本書基于民用飛機產(chǎn)品研制實踐,提出了中國商飛公司系統(tǒng)工程定義,圍繞民用飛機產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)工程活動,對系統(tǒng)工程的工具、方法及過程集進行了具體描述,并提出推行和實施系統(tǒng)工程的方法和要求。
[總序]
大型民用飛機項目是一項極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是一個國家工業(yè)、科技水平和綜合實力的集中體現(xiàn)。在當(dāng)今全球經(jīng)濟環(huán)境下,飛機全生命周期活動是分布式的,從單個設(shè)計區(qū)域分配到各個供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò),到完成后返回進行最終產(chǎn)品集成。許多政治、經(jīng)濟和技術(shù)因素都影響其中的協(xié)作過程。全球協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中,過程、方法和工具的緊密、高效整合是現(xiàn)代民用飛機型號項目成功的關(guān)鍵因素。民用飛機的研制需要將主制造商作為一個復(fù)雜系統(tǒng),從企業(yè)層級統(tǒng)籌考慮產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)制造,并將供應(yīng)鏈管理也納入系統(tǒng)工程的過程中,用系統(tǒng)工程的視角,組織、整合和利用現(xiàn)有資源,以更加快速、高效地開展企業(yè)的生產(chǎn)活動;同時需要在更大的范圍內(nèi)整合資源,將型號研制納入全球民用航空運輸系統(tǒng)的范疇中,以期生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的、更具競爭力的產(chǎn)品。通過開展基于系統(tǒng)工程的項目管理,對研制過程各要素進行整合,以滿足客戶及適航要求,利用有限的時間、經(jīng)費等資源內(nèi),打造一款飛行員愿意飛、乘客愿意坐、航空公司愿意買的飛機,是我國民用航空產(chǎn)業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn),同時也是實現(xiàn)項目商業(yè)成功和技術(shù)成功的必由之路。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,歐美工業(yè)界形成了《ISO/IEC 15288—2015:系統(tǒng)和軟件工程——系統(tǒng)生命周期過程》等一系列系統(tǒng)工程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn);美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)、美國國防*(United State Department of Defense, DoD)、美國聯(lián)邦航空局(Federal Aviation Administration, FAA)、美國海軍和空軍等都制訂了本行業(yè)的系統(tǒng)工程手冊;民用航空運輸領(lǐng)域制訂了SAE ARP 4754A《民用飛機與系統(tǒng)研制指南》等相關(guān)指南。同時,航空工業(yè)界也一直在開展系統(tǒng)工程實踐,尤其是以波音777項目為代表,首次明確地按照系統(tǒng)工程方法組織人員、定義流程和建立文檔規(guī)范,并通過組織設(shè)計制造團隊,實現(xiàn)數(shù)字化的產(chǎn)品定義和預(yù)裝配,從而較大地改進研制過程,提高客戶滿意度,降低研發(fā)成本。其后的波音787項目、空客A350項目更是進一步大量使用*新的系統(tǒng)工程方法、工具,為項目成功帶來實實在在的好處。
目前,我國在系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)方面,也制訂了一些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但總的來說,還是缺乏一些針對特定領(lǐng)域(如商用飛機領(lǐng)域)的指南和手冊,相較國外先進工業(yè)實踐還存在一定的差距。通過新型渦扇支線飛機和大型干線客機兩大型號的積累,我國民機產(chǎn)業(yè)在需求管理、安全性分析、變更管理、系統(tǒng)集成與驗證以及合格審定等方面取得了長足進步,在風(fēng)險管理、構(gòu)型管理、供應(yīng)鏈管理、項目組織建設(shè)等方面也進行了全面的探索,初步形成了以滿足客戶需求為目的,圍繞產(chǎn)品全生命周期,通過產(chǎn)品集成與過程集成實現(xiàn)全局*優(yōu)的技術(shù)和管理體系,并探索出適用民用飛機領(lǐng)域的系統(tǒng)工程是“以滿足客戶需求為目的,圍繞產(chǎn)品全生命周期,通過產(chǎn)品集成與過程集成實現(xiàn)全局*優(yōu)的一種跨專業(yè)、跨部門、跨企業(yè)的技術(shù)和管理方法”。
進入美國的再工業(yè)化、德國工業(yè)4.0、中國制造2025的時代,各制造強國和制造大國在新一輪工業(yè)革命浪潮下,都選擇以賽博物理系統(tǒng)為基礎(chǔ),重點推進智能制造,進而實現(xiàn)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。其中一個重要的主題是要解決整個生命周期內(nèi)工程學(xué)的一致性。要讓現(xiàn)實世界和虛擬世界在各個層次融合,要在機械制造、電氣工程、計算機科學(xué)領(lǐng)域就模型達成共識。因此,系統(tǒng)工程方法在這個新的時代變得尤為重要,是使產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)融合的基礎(chǔ)。對于我國航空工業(yè)而言,面對標(biāo)準(zhǔn)的挑戰(zhàn)、數(shù)據(jù)安全的挑戰(zhàn)、戰(zhàn)略及商業(yè)模式的挑戰(zhàn)、企業(yè)組織的挑戰(zhàn)、過程管理的挑戰(zhàn)、工具方法(SysML管理工具)的挑戰(zhàn)、工業(yè)復(fù)雜性的挑戰(zhàn)、系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)與教育的挑戰(zhàn),積極推進系統(tǒng)工程,才能為在新一輪的工業(yè)革命中實現(xiàn)跨越式發(fā)展打好基礎(chǔ)。
編著這套叢書的目的,一是介紹國內(nèi)外民用飛機領(lǐng)域先進的系統(tǒng)工程與項目管理理念、理論和方法,為我國航空領(lǐng)域人員提供一套系統(tǒng)、全面的教材,滿足各類人才對系統(tǒng)工程和項目管理知識的迫切需求;二是將民用飛機領(lǐng)域內(nèi)已有型號的系統(tǒng)工程與項目管理實踐的重要成果和寶貴經(jīng)驗以及專家、學(xué)者的知識總結(jié)繼承下來,形成一套科學(xué)化、系統(tǒng)化的理論知識體系;三是提供一套通用的技術(shù)概念,理清并定義民用飛機領(lǐng)域的所有接口,促進一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂,推動系統(tǒng)工程和項目管理技術(shù)體系的形成,促進整個民機產(chǎn)業(yè)工業(yè)化和信息化的深度融合。
“民機系統(tǒng)工程和項目管理”叢書編委會由謝友柏院士、汪應(yīng)洛院士、林忠欽院士、趙越讓總經(jīng)理、郭博智副總經(jīng)理,以及美國南加州大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國商飛公司等國內(nèi)外高校和企業(yè)的航空界系統(tǒng)工程與項目管理領(lǐng)域的專家和學(xué)者組建而成,凝結(jié)了國內(nèi)外航空界專業(yè)人士的智慧和成果。最后,要感謝參與本叢書編撰工作的所有編著者以及所有直接或間接參與本叢書審校工作的專家學(xué)者的辛勤工作,希望本叢書能為民用飛機產(chǎn)業(yè)中各有關(guān)單位系統(tǒng)工程和項目管理能力的提升做出應(yīng)有的貢獻。