为99.99%的试验多次重复后的累计成功率

与试验次数的关系曲线

2.2从客观诊断出发探查风险原因

对于事故原因的分析,不仅仅需要围绕当事人,而且要求兼顾整体系统的分析,这样才能客观地诊断事故发生的真实原因和具体因素。当事人作为事故或隐患的主体,不论是否是航空航天行业或是别的行业,放之四海而皆准的事故原因包括,认识不到位、责任不到位、领导不到位、隐患排查不到位、监督管理不到位等。至于系统性分析和系统性的缺陷探测也不能被忽略。

根据墨菲定律,如果航天器试验系统上存在误操作的可能,就总有“事故责任人”出现,同时总有事故可能发生。从系统上进行彻底本质性的诊断才能正确辨别现象发生的确切原因。

2.3从长远角度着眼预防风险

针对试验事故的例行检查、试验前动员、事故预想等方式已成为航天领域的宝贵经验。但是,由于上述方式更加注重临时性的现场效果,而不是注重系统本质安全的设计需要和持久性的系统改进。

有效的风险管理需要建立内部控制和独立评价制度,对日常的试验和运作过程进行持续评价,并开展控制和监督,这样才能有效地降低和防止风险的发生。

3结束语

本文通过对航空航天工作特点的分析,特别讨论了日常所发现和遇到的墨菲定律。用概率的理论知识来解释航空航天器试验事故发生的可能性。墨菲定律能够用正确的态度和理性的眼光去看待问题,揭示了在安全管理中不能忽视小概率事件的科学道理,揭示了安全管理必须加强安全意识、坚持预防为主的重要性。同时,对于我们进行航天器试验风险管理,提高管理水平具有重要的现实意义。深入开展安全标准化管理,认真执行现行的安全技术标准、规范和规程,根本是从源头上进行试验的安全性和可靠性设计,某些事故是可以减少和避免的。

参考文献

[1]金恂叔.美国载人航天安全要求和管理[J].航天器环境工程,2003(3): 48-52.

[2]陆译.火中的阿波罗号[J].劳动保护,2011(11):74-76.

论文作者:卢强

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/9/21

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