中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司 (簡稱中國商飛公司)從成立之初至今,管理體系日趨完善,正在致力于構(gòu)建完整的商用飛機(jī)技術(shù)創(chuàng)新體系和商用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)體 系。中國商飛公司通過 ARJ21 700??C919 和 CR929 三個(gè)型號的歷練和多年的公司建設(shè),已在系統(tǒng)工程的多個(gè)方面取得了長足進(jìn)步,并在型號研制中取得了顯著成就,但同時(shí)由于商用飛機(jī)產(chǎn)品和商用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)均具有規(guī)模龐大、要求眾多、技術(shù)領(lǐng)先、界面復(fù)雜等特點(diǎn),屬于典型的復(fù)雜高端產(chǎn)品系統(tǒng),其全生命周期的集成活動(dòng)存在諸多挑戰(zhàn)。如何將系統(tǒng)各類要素有機(jī)結(jié)合,形成一個(gè)整體,滿足客戶需求和適航要求,是飛機(jī)主制造商必須解決的難題。
系統(tǒng)工程為飛機(jī)的高度復(fù)雜系統(tǒng)集成提供了行之有效、最佳實(shí)踐的方法,被 各國航空制造企業(yè)普遍采用,并被這些企業(yè)視為自身的核心競爭力。只有繼續(xù)深 化系統(tǒng)工程研究和建設(shè)工作,形成科學(xué)、完整、有效的流程方法并進(jìn)行全面推廣 實(shí)施,才能進(jìn)一步有效解決目前面臨的系統(tǒng)的高度復(fù)雜性所帶來的產(chǎn)品全生命周 期過程中出現(xiàn)的問題及風(fēng)險(xiǎn),更好地滿足市場和客戶的需要,創(chuàng)造更大的企業(yè)價(jià) 值和社會(huì)價(jià)值。實(shí)施系統(tǒng)工程已經(jīng)成為中國商飛公司戰(zhàn)略發(fā)展的需要,它有利于 建立中國商飛公司的有效研制體系,為項(xiàng)目保駕護(hù)航,成為實(shí)現(xiàn) “兩個(gè)建成” 的內(nèi)在需求。同時(shí)系統(tǒng)工程的實(shí)施可以用先進(jìn)的理念、流程和方法工具將一線技術(shù)人員及管理人員武裝起來,更好地完成型號工作。
在這個(gè)背景下,在時(shí)任中國商飛公司總經(jīng)理賀東風(fēng)的倡導(dǎo)和要求下,公司成 立了中國商飛公司系統(tǒng)工程工作組,并于 2015 年 6 月啟動(dòng)工作。賀東風(fēng)擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)小組組長,時(shí)任中國商飛公司副總經(jīng)理趙越讓擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)小組副組長,時(shí)任中國商飛公司總經(jīng)理助理郭博智參加領(lǐng)導(dǎo)小組;時(shí)任中國商飛公司質(zhì)量適航安全部部長楊軍擔(dān)任工作組組長,錢仲焱擔(dān)任副組長,中國商飛公司辦公廳、規(guī)劃部、適航部、質(zhì)量部、研發(fā)中心共計(jì) 20 人參加工作組。工作組集中對國際標(biāo)準(zhǔn)、各家航空企業(yè)成熟的做法、現(xiàn)有的流程、工具方法、中國商飛公司現(xiàn)狀及成功的經(jīng)驗(yàn)等,經(jīng)過近五個(gè)月的調(diào)查研究,形成了近 35 萬字的研究報(bào)告,并以此研究成果為基礎(chǔ)形成中國商飛公司系統(tǒng)工程的定義、中國商飛公司系統(tǒng)工程政策以及中國商飛公司系統(tǒng)工程手冊的框架等。工作組于2015年12月啟動(dòng)《中國商用飛機(jī)有 限責(zé)任公司系統(tǒng)工程手冊》的編制工作。2016年 1月,公司總部成立系統(tǒng)工程與項(xiàng)目管理研究部,繼續(xù) 《中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司系統(tǒng)工程手冊》的編制, 并于2017年2月正式出版。其中查振羽、劉澤林負(fù)責(zé)具體的編寫組織工作。
本書重點(diǎn)在于解決頂層方法學(xué)的問題,主要闡述了中國商飛公司業(yè)務(wù)工作中應(yīng)貫徹的系統(tǒng)工程要求,給出了系統(tǒng)工程的定義以及針對商用飛機(jī)產(chǎn)品全生命周期的系統(tǒng)工程活動(dòng),對系統(tǒng)工程的通用方法以及過程集中的過程定義、范疇、輸入、輸出、方法工具進(jìn)行了具體描述,并給出系統(tǒng)工程在型號項(xiàng)目實(shí)踐中推行和實(shí)施的方法和要求。本書是中國商飛公司各層級展開系統(tǒng)工程過程的依據(jù)。
