系統(tǒng)工程是分析解決復(fù)雜系統(tǒng)的論證、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用中評價(jià)決策和權(quán)衡優(yōu)化問題的有效方法和手段。系統(tǒng)工程不僅有完整的理論方法和技術(shù)手段構(gòu)成的科學(xué)體系，而且在像航天系統(tǒng)這種經(jīng)費(fèi)預(yù)算多、研制周期長、運(yùn)行使用風(fēng)險(xiǎn)高的復(fù)雜系統(tǒng)中的具體應(yīng)用又體現(xiàn)出多樣性和復(fù)雜性。如何有效地利用系統(tǒng)工程理論和方法針對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行組織管理并達(dá)到預(yù)期目的，需要對系統(tǒng)工程思想有深刻的理解和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。美國國家航空航天局（NASA）的系統(tǒng)工程手冊是對其多年系統(tǒng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，本書編譯自該手冊2016年的版本，主要包括三部分內(nèi)容：第一部分（第1～3章）結(jié)合航天產(chǎn)品的壽命周期介紹由多個(gè)系統(tǒng)工程流程構(gòu)成的航天產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和控制管理的系統(tǒng)工程引擎；第二部分（第4～6章）針對系統(tǒng)工程引擎中設(shè)計(jì)流程和管理流程的每個(gè)流程，詳細(xì)介紹流程實(shí)施的過程和指南；第三部分（第7～8章）介紹在開展系統(tǒng)工程工作時(shí)應(yīng)當(dāng)把握的關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本書部分章節(jié)的閱讀需參考“NASA項(xiàng)目壽命周期系統(tǒng)工程視圖—飛行和地面系統(tǒng)工程流程”完整尺寸圖，讀者可登錄www.hxedu.com.cn（華信教育資源網(wǎng)）搜索本書免費(fèi)下載，或發(fā)送電子郵件到chenwk@phei.com.cn索取。本書內(nèi)容翔實(shí)、圖文并茂，許多問題的闡述結(jié)合實(shí)例，部分具體操作還在附錄中給出了參考樣板。本書可以作為工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品開發(fā)和系統(tǒng)工程組織管理實(shí)踐的有益讀本，供從事產(chǎn)品研發(fā)與項(xiàng)目管理的人員參考閱讀；也可以作為高等學(xué)校系統(tǒng)工程專業(yè)或相近專業(yè)高年級本科生、研究生的學(xué)習(xí)用書。
朱一凡，男，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，長期從事系統(tǒng)工程的研究與教學(xué)工作。中國系統(tǒng)仿真學(xué)會理事，中國軍事科學(xué)學(xué)會軍事裝備分會副秘書長。承擔(dān)過國家重大專項(xiàng)項(xiàng)目1項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，重大計(jì)劃培育項(xiàng)目1項(xiàng)，面上項(xiàng)目2項(xiàng)，國防領(lǐng)域項(xiàng)目多項(xiàng)。曾獲得軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)多項(xiàng)，以及國家級教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
目 錄
第1章 引言 1
1.1 本手冊的目的 1
1.2 本手冊的適用范圍 1
第2章 系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 2
2.1 通用技術(shù)流程與系統(tǒng)工程引擎 4
2.2 按照項(xiàng)目階段概述系統(tǒng)工程引擎 6
2.3 運(yùn)用系統(tǒng)工程引擎的示例 7
2.3.1 系統(tǒng)工程引擎詳細(xì)示例：空間運(yùn)輸系統(tǒng)（航天飛機(jī)） 8
2.3.2 示例說明 9
2.4 產(chǎn)品驗(yàn)證和產(chǎn)品確認(rèn)之間的區(qū)別 18
