1、工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)章文晉 北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院第四課 工程專業(yè)綜合2北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)本節(jié)課內(nèi)容提要1.工程系統(tǒng)工程三個(gè)基本組成部分2.工程專業(yè)綜合的四個(gè)要素3. 可靠性系統(tǒng)工程3北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工程系統(tǒng)工程三個(gè)基本組成部分任務(wù)需求系統(tǒng)工程過程工程專業(yè)綜合系統(tǒng)分析與控制工程設(shè)計(jì)飛行器設(shè)計(jì)系統(tǒng)工程內(nèi)涵4北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工程專業(yè)綜合的四個(gè)要素5北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)綜合產(chǎn)品研制過程系統(tǒng)工程綜合的產(chǎn)品研制系統(tǒng)要求評(píng)審設(shè)計(jì)制造保障系統(tǒng)規(guī)范綜合的產(chǎn)品組綜合的產(chǎn)品組分配研制要

2、求評(píng)審初步研制評(píng)審要求權(quán)衡和綜合計(jì)劃定義用戶要求部件布局方案布局設(shè)計(jì)制造“包”最終研制評(píng)審設(shè)計(jì)制造保障用戶維修與保障“包”綜合的產(chǎn)品組6北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)綜合產(chǎn)品研制組項(xiàng)目經(jīng)理可靠性維修性機(jī)械安全性其他等保障性電氣生產(chǎn)氣動(dòng)7北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)綜合的計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境CAPPRCAD虛擬制造ECADCAMMCAD虛擬維修PDM框架數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)8北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)綜合的計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境數(shù)據(jù)管理PDM:開放的工具集成框架9北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)流程管理配置管理框架內(nèi)核工程專業(yè)綜合傳統(tǒng)學(xué)科信息分支系統(tǒng)要求任務(wù)目標(biāo)任務(wù)環(huán)

3、境任務(wù)約束效能度量專門學(xué)科信息分支熱力學(xué)電子學(xué)試驗(yàn)安全性質(zhì)量保證通訊學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程維修性可靠性其他其他機(jī)械產(chǎn)品信息分辨設(shè)備系統(tǒng)工程文檔設(shè)施設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員系統(tǒng)工程程序化資料計(jì)算機(jī)程序“設(shè)計(jì)”要求輸出工程項(xiàng)目規(guī)范圖紙10北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工程專業(yè)綜合的子過程可靠性系統(tǒng)工程北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)起起起起起發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)RMS發(fā)展過程工程專業(yè)綜合系統(tǒng)工程并行工程興興興展與與與展展展任務(wù)成功性戰(zhàn)備完保障性興起與與發(fā)展與發(fā)展測(cè)試性興興維修性安全性興起與發(fā)展可靠性40二次大戰(zhàn)50607080局部戰(zhàn)爭(zhēng)902000年代戰(zhàn)爭(zhēng)海灣戰(zhàn)爭(zhēng)戰(zhàn)爭(zhēng)越南戰(zhàn)爭(zhēng)科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)12

4、北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)質(zhì)量管理的發(fā)展過程可靠性工程維修性工程興起與發(fā)展全面質(zhì)量興起與發(fā)展統(tǒng)計(jì)質(zhì)量興起與發(fā)展檢驗(yàn)質(zhì)量1020304050602000年代13北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)RMS國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀v 國(guó)外情況 用戶需求強(qiáng)勁 工程應(yīng)用普遍 學(xué)術(shù)研究活躍 人才隊(duì)伍豐富 產(chǎn)業(yè)具備規(guī)模v 結(jié)論： 可靠性是一個(gè)事業(yè) 可靠性事業(yè)伴隨國(guó)家國(guó)防與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而發(fā)展14北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)RMS國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀v國(guó)況 用戶需求猛醒、WTO、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的四個(gè)階段 工程應(yīng)用廣泛 航空航天之外、領(lǐng)域之外 學(xué)術(shù)研究集中 人才隊(duì)伍短缺 產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步v 結(jié)論： 需求猛增，

5、供給不足 中國(guó)可靠性系統(tǒng)工程事業(yè)剛剛起飛，大有可為15北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工程專業(yè)綜合的子過程:可靠性系統(tǒng)工程產(chǎn)品的效能人的效能開則能動(dòng)健康可干干而無病具有能力RM健康性H可醫(yī)治性CE能力水平外環(huán)外環(huán)存在與使用過程維護(hù)生產(chǎn)與工作過程防病故障發(fā)生發(fā)展疾病發(fā)生發(fā)展故障排除恢復(fù)健康健康水平壽命水平可醫(yī)治性水平可診斷性水平 A：可用性；D：可信性；C：能力R：可靠性；M：維修性；T：測(cè)試性16北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)性能水平可維修性水平可測(cè)試性水平可靠性水平壽命水平診斷修理性能水平維修性測(cè)試性水平維修保障維修M T可靠性壽命水平界境CMRCRM具有能力動(dòng)而可信C