本書自2017年2月正式出版以來,在中國商飛公司內(nèi)部掀起了學(xué)校系統(tǒng)工程理論、推廣系統(tǒng)工程方法的熱潮,同時(shí)也得到了國內(nèi)航空航天領(lǐng)域一線技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。隨著系統(tǒng)工程方法、工具在商用飛機(jī)型號研制中的應(yīng)用推廣,本書在型號團(tuán)隊(duì)的使用過程中也得到了大量反饋信息,中國商飛公司對于商用飛機(jī)系統(tǒng)工程的理解也在不斷加深。因此本書也隨著型號實(shí)踐的推進(jìn)和認(rèn)識的加深而 持續(xù)更新,2018 年和2019 年編委會(huì)對本書依次進(jìn)行了兩次升版,在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大幅擴(kuò)充。為了更加方便型號技術(shù)人員使用本書,同時(shí)使其更加具有商飛特色,2020 年對本書進(jìn)行第三次升版,將中國商飛公司近些年來結(jié)合自身特點(diǎn)進(jìn)行的系統(tǒng)工程實(shí)踐納入本書中,主要修訂內(nèi)容包括以下方面:
(1)在 “產(chǎn)品全生命周期技術(shù)過程集”和 “產(chǎn)品全生命周期管理過程集” 的部分章節(jié)中增加了 “型號案例分析”內(nèi)容,便于讀者能夠深入淺出地閱讀和理解理論知識??
(2)在 “產(chǎn)品全生命周期管理過程集”章節(jié)新增了 “產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理過程” 內(nèi)容,提出了對產(chǎn)品數(shù)據(jù)更高的管理要求??
(3)在 “中國商飛公司系統(tǒng)工程的建設(shè)與運(yùn)用”章節(jié)新增了 “項(xiàng)目監(jiān)控” 內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)了型號項(xiàng)目實(shí)施過程中監(jiān)控日益增加的重要性??
(4)對其他部分章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充、擴(kuò)展和勘誤。
在本書編制和升版過程中,得到了國內(nèi)外同行、專家的指導(dǎo)和幫助,中國商飛公司 ARJ21 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)??C919 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和 CR929 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)深度參與,中國商飛公司辦公室、發(fā)規(guī)部、科技部、質(zhì)量適航部、設(shè)計(jì)研發(fā)中心、客服中心、總裝制造中心、試飛中心、北研中心和檔案中心積極支持,本書的編制和完善是群策群力的結(jié)果。本書第四版統(tǒng)稿由查振羽和梁德剛負(fù)責(zé),同時(shí),特別感謝以下人員對此次修訂工作所做出的重要貢獻(xiàn) (按姓氏筆畫排序):
湯超 (需求分析過程)、阮宏澤 (安全性評估過程)、李力濤 (需求管理過程)、吳雙 (UML / SysML 建模語言)??何雨薇 (利益攸關(guān)方需求捕獲過程)??宋志強(qiáng) (N-F-R-P 正向設(shè)計(jì)方法)??張馳 (中國商飛公司 MBSE 最佳實(shí)踐)??張潔婧 (接口管理過程、需求確認(rèn)過程)、張勇 (實(shí)施驗(yàn)證過程)、張莘艾 (利益攸關(guān)方需求捕獲過程、需求管理過程)、張新宇 (需求確認(rèn)過程)、張磊 (項(xiàng)目質(zhì)量管理過程、質(zhì)量功能展開)、邵偉 (過程保證過程)、羅明強(qiáng) (中國商飛公司 MBSE 最佳實(shí)踐)??姜文博 (產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理過程)??姚俊 (交付過程??報(bào)廢回收過程)??袁燁 (取證管理過程)??錢首尚 (設(shè)計(jì)綜合過程??產(chǎn)品實(shí)施過程??產(chǎn)品集成過程)??徐強(qiáng) (產(chǎn)品確認(rèn)過程??運(yùn)行支持過程)??郭大可 (接口管理過程)??郭瑞 (產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理過程)??龔文秀 (構(gòu)型管理過程)??蔣政 (市場分析過程)??謝冉 (中國商飛公司 MBSE 最佳實(shí)踐)、詹超 (基于模型的系統(tǒng)工程)。
此外,在本書初稿形成之后,系統(tǒng)工程與項(xiàng)目管理部就主體內(nèi)容多次征詢了Scott Jackson 先生 [《商用飛機(jī)系統(tǒng)工程 (特定領(lǐng)域應(yīng)用)》一書的作者]的意見和建議,得到了 Jackson 先生的肯定和認(rèn)可,并獲得了很多改進(jìn)建議??
