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| 內容簡介： |
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中国航天立足于自主创新发展，近年来取得了一系列举世瞩目的重大成就，支撑复杂航天工程取得成功的背后因素是系统理论和系统工程方法论的应用。本书以系统工程方法论为主题，共分成四大部分。第一部分介绍了系统与系统工程的基本概念和术语。第二部分介绍了基于文档的系统工程，内容既有概念描述，又有实例描述；既有技术过程，又有管理过程；既有航天的实践做法，又结合国际系统工程的标准。第三部分介绍了最新发展的基于模型的系统工程，重点介绍其方法论和系统建模语言SysML的用法。第四部分针对当前新系统立项都要阐述系统的体系效能或贡献度，介绍了相关的体系工程方法。本书面对的读者对象是从事系统与产品创新的设计师、管理人员，以及相关专业的大学生和研究生。
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| 關於作者： |
陈杰，男，1962年生人，工学博士，上海航天技术研究院研究员，科技委顾问。长期从事空间推进、宇航系统战略规划、预先研究、型号研制与技术管理工作。曾获全国五一劳动奖章、首次月球探测工程突出贡献者、集团航天贡献奖，享受国务院政府特贴。曾任上海空间推进研究所所长，上海航天技术研究院总工程师、科技委常务副主任。现任国际宇航科学院通讯院士，出版著作四部等。
卢梅，女，1964年生人，工学硕士。长期从事战术导弹武器系统研制、预先研究等工作。曾获航天科技集团科技进步奖项二次，曾担任上海航天技术研究院系统可靠性专家组成员、总体部系统可靠性专业主任师等职务。
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| 目錄：
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第一部分 基本概念和术语
第1章 系统概念和系统工程 3
1.1 系统概念 3
1.1.1 系统的定义 3
1.1.2 系统的特性 6
1.1.3 系统观与系统理论 10
1.1.4 系统的分类 12
1.2 系统工程概念 14
1.2.1 系统工程的定义 14
1.2.2 系统技术与系统工程方法 17
1.2.3 现代系统工程的发展历程与发展趋势 18
1.3 组织关系 20
1.3.1 组织层级与类型 20
1.3.2 组织内部矩阵结构 20
1.3.3 项目组合、项目群与项目 21
1.3.4 组织之间关系 22
1.3.5 组织中的人员类型 23
1.4 过程活动 25
1.4.1 对象与过程 25
1.4.2 系统寿命周期 26
1.5 技术状态 27
1.5.1 产品技术状态 27
1.5.2 技术状态更改 27
1.5.3 系统评估过程 28
1.5.4 技术成熟度 28
1.6 系统度量 31
1.6.1 系统度量指标 31
1.6.2 系统效费比 33
1.7 本章要点 34
参考文献 36
第2章 系统工程方法概述 37
2.1 霍尔三维结构模型 37
2.2 时间维度 38
2.2.1 霍尔的时间维 39
2.2.2 寿命周期阶段 39
2.2.3 系统产品技术状态类别 43
2.2.4 里程碑控制节点 44
2.3 逻辑维度 45
2.3.1 霍尔的逻辑维 45
2.3.2 系统开发的V字形模型 46
2.3.3 VI模型实例 47
2.4 专业维度 53
2.4.1 霍尔的专业维 53
2.4.2 组织对系统开发的支撑和约束 53
2.5 全局视图 54
2.6 研发管理实例 55
2.7 其他方法 57
2.7.1 切克兰德方法 57
2.7.2 协同设计方法 58
2.7.3 5W1H8C分析方法 59
2.7.4 基于模型的系统工程方法MBSE 60
2.8 本章要点 60
参考文献 62
第二部分 基于文档的系统工程
第3章 需求定义与系统设计 65
3.1 业务或任务分析 67
3.2 涉众需求定义 72
3.3 系统需求定义 77
3.4 系统架构设计 82
3.4.1 功能与逻辑分析 83
3.4.2 关键项权衡分析 87
3.5 系统综合设计 89
3.5.1 物理架构设计 92
3.5.2 物理特征分析 92
3.6 系统分析和管控 95
3.7 本章要点 98
参考文献 100
第4章 系统实现与运维 101
4.1 实现过程 102
4.2 集成过程 103
4.3 验证过程 104
4.4 移交过程 107
4.5 确认过程 110
4.6 运行过程 110
4.7 维护过程 113
4.8 退役处置 114
4.9 本章要点 114
参考文献 116
第5章 项目管理 117
5.1 项目管理总览 117
5.1.1 项目管理概念 118
5.1.2 项目管理术语 120
5.1.3 项目管理五过程 121
5.1.4 项目管理九要素 121
5.1.5 项目管理工具方法 124
5.2 计划管理 130
5.2.1 综合管理 131