6、DA能力水平診斷治療可醫(yī)治性水平可診斷性水平醫(yī)療保障防治與診斷健康歲平壽命水平界境能力C勞動(dòng)能力體力、腦力HCE健康性H可醫(yī)治性CHCDA綜合對(duì)比17北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)可用度A任務(wù)可靠度D效能（性能相同時(shí)）AD某先進(jìn)國(guó)家0.830.9平均0.865090.95平均0.9250.750.855平均0.8某發(fā)展中國(guó)家0.550.65平均0.60.830.9平均0.8650.460.59平均0.52綜合對(duì)比結(jié)論0.9250.86650.5218北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)可靠性系統(tǒng)工程在工程專業(yè)綜合中的地位與作用19北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工

7、程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)可靠性系統(tǒng)工程定義(Reliability System Engineering,RSE)v 是在裝備全壽命過程中，同裝備故障作的系統(tǒng)工程v 它以裝備的故障為中心，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法，系統(tǒng)的整體性及其同外界環(huán)境的辯證關(guān)系出發(fā)，研從究故障發(fā)生與發(fā)展、發(fā)現(xiàn)與維修、預(yù)防與糾正的一般規(guī)律、方法、技術(shù)手段及其工程實(shí)施的策略與途徑v 總目標(biāo)：提高系統(tǒng)的戰(zhàn)備完和任務(wù)成功性，減少維修人力和保障費(fèi)用20北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)可靠性系統(tǒng)工程的系統(tǒng)工程特征v：它是一個(gè)有機(jī)的整體，包含了與故障整的學(xué)科體系，且具有一致的目標(biāo)的完v：在橫向是產(chǎn)品研制壽命周期各階段(時(shí)間域)的綜合

8、；在縱向是各專門工程專業(yè)的綜合（目標(biāo)域）；在軸向是裝備、系統(tǒng)、體系與保障系統(tǒng)的綜合（對(duì)象域）：因?yàn)樗哂锌梢粤炕哪繕?biāo)(可用性、維修保障v能力、維修保障費(fèi)用、戰(zhàn)備完可以進(jìn)行綜合權(quán)衡與優(yōu)化、任務(wù)成功性），故v：因?yàn)樗劝夹g(shù)又包括管理，它的工作對(duì)象是物(產(chǎn)品)、事(工作)和人，且與外界環(huán)境有緊密的交聯(lián)與相互影響v 整體性、綜合性、擇優(yōu)性和社會(huì)性是系統(tǒng)工程最基本的特性21北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)可靠性系統(tǒng)工程的內(nèi)涵目標(biāo)域北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)可靠性耐 久 性 環(huán)境適應(yīng)性使用方式內(nèi)因外因環(huán)境條件人為因素發(fā)生與發(fā)展故障規(guī)律故障規(guī)律預(yù)防與糾正發(fā)現(xiàn)與修復(fù)檢測(cè)與預(yù)測(cè)規(guī)律診斷與隔離規(guī)律維修與保障規(guī)律預(yù)測(cè)診斷修復(fù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)使用統(tǒng)計(jì)過程控制SPC可靠性設(shè)計(jì)健壯性設(shè)計(jì)耐環(huán)境設(shè)計(jì)預(yù)防性維修（RCM）維修保障故障發(fā)生與發(fā)展北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)人為因素使用方式環(huán)境條件環(huán)境適應(yīng)性耐久性可靠性外因內(nèi)因研究?jī)?nèi)因與外因相互作用下的產(chǎn)品故障發(fā)生規(guī)律（隨機(jī)性故規(guī)障律發(fā)與生確與定發(fā)性展規(guī)律）故障預(yù)防與糾正使用故障預(yù)防與糾正設(shè)計(jì)北航可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院工程系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究預(yù)防與糾正故障的一般規(guī)律、方法與技術(shù)手段生產(chǎn)故障發(fā)現(xiàn)與維修故障發(fā)現(xiàn)與維修修復(fù)預(yù)測(cè)診斷研究故障預(yù)測(cè)、診斷、修復(fù)的一般規(guī)律、方法與技術(shù)手段北航可靠