由于編制人員經(jīng)驗(yàn)水平有限,本書存在不足之處,敬請批評指正。
[總序]
大型商用飛機(jī)項(xiàng)目是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是一個(gè)國家工業(yè)、科技水平和綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。在當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,飛機(jī)全生命周期活動(dòng)是分布式的,從單個(gè)設(shè)計(jì)區(qū)域分配到各個(gè)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò),到完成后返回進(jìn)行最終產(chǎn)品集成。許多政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素都影響其中的協(xié)作過程。在全球協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中,過程、方法和工具的緊密、高效整合是現(xiàn)代商用飛機(jī)型號項(xiàng)目成功的關(guān)鍵因素。商用飛機(jī)的研制需要將主制造商作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),從企業(yè)層級統(tǒng)籌考慮產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)制造,并將供應(yīng)鏈管理也納入系統(tǒng)工程的過程中,用系統(tǒng)工程的視角,組織、整合和利用現(xiàn)有資源,以更加快速、高效地開展企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng);同時(shí)需要在更大的范圍內(nèi)整合資源,將型號研制納入全球民用航空運(yùn)輸系統(tǒng)的范疇中,以期生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的、更具競爭力的產(chǎn)品。通過開展基于系統(tǒng)工程的項(xiàng)目管理,對研制過程各要素進(jìn)行整合,以滿足客戶及適航要求,利用有限的時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等資源,打造一款飛行員愿意飛、乘客愿意坐、航空公司愿意買的飛機(jī),是我國民 用航空產(chǎn)業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn),同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目商業(yè)成功和技術(shù)成功的必由之路。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,歐美工業(yè)界形成了《ISO/IEC 15288-2015:系統(tǒng)和軟件工程——系統(tǒng)生命周期過程》等一系列系統(tǒng)工程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn);美國國家航空航天 局、美國國防部、美國聯(lián)邦航空局、美國海軍和空軍等都制定了本行業(yè)的系統(tǒng)工 程手冊;民用航空運(yùn)輸領(lǐng)域制定了 SAE ARP 4754A 《商用飛機(jī)與系統(tǒng)研制指南》 等相關(guān)指南。同時(shí),航空工業(yè)界也一直在開展系統(tǒng)工程實(shí)踐,尤其是以波音777 項(xiàng)目為代表,首次明確地按照系統(tǒng)工程方法組織人員、定義流程和建立文檔規(guī)范,并通過組織設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì),實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的產(chǎn)品定義和預(yù)裝配,從而較大地改進(jìn)研制過程,提高客戶滿意度,降低研發(fā)成本。其后的波音787 項(xiàng)目、空客 A350 項(xiàng)目更是進(jìn)一步大量使用最新的系統(tǒng)工程方法、工具,為項(xiàng)目成功帶來實(shí)實(shí)在在的好處。
