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1、北航可靠性与系统工程学院 工程系统规划与设计工程系统规划与设计章文晋章文晋 北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计第三章第三章 系系统工程工程过程程北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计本节课内容提要本节课内容提要1.为什么要运用系统工程过程为什么要运用系统工程过程2.系统工程过程是什么系统工程过程是什么3.怎样实施系统工程过程怎样实施系统工程过程北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计为什么为什么在现代飞行器在现代飞行器的方案论证中，的方案论证中，人们至少应回人们至少应回答下列问题：答下列问题：飞行器的使用飞行器的使用分布或部署
2、分布或部署飞行器的任务剖飞行器的任务剖面或场景面或场景飞行器的效能飞行器的效能E=ADC飞行器的飞行性能飞行器的飞行性能飞行器的使用寿命飞行器的使用寿命和寿命周期费用和寿命周期费用飞行器在使用中经飞行器在使用中经历什么环境历什么环境要回答上述问题（要回答上述问题（除了飞行除了飞行性能外），只靠传统的飞行器设计学显然是性能外），只靠传统的飞行器设计学显然是不够的，必须运用系统工程过程，通过任务要求分析、功能分析和系统不够的，必须运用系统工程过程，通过任务要求分析、功能分析和系统综合等一系列规范化的逻辑程序，才能最终得到满足系统性能和效能要综合等一系列规范化的逻辑程序，才能最终得到满足系统性能和效
3、能要求的，包括硬件、软件、数据、人员、设施在内的系统体系结构。求的，包括硬件、软件、数据、人员、设施在内的系统体系结构。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统工程过程是什么系统工程过程是什么是是一个技术处理一个技术处理过程，通过这一过程，通过这一过程，按规范化过程，按规范化的工作和决策的的工作和决策的逻辑程序，将用逻辑程序，将用户需求转化为对户需求转化为对系统性能参数的系统性能参数的描述和经过优选描述和经过优选的系统配置的系统配置。是是一个系统分一个系统分析析系统综合系统综合的反复迭代，的反复迭代，循序渐进的过循序渐进的过程程；是是一个规范化一个规范化的过程的过程；是
4、是一个并行设一个并行设计的过程计的过程。定义定义特征特征目的目的系统工程过系统工程过程的主要目程的主要目的是把的是把用户用户需求转化为需求转化为设计。设计。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计是是什么什么系统分析-系统综合循序渐进的过程任任务要求要求分析分析功能分功能分析析系系统综合合技技术要求要求分配分配权衡分衡分析析输出出输入入用户需求约束条件任务要求分析是将用户需求转化为系统技术要求的描述。建立系统的功能体系结构，该体系结构可作为技术要求向下分配的框架。依据功能体系结构的框架将系统技术要求分配到下层的分系统，部件和零件。将功能体系结构转化为物理体系结构，并给出满足
5、飞行器系统所需功能的硬件、软件及其接口。在由功能体系结构转化为物理体系结构过程中，需要通过权衡分析，从众多方案中选择出满足功能和性能要求的最优方案和系统配置。系统体系结构；技术状态项目体系结构；规范。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计怎么做怎么做系统工程过系统工程过程的输出程的输出系统综合系统综合系统功能分析系统功能分析与技术要求分配与技术要求分配任务要求分析任务要求分析北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任务要求分析任务要求分析v任务要求分析是将用户非常概要和粗略的需求转化为飞行器系统的具体要求，亦即确定其功能要求、性能要求、接口要求和其它要
6、求，明确飞行器系统必须“做什么”（What to do?）而不是给出解决方案（How to do?）用用户非常非常概要的需求概要的需求性能目性能目标系系统的具的具体技体技术要求要求任务要求分析是一个形成飞行器系统技术要求的渐进过程,其输出是系统具体的技术要求。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析确定确定初步初步的功的功能要能要求求分析功分析功能要求能要求间的相的相互影响互影响确定确定基本基本方案方案根据使根据使用要求用要求对方案方案进行行验证协调后的后的要求要求量化量化值用用户需求需求约束束条件条件系系统技技术要求要求任任务要求分析流程要求分析流程
7、图北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任务要求分析任务要求分析 由于用户需求往往是非常概要和粗略的，因此，系统工程师必须用一组可度量的参数来明确地描述飞行器系统应具有的基本功能特性。（1）确定）确定初步的功能初步的功能要求要求根据用户需求确定出对飞行器系统的功能要求飞行器系统应具有的基本功能特性包括：数量质量作用范围时间可用性/效能北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析用可度量参数描述用可度量参数描述飞行器基本功能特性示例行器基本功能特性示例 可度量参数可度量参数基本功能基本功能观测卫星观测卫星通信卫星通信卫星民航飞机民航飞机
8、导弹导弹数量数量每日帧数每日帧数平方公里平方公里/日日信道数容量信道数容量运载旅客数运载旅客数达到给定的达到给定的杀伤概率杀伤概率所需数量所需数量质量质量分辨率（米）分辨率（米）噪声或误码率噪声或误码率乘坐舒适性乘坐舒适性圆概率误差圆概率误差(米米)作用范围作用范围地理上的作用地理上的作用范围面积范围面积（平方公里）（平方公里）地理上的作用地理上的作用范围面积范围面积（平方公里）（平方公里）能提供服务的能提供服务的地理面积地理面积（平方公里）（平方公里）射程（公里）射程（公里）时间性时间性再观察时间指令再观察时间指令时间处理与时间处理与输送时间（分）输送时间（分）需用时信道需用时信道可供使用（
