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美国国防采办中的系统工程

日期:2014-11-14

 1.1国防部采办工作中的系统工程

  1.1.1系统工程作用

  军事系统正在变得日益庞大而复杂,设计、研制和生产一个系统或一个系统系要求综合考虑众多的活动和过程。系统工程便是协调和综合采办寿命周期内所有活动的方法,它综合运用各种技术管理过程完成综合的系统设计。系统工程并行考虑整个寿命周期的所有需求,从而将所需的作战使用能力转化为综合的系统设计。

  系统工程提供一整套方法,帮助协调和综合系统整个寿命周期内的各项活动,它构建一个技术框架,指导对系统的性能、风险、费用和进度作正确的综合权衡决策。成功运用经过考验的有序的系统工程过程可以获得具备以下特点的系统解决方案:

  a.适应不断变化的技术、生产和使用环境;

  b.适合用户需求;

  c.实现多种要求、设计考虑因素、设计约束条件和项目预算间的平衡。

  1.1.2系统工程的参与方

  1.1.2.1项目主任

  项目主任领导、决定和监督项目整个寿命周期。实施系统工程方法可使过程更为有序,可以给项目主任提供必要的信息,帮助他做出有效的项目全寿命权衡决策。因为系统工程渗透设计、生产、试验与评定、系统保障,系统工程原理会影响系统性能、费用和进度参数及相关风险间的平衡。

  1.1.2.2多学科的专家

  系统工程一般要由多学科的专家组成工作组实施,这种工作组的正式称谓是“产品综合工作组(IPT)”。系统工程工作级IPT将用户定义的能力转化为符合费用、进度和性能约束条件的作战使用系统规范。一方面,系统工程过程的实施一般要由项目办公室的一名首席系统工程师负责,同时,非系统工程机构的人员或系统工程体系之外的人员也可以执行与系统工程有关的活动。项目的大多数人员都要把自己看成是系统工程过程的参与者。

  1.1.2.3系统工程应用于系统的全寿命周期

  系统工程是一种顶层过程,是将系统工程过程应用于整个采办寿命期(针对各采办阶段应用),旨在构建一种综合机制,获得平衡的解决方案以满足能力需求,综合处理各种设计考虑因素和约束条件以及技术、预算和进度等形成的限制。系统工程过程自方案定义阶段即可应用,然后应用于整个寿命周期。

  系统工程要在项目提出的初始阶段即行运用,以构建项目的技术基础。据以制定项目策略、采办计划,作出采办决策,开展要求的管理,管理风险,管理设计权衡,对所有干系人在工程、后勤、试验和费用估算等方面所做的工作加以综合。同样,系统工程计划(SEP)亦应早在项目定义阶段就要制定,并随着项目的不断成熟而定期更新。系统工程总体策略要融入项目的其他各项策略。系统工程可以实现全寿命系统管理,可以作为工作框架,据以在系统性能、费用和进度之间做权衡决策。

  1.1.3系统工程过程

  从总体上说,系统工程过程在采办过程某一个阶段中是反复迭代,在系统结构由高到低层次上是逐步递归。系统工程过程通过受控的基线(使项目)从一个层次向下一个更详细的层次逐步推进。这一过程应用于系统、子系统、系统部件,应用于支持系统的生产、使用、训练、保障和退役处理。通过技术管理过程和活动(如权衡研究和风险管理活动),可以发现一些具体的要求、接口或设计方案并非最佳并加以更改,从而提高整个系统的性能,实现费用节约,达到进度要求。系统工程过程的价值不仅在于将设计转化为系统,也在于它构成一个综合框架,在这个框架的指导下,可以从整体上对通用要求进行规定、分析、分解、权衡、管理、分配、指定、综合、测试、部署和维持。

  通用系统工程过程分为两类:技术管理过程和技术过程:

  a.技术管理过程

  ¨ 决策分析

  ¨ 技术规划

  ¨ 技术评估

  ¨ 要求管理

  ¨ 风险管理

  ¨ 技术状态管理

  ¨ 技术数据管理

  ¨ 接口管理

  b.技术过程

  ¨ 要求形成

  ¨ 逻辑分析

  ¨ 设计解决方案

  ¨ 实施

  ¨ 综合

  ¨ 验证

  ¨ 确认

  ¨ 转移

  1.2系统工程实施手段和工具

  1.2.1系统工程计划

  系统工程计划(SEP)乃是一份详细的行动路线图,用于指导采办项目的各种技术工作。要在项目早期制定系统工程计划,并在后继各里程碑处更新。它全面规定系统工程活动,明确政府和承包商两方面承担的活动和所负的责任,从而对项目管理起支撑作用。

