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一文了解航天系统工程

01
什么是系统工程
系统工程(SE)是一个视角、一个流程、一门专业,正如以下三种代表性定义所阐明:
  • 系统工程是一种使系统能成功实现的跨学科的方法和手段。系统工程专注于:在开发周期的早期阶段定义客观需要与所要求的功能性,将需求文件化,然后再进行设计综合和系统确认,并同时考虑完整问题,即运行、成本、进度、性能、培训、支持、试验、制造和退出问题时,进行设计综合和系统确认。系统工程把所有学科和专业群体综合为一种团队的努力,形成从概念到生产再到运行的结构化开发流程。系统工程以提供满足用户需要的高质量产品为目的,同时考虑所有客户的业务和技术需要。(INCOSE2004

  • 系统工程是一种自上而下的综合、开发和运行一个真实系统的迭代过程,以接近于最优的方式满足系统的全部需求。(Eisner2008

  • 系统工程是一门专注于整体(系统)设计和应用的学科而不是各个部分,这涉及从问题的整体性来审视,将问题的所有方面和所有变量都考虑在内,并将社会与技术方面相关联。(FAA2006

02
航天系统工程典型模型
在航天领域,主流的是“金字塔”模型方法,或者“V”模型方法,NASA叫三流程法。(“金字塔”模型方法)(“V”模型方法)
(三流程法)03
为什么会有这么多系统工程理论
  • 系统工程方法论应用非常普遍,展现了一般工业工程的基本组织实施逻辑——仰望星空、脚踏实地

  • 在具体实施中,有许多体会、感悟和创新—一千个人眼中有一千个哈姆雷特

  • 讲述者的出发点、角度不同——立场决定观点,质量、进度、成本、标准化、风险、成熟度、技术状态……

  • 每个人讲述的内容,都是系统工程在特定方面的投影——了解“系统工程的概念和原理”,本身就是一个系统工程

04
航天系统工程的基本认识1、航天系统工程的起源
  • 1956年,为了开展航天工程研制,国防部第五研究院成立,钱学森任首任院长。1961年,国防部颁布《国防部第五研究院暂行工作条例(草案)》,是中国航天系统工程管理的开端。1962年,中国自行研制的第一枚近程导弹飞行试验失败后,钱学森组织科研人员认真总结了经验与教训,在此基础上修改了《国防部第五研究院暂行工作条例(草案)》。它的核心内容有3项:第一要强调总体设计;第二要遵循研制程序;第三要充分进行地面试验。这3条规定是对研制科学规律认识的深化,奠定了中国航天系统工程的基础。在此基础上,后续构建了“一个总体部、两条指挥线”管理机制,逐步形成了适应中国航天工程特点的组织管理方法。

  •  20世纪70年代初,周恩来总理嘱托钱学森将中国航天的成功经验进行总结。

  • 1978927日,钱学森、许国志、王寿云联名在《文汇报》发表了一篇题为《组织管理的技术——系统工程》的文章。

  •  在文章中,钱学森对系统工程的概念、内涵、应用前景等作了说明。钱学森指出:总体设计部的实践,体现了一种科学方法,这种科学方法就是“系统工程”(systems engineering);“系统工程”是组织管理“系统”的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有“系统”都具有普遍意义的科学方法。这篇论文被认为是系统工程在中国发展的一个里程碑,并逐步掀起了全国研究和应用系统工程的热潮。

  •  经过六十年发展,航天系统工程形成了面向航天型号科研生产全过程、全要素、全方位的丰富内容。

05
航天系统工程的应用与创新1、出场人物(谁参与了航天系统工程过程)
  • 一个总体部+两条指挥线:总师、总指挥(质量总师、标准化总师、……)、项目办。

  • 各分系统、单机设备、模块对应的一个总体部+两条指挥线。

      ·各专业所的总体室和专业室

      ·关键分系统总师和总指挥

2、主要情节(航天系统工程过程的大致顺序)。
  •  关于研制程序,1994年国家计划委员会和国防科技工业委员会、财政部、国防部发布了《常规武器装备研制程序》、《战略武器装备研制程序》2001年,行业标准QJ3133《航天产品项目阶段划分和策划》

  • 2010年,航天科技集团编制了卫星研制程序、运载火箭研制程序等文件。

  • 预研、立项论证、方案(模样)、初样、试/正样、定型、批产、改型升级。

  • 同样完成阶段1-7,要求不同,选择的方案和技术路线不同,难易程度不同。

3、道具、特效、剧务和保障  •    工程管理体系      •    责任令和考核奖惩      •    技术流程和计划流程      •    产品数据包      •    技术状态管理      •    质量与可靠性-航天产品保证      •    质量问题归零      •    风险管理      •    供应商管理      •    ……
  •      专业技术方法  •      标准规范  •      软硬件设施设备
  • 为了充分厘清和继承成熟技术,2007年开始,集团组织实施了宇航产品体系建设工程,对传统系统工程过程进行优化的同时,丰富了航天系统工程的方法论

  • 宇航产品体系建设

06
航天系统工程小结
  • 航天系统工程,是组织管理方法论和一系列技术工具的集合,它提供了在现有资源限制条件下,建造航天工程产品,达成任务目标的基本途径

  • 当前的航天系统工程方法,是在六十年航天工程研制实践中,不断丰富完善得来的;在取得巨大成就的同时,仍然有改进和提升的空间

  • 当前航天系统工程最迫切解决的问题,仍然是如何好、快、省(更好、更快、更省)地完成规定任务的问题,我们做得还不够好 

  • 没有任何单项技术能解决所有的工程问题

  • 没有任何单项技术是只有优点、没有缺点的

  • 无论采用什么技术,解决现实问题都应该是我们唯一的目标

  •  实践是检验真理的唯一标准


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