胖五复飞前的700多天烤焦的野鸡带你了解归零

　　来源航天员女教头黄伟芬微博
　　载人航天历史
　　归零，对于很多人来说是一个陌生的词汇，背后更是有许多不为人知的故事。简单地说，就是从零开始。甚至航天系统的部分人士也这么认为。但只是这样吗？
　　航天人最恐惧的一个词是啥？一听到这个词，就会汗毛倒竖、手脚冰凉。
　　就三个字：没！问！题！
　　航天工作极为复杂，脱口而出没问题是最大的问题。这背后意味着可能存在由路径依赖导致的认知盲区。
　　拿神舟飞船来说：飞船重8吨，总长8m，它是由13个分系统组成，装有52台不同推力的发动机，飞船上的电缆总长度超过30km，共有600余台设备，10万余个元器件。有多少家单位参与研制？差不多1000家！而航天飞机有多少个零件？250万个！
　　面对这么一个复杂的系统，谁敢随便说没问题？没问题，并不意味着真的搞定了，而是意味着当事人可能陷入了一种不知道自己不知道的境地，这才是最危险的。换句话说，不是真的没问题，而是看不到问题。
　　在载人航天早期阶段，最悲剧性的事故莫过于阿波罗1号飞船。因为失火，三名宇航员在地面模拟试验中被活活烧死。这并不是一次人为事故，不是哪位工程师粗心大意造成的悲剧，而主要是工程师对纯氧方案的潜在威胁缺乏认识。
　　太空中没有氧气，所以飞船里就需要充填氧气，当时的阿波罗飞船采用了13大气压力的纯氧气，这是一个很自然也很合理的选择。但超出工程师认知的是纯氧环境下，很多本来不易燃的东西都变得易燃了，一些在正常空气中本属于耐火材料的塑料制品，在纯氧中却成了易燃物品，这就是路径依赖导致的认知盲区。舱门设计也有问题，90s内绝对打不开。着火后飞船内形成负压，短时间内无法从外面打开。这就导致大火在短短三十秒内就夺去了三名宇航员的生命。
　　三十秒，三条生命。
　　因此，为了突破认知边界，航天探索必须能应对各种变量，这导致航天人只能用一个复杂系统提供所需的一切；然而系统自身太复杂了，无论每个零部件如何精心打磨，你都无法保证把它们组装到一起之后，还能够达到预期的设计目标。因此没有办法提前预判哪里会出现风险，这就是薛定谔的风险。
　　那如何把看不见的问题暴露出来呢？简单概括其实就是做好两件事儿：设计阶段，通过仿真排除可能问题；制造阶段，通过测试排查潜在问题。反复试验，让缺陷和故障充分暴露出来。
　　先给大家讲个真实的故事。
　　很多年以前，有一个卫星上用的设备，本来是继承已经成功型号的设计，所以大家都认为不会有任何问题。但是从西安把设备运到北京，总装好后，放到真空罐子中做试验。前几天一切正常，没想到到第七天忽然出现了故障。只好中止试验，把设备取出来，让工程师拉回西安去排除故障。
　　折腾回西安后，工程师反复测试，设备完全正常，一点问题没有啊。于是，大家又忐忑地把设备重新运到北京，接着做试验。然而不妙，这次到了第五天，一模一样的问题又出现了。
　　这可奇怪了，在西安就行，北京就不行。这也能水土不服？后来，工程师通过非常仔细地检查核对，终于找到为什么了。仅仅是更换了一个电阻。虽然是继承成熟的设计方案，几乎什么都没改变，但更换了一个小小的电阻。虽然电阻值完全相同，但这个新电阻是空心的。空心电阻重量更轻，看上去更适合航天用。但其实不然，因为在真空中，空心电阻会逐步把气体释放，而这会导致一个叫做低气压放电的现象，进而造成了故障。
　　放气是缓慢发生的，所以第一次试验需要七天才出现故障。运输回西安的过程中，空气重新进入电阻，所以故障现象又消失了。第二次在北京测试，就只需要五天时间。由于西安的测试环境不够真实，测试时间也不够长，所以问题没有提前发现。如果不是在真实环境中测试，这个问题就肯定无法暴露出来。
