第二章高端裝備中的系統(tǒng)工程目錄01前言02復(fù)雜產(chǎn)品的定義與特點03系統(tǒng)工程的基本概念05復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程實踐案例分析04復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程流程前言012.1前言系統(tǒng)工程的核心作用：系統(tǒng)工程作為關(guān)鍵學(xué)科，是確保高端裝備這類復(fù)雜產(chǎn)品開發(fā)效率和質(zhì)量的重中之重，對推動其創(chuàng)新與優(yōu)化至關(guān)重要本章聚焦于高端裝備系統(tǒng)工程的理論與實踐，旨在提供系統(tǒng)性視角，以理解和解決復(fù)雜產(chǎn)品從概念到實現(xiàn)的全過程問題。定義與挑戰(zhàn)：探討復(fù)雜產(chǎn)品的定義、特點，及其為何成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的項目系統(tǒng)工程基礎(chǔ)：系統(tǒng)工程的基本概念（概覽、起源、價值系統(tǒng)工程流程詳解：詳細(xì)闡述系統(tǒng)工程流程，包括：技術(shù)流程、技術(shù)管理流程、協(xié)議流程、使能流程以及剪裁流程理論與實踐結(jié)合（案例分析）：復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程實踐案例（如國際空間站、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡4復(fù)雜產(chǎn)品的定義與特點022.2復(fù)雜產(chǎn)品的定義與特點復(fù)雜產(chǎn)品的定義復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)包括大型、高成本、系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)含量高、項目周期長的產(chǎn)品、系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目復(fù)雜產(chǎn)品是指研發(fā)成本高、規(guī)模大、技術(shù)含量高、單件或小批量生產(chǎn)的大型產(chǎn)品、系統(tǒng)或基礎(chǔ)設(shè)施。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的復(fù)雜性在于其對技術(shù)深度與寬度、新知識運用程度及客戶化程度的要求高。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)通常由許多不同技術(shù)領(lǐng)域的元件、次系統(tǒng)集成而成，因此，復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)其本質(zhì)特征是不同技術(shù)在系統(tǒng)不同層次水平上相互作用的多技術(shù)系統(tǒng)（Multi-technologicalsystem）62.2復(fù)雜產(chǎn)品的定義與特點項目規(guī)模龐大：人力投入巨大：需要成千上萬人協(xié)同工作零件數(shù)量驚人：組件數(shù)量龐大標(biāo)志著規(guī)模與協(xié)調(diào)難度核心挑戰(zhàn)：如何有效協(xié)調(diào)龐大團(tuán)隊、管理巨量零件物流和生產(chǎn)是重大難題系統(tǒng)（本身）高度復(fù)雜：多子系統(tǒng)集成：由多個本身就復(fù)雜的子系統(tǒng)組成高度耦合與環(huán)境適應(yīng)：子系統(tǒng)必須在有限空間內(nèi)共存、緊密耦合、相互協(xié)作，并耐受極端外部環(huán)境裝配復(fù)雜性：復(fù)雜的設(shè)計需滿足各子系統(tǒng)在擁擠空間中的裝配要求嵌于更大系統(tǒng)：產(chǎn)品本身通常是更龐大系統(tǒng)的一個要素，增加了系統(tǒng)級交互和依賴項目管理極其復(fù)雜：新未知因素不斷涌現(xiàn)并行工程：不同組件并行開發(fā)（設(shè)計成熟度不同），依賴假設(shè)技術(shù)創(chuàng)新：采用新材料、新工藝、新技術(shù)組織變革：采用新的項目組織形式或供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)7系統(tǒng)工程的基本概念

032.3.1系統(tǒng)工程的概覽系統(tǒng)工程是將系統(tǒng)思維理論化、模型化，可規(guī)范的掌握應(yīng)用，解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的方法。錢學(xué)森“系統(tǒng)工程”是組織管理“系統(tǒng)”的規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、試驗和使用的科學(xué)方法，是一種對所有“系統(tǒng)”都具有普遍意義的科學(xué)方法。INCOSE是一種使系統(tǒng)能成功實現(xiàn)的跨學(xué)科的方法和手段。系統(tǒng)思維系統(tǒng)思維分析全局思維定量分析批判性思維外部視角宏觀視角運行視角內(nèi)部視角功能視角結(jié)構(gòu)視角發(fā)展視角類屬視角連續(xù)視角時間視角科學(xué)視角來源:

