NASA系統(tǒng)工程手冊

內(nèi)容概要

　　系統(tǒng)工程是分析解決復雜系統(tǒng)的論證、設計、生產(chǎn)和使用中的評價決策和權衡優(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手段構(gòu)成的科學體系，而且在像航天系統(tǒng)這樣經(jīng)費預算多、研制周期長、運行使用風險高的復雜系統(tǒng)中的具體應用又體現(xiàn)出多樣性和復雜性。如何有效地利用系統(tǒng)工程理論和方法針對復雜系統(tǒng)進行組織管理并達到預期的目的，需要對系統(tǒng)工程思想有深刻的理解和豐富的工程實踐經(jīng)驗。本手冊是美國國家航空航宇局（NASA）對多年系統(tǒng)工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)，主要有三個部分的內(nèi)容：第一部分（第1～3章）是結(jié)合航天產(chǎn)品的壽命周期介紹由多個系統(tǒng)工程流程構(gòu)成的航天產(chǎn)品開發(fā)和控制管理的系統(tǒng)工程引擎，第二部分（第4～5章）針對系統(tǒng)工程引擎中的每個流程詳細介紹流程實施的過程和指南，第三部分（第6～7章）介紹在開展系統(tǒng)工程工作時應當把握的關鍵技術和相關標準。本手冊內(nèi)容翔實、圖文并茂，許多問題的闡述結(jié)合實例，部分具體操作還在附錄中給出了參考樣板。NASA系統(tǒng)工程手冊不僅可以作為工業(yè)工程領域產(chǎn)品開發(fā)和系統(tǒng)工程組織管理實踐的有益借鑒，也可以作為從事產(chǎn)品研發(fā)與項目管理的科技人員和高等院校系統(tǒng)工程專業(yè)或相近專業(yè)研究生和高年級本科生的學習參考。

