空間系統(tǒng)工程是一種集多種高技術(shù)于一體的大型、復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它由航天器、航天運(yùn)輸系統(tǒng)、航天發(fā)射場、航天測控網(wǎng)和應(yīng)用系統(tǒng)等組成,是一種完成特定航天任務(wù)的工程系統(tǒng)!秾(shí)用空間系統(tǒng)工程》主要介紹了空間系統(tǒng)工程中的技術(shù)過程,要求人們按照系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、運(yùn)行和應(yīng)用空間系統(tǒng)。書中包含了許多與空間有關(guān)的案例研究和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),十分適合直接從事空間領(lǐng)域工作的工程研制人員和管理人員參考,也適合作為大學(xué)本科生和研究生的課程教材。
第1章 空間系統(tǒng)工程
1.1 系統(tǒng)工程的藝術(shù)和科學(xué)
1.1.1 系統(tǒng)工程的范圍
1.1.2 系統(tǒng)工程師所需具備的特質(zhì)
1.1.3 復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)情況
1.1.4 系統(tǒng)工程師的流程
1.1.5 應(yīng)對(duì)系統(tǒng)工程挑戰(zhàn)
1.2 全生命周期中應(yīng)用系統(tǒng)工程
1.2.1 定義
1.2.2 NASA模型
1.2.3 DoD模型
1.3 創(chuàng)建并保持技術(shù)基線
1.4 建立系統(tǒng)工程框架
1.5 識(shí)別系統(tǒng)工程師的能力
1.6 FireSAT衛(wèi)星終端-終端案例研究導(dǎo)論
1.7 關(guān)鍵點(diǎn)小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章 利益相關(guān)方期望與要求定義
2.1 確定客戶初始期望
2.1.1 客戶期望來源
2.1.2 明確表述客戶期望
2.1.3 傳統(tǒng)背景
2.2 確定利益相關(guān)方
2.2.1 主動(dòng)利益相關(guān)方
2.2.2 被動(dòng)利益相關(guān)方
2.2.3 贊助者
2.3 征求和綜合利益相關(guān)方的期望與要求
2.3.1 利益相關(guān)方期望與要求的優(yōu)先級(jí)
2.3.2 客戶意見
2.3.3 與利益相關(guān)方的面談
2.4 明確表述利益相關(guān)方的期望與要求
2.5 任務(wù)要求排序和確定關(guān)鍵驗(yàn)收準(zhǔn)則
2.5.1 任務(wù)要求的優(yōu)先次序
2.5.2 驗(yàn)收準(zhǔn)則
2.6 綜合基本任務(wù)要求
2.7 確認(rèn)要求和確定要求基線,并轉(zhuǎn)化為技術(shù)要求
參考文獻(xiàn)
第3章 運(yùn)行方案和系統(tǒng)運(yùn)行體系
3.1 確認(rèn)任務(wù)范圍和系統(tǒng)邊界
3.2 描述系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、主要約束條件與驅(qū)動(dòng)因素
3.3 制定運(yùn)行情景與時(shí)間線
3.4 綜合、分析與評(píng)估系統(tǒng)及其要素的關(guān)鍵實(shí)施方案
3.5 記錄運(yùn)行方案和系統(tǒng)運(yùn)行體系;應(yīng)用體系框架
3.6 確認(rèn)系統(tǒng)運(yùn)行體系并制定基線
參考文獻(xiàn)
第4章 建立和管理系統(tǒng)要求
4.1 制定要求之前的工作
4.1.1 理解范圍
4.1.2 綜合系統(tǒng)運(yùn)行方案
4.1.3 識(shí)別實(shí)施驅(qū)動(dòng)因素和約束條件
4.1.4 確認(rèn)外部接口
4.2 制定系統(tǒng)要求
4.2.1 把握客戶需求
4.2.2 導(dǎo)出和開發(fā)系統(tǒng)要求
4.2.3 制定要求的工具
4.2.4 性能要求
4.2.5 制定組件要求
4.3 記錄要求
4.3.1 什么是好的要求
4.3.2 如何改進(jìn)要求
4.4 制定要求的基線
4.4.1 確認(rèn)范圍
4.4.2 確認(rèn)要求達(dá)到基線
4.4.3 使確認(rèn)具有連續(xù)性
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第5章 系統(tǒng)功能劃分與物理劃分
第6章 決策
第7章 生命周期成本分析
第8章 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理
第9章 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)
第10章 系統(tǒng)集成
第11章 驗(yàn)證與確認(rèn)
第12章 產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)
第13章 計(jì)劃和管理技術(shù)工作