Perceptions

of

Systems

Engineering

(Kasser

et

al.,

P.14)10全局思維視角(HolisticThinkingPerspectives)外部視角宏觀視角：系統(tǒng)運行的背景環(huán)境；運行視角：系統(tǒng)在場景中的行為；黑盒視角。內(nèi)部視角功能視角:系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能以及如何實現(xiàn);白盒視角；結(jié)構(gòu)視角:系統(tǒng)如何被組織和構(gòu)建。發(fā)展視角類屬視角:對系統(tǒng)相似性的感知;連續(xù)視角:對系統(tǒng)差異性的感知；時間視角:對系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在及未來的感知。其他視角定量分析:與定性觀點相關(guān)的定量信息；科學(xué)視角:基于批判性思維對定性描述的見解和推斷。112.3.2系統(tǒng)工程的起源現(xiàn)代系統(tǒng)工程起源先進(jìn)技術(shù)的機遇與風(fēng)險管理：新技術(shù)（如自動化、人機界面、機器人、軟件）提升能力，但需系統(tǒng)工程管理開發(fā)風(fēng)險競爭的驅(qū)動作用：競爭促使尋求系統(tǒng)級權(quán)衡以獲得最優(yōu)解決方案專業(yè)化的應(yīng)對：要求將系統(tǒng)劃分為專家可設(shè)計和構(gòu)建的模塊，并嚴(yán)格管理其接口與交互國際標(biāo)準(zhǔn)與演進(jìn)INCOSE作為權(quán)威組織推動國際系統(tǒng)工程知識體建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)制定（ISO15288）推動系統(tǒng)工程向MBSE（基于模型的系統(tǒng)工程）方向的方法與工具演進(jìn)122.3.3系統(tǒng)工程的價值132.3.3系統(tǒng)工程的價值【INCOSESEHandbook4】識別軟件質(zhì)量在當(dāng)下尤為關(guān)鍵需求工程代碼開發(fā)組建軟件設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計單元測試集成系統(tǒng)測試驗收測試運行70%20%10%3.5%16%50.5%9%21%軟件缺陷產(chǎn)生的比例及分布軟件缺陷被發(fā)現(xiàn)的比例及分布現(xiàn)代開發(fā)和測試工具至關(guān)重要14復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程流程

042.4復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程流程INCOSE系統(tǒng)工程流程概覽

(ISO/IEC/IEEE15288:2023)162.4復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程流程172.4復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程流程18Activities?Prepareforbusinessormissionanalysis(準(zhǔn)備業(yè)務(wù)或任務(wù)分析)?Definetheproblemoropportunityspace（定義問題或機會空間）?Characterizethesolutionspace(描述解決方案或空間)?Evaluatealternativesolutionclasses(評價備選的解決方案類集)?Managethebusinessormissionanalysis(管理業(yè)務(wù)或任務(wù)分析)Outputs?Businessormissionanalysisstrategy(業(yè)務(wù)或任務(wù)分析策略)?MajorstakeholderIdentification(主要利益攸關(guān)者識別)?Preliminarylifecycleconcepts(初步的生命周期概念)?Problemoropportunitystatement(問題或機會說明)?Businessrequirements(業(yè)務(wù)需求)?Alternativesolutionclasses(備選的解決方案等級)?Preliminaryvalidationcriteria(初步確認(rèn)準(zhǔn)則）?PreliminaryMOEneeds(初步MOE需要）?PreliminaryMOEdata(初步MOE數(shù)據(jù)）?Businessrequirementstraceability(業(yè)務(wù)需求可追溯性）?Businessormissionanalysisrecord(業(yè)務(wù)或任務(wù)分析記錄）Inputs?Organizationstrategicplan（組織策略計劃）?ConOps（運行意圖）?Sourcedocuments（源文件）?Lifecycleconstraints（生命周期約束）?Projectconstraints（項目約束）?StakeholderrequirementsTraceability（利益攸關(guān)者需求可追溯性）任務(wù)分析流程

BusinessorMissionAnalysisProcess19定義業(yè)務(wù)或使命的問題或機遇，分析方案空間，并確定若干個潛在的備選方案類別。Enablers（使能項）Controls（控制）利益攸關(guān)者需要和需求定義流程