　　找到问题还不够，更重要的是，航天人还需要不放过任何微小的异常，把大问题转换为小问题。
　　再讲一个作者本人经历的故事。十一月的东北，大雪纷飞，零下三十度，天气非常寒冷。我们用一个12米的巨大天线和卫星通信，某一天忽然系统不能正常工作了。这是一个需要立即解决的问题，但是整个系统实在太复杂了。完全可能是卫星有故障，地面又有几百台不同的设备、几公里的电缆，任何一个环节，任何一个设备出问题，都可能导致这个故障。
　　大家用三天时间检查了所有可能出问题的环节，但一无所获。这个过程让大家开始怀疑人生。虽然是一名工程师，但那时候早晨起床我都想先拜拜各方神仙了。
　　就在望向远方的时候，我忽然灵机一动，既然接口处总是最容易出问题，但天线和卫星之间的接口，我们从没有亲眼观察，都是通过仪器设备读的参数。于是决定派人系上安全带，爬到几十米高的天线上去检查。大家猜猜我们在那里看到了什么？就是它：一只烤焦的野鸡。
　　这只野鸡，因为天气太冷，啄破了信号源，也就是天线馈源的保护罩，钻进去取暖。这和北京冬天，下雪后小猫喜欢钻到汽车下取暖是一个道理。于是高大上的天线就变成了一个微波炉，烤熟了这只野鸡。
　　这不是因为这个保护罩质量不好。而是因为这个保护罩要求必须能透过电磁波，所以很难非常结实，要防止野鸡等动物入侵并不容易。具体的解决方法就不赘述了。
　　这类问题，在各行各业中也挺常见。发现问题很困难，但是一旦发现了，好像事儿也不是很大。不过，如果想永久、彻底地解决这个问题，好像又不是那么容易。
　　对于这种情况，中国航天人逐步总结出了一个方法论，叫做归零法。这个方法的本质就是放大已经发现的任何微小异常，通过反复的追问，找到问题背后的本质原因，从而彻底解决问题。
　　说来说去，还是不懂归零是什么？这里有个真实的故事可以直观表达：
　　卫星在火箭上安装后，发射前，要有一个操作工程师钻进去做最后的检查。在一次任务中，现场的监督人发现他检查完成出来后又钻进去看了一下，觉得奇怪。于是就追问他为什么要再进去一次。操作工程师沉默之后承认是自己感觉腰带剐蹭到了什么东西。
　　原来是这位工程师戴了腰带，金属腰带扣和卫星主发动机发生了剐蹭，这可能会导致严重问题，甚至任务失败。
　　修理吗？当然要修理。但是，必须多问一句：为什么之前也都是他来操作，也戴了腰带，怎么就不会剐蹭呢？原来是因为前一段他家里丈母娘来了，家里伙食太好，这几个月胖了很多。
　　如何彻底解决问题？那就要修改工作规程，以后所有工程师都需要称体重，量腰围；进入现场要安检；工作服也改为松紧带的，这个岗位的人咱们就基本告别腰带了。
　　出现腰带问题不能只解决腰带，还要再举一反三，去研究其它操作环节，有没有类似的人机接口问题？操作高压器件时会不会放电？手上的油脂会不会产生危害？需要戴什么样的手套？头发会不会掉入精密仪器？这样一直追问下去，这个问题到此才算是彻底解决。
　　这就是归零法，不惜动员一切资源去解决一个小问题，无论问题表现为什么具体现象，都要不停地追问为什么？揪出现象背后的本质，最终彻底解决问题。这种方法由于极为有效，已经正式成为国际标准。
　　必须骄傲地说，归零法是中国航天发明的一种彻底解决问题的心法。归零之后是新的起点，归零之后我们并不是从零开始，而是从经验开始，从新的认知边界出发。
　　必须承认，全世界的航天人已经努力了七十年，但人类仍然没有真正彻底地解决航天事业的风险控制问题。根本原因在于，以突破边界为使命的航天人，在突破一个边界之后，必然遭遇新的边界。
　　中国航天为长五归零所付出的艰苦努力，不正是为了突破一个新的边界吗？〔cp〕