系統(tǒng)工程在某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)立項(xiàng)論證過(guò)程中的應(yīng)用研究

丁吉冶　屈衍靜

摘 要：首先對(duì)系統(tǒng)工程進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，闡述了對(duì)系統(tǒng)工程的認(rèn)識(shí)。然后介紹了在運(yùn)用系統(tǒng)工程之前，航空發(fā)動(dòng)機(jī)立項(xiàng)論證的主要工作以及存在的問(wèn)題。之后以某型發(fā)動(dòng)機(jī)全面貫徹了系統(tǒng)工程思想開(kāi)展立項(xiàng)論證為實(shí)際案例，介紹了具體工作過(guò)程及內(nèi)容。最后對(duì)在案例中的收獲進(jìn)行了描述。相關(guān)內(nèi)容具有推廣意義，可為其它航空發(fā)動(dòng)機(jī)的立項(xiàng)論證或系統(tǒng)工程的應(yīng)用提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)工程，需求分析，航空發(fā)動(dòng)機(jī)，立項(xiàng)論證

1.前言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，集成了一系列尖端高新技術(shù)，被譽(yù)為“工業(yè)之花”。我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了從引進(jìn)修理、測(cè)繪仿制、改進(jìn)改型的發(fā)展歷程，正在向自主研制轉(zhuǎn)變，特別是國(guó)家航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)的啟動(dòng)實(shí)施，加快了我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)從測(cè)繪仿制到自主創(chuàng)新發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變進(jìn)程。

2.系統(tǒng)工程簡(jiǎn)介

系統(tǒng)工程是組織管理復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法。系統(tǒng)工程方法是以系統(tǒng)整體功能最佳為目標(biāo)，應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)和電子計(jì)算機(jī)等工具對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換等功能進(jìn)行分析研究，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)要素的優(yōu)化組合達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目標(biāo)。

3.航空發(fā)動(dòng)機(jī)立項(xiàng)論證主要工作及存在的不足

論證的主要工作

發(fā)動(dòng)機(jī)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)論證；

備選方案的論證；

識(shí)別和確定發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)；

估算生命周期的費(fèi)用；

初始能力評(píng)估，分析研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)；

確定滿(mǎn)足能力要求的發(fā)動(dòng)機(jī)方案。

在運(yùn)用系統(tǒng)工程之前，以往的航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)/項(xiàng)目立項(xiàng)論證過(guò)程中存在一些不足：

對(duì)用戶(hù)以及飛機(jī)方的要求認(rèn)識(shí)不透徹、站位不高。存在部件/子系統(tǒng)個(gè)別專(zhuān)業(yè)片面論證而抵制合理提高指標(biāo)的情況；

工作方式、方法不規(guī)范，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，在指標(biāo)論證、初步方案設(shè)計(jì)、編制經(jīng)費(fèi)概算報(bào)告等具體工作過(guò)程中考慮不周有遺漏的情況；

部分部件/子系統(tǒng)或?qū)I(yè)欠缺團(tuán)隊(duì)精神，不能與相關(guān)專(zhuān)業(yè)有效協(xié)同。

4.實(shí)踐應(yīng)用事例

依據(jù)GJB 8113策劃并開(kāi)展工作，主要有項(xiàng)目系統(tǒng)工程技術(shù)過(guò)程及技術(shù)管理過(guò)程工作要求。包括需求分析，技術(shù)要求分析，發(fā)動(dòng)機(jī)方案論證，制定集成、驗(yàn)證、移交和確認(rèn)計(jì)劃；需求、技術(shù)狀態(tài)、接口、技術(shù)數(shù)據(jù)和風(fēng)險(xiǎn)管理等內(nèi)容。

4.1技術(shù)要求分解

技術(shù)要求分析過(guò)程是將捕獲分析后的利益攸關(guān)者需求轉(zhuǎn)化成技術(shù)要求，即發(fā)動(dòng)機(jī)的功能、性能和接口要求等，論證階段的技術(shù)要求分析建議至少做到子系統(tǒng)/部件級(jí)。主要包括：

a）定義發(fā)動(dòng)機(jī)的功能及功能邊界；

b）發(fā)動(dòng)機(jī)研制約束條件，包括源自訂購(gòu)方需求或解決方案自身不可避免的限制條件；

c）定義發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)及其量值，以及質(zhì)量衡量指標(biāo)；