StakeholderNeeds&RequirementsDefinitionProcess定義能夠提供利益攸關(guān)者在特定環(huán)境下所需服務(wù)的系統(tǒng)的需求。20Activities?Prepareforstakeholderneedsandrequirementsdefinition(準(zhǔn)備利益攸關(guān)者需要和需求定義)?Definestakeholderneeds(定義利益攸關(guān)者需要)?Developtheoperationalconceptandotherlifecycleconcepts(開發(fā)運行概念及其他生命周期概念)?Transformstakeholderneedsintostakeholderrequirements(將利益攸關(guān)者需要轉(zhuǎn)換成利用攸關(guān)者需求)?Analyzestakeholderrequirements(分析利益攸關(guān)者需求)?Managethestakeholderneedsandrequirementsdefinition(管理利益攸關(guān)者需要和需求定義)Outputs?Stakeholderneedsandrequirementsdefinitionstrategy(準(zhǔn)備利益攸關(guān)者需要和需求定義策略)?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Systemfunctionidentification(系統(tǒng)功能的識別)?Stakeholderrequirements(利益攸關(guān)者需求)?Validationcriteria(確認(rèn)準(zhǔn)則)?MOEneeds(MOE需要)?MOEdata(MOE數(shù)據(jù))?Stakeholderrequirementstraceability(利益攸關(guān)者需求可追溯性)?InitialRVTM(初始RVTM)?Stakeholderneedsandrequirementsdefinitionrecord(利益攸關(guān)者需要和需求定義記錄)Inputs?Sourcedocuments(源文件)?Projectconstraints(項目約束)?Majorstakeholdersidentification(主要利益攸關(guān)者識別)?Preliminarylifecycleconcepts(初步的生命周期概念)?Problemoropportunitystatement(問題或機會說明)?Businessrequirements(業(yè)務(wù)需求)?Alternativesolutionclasses(備選的解決方案類集)?Preliminaryvalidationcriteria(初步確認(rèn)準(zhǔn)則)?Validatedrequirements(已確認(rèn)需求)?PreliminaryMOEneeds(初步MOE需要)?PreliminaryMOEdata(初步MOE數(shù)據(jù))?Businessrequirementstraceability(業(yè)務(wù)需求可追溯性)?Lifecycleconstraints(生命周期約束)?Stakeholderneeds(利益攸關(guān)者需要)?Systemrequirementstraceability(系統(tǒng)需求可追溯性)EnablersControls系統(tǒng)需求定義流程

SystemRequirementDefinition建立從供應(yīng)商視角出發(fā)的可度量的系統(tǒng)需求，不假定任何特定的實施方式；將以利益攸關(guān)者期望服務(wù)的需求驅(qū)動的視角轉(zhuǎn)換為能夠交付這些服務(wù)所要求的產(chǎn)品的技術(shù)視角。21Activities?Prepareforsystemrequirementsdefinition(準(zhǔn)備系統(tǒng)需求定義)?DefinesystemRequirements(定義系統(tǒng)需求)?Analyzesystemrequirements(分析系統(tǒng)需求)?Managesystemrequirements(管理系統(tǒng)需求)Outputs?Systemrequirementsdefinitionstrategy(系統(tǒng)需求定義策略)?Systemfunctiondefinition(系統(tǒng)功能定義)?Systemrequirements(系統(tǒng)需求)?Systemfunctionalinterfaceidentification(系統(tǒng)功能接口的識別)?Verificationcriteria(驗證準(zhǔn)則)?MOPneeds(MOP需要)?MOPdata(MOP數(shù)據(jù))?Systemrequirementstraceability(系統(tǒng)需求可追溯性)?UpdatedRVTM(已更新的RVTM)?Systemrequirementsdefinitionrecord(系統(tǒng)需求定義記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Systemfunctionidentification(系統(tǒng)功能的識別)?Stakeholderrequirements(利益攸關(guān)者需求)?StakeholderrequirementsTraceability(利益攸關(guān)者需求可追溯性)?InitialRVTM(初始RVTM)?Architecturetraceability(架構(gòu)可追溯性)?FinalRVTM(最終的RVTM)?Lifecycleconstraints(生命周期約束)EnablersControls架構(gòu)定義流程