9、秒）可供使用（秒）在主要地点间的在主要地点间的飞行时间（分）飞行时间（分）需用时的发射需用时的发射响应时间（秒）响应时间（秒）可用性可用性需用时可供使用需用时可供使用的可能性（的可能性（%）99.99%99.99%飞机出勤率飞机出勤率发射准备发射准备就绪程度就绪程度北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析（2）分析功能间的相互影响v飞行器系统的各个功能要求间是相互影响和制约的，在确定系统功能要求时，必须要考虑到这些相互影响和制约关系，对这些功能要求进行充分的协调与权衡。v系统工程师必须运用参数分析方法，定量地描述相互影响的各个系统参数之间的相关关系，并
10、分析各个参数变化时，对其它相关参数的影响趋势，最终得到初步满足用户需求的，经协调、权衡后的技术要求及其量化值。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析（3）确定基本方案v系统的基本方案决定了系统要完成预定任务时所需的各组成要素和工作过程。v系统的基本方案一般是以功能框图的形式来描述的。v应当注意的是，基本方案中的各个单元仅是功能单元，即只描述功能，不涉及实现这些功能的硬件、软件和具体方法。也就是在本阶段系统工程师只回答“做什么”？而不涉及“怎样做”？北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析导引引头转换器器惯性平
11、台性平台伺服机构伺服机构弹体控制面体控制面电源源计算机算机解除保解除保险与引爆与引爆战斗部斗部接收地面接收地面雷达信号雷达信号处理地面理地面雷达信号雷达信号推力推力控制控制推推进某某导弹系系统的功能框的功能框图北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析（4）根据使用要求对基本方案进行验证 v构成一个完整的飞行器系统必须包括五大要素，即：硬件软件数据人员设施v五大要素必须经由技术方案，使用方案和保障方案的分析、设计后方可得出。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析三大方案与系三大方案与系统五要素五要素北航可靠性与
12、系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析（5）任务要求分析的输出v任务要求分析的输出是系统的技术要求，包括:功能要求（阐明系统应当做什么）性能要求（描述功能执行的良好程度）接口要求（描述系统内部各功能间的关系和系统与环境的关系）保障要求（阐明系统在使用中如何得到保障）其它要求（质量要求等）北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任务要求分析任务要求分析可行性可行性一致性一致性可验证性可验证性 要求规定要求规定系统技术要求应在给定的费用、周期条件下，在技术上是可能达到的。系统技术要求的表达应当无歧义，要求之间不应相互矛盾。系统技术要求必须最终能被
13、验证。期望的性能和功能也应当用能被验证的目标来表述。系统技术要求只规定做什么？而不应规定怎样做！上述各类要求应满足下述特性：北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计任任务要求分析要求分析1适用范围适用范围2引用的文件引用的文件3系统技术要求系统技术要求3.1 系统定义系统定义3.1.1 系统的任务系统的任务3.1.2 系统使用要求和使系统使用要求和使用场景用场景3.1.3 系统技术状态配置系统技术状态配置3.1.4 系统效能度量系统效能度量3.2 系统功能特性系统功能特性3.2.1 系统的功能系统的功能3.2.2 系统的性能系统的性能3.2.3 系统功能间的关系系统功能间的
14、关系3.2.4 系统分配给硬件实现系统分配给硬件实现的功能的功能3.2.5 系统分配给软件实现系统分配给软件实现的功能的功能3.3 系统的物理特性系统的物理特性3.3.1 物理技术要求物理技术要求 重量、重心重量、重心 尺寸、体积尺寸、体积3.3.2 接口技术要求接口技术要求 外部接口描述外部接口描述 硬件硬件/软件接口描述软件接口描述3.3.3 约束条件约束条件 政府提供的设备政府提供的设备 商用现成设备商用现成设备 计算机芯片、编程计算机芯片、编程语言等语言等3.4 质量要求质量要求3.4.1 可靠性要求可靠性要求3.4.2 安全性要求安全性要求3.4.3 测试性要求测试性要求3.4.4
15、可用性要求可用性要求3.4.5 其它质量要求其它质量要求3.5 使用、保障要求使用、保障要求3.5.1 保障方案保障方案3.5.2 保障设施保障设施3.5.3 供应保障供应保障3.5.4 人员与培训要求人员与培训要求4验证与验收要求验证与验收要求 系系统规范的范的纲目示例目示例北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能系统功能分析分析是达到系统目标所必需的一系列行动（它应当用行为动词，而非名词来表示）。是确定、描述一个系统为完成其目标所必须具有的功能，并建立功能之间关系的过程。将功能按逻辑程序进行自上而下的分解。功能功能功能分析功能分析作用作用导出系统各个层次必须满足
16、的要求；确定系统所有层次的功能、性能和其它技术特性的度量；为技术要求的向下分配提供一个可用的框架。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配v功能分析的框架是功能体系结构，功能体系结构是系统功能自上而下的一个层次分解结构，它不仅要示出系统与分系统必须执行的功能，而且还会示出上下层功能之间和同一层次诸功能之间的逻辑程序。v功能体系结构是面向功能的，而不是面向解决方案。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配功能体系结构如右图所示，它是一个层次体系结构。北航