4.2技術(shù)狀態(tài)管理

按GJB 3206A開(kāi)展技術(shù)狀態(tài)管理。論證階段技術(shù)狀態(tài)管理工作主要是配合訂購(gòu)方編制規(guī)定產(chǎn)品功能和性能要求的技術(shù)狀態(tài)文件，建立技術(shù)狀態(tài)文件標(biāo)識(shí)方法、管理規(guī)章制度、技術(shù)狀態(tài)控制流程，需要時(shí)報(bào)告技術(shù)的情況。論證階段技術(shù)狀態(tài)管理的具體工作包括：

a）論證階段技術(shù)狀態(tài)管理的文件主要包括：

b）初步的系統(tǒng)規(guī)范和初步的總體技術(shù)方案；

c）初步確定發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)CI；

d）制定發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)管理計(jì)劃。

4.3接口管理

依據(jù)GJB 2737開(kāi)展接口管理，論證階段應(yīng)識(shí)別、確定關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)影響關(guān)鍵技術(shù)確定的接口應(yīng)協(xié)調(diào)確認(rèn)。根據(jù)使用方的使用要求，編制和確定所需接口滿(mǎn)足要求的可行性和相關(guān)條件，列入論證材料中，并進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分析和確定應(yīng)對(duì)措施等。

論證階段需根據(jù)使用方的要求，與使用方進(jìn)行溝通與協(xié)調(diào)，及時(shí)通報(bào)要提出的接口要求，形成初步的接口控制文件，并進(jìn)行管理。接口控制文件的內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)之間的接口，也可以包括初步的各子系統(tǒng)、部件之間及與各附件之間的接口。應(yīng)明確發(fā)動(dòng)機(jī)各組成單元之間的接口定義，以及發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)等的系統(tǒng)的統(tǒng)一的接口定義。

4.4風(fēng)險(xiǎn)管理

通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)緩解策劃、風(fēng)險(xiǎn)緩解策劃實(shí)施、風(fēng)險(xiǎn)跟蹤五項(xiàng)活動(dòng)，提出降低或控制風(fēng)險(xiǎn)的措施，主要開(kāi)展以下工作：

a）初步總體方案（含技術(shù)方案、技術(shù)途徑、可行性、可生產(chǎn)性、經(jīng)濟(jì)型等）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；

b）初步保障方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；

c）研制進(jìn)度和經(jīng)費(fèi)概算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；

d）發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)選方案的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

5.取得的經(jīng)驗(yàn)與收獲

本次是首次在研制過(guò)程中深入推進(jìn)系統(tǒng)工程方法。因所內(nèi)推行系統(tǒng)工程時(shí)間較短，尚沒(méi)有一套完善成熟的系統(tǒng)工程方法來(lái)系統(tǒng)指導(dǎo)型號(hào)開(kāi)展研制工作。從已開(kāi)展的工作來(lái)看，體會(huì)有：

1）系統(tǒng)工程是一種新的思維方式、也是一種新的工作方法，推行新的事物必然與舊有事物相沖突。因此，“自上而下”的要求傳遞方式也許是一種更為高效的推行方法。

2）按系統(tǒng)工程方法要求，所里劃分了幾個(gè)總體專(zhuān)業(yè)承接型號(hào)各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)并進(jìn)行分解、分配。在工作之初，大部分總體專(zhuān)業(yè)尚不能轉(zhuǎn)變思想，未能針對(duì)各自專(zhuān)業(yè)承接的指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮以及牽頭納總的作用，存在等待要求及“輸入”的情況，甚至于在等待“賦權(quán)”。在后期編制WBS工作時(shí)，這種情況大為改善。

3）WBS的編制需要各單位主動(dòng)協(xié)調(diào)相關(guān)單位，依據(jù)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和現(xiàn)有條件綜合考量，廣泛溝通形成最終的交付成果。而最終的WBS內(nèi)容必須包括所有技術(shù)流程中規(guī)定的技術(shù)活動(dòng)和評(píng)審點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、驗(yàn)證工作必須體現(xiàn)主責(zé)任單位。一方面，我們應(yīng)該思考如何使各專(zhuān)業(yè)積極主動(dòng)的相互合作，讓型號(hào)工作能夠快速有效的開(kāi)展。另一方面，我們應(yīng)持續(xù)的梳理、完善相關(guān)技術(shù)流程、技術(shù)規(guī)范。

6.結(jié)束語(yǔ)

我們應(yīng)持續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)工程工作。系統(tǒng)工程值得推行，也十分有必要推行。很多團(tuán)隊(duì)成員已轉(zhuǎn)變了思維方式，運(yùn)用了系統(tǒng)工程中的需求分析開(kāi)展相關(guān)工作。即使在推行過(guò)程中有許多預(yù)想不到的問(wèn)題，但我們?nèi)砸獔?jiān)定不移的繼續(xù)推進(jìn)，直到系統(tǒng)工程完全融入了我們的日常工作而看不見(jiàn)聽(tīng)不到“系統(tǒng)工程”四個(gè)字。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張新國(guó)譯. 系統(tǒng)工程手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工程出版社，2017.