ArchitectureDefinition生成并評價一個或多個能滿足系統(tǒng)需求（systemrequirements）的架構(gòu)方案；架構(gòu)設(shè)計是系統(tǒng)工程師最重要的工作之一22Activities?PrepareforarchitectureDefinition(準(zhǔn)備架構(gòu)定義)?Developarchitectureviewpoints(開發(fā)架構(gòu)視角)?Developmodelsandviewsofcandidatearchitectures(開發(fā)候選架構(gòu)的模型和視圖)?Relatethearchitecturetodesign(使架構(gòu)與設(shè)計相關(guān)聯(lián))?AssessarchitectureCandidates(評估架構(gòu)候選方案)?Managetheselectedarchitecture(管理選定的架構(gòu))Outputs?Architecturedefinitionstrategy(架構(gòu)定義策略)?Systemarchitecturedescription(系統(tǒng)架構(gòu)描述)?Systemarchitecturerationale(系統(tǒng)架構(gòu)基本原理)?Documentationtree(文檔樹)?Preliminaryinterfacedefinition(初步接口定義)?PreliminaryTPMneeds(初步TPM需要)?PreliminaryTPMdata(初步TPM數(shù)據(jù))?Architecturetraceability(架構(gòu)可追溯性)?Architecturedefinitionrecord(架構(gòu)定義記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Systemfunctiondefinition(系統(tǒng)功能定義)?Systemrequirements(系統(tǒng)需求)?SystemfunctionalinterfaceIdentification(系統(tǒng)功能接口的識別)?Systemrequirementstraceability(系統(tǒng)需求可追溯性)?UpdatedRVTM(已更新的RVTM)?Designtraceability(設(shè)計可追溯性)?Interfacedefinitionupdateidentification(接口定義更新識別)?Lifecycleconstraints(生命周期約束)EnablersControls設(shè)計定義流程

DesignDefinition完成物理架構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計，為系統(tǒng)實施提供足夠細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)和信息。23Activities?Preparefordesigndefinition(準(zhǔn)備設(shè)計定義)?Establishdesigncharacteristicsanddesignenablersrelatedtoeachsystemelement(建立與每個系統(tǒng)元素有關(guān)的設(shè)計特征和設(shè)計使能項)?Assessalternativesforobtainingsystemelements(評估獲取系統(tǒng)元素的備選方案)?Managethedesign(管理設(shè)計)Outputs?Designdefinitionstrategy(設(shè)計定義策略)?Systemdesigndescription(系統(tǒng)設(shè)計描述)?Systemdesignrationale（系統(tǒng)設(shè)計基本原理）?Interfacedefinition（接口定義）?TPMneeds(TPM需要)?TPMdata(TPM數(shù)據(jù))?Designtraceability(設(shè)計可追溯性)?Systemelementdescriptions(系統(tǒng)元素描述)?Designdefinitionrecord(設(shè)計定義記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Systemfunctiondefinition(系統(tǒng)功能定義)?Systemrequirements(系統(tǒng)需求)?SystemfunctionalinterfaceIdentification(系統(tǒng)功能接口的識別)?Systemarchitecturedescription(系統(tǒng)架構(gòu)描述)?Systemarchitecturerationale(系統(tǒng)架構(gòu)基本原理)?Preliminaryinterfacedefinition(初步接口定義)?PreliminaryTPMneeds(初步TPM需要)?PreliminaryTPMdata(初步TPM數(shù)據(jù))?Architecturetraceability(架構(gòu)可追溯性)?Interfacedefinitionupdateidentification(接口定義更新識別)?Implementationtraceability(實施可追溯性)?Lifecycleconstraints(生命周期約束)EnablersControls系統(tǒng)分析流程

SystemAnalysis在開發(fā)和設(shè)計過程中提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)、信息和決策支持24Activities?Prepareforsystemanalysis(準(zhǔn)備系統(tǒng)分析)?Performsystemanalysis(執(zhí)行系統(tǒng)分析)?Managesystemanalysis(管理系統(tǒng)分析)Outputs?Systemanalysisstrategy(系統(tǒng)分析策略)?Systemanalysisreport(系統(tǒng)分析報告)?Systemanalysisrecord(系統(tǒng)分析記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Analysissituations(分析情況)?Lifecycleconstraints(生命周期約束)EnablersControls實施流程

ImplementationProcess目的：實現(xiàn)特定的系統(tǒng)元素。該流程產(chǎn)生的系統(tǒng)元素已通過驗證滿足特定設(shè)計需求，并已通過確認(rèn)滿足利益攸關(guān)者的需求。支持系統(tǒng)元素的適應(yīng)（adaptation）或?qū)崿F(xiàn)（realization）。通常集中于三種形式的系統(tǒng)元素：硬件軟件人員（運行者和維護(hù)者）25控制項-適用法律和法規(guī)-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-協(xié)議-項目程序和標(biāo)準(zhǔn)-項目指令活動準(zhǔn)備實施執(zhí)行實施管理實施結(jié)果輸出實施策略實施使能系統(tǒng)需求實施約束系統(tǒng)元素系統(tǒng)元素文件運行者/維護(hù)人員培訓(xùn)材料實施可追溯性實施報告實施記錄輸入生命周期概念系統(tǒng)架構(gòu)描述系統(tǒng)架構(gòu)基本原理系統(tǒng)設(shè)計描述系統(tǒng)設(shè)計基本原理接口定義設(shè)計可追溯性系統(tǒng)元素描述