5.2.2 范围管理 131
5.2.3 进度管理 133
5.2.4 费用管理 134
5.2.5 信息沟通 134
5.2.6 风险管理 135
5.3 技术管理 135
5.3.1 技术规划 135
5.3.2 需求管理 136
5.3.3 接口管理 136
5.3.4 技术风险管理 137
5.3.5 技术状态管理 137
5.3.6 文档数据管理 139
5.3.7 决策分析 140
5.4 产品保证 141
5.4.1 产品保证策划 141
5.4.2 质量保证管理 141
5.4.3 通用质量特性保证 142
5.4.4 供应链质量保证 145
5.5 本章要点 145
参考文献 147
第6章 组织管理 148
6.1 组织管理的作用 148
6.1.1 组织的战略管理 148
6.1.2 组织对项目的作用 149
6.2 项目的协议过程 150
6.2.1 采办管理 150
6.2.2 供应管理 151
6.3 组织级项目管理 151
6.3.1 项目组合管理 151
6.3.2 基础设施管理 152
6.3.3 组合投资管理 152
6.3.4 人力资源管理 152
6.3.5 质量体系管理 153
6.3.6 知识产权管理 153
6.3.7 安全保密管理 153
6.4 组织管理实例 154
6.5 本章要点 157
参考文献 159
第三部分 基于模型的系统工程
第7章 MBSE概念与建模语言 163
7.1 MBSE概念与内涵 163
7.2 建模方法、语言与工具 168
7.2.1 MBSE建模方法 168
7.2.2 MBSE建模语言 169
7.2.3 MBSE建模工具 172
7.3 SysML建模语言简介 173
7.3.1 包图与模型的组织 175
7.3.2 需求图与关系建模 181
7.3.3 用例图与概念建模 186
7.3.4 模块定义图与结构建模 190
7.3.5 内部模块图与接口建模 200
7.3.6 参数图与约束建模 204
7.3.7 活动图与行为流建模 206
7.3.8 序列图与交互建模 212
7.3.9 状态机图与行为状态建模 219
7.3.10 分配与交叉关系建模 223
7.4 本章要点 226
参考文献 227
第8章 MBSE方法与工程应用 229
8.1 MBSE在航空航天领域的应用概况 229
8.1.1 典型航天总体单位应用情况 230
8.1.2 典型航空总体单位推进情况 230
8.2 MBSE建模方法 233
8.2.1 OOSEM 方法 233
8.2.2 Harmony SE方法 235
8.2.3 RFLP方法 237
8.2.4 八过程方法 238
8.3 MBSE建模八过程方法 238
8.3.1 系统建模准备 238
8.3.2 涉众需求分析 241
8.3.3 系统需求定义 243
8.3.4 功能逻辑分析 246
8.3.5 功能实现权衡 252
8.3.6 物理架构设计 254
8.3.7 物理详细设计 256
8.3.8 专业工程分析 256
8.4 MBSE卫星建模框架实例 259
8.4.1 项目背景 259
8.4.2 建模准备 260
8.4.3 任务框架 262
8.4.4 空间环境框架 263
8.4.5 任务元素框架 264
8.4.6 地面系统框架 264
8.4.7 飞行系统建模框架 266
8.4.8 SysML与STK的接口 270
8.5 MBSE火箭建模框架实例 273
8.5.1 需求捕获与定义 275
8.5.2 功能架构设计 277
8.5.3 逻辑架构设计 277
8.5.4 物理架构设计与选型 281
8.5.5 候选方案多学科分析 281
8.6 本章要点 286
参考文献 288
第四部分 体系工程方法
第9章 体系结构理论与方法 291
9.1 体系与体系工程 291
9.2 体系工程方法 297
9.2.1 体系结构 299
9.2.2 体系结构框架 301
9.2.3 体系结构描述 303
9.3 体系结构框架总览 304
9.3.1 DoDAF 304
9.3.2 其他体系结构框架简介 307
9.4 DoDAF体系结构框架 310
9.4.1 全局视点 310
9.4.2 能力视点 312
9.4.3 数据与信息视点 317
9.4.4 作战视点 320
9.4.5 项目视点 328
9.4.6 服务视点 332
9.4.7 标准视点 342
9.4.8 系统视点 344
9.5 本章要点 356
参考文献 358
第10章 体系结构方法应用 360
10.1 体系结构方法的作用 360
10.2 体系结构开发一般过程 362
10.2.1 体系结构开发的总体思路 362
10.2.2 DoDAF体系结构设计步骤 364
10.3 使命任务分析 366
10.4 能力需求论证 386
10.5 领域装备规划 390
10.6 装备研制建设 396
10.7 体系评估方法 398
10.7.1 体系能力评估 398
10.7.2 体系效能评估 399
10.7.3 体系贡献率评估 403
10.8 本章要点 405
参考文献 407
