模型系統(tǒng)工程在航空工業(yè)中的應(yīng)用

時間:2022-06-02 11:31:28

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模型系統(tǒng)工程在航空工業(yè)中的應(yīng)用

目前航空工業(yè),跨行業(yè)、多學(xué)科交叉的網(wǎng)絡(luò)組織存在很大不確定性。一些系統(tǒng)界面定義的不夠明確,經(jīng)常出現(xiàn)“貧組織”或“富組織”現(xiàn)象;復(fù)雜系統(tǒng)缺乏先進(jìn)、快速響應(yīng)的管理理論。由此,我們和國際先進(jìn)水平的差距不僅僅在技術(shù)層面,更體現(xiàn)在方法論層面。

1、航空工業(yè)的新特點(diǎn)和新思考

一方面,人員、技術(shù)儲備相對薄弱,面對一些復(fù)雜項(xiàng)目,我們就顯得力不從心、毫無頭緒;另一方面,航空裝備組件間、系統(tǒng)間的相互作用與影響也呈現(xiàn)出前所未有的復(fù)雜關(guān)系;同時,傳統(tǒng)系統(tǒng)工程很難能看到元素間的相互作用與關(guān)系,無法體現(xiàn)具體的流程走向,一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,尋找根本原因就變得錯綜復(fù)雜;面對如此形勢,我們用傳統(tǒng)系統(tǒng)工程就顯得捉襟見肘。而基于模型系統(tǒng)工程,會通過自上而下有效的貫徹需求管理,能打通專業(yè)、領(lǐng)域之間的隔閡,讓各部門、各專業(yè)真正的成為一個整體。研究發(fā)現(xiàn),有效的使用系統(tǒng)工程可實(shí)現(xiàn)管理流程的交互集成、實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)復(fù)雜性的有效解決。

2、基于模型系統(tǒng)工程的方法

系統(tǒng)工程是一個跨學(xué)科的方法和手段,它采用整體至上的思維方式,專注于定義客戶需要和功能需求??梢哉f系統(tǒng)工程是一個視角、一個流程、更是一個方法論?;谀P偷南到y(tǒng)工程是一種系統(tǒng)工程方法,是對建模的形式化應(yīng)用,以滿足系統(tǒng)需求定義、架構(gòu)分析、設(shè)計、驗(yàn)證和確認(rèn)。目前大數(shù)據(jù)、跨學(xué)科高度交叉是我們面臨的問題,基于模型系統(tǒng)工程正是解決這些問題的方法論。它通過可執(zhí)行的用例模型、架構(gòu)分析模型、用例活動圖等完成需求分析、系統(tǒng)功能分析和集成設(shè)計,完成了從設(shè)計到仿真、制造到驗(yàn)證的實(shí)踐過程。

3、基于模型系統(tǒng)工程的應(yīng)用

3.1系統(tǒng)生命周期中的應(yīng)用

在系統(tǒng)生命周期中主要有概念開發(fā)階段、工程開發(fā)階段、生產(chǎn)和部署階段和運(yùn)行及保障階段。基于模型系統(tǒng)工程在各階段的主要應(yīng)用如下圖1所示。概念開發(fā)階段,主要活動有從分析利益攸關(guān)者的需要進(jìn)行需求分析、制定系統(tǒng)工程管理計劃框架和運(yùn)行概念。這個階段尤為重要,許多項(xiàng)目不夠重視,導(dǎo)致項(xiàng)目成本增加、進(jìn)度延期或項(xiàng)目失敗。工程開發(fā)階段,主要活動有分析系統(tǒng)/子系統(tǒng)需求,進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計??刹捎肨OP-DOWN(自上而下)的方式進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計。生產(chǎn)及部署階段,主要活動有軟硬件實(shí)踐,單元測試,子系統(tǒng)集成驗(yàn)證和系統(tǒng)驗(yàn)證。通過BOTTOMUP(自下而上)的方式,分別進(jìn)行對應(yīng)計劃的驗(yàn)證,以解決生產(chǎn)問題、降低成本、提高產(chǎn)品/系統(tǒng)時效性。運(yùn)行和保障階段,可以有計劃的引入產(chǎn)品更改,以提高系統(tǒng)適應(yīng)力。尤其在解決保障性問題、降低運(yùn)營成本、延長系統(tǒng)壽命方面可以進(jìn)行V型模型多層次迭代應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的持續(xù)更改,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代和升級。總之,通過基于模型系統(tǒng)工程的應(yīng)用,可以降低項(xiàng)目風(fēng)險、加強(qiáng)供應(yīng)鏈溝通和提高勞動生產(chǎn)率等目的。

3.2基于模型的知識庫建立

主要思想是在集成數(shù)字化環(huán)境下,通過對產(chǎn)品特征、工藝特征、質(zhì)量特性的歸納和提取,制定統(tǒng)一的開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和流程,并完成單元測試和系統(tǒng)驗(yàn)證??梢哉f建立具有決策能力的知識庫,是基于模型系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容,也能為將來的“智能制造”提供大數(shù)據(jù)支持。結(jié)論通過對航空領(lǐng)域形勢的分析,提出了基于模型系統(tǒng)工程的應(yīng)用前景。為促進(jìn)我國航空工業(yè)的發(fā)展提出了可行性建議,采用“基于模型系統(tǒng)工程”的方法,使復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)流程化、系統(tǒng)管控體系化、系統(tǒng)風(fēng)險顯性化,以實(shí)現(xiàn)我國航空工業(yè)的“彎道超車”。

作者:張成宇 單位:中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司