使能項-組織/企業(yè)方針、程序和標(biāo)準(zhǔn)-組織/企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施-項目基礎(chǔ)設(shè)施-實施使能系統(tǒng)圖4-12實施流程的背景環(huán)境圖綜合流程

IntegrationProcess目的和內(nèi)容：組裝一個與架構(gòu)設(shè)計一致的系統(tǒng)。該流程組合系統(tǒng)元素來形成完整的或部分的系統(tǒng)構(gòu)型，以便創(chuàng)建系統(tǒng)中規(guī)定的產(chǎn)品。建立系統(tǒng)內(nèi)部接口以及系統(tǒng)與更大的項目計劃之間的接口。ICD（如：N2圖）IFWG綜合流程與V&V適當(dāng)?shù)?。綜合流程是自下而上的（bottom-up）。26圖4-13綜合流程的背景環(huán)境圖控制項-適用法律和法規(guī)-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-協(xié)議-項目程序和標(biāo)準(zhǔn)-項目指令活動準(zhǔn)備綜合執(zhí)行綜合—依次綜合系統(tǒng)元素構(gòu)型，直至完整系統(tǒng)被合成管理綜合結(jié)果輸出綜合策略綜合使能系統(tǒng)需求綜合約束綜合程序綜合系統(tǒng)或系統(tǒng)元素接口定義更新識別綜合報告綜合記錄輸入生命周期概念接口定義系統(tǒng)元素描述系統(tǒng)元素系統(tǒng)元素文件實施可追溯性接受的系統(tǒng)或系統(tǒng)元素使能項-組織/企業(yè)方針、程序和標(biāo)準(zhǔn)-組織/企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施-項目基礎(chǔ)設(shè)施-綜合使能系統(tǒng)驗證流程

VerificationProcess驗證流程證實所感興趣之系統(tǒng)及其所有元素執(zhí)行預(yù)期功能且滿足分配給所感興趣之系統(tǒng)及其元素的性能需求即“系統(tǒng)已被正確地構(gòu)建”驗證方法：Inspection,analysis(includingsimulation),demonstration,test,certification測試種類：DevelopmenttestQualificationtestAcceptancetestOperationaltest該流程產(chǎn)生驗證過的系統(tǒng)最終的RVTM27驗證流程

VerificationProcess28Activities?Prepareforverification(準(zhǔn)備綜合)?Performverification(實施驗證)?Manageresultsofverification(管理驗證結(jié)果)Outputs?Verificationstrategy(驗證策略)?Verificationenablingsystemrequirements(驗證使能系統(tǒng)需求)?Verificationconstraints(驗證約束)?Verificationprocedure(驗證程序)?FinalRVTM(最終的RVTM)?Verifiedsystem(已驗證的系統(tǒng))?Verificationreport(驗證報告)?Verificationrecord(驗證記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Systemrequirements(系統(tǒng)元素)?Verificationcriteria(驗證準(zhǔn)則)?UpdatedRVTM(已更新的RVTM)?Interfacedefinition(接口定義)?IntegratedsystemorsystemElements(綜合系統(tǒng)或系統(tǒng)元素)?Integrationreport(綜合報告)ControlsEnablers驗證流程

VerificationProcess29LevelSystemdefinitionVerifyrequirementsDefinedsystemRequirementsDesigncharacteristicsVerifydesignnn+1VerifyrequirementsDefinedsystemselementsRequirementsDesigncharacteristicsVerifydesignVerifyagainstVerifyagainstSystemrealizationRealizedsystemVerifiedfinalproductVerifiedproductsRealizedsystemelements圖4-15Verificationlevelperlevel.ReprintedwithpermissionfromAlainFaisandier.Allotherrightsreserved.轉(zhuǎn)移流程