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| 內容試閱：
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1957年10月4日，苏联成功发射第一颗人造地球卫星“斯普特尼克(Sputnik)”，
人类探索宇宙和应用空间的序幕由此拉开，开始进入了“空间时代”。未来，航天工程技
术将与人工智能、量子、生物基因、可控核聚变、新材料等基础技术一起，成为21世纪
推动人类科技发展的重大技术。
重大航天工程系统的建设往往有大量组织机构与人员参与，其成果是国家多领域、多
学科综合科技进步的体现，支撑复杂航天工程取得成功极为重要的方面是系统理论和系统
工程方法。通俗地说，系统工程是将众多单位与众多人员有序组织起来，快、好、省地完
成一个工程系统建造的技术与管理方法。
系统工程方法的提出与应用可以追溯到第二次世界大战期间英国防空雷达的研制，而
在公众中产生较大影响的是系统工程方法在极为复杂的原子弹———曼哈顿计划和载人登
月———阿波罗计划中的应用。人们往往从不同的角度来谈论系统工程，他们谈论的可能是
系统思想、系统思维、系统理论，或者是系统工程技术、系统工程方法。其中，系统理论
主要涉及系统论、信息论、控制论、运筹学等基础理论;系统工程技术主要涉及系统建模
分析、预测评价、优化决策等方面;系统工程方法则涉及系统寿命周期过程中使用的跨学
科技术与管理过程模型和方法。
不同行业领域的组织机构提出了不同系统工程过程模型和方法。1995年，国际系统
工程协会(INCOSE)正式成立，出版了ISO/IEC国际标准和系统工程手册，目标是在组
织、项目、技术现实和工程管理层面，统一概念术语和建立相对统一的过程方法，以促进
跨国家、跨组织的工程系统项目任务的协同。同时，INCOSE 与面向对象组织(OMG)
合作出版了规范化的系统建模语言SysML，以促进“基于文档系统工程” 向“基于模型
系统工程”方向发展。这些举措推进了系统工程在全球范围不同领域的广泛应用与发展。
中国航天经过六十多年的发展，从引进吸收消化到追踪式的创新，再到独立自主创
新，成功实施了两弹一星、载人航天、探月工程、高分工程、北斗工程、火星探测工程等
一系列航天重大工程，建立了较为完善的技术和管理体系。中国航天在重大工程实施过程
中，一直就伴随着对系统工程方法的探索与实践，从成功与失败的洗礼中，总结出了在系统技术实现和工程管理方面许多好的经验做法，例如科研生产管理的28条、72条或80
条，质量管理的“双五条归零”，技术状态控制的“五条”等，这些做法支撑了中国航天
过去的成功与发展。当前，随着国家政治、经济、军事、科技、社会、文化、生态的发
展，我国进入全面建设现代化强国的新时代，航天工业也步入建设航天强国的新时期。未
来，如何适应新时期高质量、高效益、高效率发展目标，如何实现从“跟跑” 到“并跑、
领跑”创新模式的转变，如何面对信息化体系背景条件下系统的研制，如何应对科技发展
和市场需求快速变化的环境，是未来航天领域系统工程探索与创新需要面对的重大问题。
本书仅对系统理论与系统工程技术进行简单描述，重点聚焦于在工程系统研制组织中
需应用的过程方法，从技术和管理两方面阐述如何科学地组织研制一个大型工程系统。
本书是作者在给硕士研究生讲授课程基础上整理而成的，内容既包括国际、国内对系
统工程方法的共性认识，也包括航天领域的实践体会，以及作者从事航天工程预先研究、
工程研制与管理的经验体会。本书面对的读者对象是希望了解系统工程方法的高年级学
生，以及有一定工程经验的从事系统研发、研制和管理的科技人员。
本书共分成四个部分10章。第一部分为基本概念和术语，包括2章，第1章描述了
系统、系统工程、组织关系、过程活动、技术状态、系统度量等基本概念，阐述了利益相
关者与技术成熟度等重要概念;第2章概述系统工程方法的基础，即“霍尔三维结构模
型”的时间维、逻辑维、专业维的含义，介绍了寿命周期阶段划分、系统开发的 V 字形
模型。第二部分为基于文档的系统工程，包括4章，第3章和第4章介绍系统设计过程和
系统实现过程;第5章介绍项目级管理过程，包含计划管理、技术管理和产品保证;第6
章介绍组织管理过程，包括组织管理的作用、协议过程、组织级项目管理过程。第三部分
为基于模型的系统工程，包括2章，第7章介绍MBSE概念和SysML语言;第8章阐述
MBSE方法的工程应用。第四部分为体系工程方法，包括2章，第9章描述体系结构理论
与方法;第10章阐述如何应用体系结构方法来规划论证体系与系统。
最后，作者由衷地感谢在本书撰写过程中为作者提供帮助的多位专家。原国家航天局
副局长郭宝柱研究员在系统工程概念描述方面给作者提供了有益的指导;上海航天技术研
究院科技委“数字化设计与制造技术”专业组组长李少阳研究员和国家级特聘专家张文丰
研究员审阅了全文，提出了宝贵的修改意见;特别是张文丰研究员团队，基于科技部重点
研发计划“复杂产品设计制造一体化系统建模理论(2020YFB1708100)”，为本书第8章
的建模框架提供了运载火箭方面的实践实例。
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