提升系統(tǒng)工程能力實(shí)現(xiàn)航空工業(yè)強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)

朱亮

結(jié)合對(duì)世界航空工業(yè)發(fā)展客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)、對(duì)我國(guó)航空工業(yè)發(fā)展以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)、以及對(duì)當(dāng)前我國(guó)航空工業(yè)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)的分析，要建立和發(fā)展我國(guó)航空工業(yè)的核心能力，我國(guó)政府相關(guān)主管部門和相關(guān)企業(yè)應(yīng)以大力發(fā)展和迅速提升系統(tǒng)工程能力為基礎(chǔ)。

一、發(fā)展和提升系統(tǒng)工程能力是保障型號(hào)成功、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)成功的內(nèi)在要求

系統(tǒng)工程的起源沒有特定的日期，系統(tǒng)工程的定義至今沒有統(tǒng)一答案。引用“兩彈一星”元?jiǎng)族X學(xué)森對(duì)系統(tǒng)工程的闡述：如果把極其復(fù)雜的研制對(duì)象稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)工程則是組織管理這種系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法。

系統(tǒng)工程作為一門學(xué)科，有別于氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電子等工程學(xué)科的地方在于：第一，系統(tǒng)工程不僅關(guān)注系統(tǒng)本身，也關(guān)注系統(tǒng)與其它系統(tǒng)和環(huán)境的相互作用；不僅關(guān)注系統(tǒng)本身的工程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，也關(guān)注那些制約設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的外部因素；第二，系統(tǒng)工程不僅優(yōu)化各專業(yè)工程專家提供的系統(tǒng)各特定特性部件，更要獲得最好的系統(tǒng)行為能力；第三，系統(tǒng)工程在尋求系統(tǒng)解決方案的同時(shí)必須充分考慮時(shí)間、成本和進(jìn)度，在實(shí)現(xiàn)與資源之間尋求正確或適當(dāng)?shù)钠胶狻?/p>

正是因?yàn)橄到y(tǒng)工程的特點(diǎn)和重要作用，使得航空產(chǎn)品制造企業(yè)自覺的將系統(tǒng)工程能力作為一項(xiàng)核心能力，不斷加以提升和完善。事實(shí)上，系統(tǒng)工程方法論的發(fā)生和發(fā)展就是與航空航天的實(shí)踐緊密結(jié)合在一起的。

二、發(fā)展和提升系統(tǒng)工程能力是滿足適航標(biāo)準(zhǔn)、確保適航取證的內(nèi)在要求

適航指航空器能在預(yù)期的環(huán)境中安全飛行（包括起飛和著陸）的固有品質(zhì)，這種品質(zhì)可以通過合適的維修而持續(xù)保持。航空工業(yè)發(fā)展的百年之中，為了保障公眾安全和利益，航空適航管理形成了完善并強(qiáng)制執(zhí)行的法規(guī)體系和管理機(jī)制，覆蓋了民用航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、維修和使用全過程，也覆蓋了相關(guān)從業(yè)的個(gè)人和組織。

需要特別指出的是，美國(guó)等適航管理當(dāng)局針對(duì)適航管理的特點(diǎn)和需求，對(duì)航空企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)能力提出極高的要求：第一，民用航空產(chǎn)品的需求來源至少包括兩大部分，即適航的強(qiáng)制性要求和客戶的非強(qiáng)制性要求，這兩者是密不可分的，不是獨(dú)立存在的。第二，適航管理當(dāng)局在對(duì)民用航空企業(yè)能力認(rèn)定目的還在于通過認(rèn)定，使得到能力認(rèn)定的企業(yè)可以獲得更多的自主權(quán)和獨(dú)立性，在仍能確保適航要求和責(zé)任得到充分落實(shí)的前提下，利用有限的適航管理資源獲得最高的適航管理效率。

三、發(fā)展和提升系統(tǒng)工程能力是遵循產(chǎn)業(yè)規(guī)律、貫徹持續(xù)安全的內(nèi)在要求

世界航空工業(yè)經(jīng)過百年的發(fā)展和實(shí)踐，形成了符合自身行業(yè)特點(diǎn)的發(fā)展規(guī)律，并且總結(jié)歸納了一整套完善和數(shù)量龐大的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而有關(guān)商用飛機(jī)及系統(tǒng)研發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)則以美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）頒布的《民用飛機(jī)及系統(tǒng)研發(fā)指南》最為重要，這份文件提供了研發(fā)民用飛機(jī)和系統(tǒng)的過程。