TransitionProcess目的和內(nèi)容：建立能夠在運行環(huán)境中提供由利益攸關(guān)者需求所規(guī)定的服務(wù)的能力。該流程安裝一個已經(jīng)驗證的系統(tǒng)，以及一些相關(guān)的使能系統(tǒng)，如協(xié)議中定義的運行系統(tǒng)、支持系統(tǒng)、運行者培訓(xùn)系統(tǒng)、用戶培訓(xùn)系統(tǒng)。30控制項-適用法律和法規(guī)-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-協(xié)議-項目程序和標(biāo)準(zhǔn)-項目指令活動-準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移-執(zhí)行轉(zhuǎn)移-管理轉(zhuǎn)移結(jié)果輸出轉(zhuǎn)移策略轉(zhuǎn)移使能系統(tǒng)需求轉(zhuǎn)移約束安裝程序安裝的系統(tǒng)經(jīng)培訓(xùn)的運行者和維護(hù)人員轉(zhuǎn)移報告轉(zhuǎn)移記錄輸入-生命周期概念-運行者/維護(hù)人員培訓(xùn)-接口控制文檔-最終的RVTM-已驗證的系統(tǒng)-驗證報告使能項-組織/企業(yè)方針、程序和標(biāo)準(zhǔn)-組織/企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施-項目基礎(chǔ)設(shè)施-轉(zhuǎn)移使能系統(tǒng)圖4-13轉(zhuǎn)移流程的背景環(huán)境圖確認(rèn)流程

ValidationProcess確認(rèn)流程是確認(rèn)已構(gòu)建（或?qū)⒁獦?gòu)建）的系統(tǒng)滿足利益攸關(guān)者所申明的需要即“構(gòu)建了正確的系統(tǒng)”V&V常常是同時進(jìn)行的需求確認(rèn)在需求分析階段：系統(tǒng)需求是否滿足利益攸關(guān)者需求；子系統(tǒng)需求是否滿足系統(tǒng)需求MOE是否被正確轉(zhuǎn)換為MOP系統(tǒng)確認(rèn)對象為設(shè)計、原型、最終系統(tǒng)的元素、文件和培訓(xùn)材料在運行環(huán)境或仿真的運行環(huán)境中進(jìn)行確認(rèn)主體利益攸關(guān)者參與獨立第三方31確認(rèn)流程

ValidationProcess32Activities?Prepareforvalidation(準(zhǔn)備確認(rèn))?Performvalidation(執(zhí)行確認(rèn))?Manageresultsofvalidation(管理確認(rèn)結(jié)果)Outputs?Validationstrategy(確認(rèn)策略)?Validationenablingsystemrequirements(確認(rèn)使能系統(tǒng)需求)?Validationconstraints(確認(rèn)約束)?Validationprocedure(確認(rèn)程序)?Validatedrequirements(已確認(rèn)需求)?Validatedsystem(已確認(rèn)系統(tǒng))?Validatedreport(確認(rèn)報告)?Validatedrecord(確認(rèn)記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Stakeholderrequirements(運行者/維護(hù)人員培訓(xùn)資料)?FinalRVTM(最終的RVTM)?Installedsystem(安裝的系統(tǒng))?Transitionreport(轉(zhuǎn)移報告)?Validationreport(確認(rèn)準(zhǔn)則)ControlsEnablers確認(rèn)流程

ValidationProcess33LevelSystemdefinitionValidaterequirementsDefinedsystemnn+1ValidaterequirementsDefinedsystemselementsSystemrealizationRealizedsystemRealizedsystemelementsStakeholderrequirements,operationalscenariosStakeholderrequirements,operationalscenariosValidateagainstValidateagainstDeliveryofvalidatedsystemDeliveryofvalidatedsystemelements圖4-19Validationlevelperlevel.Note:Systemrequirementsarevalidatedagainstthestakeholderrequirements.ReprintedwithpermissionfromAlainFaisandier.Allotherrightsreserved.運行流程

OperationProcess34Activities?Prepareforoperation(準(zhǔn)備運行)?Performoperation(執(zhí)行運行)?Manageresultsofoperation(管理運行結(jié)果)?Supportthecustomer(支持客戶)Outputs?Operationstrategy(運行策略)?Operationenablingsystemrequirements(運行使能系統(tǒng)需求)?Operationconstraints(運行約束)?Operationreport(運行報告)?Operationrecord(運行記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Operator/maintainerTrainingmaterials(運行者/維護(hù)人員培訓(xùn)材料)?Trainedoperatorsandmaintainers(經(jīng)培訓(xùn)的運行者和維護(hù)人員)?Validatedsystem(已確認(rèn)系統(tǒng))?Validationreport(確認(rèn)報告)?Maintenancereport(維護(hù)報告)ControlsEnablers維護(hù)流程