2.5 費(fèi)用和效能方面的考慮 19
2.6 系統(tǒng)工程流程中的人因系統(tǒng)集成 22
2.7 系統(tǒng)工程師的任職能力模型 23
第3章 NASA工程/項(xiàng)目壽命周期 26
3.1 工程規(guī)劃和論證階段 29
3.2 工程實(shí)現(xiàn)和運(yùn)用階段 31
3.3 項(xiàng)目A前階段：概念探索 32
3.4 項(xiàng)目階段A：概念研究和技術(shù)開發(fā) 33
3.5 項(xiàng)目階段B：初步設(shè)計(jì)和技術(shù)完善 35
3.6 項(xiàng)目階段C：詳細(xì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造 36
3.7 項(xiàng)目階段D：系統(tǒng)組裝、集成、試驗(yàn)和發(fā)射 38
3.8 項(xiàng)目階段E：運(yùn)行使用和維護(hù) 39
3.9 項(xiàng)目階段F：項(xiàng)目終止（退役/廢棄處置） 40
3.10 經(jīng)費(fèi)：預(yù)算周期 41
3.11 NPR 7123.1中相關(guān)需求的剪裁和客戶定制 42
3.11.1 引言 43
3.11.2 剪裁的判定準(zhǔn)則 43
3.11.3 使用合規(guī)矩陣剪裁NASA系統(tǒng)工程需求規(guī)范中的需求 44
3.11.4 實(shí)施系統(tǒng)工程需求剪裁的途徑 45
3.11.5 剪裁和客戶定制示例 47
3.11.6 剪裁的審批 49
第4章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 51
4.1 利益相關(guān)者期望開發(fā)流程 52
4.1.1 流程描述 52
4.1.2 利益相關(guān)者期望開發(fā)流程指南 58
4.2 技術(shù)需求開發(fā)流程 64
4.2.1 流程描述 65
4.2.2 技術(shù)需求開發(fā)流程指南 69
4.3 邏輯分解流程 76
4.3.1 流程描述 77
4.3.2 邏輯分解流程指南 80
4.4 設(shè)計(jì)方案開發(fā) 80
4.4.1 流程描述 81
4.4.2 設(shè)計(jì)方案開發(fā)流程指南 88
第5章 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)流程 99
5.1 產(chǎn)品方案實(shí)施流程 100
5.1.1 流程描述 100
5.1.2 產(chǎn)品方案實(shí)施流程指南 104
5.2 產(chǎn)品集成流程 105
5.2.1 流程描述 107
5.2.2 產(chǎn)品集成流程指南 109
5.3 產(chǎn)品驗(yàn)證流程 111
5.3.1 流程描述 112
5.3.2 產(chǎn)品驗(yàn)證流程指南 118
5.4 產(chǎn)品確認(rèn)流程 127
5.4.1 流程描述 128
5.4.2 產(chǎn)品確認(rèn)指南 133
5.5 產(chǎn)品交付流程 134
5.5.1 流程描述 135
5.5.2 產(chǎn)品交付指南 139
第6章 橫向關(guān)聯(lián)的技術(shù)管理 141
6.1 技術(shù)規(guī)劃流程 141
6.1.1 流程描述 142
6.1.2 技術(shù)規(guī)劃指南 162
6.2 需求管理流程 175
6.2.1 流程描述 175
6.2.2 需求管理指南 179
6.3 接口管理流程 180
6.3.1 流程描述 180
6.3.2 接口管理指南 182
6.4 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理流程 185
6.4.1 流程描述 187
6.4.2 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理流程指南 190
6.5 技術(shù)狀態(tài)管理流程 190
6.5.1 流程描述 191
6.5.2 技術(shù)狀態(tài)管理指南 197
6.6 技術(shù)數(shù)據(jù)管理流程 199
6.6.1 流程描述 199
6.6.2 技術(shù)數(shù)據(jù)管理指南 206
6.7 技術(shù)評估流程 207
6.7.1 流程描述 207
6.7.2 技術(shù)評估指南 213
6.8 決策分析 239
6.8.1 流程描述 241
6.8.2 決策分析指南 247
第7章 項(xiàng)目技術(shù)管理的相關(guān)專題 260