第14章 技術(shù)指導(dǎo)和管理:研制中的系統(tǒng)工程管理計(jì)劃
第15章 管理接口
第16章 管理技術(shù)狀態(tài)
第17章 管理技術(shù)數(shù)據(jù)
第18章 技術(shù)評(píng)估和評(píng)審
第19章 FireSAT端到端案例研究
空間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是把抽象的任務(wù)概念演化成為具體的操作系統(tǒng)。如13.2.1節(jié)中所描述的,技術(shù)工作包含一系列的產(chǎn)出,包括各種文件(計(jì)劃、規(guī)范、圖紙等)和系統(tǒng)的最終產(chǎn)品或過程產(chǎn)品。顯然有些產(chǎn)出要先于其他的產(chǎn)出,例如,工程圖紙必須在制造過程之前,因此,一項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)出必須完善或成熟到一定的程度,以成為后續(xù)產(chǎn)出的基礎(chǔ),所以該項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)出也就成為了技術(shù)基線的一部分。一旦我們將一項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)出定為基線,要改變?cè)摷夹g(shù)產(chǎn)出必須通過正式的變更控制文件(第16章),因?yàn)樗鼤?huì)影響開發(fā)中的技術(shù)產(chǎn)品。
在系統(tǒng)生命周期的任意時(shí)刻,一條基線都會(huì)將已完成的工作從工作進(jìn)程中區(qū)分出來。每項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)出基線都與整個(gè)項(xiàng)目技術(shù)基線有關(guān)。我們會(huì)為技術(shù)產(chǎn)出逐項(xiàng)建立基線,因此,在整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)周期中,會(huì)存在幾十甚至上百條基線。一條航天項(xiàng)目的技術(shù)基線通常與系統(tǒng)的開發(fā)階段相關(guān)聯(lián),因此它由7個(gè)獨(dú)立的部分組成。
1)任務(wù)基線:全面闡述經(jīng)利益相關(guān)方確認(rèn)的任務(wù)需求和目標(biāo),以及實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的基本方案;
2)系統(tǒng)基線:功能和性能要求,用來描述實(shí)現(xiàn)任務(wù)方案的系統(tǒng);
3)功能基線:系統(tǒng)設(shè)計(jì),將功能和性能要求分配給它的各個(gè)要素;
4)設(shè)計(jì)前基線:完整的詳細(xì)系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括功能和性能要求及完全對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)或建造標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)(硬件和軟件)的級(jí)別;
5)建造前或編碼前基線:完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì),表現(xiàn)為設(shè)計(jì)圖紙或CAD模型、軟件設(shè)計(jì)文件,以及制造、組裝、集成和試驗(yàn)計(jì)劃;
6)實(shí)際建造或?qū)嶋H編碼基線:經(jīng)驗(yàn)證、確認(rèn)和認(rèn)證的實(shí)際系統(tǒng),為進(jìn)一步的部署作準(zhǔn)備;
7)實(shí)際部署基線:實(shí)際發(fā)射的運(yùn)行系統(tǒng),或部署、啟動(dòng)、測試的運(yùn)行系統(tǒng)(包括校準(zhǔn)),該系統(tǒng)已經(jīng)為完整的常規(guī)運(yùn)行作好了準(zhǔn)備。
圖1-7描述了與上述基線相關(guān)的有代表性的產(chǎn)出和文件。在每個(gè)里程碑,我們必須確保項(xiàng)目或程序在技術(shù)方面的整體性。當(dāng)很多產(chǎn)出體現(xiàn)為文件形式(必須開發(fā)和提交的產(chǎn)品)時(shí),我們必須特別關(guān)注與系統(tǒng)基線相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì),包括硬件和軟件方面。
本書強(qiáng)調(diào)了這7條基線,每一條都是建立在上一條的基礎(chǔ)上,每條基線都是由一系列的產(chǎn)出(它們的某些文件)表現(xiàn)出來,如表1-3所示。確定由哪條基線來控制項(xiàng)目的技術(shù)整體性是非常重要的,第18章將更詳細(xì)地論述基線,圖1-8重點(diǎn)突出了項(xiàng)目早期基線和中期基線的區(qū)別。
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