第十章 数据的重量与决策的黎明 (第1/3页)
周三傍晚，地下实验室的白炽灯在五十次分离测试后显得格外刺眼。空气中弥漫着继电器反复吸合的焦糊味，还有打印机吐纸的沙沙声。
陈青山站在测试台旁，手里拿着厚厚一沓热敏纸记录——每一张都记录了一次分离机构作动的时间曲线。横坐标是时间（毫秒），纵坐标是分离弹簧的位移（毫米）。五十条曲线，像五十个心跳，在2.9到3.1秒的狭窄区间内起伏。
“最后五次的数据明显偏右，”沈思用红色马克笔圈出最后五条曲线，“作动时间分别是3.08、3.09、3.07、3.10、3.08秒。全部超过3.05秒。”
“电磁铁发热了，”张伟摸了摸分离机构的电磁铁外壳，烫手，“连续测试，线圈温度升高，电阻增大，电流减小，磁力减弱，作动就慢了。”
林涛递过来一个红外测温枪：“现在外壳温度72度。设计工作温度上限是85度。但实际飞行中，电磁铁只工作一次，不会有温升问题。”
“所以这最后五次的数据不能代表真实飞行情况？”陈青山问。
“不能，”沈思摇头，“但前四十五次呢？你看分布。”
她把五十个数据点输入笔记本电脑的Excel——这是2002年，Office XP刚出，Excel的图表功能还很基础，但够用了。散点图显示，五十个时间点在3.0秒左右波动，没有明显偏向。
“计算均值和标准差，”沈思敲键盘，“均值3.01秒，标准差0.048秒。如果假设正态分布，那么99.7%的数据会落在均值加减三个标准差范围内，也就是2.866到3.154秒之间。”
“但我们设计要求是3.0秒±0.05秒，”张伟皱眉，“2.866到3.154这个范围，下边界比设计下限低0.084秒，上边界比设计上限高0.104秒。超差了。”
“可那是三个标准差的范围，”陈青山看着图表，“如果只考虑一个标准差的范围呢？”
“均值加减一个标准差，2.962到3.058秒，完全在设计范围内。”沈思说。
“那在工程中，”陈青山问，“我们该用几个标准差来评估？”
刘宇从办公室过来，手里拿着本《航天器机构设计规范》：“看这里。对于非关键机构，可以用一倍标准差。对于关键机构，要用三倍标准差。分离机构算关键还是非关键？”
“算关键，”张伟说，“分离失败，任务就失败了。”
“那就要用三倍标准差范围评估，”刘宇放下规范，“结论是：当前设计存在超差风险，需要改进。”
陈青山盯着那些数据点。在Excel散点图上，它们只是些小黑点，但每个点背后都是一次真实的物理过程——电磁铁通电，磁力吸引衔铁，压缩弹簧，弹簧释放，推动分离面。每一个环节都有公差，有波动，有不确定。
这让他想起游戏里的伤害计算公式。一个技能打出去，伤害值不是固定的，而是在一个范围内随机波动。比如五雷咒，基础伤害100，波动范围±20%，实际伤害可能在80到120之间。你要按最坏情况（80）来规划战术，但期待平均情况（100）。
“如果我们不能改进机构本身，”陈青山说，“能不能改进控制策略？比如，既然知道电磁铁发热会延迟，我们在飞行时序里加一个温度补偿？或者，既然分离时间有波动，我们调整二级点火时间，让它也跟着波动，保持相对时间恒定？”
所有人都看向他。
“说具体点。”刘宇说。
“现在设计是：T=0秒一级点火，T=3.0秒分离，T=3.0秒二级点火。但如果分离时间在2.9到3.1秒波动，我们可以改成：T=3.0秒分离指令发出，实际分离时间在2.9-3.1秒之间，然后二级点火在分离后0.1秒，而不是固定的3.0秒。这样无论分离早还是晚，二级点火都在分离完成后0.1秒，保证安全。”
“但二级点火是延时电路控制的，”林涛思考，“延时是固定的3.0秒，改不了。”
“那就改一级点火时间，”陈青山思路打开，“既然分离时间会晚，我们让一级点火也晚0.1秒？不对，那总飞行时间就短了……”
沈思在草稿纸上画时间轴：“其实最简单的方法，是接受这个波动，但强化分离机构的容错能力。比如，让分离弹簧的初始压缩量增大20%，这样即使电磁铁磁力因温升减弱，弹簧力也足够完成分离。或者，在分离面加导向销，保证即使分离不彻底，二级点火时也不会干涉。”
“导向销可以加，”张伟说，“但增重。每增加一克重量，都要重新算推重比。”
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