目前,我國在系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)方面,也制定了一些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但總的來說,還是缺乏一些針對特定領(lǐng)域 (如商用飛機(jī)領(lǐng)域)的指南和手冊,相較國外先進(jìn)工業(yè)實(shí)踐還存在一定的差距。通過新型渦扇支線飛機(jī)和大型干線客機(jī)兩大型號的積累,我國商用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)在需求管理、安全性分析、變更管理、系統(tǒng)集成與驗(yàn)證以及合格審定等方面取得了長足進(jìn)步,在風(fēng)險(xiǎn)管理、構(gòu)型管理、供應(yīng)鏈管理、項(xiàng)目組織建設(shè)等 方面也進(jìn)行了全面的探索,初步形成了以滿足客戶需求為目的,圍繞產(chǎn)品全生命周期,通過產(chǎn)品集成與過程集成實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)的技術(shù)和管理體系,并探索出適用商用飛機(jī)領(lǐng)域的系統(tǒng)工程是 “以滿足客戶需求目的,圍繞產(chǎn)品全生周期,
通過產(chǎn)品 集成與過程集成實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)的一種跨專業(yè)、跨部門、跨企業(yè)的技術(shù)和管理方法”。
進(jìn)入美國的再工業(yè)化、德國工業(yè)4.0、中國制造2025的時(shí)代,各制造強(qiáng)國和制造大國在新一輪工業(yè)革命浪潮下,都選擇以賽博物理系統(tǒng)為基礎(chǔ),重點(diǎn)推進(jìn)智能制造,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。其中一個(gè)重要的主題是要解決整個(gè)生命周期內(nèi)工程學(xué)的一致性。要讓現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界在各個(gè)層次融合,要在機(jī)械制造、電氣工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域就模型達(dá)成共識。因此,系統(tǒng)工程方法在這個(gè)新的時(shí)代變得尤為重要,是使產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合的基礎(chǔ)。對于我國航空工業(yè)而言,面對標(biāo)準(zhǔn)的挑戰(zhàn)、數(shù)據(jù)安全的挑戰(zhàn)、戰(zhàn)略及商業(yè)模式的挑戰(zhàn)、企業(yè)組織的挑戰(zhàn)、過程管理的挑戰(zhàn)、工具方法 (SysML 管理工具)的挑戰(zhàn)、工業(yè)復(fù)雜性的挑戰(zhàn)、系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)與教育的挑戰(zhàn),積極推進(jìn)系統(tǒng)工程,才能為在新一輪的工業(yè)革命中實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展打好基礎(chǔ)。
編著這套叢書的目的,一是介紹國內(nèi)外商用飛機(jī)領(lǐng)域先進(jìn)的系統(tǒng)工程與項(xiàng)目管理理念、理論和方法,為我國航空領(lǐng)域人員提供一套系統(tǒng)、全面的教材,滿足各類人才對系統(tǒng)工程和項(xiàng)目管理知識的迫切需求;二是將商用飛機(jī)領(lǐng)域內(nèi)已有型號的系統(tǒng)工程與項(xiàng)目管理實(shí)踐的重要成果和寶貴經(jīng)驗(yàn)以及專家、學(xué)者的知識總結(jié)繼承下來,形成一套科學(xué)化、系統(tǒng)化的理論知識體系;三是提供一套通用的技術(shù)概念,理清并定義商用飛機(jī)領(lǐng)域的所有接口,促進(jìn)一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定,推動(dòng)系統(tǒng)工程和項(xiàng)目管理技術(shù)體系的形成,促進(jìn)整個(gè)商用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)工業(yè)化和信息化的深度融合。
“商用飛機(jī)系統(tǒng)工程和項(xiàng)目管理”叢書編委會(huì)由謝友柏院士、汪應(yīng)洛院士、林忠欽院士、趙越讓總經(jīng)理、郭博智副總經(jīng)理,以及美國南加州大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司等國內(nèi)外高校和企業(yè)的航空界系統(tǒng)工程與項(xiàng)目管理領(lǐng)域的專家和學(xué)者組建而成,凝結(jié)了國內(nèi)外航空界專業(yè)人士的智慧和成果。最后,要感謝參與本叢書編撰工作的所有編著者以及所有直接或間接參與本叢書審校工作的專家、學(xué)者的辛勤工作,希望本叢書能為商用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)中各有關(guān)單位系統(tǒng)工程和項(xiàng)目管理能力的提升做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。