本书基于民用飞机产品研制实践,提出了中国商飞公司系统工程定义,围绕民用飞机产品生命周期的系统工程活动,对系统工程的工具、方法及过程集进行了具体描述,并提出推行和实施系统工程的方法和要求。
[总序]
大型民用飞机项目是一项极其复杂的系统工程,是一个国家工业、科技水平和综合实力的集中体现。在当今全球经济环境下,飞机全生命周期活动是分布式的,从单个设计区域分配到各个供应商网络,到完成后返回进行最终产品集成。许多政治、经济和技术因素都影响其中的协作过程。全球协作网络中,过程、方法和工具的紧密、高效整合是现代民用飞机型号项目成功的关键因素。民用飞机的研制需要将主制造商作为一个复杂系统,从企业层级统筹考虑产品系统的设计研发和生产制造,并将供应链管理也纳入系统工程的过程中,用系统工程的视角,组织、整合和利用现有资源,以更加快速、高效地开展企业的生产活动;同时需要在更大的范围内整合资源,将型号研制纳入全球民用航空运输系统的范畴中,以期生产出更优质的、更具竞争力的产品。通过开展基于系统工程的项目管理,对研制过程各要素进行整合,以满足客户及适航要求,利用有限的时间、经费等资源内,打造一款飞行员愿意飞、乘客愿意坐、航空公司愿意买的飞机,是我国民用航空产业面临的主要挑战,同时也是实现项目商业成功和技术成功的必由之路。
经过几十年的发展,欧美工业界形成了《ISO/IEC 15288—2015:系统和软件工程——系统生命周期过程》等一系列系统工程工业标准;美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)、美国国防*(United State Department of Defense, DoD)、美国联邦航空局(Federal Aviation Administration, FAA)、美国海军和空军等都制订了本行业的系统工程手册;民用航空运输领域制订了SAE ARP 4754A《民用飞机与系统研制指南》等相关指南。同时,航空工业界也一直在开展系统工程实践,尤其是以波音777项目为代表,首次明确地按照系统工程方法组织人员、定义流程和建立文档规范,并通过组织设计制造团队,实现数字化的产品定义和预装配,从而较大地改进研制过程,提高客户满意度,降低研发成本。其后的波音787项目、空客A350项目更是进一步大量使用*新的系统工程方法、工具,为项目成功带来实实在在的好处。
目前,我国在系统工程标准方面,也制订了一些工业标准,但总的来说,还是缺乏一些针对特定领域(如商用飞机领域)的指南和手册,相较国外先进工业实践还存在一定的差距。通过新型涡扇支线飞机和大型干线客机两大型号的积累,我国民机产业在需求管理、安全性分析、变更管理、系统集成与验证以及合格审定等方面取得了长足进步,在风险管理、构型管理、供应链管理、项目组织建设等方面也进行了全面的探索,初步形成了以满足客户需求为目的,围绕产品全生命周期,通过产品集成与过程集成实现全局*优的技术和管理体系,并探索出适用民用飞机领域的系统工程是“以满足客户需求为目的,围绕产品全生命周期,通过产品集成与过程集成实现全局*优的一种跨专业、跨部门、跨企业的技术和管理方法”。
进入美国的再工业化、德国工业4.0、中国制造2025的时代,各制造强国和制造大国在新一轮工业革命浪潮下,都选择以赛博物理系统为基础,重点推进智能制造,进而实现工业的转型升级。其中一个重要的主题是要解决整个生命周期内工程学的一致性。要让现实世界和虚拟世界在各个层次融合,要在机械制造、电气工程、计算机科学领域就模型达成共识。因此,系统工程方法在这个新的时代变得尤为重要,是使产品、生产流程和生产系统实现融合的基础。对于我国航空工业而言,面对标准的挑战、数据安全的挑战、战略及商业模式的挑战、企业组织的挑战、过程管理的挑战、工具方法(SysML管理工具)的挑战、工业复杂性的挑战、系统工程人才培养与教育的挑战,积极推进系统工程,才能为在新一轮的工业革命中实现跨越式发展打好基础。
编著这套丛书的目的,一是介绍国内外民用飞机领域先进的系统工程与项目管理理念、理论和方法,为我国航空领域人员提供一套系统、全面的教材,满足各类人才对系统工程和项目管理知识的迫切需求;二是将民用飞机领域内已有型号的系统工程与项目管理实践的重要成果和宝贵经验以及专家、学者的知识总结继承下来,形成一套科学化、系统化的理论知识体系;三是提供一套通用的技术概念,理清并定义民用飞机领域的所有接口,促进一系列技术标准的制订,推动系统工程和项目管理技术体系的形成,促进整个民机产业工业化和信息化的深度融合。
“民机系统工程和项目管理”丛书编委会由谢友柏院士、汪应洛院士、林忠钦院士、赵越让总经理、郭博智副总经理,以及美国南加州大学、清华大学、浙江大学、上海交通大学、中国商飞公司等国内外高校和企业的航空界系统工程与项目管理领域的专家和学者组建而成,凝结了国内外航空界专业人士的智慧和成果。最后,要感谢参与本丛书编撰工作的所有编著者以及所有直接或间接参与本丛书审校工作的专家学者的辛勤工作,希望本丛书能为民用飞机产业中各有关单位系统工程和项目管理能力的提升做出应有的贡献。