系統(tǒng)工程的理論研究和工業(yè)實(shí)踐走在最前列的是航空航天等軍事、防務(wù)工程。作為國(guó)家軍事政策制定部門以及航空防務(wù)產(chǎn)品的采購和使用部門，美國(guó)國(guó)防部非常重視有關(guān)系統(tǒng)工程的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，圍繞系統(tǒng)工程建立了完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。例如美軍標(biāo)MIL-STD 499最早頒布于1969年，是世界上第一份完善的系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)。1974年該標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)到MIL-STD 499A。但美國(guó)軍方綜合考慮各方因素后選擇了更具通用性和安全性的商用系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)EIA-632和IEEE1220，并以此對(duì)軍工產(chǎn)品承包商提出要求。

為規(guī)范我國(guó)的軍用航空研制工程，有關(guān)主管部門1995年就明文規(guī)定航空產(chǎn)品的研制分為論證階段、方案階段、工程研制階段、設(shè)計(jì)定型階段、生產(chǎn)定型階段，其中工程研制階段細(xì)分為初樣階段和正樣階段。對(duì)于每個(gè)階段工作需要按照國(guó)務(wù)院和中央軍委2010年582號(hào)令《武器裝備質(zhì)量管理?xiàng)l例》的要求進(jìn)行工作和責(zé)任劃分。

我國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)工程方面最頂層的文件是GJB8113-2013《武器裝備研制系統(tǒng)工程通用要求》，這份標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2013年7月10日，2013年10月1日正式實(shí)施。屬于系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)體系的文件還有許多。這些標(biāo)準(zhǔn)基本都沿用了美國(guó)的軍用標(biāo)準(zhǔn)體系或者商用標(biāo)準(zhǔn)體系。

為發(fā)展和提升系統(tǒng)工程能力，盡快提升我國(guó)航空工業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)的整體水平，拉近與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，根據(jù)當(dāng)前我國(guó)的能力現(xiàn)狀和實(shí)際情況，急需解決以下幾項(xiàng)突出問題。

一是需要迅速和普遍提高對(duì)系統(tǒng)工程的理解和認(rèn)識(shí)，普及系統(tǒng)工程教育。

系統(tǒng)工程不解決復(fù)雜系統(tǒng)研發(fā)中的任何單個(gè)專業(yè)問題，但是解決復(fù)雜系統(tǒng)研發(fā)中的整體問題。盡管我國(guó)不缺乏系統(tǒng)工程的哲學(xué)思想，但是兩大主因限制了系統(tǒng)工程理論和方法在我國(guó)軍用和商用航空工業(yè)領(lǐng)域的推廣、普及和應(yīng)用。其一，我國(guó)航空工業(yè)的歷史原因造成未能將研發(fā)和設(shè)計(jì)作為整個(gè)工業(yè)活動(dòng)流程的龍頭，其表現(xiàn)是偏重生產(chǎn)或仿制現(xiàn)有產(chǎn)品，輕視設(shè)計(jì)和研發(fā)，而系統(tǒng)工程的重要作用恰恰體現(xiàn)于研發(fā)和設(shè)計(jì)過程之中。其二，作為系統(tǒng)工程的一個(gè)重要方面是創(chuàng)新，要取得項(xiàng)目成功、產(chǎn)品具有競(jìng)爭(zhēng)力并保持多年使用壽命條件，必然會(huì)在某些關(guān)鍵子系統(tǒng)或部件采用最新的先進(jìn)技術(shù)，而規(guī)避和降低這些新技術(shù)造成的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)正是系統(tǒng)工程的主要職責(zé)之一。其三，當(dāng)今世界的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)是綜合實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)，根據(jù)維基百科2012年4月30日的最新數(shù)據(jù)，全球提供系統(tǒng)工程學(xué)歷教育的高校和機(jī)構(gòu)美國(guó)約75個(gè)、英國(guó)15個(gè)、法國(guó)12個(gè)、德國(guó)5個(gè)、加拿大8個(gè)、巴西3個(gè)，中國(guó)大陸1個(gè)、中國(guó)香港1個(gè)。這個(gè)數(shù)據(jù)從一個(gè)側(cè)面反映系統(tǒng)工程教育的普及層度與其國(guó)家的工業(yè)化發(fā)達(dá)程度基本匹配。