7.1 合同形式外包的工程 260
7.1.1 引言、目的和范圍 260
7.1.2 采辦策略 261
7.1.3 簽訂合同前的工作 265
7.1.4 履行合同期間的工作 272
7.1.5 合同驗(yàn)收 275
7.2 并行工程方法 278
7.2.1 引言 278
7.2.2 并行工程的目的和益處 279
7.2.3 并行工程的歷史 280
7.2.4 成功的并行工程團(tuán)隊(duì)需具備的關(guān)鍵要素 282
7.3 選擇工程設(shè)計(jì)工具需考慮的事項(xiàng) 290
7.4 環(huán)境、核安全和行星保護(hù)政策方面的約束 294
7.4.1 美國國家環(huán)境政策法案和第12114號行政法令 294
7.4.2 涉核發(fā)射的安全性審批 295
7.4.3 風(fēng)險(xiǎn)溝通交流 297
7.4.4 行星保護(hù) 298
7.5 公制度量單位的使用 299
7.6 多層級/多階段工程中的系統(tǒng)工程 301
7.6.1 概念參考模型 302
7.6.2 管理層級命名法 302
7.6.3 多層級系統(tǒng)工程特性 302
7.6.4 多層級系統(tǒng)工程管理的考慮事項(xiàng) 303
7.6.5 多階段設(shè)計(jì)與組裝需考慮的事項(xiàng) 305
7.6.6 多層級/多階段工程需要額外考慮的系統(tǒng)工程事項(xiàng) 307
7.6.7 多層級/多階段工程開發(fā)在商業(yè)領(lǐng)域的相似場景 307
7.7 故障管理 308
7.7.1 故障管理的要件 308
7.7.2 故障管理和項(xiàng)目壽命周期 311
7.8 技術(shù)性余量 314
7.8.1 引言 314
7.8.2 定義 314
7.8.3 項(xiàng)目壽命周期全過程余量管理指南 315
7.8.4 一般性考慮 317
7.8.5 余量管理計(jì)劃（技術(shù)指標(biāo)體系計(jì)劃） 318
7.8.6 額外閱讀資料和參考文獻(xiàn) 318
7.9 系統(tǒng)工程流程中的人因系統(tǒng)集成 319
7.9.1 人因系統(tǒng)集成的領(lǐng)域 320
7.9.2 人因系統(tǒng)集成的角色和責(zé)任 321
7.9.3 將人因系統(tǒng)集成映射到系統(tǒng)工程引擎 323
7.9.4 人因系統(tǒng)集成活動(dòng) 324
7.9.5 產(chǎn)品和工具 326
7.9.6 人因系統(tǒng)集成與壽命周期費(fèi)用縮減 328
7.9.7 NASA人因系統(tǒng)集成知識體系 329
第8章 其他相關(guān)專題 331
8.1 作為工具的統(tǒng)計(jì)工程 331
8.2 基于模型的系統(tǒng)工程 333
8.2.1 引言 333
8.2.2 實(shí)施基于模型的系統(tǒng)工程 335
8.2.3 系統(tǒng)工程引擎和MBSE 337
8.2.4 模型 339
8.2.5 MBSE方法論 341
8.2.6 實(shí)施MBSE所面臨的挑戰(zhàn) 343
8.2.7 MBSE的益處 344
8.3 概念成熟度水平 345
附錄A 英文縮略語 348
附錄B 專用術(shù)語表 357
附錄C 如何撰寫一個(gè)好的需求—查驗(yàn)清單 386
附錄D 需求驗(yàn)證矩陣 390
附錄E 創(chuàng)建包含需求確認(rèn)矩陣的確認(rèn)計(jì)劃 391
附錄F 功能分析、時(shí)序分析和狀態(tài)分析 393
附錄G 技術(shù)評估/技術(shù)引入 400
附錄H 集成計(jì)劃編寫提綱 407
附錄I 驗(yàn)證和確認(rèn)計(jì)劃編寫提綱 409
附錄J 系統(tǒng)工程管理計(jì)劃編寫提綱 416
附錄K 技術(shù)工作計(jì)劃 427
附錄L 接口需求文檔編寫提綱 428
附錄M 技術(shù)狀態(tài)管理計(jì)劃概要 431
附錄N 技術(shù)同行評審/檢查指南 432
附錄O 權(quán)衡示例 436
附錄P 任務(wù)說明評審內(nèi)容清單 438
附錄Q 項(xiàng)目防護(hù)規(guī)劃編寫提綱 441
附錄R 人因系統(tǒng)集成計(jì)劃編寫提綱 444
附錄S 帶注釋說明的運(yùn)行使用構(gòu)想編寫提綱 451
附錄T 項(xiàng)目階段E中的系統(tǒng)工程 454
參考文獻(xiàn) 460
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