『学堂』系统工程那些事儿

商用飞机研制是一项极度复杂的工程，随着系统集成度越来越高，专业交叉程度越来越大，其次，工程周期长、投入资金大、项目风险大、管理难度大、安全性和可靠性要求高等特点都致使传统的设计思路、设计流程和管理技术已经无法保证在预期的开发周期和预算成本内开发出既满足适航要求，又高效益、高性能和更舒适的大飞机。经验和事实证明系统工程是确保商用飞机研制成功和航空事业实现跨越式发展的必然选择。

国际系统工程协会（INCOSE）将系统工程定义为“一系列开发复杂系统的途径与方法”， 强调用整体思维考虑工程问题，及“在项目初期定义客户需要与功能需求，然后进行设计分析与实现，并对系统进行验证，确保产品满足客户需求”的研制过程，这里的客户指产品生命周期中所有利益相关方。

飞机系统工程是贯穿民机“从摇篮到坟墓”全生命周期的重要流程、方法和理念。更重要的是从上至下，整体上进行计划、分析、权衡和设计。统一目标、严格落实、全面执行，从而寻求飞机整体最优。

系统工程的实践过程是长期的和复杂的，其核心作用在于将组织架构、人员、技术和资源有机结合在一起，以最有效的方式达到系统目标。而这一点恰恰就是系统工程实现中的困难所在。

在航空领域，ARP4754A将系统工程、安全性设计融合到民用飞机研制与适航取证活动中，是系统工程方法的实践指南。ARP4574A很大程度上是对行业中波音、空客等公司最佳实践经验的总结与提升，强调通过过程标准保证产品的适航性。

由于ARP4754A只有概括性的要求，企业在实践中通常需要根据这些要求制定符合自身情况的工作流程要求，这一流程要求称为系统研制流程或系统工程流程。系统研制流程文件不仅包括流程要求，也包括ARP4754A中的目标和指南。

FAA和EASA均发布了咨询通告，明确将ARP4754A标准列为民机研制符合性认证工作指南。这就意味着，作为飞机研制主制造商来说，严格按照ARP4754A推荐的流程和方法进行飞机和系统的研制，更加容易得到适航当局的认可。因此，以ARP4754A作为切入点，推动系统工程在型号中的应用，从而逐步建立商飞系统工程能力，是一个极具战略目光的做法。

▲坐在飞机驾驶舱内的赢淑娴，她是FAA认证的飞行教员

那么问题来了，如何将ARP4754A恰当、逐步地融入到型号设计过程，并且乐于被项目团队接受呢？

在公司层面设立一个小型的系统工程“卓越中心”是个好办法。可以吸收以往型号研制中的经验教训，形成一套统一的、行之有效的流程、标准、方法和工具。系统工程COE中的每个人都要成为某一特定领域的专家，首先在COE层面达到理念和认知的一致，然后通过培训和专家带动方式，将系统工程的理念和观点传递到项目团队中，包括设计、制造、客服等各方面的人员。

（▲图片转载网络）

R：Requirements,需求；F：Functional,功能；L：Logical, 逻辑；P：Physical,物理。遵循需求到功能，功能到逻辑，逻辑到物理的设计思路并建立其链接关系，可以有效进行顶层分析和设计，并提供完整的检查和追溯。更重要的是，由此从结果记录转变为过程记录，所有过程的记录，都是向适航当局表明符合性的必要数据。

从系统工程到复杂系统工程，再到复杂组织体系统工程是模式的转移。MBSE通过信息model、计算和软件的方式在传统系统设计与复杂系统设计之间搭设起桥梁，将数字虚拟和真实物理一一对应。从而将人员从繁复的交流、枯燥的文字和缺乏整体仿真的现实中解放出来，真正实现信息传递方式的转变，即从基于文本的设计转化为基于模型的设计。然而MBSE起点要求较高，不容易一次性、大范围全面的推广。建议在已有型号设计经验的基础上，选定先锋系统，利用已有的试验数据作为支撑，逐步建立起MBSE能力。

系统工程在实施过程中，最需要关注的是具体的推动和实施人员。人是系统工程中的重要部分，利用他们的认知和经验来推广系统工程是重中之重。

通过自上而下，高层的支持，持续的坚持，文化的转变，才能推行系统工程。事实证明，历史超过50年的公司也会遇到相当多的阻力和困难，从心理学的角度上看，如果实施的人不能立即看到成果，就可能会排斥。公司层面必须尊重专家和他们的经验，在没有系统工程的情况下，他们也做出了一些成绩，要告诉他们系统工程是一种经过验证的工具和流程，有助于更好地完成工作。

还是那句老话：“穷则变、变则通，通则久”。

（文图来源：中国商飞公司新闻中心，《大飞机报》第7期）