MaintenanceProcess35Activities?Prepareformaintenance(準(zhǔn)備維護(hù))?Performmaintenance(執(zhí)行維護(hù))?Performlogisticssupport(執(zhí)行后勤保障)?Manageresultsofmaintenanceandlogistics(管理維護(hù)和后勤結(jié)果)Outputs?Maintenancestrategy(維護(hù)策略)?Maintenanceenablingsystemrequirements(維護(hù)使能系統(tǒng)需求)?Maintenanceconstraints(維護(hù)約束)?Maintenanceprocedure(維護(hù)程序)?Maintenancereport(維護(hù)報告)?Maintenancerecord(維護(hù)記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Operator/maintainerTrainingmaterials(運行者/維護(hù)人員培訓(xùn)材料)?Trainedoperatorsandmaintainers(經(jīng)培訓(xùn)的運行者和維護(hù)人員)?Validatedsystem(已確認(rèn)系統(tǒng))?Validationreport(確認(rèn)報告)?Operationreport(運行報告)ControlsEnablers處置流程

DisposalProscess36Activities?Preparefordisposal(準(zhǔn)備退出)?Performdisposal(執(zhí)行退出)?Finalizethedisposal(結(jié)束退出)Outputs?Disposalstrategy(處置策略)?Disposalenablingsystemrequirements(處置使能系統(tǒng)需求)?Disposalconstraints(處置約束)?Disposalprocedure(處置程序)?Disposalsystem(已處置的系統(tǒng))?Disposalreport(處置報告)?Disposalrecord(處置記錄)Inputs?Lifecycleconcepts(生命周期概念)?Validatedsystem(已確認(rèn)系統(tǒng))?Operationreport(運行報告)?Maintenancereport(維護(hù)報告)ControlsEnablers協(xié)議流程

AgreementProcesses流程定義兩個組織間建立協(xié)議所必需的活動，協(xié)議流程的獨特活動與合同和管理業(yè)務(wù)有關(guān)采辦流程供應(yīng)流程這兩個流程就像同一個硬幣的兩面。每個流程均建立執(zhí)行其他系統(tǒng)生命周期流程所依據(jù)的協(xié)議的背景環(huán)境和約束，不論協(xié)議是正式的還是非正式的。開展與感興趣之系統(tǒng)相關(guān)的組織的基本業(yè)務(wù)，并且建立與產(chǎn)品和服務(wù)的采辦和供應(yīng)相關(guān)的組織之間的關(guān)系。37采辦流程輸入與輸出活動準(zhǔn)備采辦公布采辦并選擇供應(yīng)商建立和維護(hù)協(xié)議監(jiān)控協(xié)議驗收產(chǎn)品或服務(wù)輸出采辦策略供應(yīng)申請書采辦協(xié)議接受的系統(tǒng)或系統(tǒng)元素采辦支付輸入組織戰(zhàn)略計劃采辦需要使能系統(tǒng)需求采辦回應(yīng)采辦系統(tǒng)使能項控制項38采辦流程輸入項定義采辦需要識別組織內(nèi)遇到的但不能被滿足的一個需要或能以更經(jīng)濟的方式由供應(yīng)商滿足的一個需要使能系統(tǒng)需求所有適用生命周期流程的使能系統(tǒng)需求，包括實施使能系統(tǒng)需求、綜合使能系統(tǒng)需求、驗證使能系統(tǒng)需求、轉(zhuǎn)移使能系統(tǒng)需求、確認(rèn)使能系統(tǒng)需求、運行使能系統(tǒng)需求、維護(hù)使能系統(tǒng)需求以及退出使能系統(tǒng)需求。采辦回應(yīng)一個或多個候選供應(yīng)商對供應(yīng)請求的響應(yīng)采辦系統(tǒng)系統(tǒng)或系統(tǒng)元素由供應(yīng)商交付給予采辦協(xié)議的交付條件一致的采辦方采辦流程輸入及其定義39供應(yīng)流程目的向采辦方提供滿足協(xié)定需求的產(chǎn)品或服務(wù)調(diào)用供應(yīng)流程，以建立兩個組織之間一方向另一方供應(yīng)產(chǎn)品或服務(wù)所依據(jù)的協(xié)議。描述供應(yīng)流程很大程度上取決于技術(shù)流程，技術(shù)管理流程和組織的項目使能流程。40供應(yīng)流程輸入與輸出活動準(zhǔn)備供應(yīng)響應(yīng)投標(biāo)建立和維護(hù)協(xié)議執(zhí)行協(xié)議輸出供應(yīng)策略供應(yīng)響應(yīng)供應(yīng)協(xié)議供應(yīng)的系統(tǒng)輸入組織戰(zhàn)略計劃供應(yīng)申請書供應(yīng)款項確認(rèn)的系統(tǒng)已退出的系統(tǒng)使能項控制項41供應(yīng)流程輸入項定義供應(yīng)款項供應(yīng)的系統(tǒng)的款項或其他補充。包括收據(jù)和回單確認(rèn)的系統(tǒng)準(zhǔn)備用于供應(yīng)和運行的已確認(rèn)的系統(tǒng)。通告維護(hù)和退出已退出的系統(tǒng)已經(jīng)從運行中停用、拆解并移除的已退出的系統(tǒng)供應(yīng)流程輸入及其定義42復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)工程實踐案例分析