書籍目錄

第1章 引言
1.1 本手冊的目的
1.2 本手冊的范圍和深度
1.3 關于NASA
第2章 系統(tǒng)工程基礎
2.1 通用技術流程與系統(tǒng)工程引擎
2.2 按照項目階段概述系統(tǒng)工程引擎
2.3 使用系統(tǒng)工程引擎的示例
2.3.1 示例導言
2.3.2 詳細示例
2.4 產(chǎn)品驗證和產(chǎn)品確認的區(qū)別
2.5 系統(tǒng)工程的費用
第3章 NASA工程/項目壽命周期
3.1 工程規(guī)劃論證
3.2 工程實施執(zhí)行
3.3 項目A前階段：概念探索
3.4 項目階段A：概念研究和技術開發(fā)
3.5 項目階段B：初步設計和技術完善
3.6 項目階段C：詳細設計和制造
3.7 項目階段D：系統(tǒng)組裝、集成、試驗和投產(chǎn)
3.8 項目階段E：運行使用與維護
3.9 項目階段F：退役處置
3.10 經(jīng)費：預算周期
第4章 系統(tǒng)設計
4.1 明確利益相關者的期望
4.1.1 流程描述
4.1.2 明確利益相關者期望流程指南
4.2 技術需求定義
4.2.1 流程描述
4.2.2 技術需求定義指南
4.3 邏輯分解
4.3.1 流程描述
4.3.2 邏輯分解指南
4.4 設計方案定義
4.4.1 流程描述
4.4.2 設計方案定義指南
第5章 產(chǎn)品實現(xiàn)
5.1 產(chǎn)品實施執(zhí)行
5.1.1 流程描述
5.1.2 產(chǎn)品實施執(zhí)行指南
5.2 產(chǎn)品集成
5.2.1 流程描述
5.2.2 產(chǎn)品集成指南
5.3 產(chǎn)品驗證
5.3.1 流程描述
5.3.2 產(chǎn)品驗證指南
5.4 產(chǎn)品確認
5.4.1 流程描述
5.4.2 產(chǎn)品確認指南
5.5 產(chǎn)品交付
5.5.1 流程描述
5.5.2 產(chǎn)品交付指南
第6章 技術管理
6.1 技術規(guī)劃
6.1.1 流程描述
6.1.2 技術規(guī)劃指南
6.2 需求管理
6.2.1 流程描述
6.2.2 需求管理指南
6.3 接口管理
6.3.1 流程描述
6.3.2 接口管理指南
6.4 技術風險管理
6.4.1 流程描述
6.4.2 技術風險管理指南
6.5 技術狀態(tài)管理
6.5.1 流程描述
6.5.2 技術狀態(tài)管理指南
6.6 技術數(shù)據(jù)管理
6.6.1 流程描述
6.6.2 技術數(shù)據(jù)管理指南
6.7 技術評估
6.7.1 流程描述
6.7.2 技術評估指南
6.8 決策分析
6.8.1 流程描述
6.8.2 決策分析指南
第7章 相關專題
7.1 與合同相關的工程技術
7.1.1 引言、目的和范圍
7.1.2 采辦策略
7.1.3 簽訂合同前的工作
7.1.4 履行合同期間
7.1.5 合同完成
7.2 一體化設計平臺
7.2.1 引言
7.2.2 CACE概述及其重要性
7.2.3 CACE目標和益處
7.2.4 CACE人員組織
7.2.5 CACE流程
7.2.6 CACE工程的工具和技巧
7.2.7 CACE設施、信息架構(gòu)和人員組織
7.2.8 CACE產(chǎn)品
7.2.9 CACE最佳實踐
7.3 選擇工程設計工具
7.3.1 工程和項目考慮的事項
7.3.2 政策和流程
7.3.3 協(xié)同
7.3.4 設計標準
7.3.5 現(xiàn)有的信息體系結(jié)構(gòu)
7.3.6 工具接口
7.3.7 互操作性和數(shù)據(jù)格式
7.3.8 向后兼容性
7.3.9 平臺
7.3.10 工具技術狀態(tài)控制
7.3.11 保密性/訪問控制
7.3.12 培訓
7.3.13 許可證
7.3.14 供應商和用戶保障的穩(wěn)定性
7.4 人因工程
7.4.1 基礎人因模型
7.4.2 人因分析和評估技術
7.5 環(huán)境、核安全、行星保護和資產(chǎn)保護政策約束
7.5.1 國家環(huán)境政策法令和行政法令
7.5.2 關于放射性物質(zhì)的環(huán)境影響
7.5.3 行星保護
7.5.4 空間資產(chǎn)設施保護
7.6 公制度量單位的使用
附錄A 縮略詞
附錄B 專用詞匯表
附錄C 如何撰寫一個好的需求
附錄D 需求驗證矩陣
附錄E 創(chuàng)建確認計劃（包括需求確認矩陣）
附錄F 功能、時序和狀態(tài)分析
附錄G 技術評估/技術引入
附錄H 集成計劃概要
附錄I 驗證和確認范例概要
附錄J 系統(tǒng)工程管理計劃內(nèi)容概要
附錄K 計劃
附錄L 接口需求文檔概要
附錄M 技術狀態(tài)管理（CM）計劃概要
附錄N 技術同行評審/檢查
附錄O 權衡示例
附錄P 任務書（SOW）評審清單
附錄Q 項目防護規(guī)劃概要
分章節(jié)參考文獻
按作者參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   許多參數(shù)費用模型可用于計算NASA系統(tǒng)成本。當前使用的典型模型可以在《NASA費用估算手冊》的附錄中找到。遺憾的是，沒有哪一個單獨模型能充分估算各類壽命周期費用。匯總壽命周期費用常常需要結(jié)合使用這幾個不同模型（某個模型伴隨另外兩種方法）。不管是由參數(shù)模型、類比模型或工程方法產(chǎn)生，硬件單元的費用估算必須經(jīng)?！鞍b”或因子化來估算系統(tǒng)的管理、系統(tǒng)工程、試驗等相關的費用。NASA總體費用也必須作為因子考慮。 為了集成不同模型估算的費用，系統(tǒng)工程師應該保證模型的輸入和假設是一致的，保證模型覆蓋所有壽命周期費用的相關組成，保證費用階段的正確。來源不同且必須合并的費用估算以不同的年度定價貨幣表示。必須適當考慮通貨膨脹因素使得總的壽命周期費用于實際年度貨幣構(gòu)建。關于新工程的通貨膨脹率和在建工程的預算提案的通貨膨脹率計算指南可以在年度NASA戰(zhàn)略指導中找到。 費用模型通常根據(jù)硬件產(chǎn)品的首件生成費用估算，而當項目需要多件硬件時，可以應用首件產(chǎn)品的學習曲線獲得所需的多件費用估計。學習曲線基于的概念是，隨著生產(chǎn)的硬件總數(shù)增長，生產(chǎn)每個新的硬件所需要的資源則下降。學習曲線概念主要用于需要高度重復和密集勞動的不間斷制造和組裝任務。學習曲線的大前提是每次產(chǎn)品數(shù)量翻倍時，生產(chǎn)產(chǎn)品所需要的資源（工作時間）相對于前期資源需求量將減少一個確定比例。學習曲線的兩種類型是單件曲線和累積平均曲線。系統(tǒng)工程師可以在《NASA費用估算手冊》中學習到更多關于學習曲線計算和使用的內(nèi)容。 這些模型通常提供采辦工作總的費用估算，而不提供壽命周期的分段費用建議。在詳細項目進度表無法作為構(gòu)建工作分段的基礎時，系統(tǒng)工程師可以依據(jù)此類項目采辦費用前期遞增和后期遞減的典型趨勢，采用一組分段的算法。正態(tài)分布曲線或貝塔曲線是用來有效描述費用估算參數(shù)化散布的函數(shù)，也適合于描述產(chǎn)品研制合同的在初始階段費用緩慢累積且到接近合同執(zhí)行中點逐漸增加的情況。貝塔曲線是以時間為橫軸以費用為縱軸在兩個時間點之間的曲線。貝塔曲線的更多內(nèi)容參見《NASA費用估算手冊》的附錄。 盡管已經(jīng)有了可用于空間系統(tǒng)的參數(shù)費用模型，但是還需要花費相當大的氣力學習如何合理使用該模型。對于項目來說，在已有費用模型范疇之外，可能需要新的費用模型來支持權衡研究。開發(fā)新模型的工作應該在項目周期早期進行，以保證在系統(tǒng)工程流程中及時應用。不管是使用已有的或新建立的模型，系統(tǒng)工程管理計劃和相關的壽命周期費用管理計劃應該明確在項目壽命周期的每個階段（如何）使用哪個模型。

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《NASA系統(tǒng)工程手冊》內(nèi)容翔實、圖文并茂，許多問題的闡述結(jié)合實例，部分具體操作還在附錄中給出了參考樣板。NASA系統(tǒng)工程手冊不僅可以作為工業(yè)工程領域產(chǎn)品開發(fā)和系統(tǒng)工程組織管理實踐的有益借鑒，也可以作為從事產(chǎn)品研發(fā)與項目管理的科技人員和高等院校系統(tǒng)工程專業(yè)或相近專業(yè)研究生和高年級本科生的學習參考。

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