  系统工程计划规定项目的总体技术途径,内容包括系统工程过程、资源、关键技术任务、活动和事件,并逐一附有考核办法和成功指标。将它们与其他项目管理控制工作结合或链接起来,如综合总计划、综合总进度、技术性能度量和获得值管理等,是成功实施系统工程计划的关键。

  系统工程计划的主要内容是:

  项目要用到的系统工程过程

  系统的技术基线途径

  各项技术审查的时间节点(按事件先后排)、实施办法、通过标准和预期产品

  如何将系统工程纳入项目的产品综合工作组(IPT)

  除规定必要的项目活动外,系统工程计划还要明确系统工程方法由何人施行、施行什么、何时、何处、因何、如何施行。

  1.2.2综合总计划

  规定任务和活动的方法之一是制定一份综合总计划,以这份计划作顶层框架,依据它开展各项工作。计划中规定各项工作任务,完成这些任务,就能交付优质产品,并在产品整个寿命期内始终保持成功。计划中不包括费用、进度(指具体日期)和非重大任务。计划的重点是项目当前所处的阶段或即将进入的阶段(尤其下一个合同周期)。计划还要明确各相关组织的相互关系。计划一般要求按照“事件一完成办法一考核办法”这样一种层次结构来编制,这种格式对项目的执行和追溯作用最大。

  1.2.3综合总进度

  与基于事件的计划不同,基于时间的计划是一种按日历时间或详细时间节点的安排,反映具体工作如何支持任务和事件。编制此类进度的方法之一是制定一份基于上文综合总计划的综合总进度。所谓综合总进度就是将综合总计划按时间落实,以事件为龙头,逐一规定其开始和完成的时间节点以及考核办法。综合总进度至少应明确综合总计划关键内容的起止时间。每项关键内容又可以逐层向下分解,通过层层分解,对项目进行日常管理。

  1.2.4价值工程

  价值工程采用一整套简单、灵活、完整配套的工具、技术和程序,激发创造力和创新力,从而改变现状。必要时,要大力推广价值工程方法。

  1.2.5技术性能度量

  系统工程通过技术性能度量平衡整个寿命周期的费用、进度和性能。所谓技术性能度量就是将实际(技术性能)与计划的技术开发和设计进行比较。通过度量要报告性能、费用和进度要求的实现情况以及风险处理工作的进展情况。性能考核指标应能依据用户定义的能力进行追溯。

  1.2.6权衡

  权衡是在作战使用能力、功能、性能要求、设计方案及其相应的制造、试验和保障过程、项目进度、寿命周期费用等项要素之间进行综合平衡。权衡研究的深入程度要能够支持决策,并在系统的性能与费用之间找到正确平衡。要求的来源很多,彼此常有冲突,权衡则是解决冲突之道。

  1.2.7建模与仿真

  建模与仿真是系统工程过程的基本要素,它可以代表系统系环境,在系统工程范畴内正确进行各单个系统的设计、研制和试验。现代武器系统,尤其是系统族或系统系中的系统,其造价和复杂程度已经不允许研制全尺寸样机去验证方案。建模与仿真可以支撑系统的设计、权衡研究、财务分析、维持和性能评估,因而就是支持系统工程决策过程。

  1.2.8技术评审

  技术评审是一种重要的监督手段,可以利用它评审和评定系统和项目的状况,并根据评审结果发出必要的活动指示。大多数采办项目一般都要接受以下评审。这些技术评审是在项目管理办公室人员和承包商人员之间进行,目的是帮助项目主任和承包商评估项目的技术进展状况。

  初始技术评审;

  备选系统评审;

  系统要求评审;

  系统功能评审;

  初步设计评审;

  关键设计评审;

  试验准备状况评审;

  生产准备状况评审;

  系统验证评审;

  使用试验准备状况评审。


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