052.5.1國際空間站系統(tǒng)工程實踐案例國際空間站合作與運行概述美國航天局的任務(wù)是領(lǐng)導(dǎo)一個由十六個國家組成的國際團(tuán)隊完成國際空間站的系統(tǒng)開發(fā)、艙體生產(chǎn)、訪問飛行器編排和整合、在軌建造以及長期空間站運行國際空間站的系統(tǒng)工程挑戰(zhàn)超長開發(fā)周期帶來的沉重負(fù)擔(dān)(1984-2016+)：周期極端冗長：項目最早于1984年啟動，經(jīng)歷多次變更，1994年才確定為ISS，1998年首射，2010年左右完成組裝，計劃壽命不早于2016年（實際超出）多方面持續(xù)壓力：人事與知識：維持核心工程人員和技術(shù)管理團(tuán)隊困難；知識管理和經(jīng)驗保留成為嚴(yán)峻問題，核心人員可能會離職尋找其他工作管理與外部因素：應(yīng)對長期多變的管理、政府過渡（總統(tǒng)和國會換屆）、巨大的預(yù)算波動考驗極大技術(shù)更新?lián)Q代：難以應(yīng)對漫長的技術(shù)生命周期（技術(shù)成熟與淘汰問題）公眾與政治壓力：漫長的周期伴隨公眾和國會支持的潛在下降甚至反對（如國會多次取消投票），團(tuán)隊承受巨大壓力“只許成功，不許失敗”嚴(yán)峻的測試與驗證挑戰(zhàn)：無法整體地面測試：龐大ISS不可能在地面完整組裝測試。分批發(fā)射、單模塊高可靠性要求：后續(xù)模塊發(fā)射前，先前模塊已在軌運行多年。各模塊/子組件必須具備極高可靠性和首次即成功能力，在軌維修難度大地面模擬困難/昂貴：多數(shù)組件如太陽能板是專為太空設(shè)計，搭建真實模擬環(huán)境的成本過高國際合作整合難題：不同國際伙伴采用各自系統(tǒng)方法制造的模塊，在物理連接前從未在地面組裝/測試過整個系統(tǒng)，接口兼容性面臨巨大挑戰(zhàn)龐大規(guī)模和復(fù)雜性的基礎(chǔ)設(shè)施：設(shè)施巨大，全球投資：整個計劃所需基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模龐大（計劃辦公室、工程團(tuán)隊、工廠、集成測試場）巨額單項投入：僅在美國肯尼迪航天中心改裝支持ISS的設(shè)施（如處理主要部件的設(shè)備）就耗資巨大（數(shù)十億美元）復(fù)雜發(fā)射系統(tǒng)依賴：項目最初高度依賴美國航天飛機和俄羅斯運載火箭（皆為大系統(tǒng)工程），后期也整合了歐洲（ATV）和日本（HTV）的運載能力。這種依賴本身也構(gòu)成了復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和管理挑戰(zhàn)442.5.1國際空間站系統(tǒng)工程實踐案例國際空間站采用的系統(tǒng)工程流程以經(jīng)典教科書模式為基礎(chǔ)，包含四個關(guān)鍵要素國際空間站是分階段開發(fā)的。國際空間站組件的建造時間表由發(fā)射時間表決定，發(fā)射時間表最初計劃為五年，后來包括哥倫比亞號事故造成的航天飛機暫緩時間在內(nèi)，最終耗時了12年。國際空間站是在太空中進(jìn)行物理集成的。國際空間站是在軌道上由其87個主要部件組裝而成的國際空間站實際上是在世界各地建造的。因此，建立了一個達(dá)到或超過流程，允許每個合作伙伴使用自己的流程標(biāo)準(zhǔn)。對其他國家交付的產(chǎn)品在制造標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行了達(dá)到或超過評估國際空間站在組裝期間必須發(fā)揮航天器的功能。從第三次組裝飛行開始，國際空間站的乘員就開始在國際空間站居住，既協(xié)助組裝，又進(jìn)行科學(xué)研究452.5.2哈勃太空望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)工程實踐案例哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)想源于天文學(xué)家對突破地球大氣層觀測限制的渴望。其概念最早由赫爾曼·奧伯特于1923