我國(guó)已經(jīng)將自主創(chuàng)新、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家作為提高我國(guó)自主創(chuàng)新能力和增強(qiáng)國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重大戰(zhàn)略舉措，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》也已確定多項(xiàng)重大科技專項(xiàng)，為實(shí)現(xiàn)這些專項(xiàng)，迅速普及系統(tǒng)工程教育已顯得尤為重要。

二是需要注重和加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。

對(duì)于軍用、商用航空工業(yè)這種以科學(xué)為基礎(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域，盡管技術(shù)能力的進(jìn)步可以通過技術(shù)學(xué)習(xí)獲得，但應(yīng)當(dāng)看到技術(shù)知識(shí)的重要組成部分仍然是緘默的，仍然必須通過研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)來掌握。事實(shí)證明，航空工業(yè)企業(yè)培養(yǎng)一名系統(tǒng)工程師約需25年左右的時(shí)間，系統(tǒng)工程師的數(shù)量和質(zhì)量將對(duì)企業(yè)的生存和發(fā)展起到至關(guān)重要的作用，作為航空工業(yè)企業(yè)在培養(yǎng)企業(yè)人才的同時(shí)，更重要就是注重和加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和積累。

三是需要加快國(guó)內(nèi)相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，以規(guī)范和支持系統(tǒng)工程活動(dòng)。

基于工業(yè)實(shí)踐的充分總結(jié)、理解和認(rèn)識(shí)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)手冊(cè)的建設(shè)和頒布。以系統(tǒng)工程相關(guān)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)手冊(cè)為例，美國(guó)國(guó)防部（DOD）頒布的《國(guó)防采辦指南》、美國(guó)航空航天局（NASA）頒布的《系統(tǒng)工程手冊(cè)》、國(guó)際系統(tǒng)工程委員會(huì)（INCOSE）頒布的《系統(tǒng)工程手冊(cè)》、美國(guó)民用航空局（FAA）頒布的《國(guó)家空天計(jì)劃-系統(tǒng)工程手冊(cè)》、美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）頒布的《系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程》等等。同時(shí)，作為支撐系統(tǒng)工程管理體系的還包括構(gòu)型管理、技術(shù)評(píng)審與審核、風(fēng)險(xiǎn)管理等等完善而龐大的標(biāo)準(zhǔn)體系。

當(dāng)前我國(guó)軍用、商用航空工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)和適航審定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，由于缺乏必要的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)手冊(cè)進(jìn)行規(guī)范和支撐，給許多項(xiàng)目研發(fā)和取證工作造成很大阻礙，因此需要加快國(guó)內(nèi)相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，從而規(guī)范和支持軍用商用航空工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)活動(dòng)。

四是需要加強(qiáng)系統(tǒng)工程相關(guān)學(xué)科的建設(shè)，加強(qiáng)相關(guān)理論與方法的研究。

與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)在系統(tǒng)工程學(xué)科領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)非常薄弱，因此需要加強(qiáng)系統(tǒng)工程相關(guān)學(xué)科的建設(shè)，加強(qiáng)相關(guān)理論與方法的研究。

在開展研究的過程中，不能照搬國(guó)外的研究成果，因?yàn)閲?guó)外有些學(xué)科不能直接應(yīng)用于解決我國(guó)的實(shí)際問題，如需求工程（Requirement Engineering）。需求工程研究的出發(fā)點(diǎn)主要針對(duì)西方用戶，適用語言主要為英語。那么隨著我國(guó)工業(yè)化發(fā)展的需要，如何基于我國(guó)用戶的使用要求、漢語語言的特點(diǎn)等進(jìn)行需求分析，是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的研究課題。再則越來越復(fù)雜的產(chǎn)品需求和越來越激烈的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)使現(xiàn)有的系統(tǒng)工程模式面臨重大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程理念已經(jīng)越來越不能適應(yīng)如今多維度、高動(dòng)態(tài)、高風(fēng)險(xiǎn)、高復(fù)雜性的大型綜合化項(xiàng)目。國(guó)外已經(jīng)針對(duì)這些問題展開積極的探索，我們?cè)谘芯亢蛯?shí)踐中既不能冒進(jìn)，也不能忽視變革的存在性。

中國(guó)在發(fā)展軍用、商用航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)面臨巨大的困難和挑戰(zhàn)，但只要樹立正確的目標(biāo)，堅(jiān)持實(shí)事求是的精神，努力進(jìn)取、開拓創(chuàng)新，強(qiáng)國(guó)夢(mèng)終將實(shí)現(xiàn)。

（作者單位：中航工業(yè)信息技術(shù)中心）