17、可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配功能分析主要功能分析主要功能分析主要功能分析主要的分析工具是的分析工具是的分析工具是的分析工具是功能流功能流功能流功能流程框图程框图程框图程框图时间序时间序时间序时间序列分析列分析列分析列分析 N N2 2图图图图北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配（1）功能流程框图v功能流程框图是一个分层的，逻辑序列图（如下图所示），它的主要作用是：确定满足用户需求的总体功能（用顶层功能流程图表示）；确定满足每一上层功能所需的
18、下层功能序列（用第二、第三层及更下层的功能流程图表示）；确定每个功能间的序列（顺序执行、并行执行、选择执行）；确定每个功能间的输入和输出。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配功能流程框功能流程框图示例示例北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配（2）时间序列分析v而时间序列分析方法可以确定各功能执行的时间先后关系和持续时间的长短。v时间序列分析可定义功能的时间序列如并发，重叠，顺序关系。时间序列分析可用来确定例如：飞行任务控制，飞机再次出动准备时间
19、、维修停机时间等。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配飞行任行任务时间分析分析北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配维修停机修停机时间线分析分析北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配（3）N2图v N2图可以判定功能间的输入-输出关系，并找出其中的关键功能。v N2图的基本规则如下页图所示；北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分
20、配系统功能分析与技术要求分配N2图表的定义北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配在所有功能中，F4是关键功能，因为它有从F1，F2，F3，F5，F6，F7来的6个输入，并且向这6个功能均有输出。该图还显示了两组功能间的关系：F1-F7功能组，与F8-F11功能组之间有交联，它们是通过F7与F8之间的节点相交联的。N2图表示例北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配1技术要求分配是系统功能分析过程的一个必然的逻辑延伸，也是它不可分割的内容。2进行技术要
21、求的向下分配是以系统的功能流程图和其它功能分析结果为依据进行的。3技术要求的向下分配应一直进行到能够根据分配的具体技术要求进行硬件或软件项目的设计为止。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配v技术要求的分配就是将描述系统功能和性能要技术要求的分配就是将描述系统功能和性能要求的参数及其指标向下分配。求的参数及其指标向下分配。在技术要求分配中有的参数和指标可以直接向下分配，如飞行器的总重，可直接根据功能层次体系分解为机翼、机身、发动机等分系统的重量，然后逐级下传，一直分配到部件、组件、零件为止。还有一些参数则不能直接进行分配
22、，需要经过一定的分析和转换后才能向下分配。如对飞行器系统提出的使用可用性（A0）和平均维修间隔时间（MTBM）是飞行器的总体技术参数，无法直接向下分配到分系统和部件。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配可可靠靠性性，维修修性性，可可用用性性要要求求的的下下传与与分分配配北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统功能分析与技术要求分配系统功能分析与技术要求分配v技术要求分配到各个层次的各单元后，应以技技术要求分配到各个层次的各单元后，应以技术要求分配单下达到相关的设计部门术要求分配单下达到相关的设计
23、部门。v技术要求分配单记录分配的功能、性能和飞行技术要求分配单记录分配的功能、性能和飞行器系统之间的关系，它给出功能分析和技术要器系统之间的关系，它给出功能分析和技术要求分配的结果求分配的结果。v为保持功能的可追溯性，技术要求分配单中的为保持功能的可追溯性，技术要求分配单中的功能编号与功能流程图中的编号应一致功能编号与功能流程图中的编号应一致。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统综合系统综合只有通过系统综合方能给出满足飞行器所需功能的硬件、软件及它们之间的接口。系统综合是将功能分析中形系统综合是将功能分析中形成的功能体系结构转化为物成的功能体系结构转化为物理体系结构
24、的理体系结构的过程过程系统综合也是一个定义组成系统的硬件和软件来实现系统功能的过程。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统综合系统综合v系统物理体系结构的特系统物理体系结构的特证证物理体系结构是功能体系结构的映射和实现。因此，物理体系结构中的每一个硬件和软件至少应满足一项功能要求，或功能要求的一部分。当然一个物理单元也可满足多项功能要求。物理体系结构和功能体系结构的映射，可以用关系矩阵来表示。物理体系结构可以用原理框图的形式来描述。物理体系结构是否构建得合理、有效应通过权衡研究进行分析。物理体系结构必须描述物理单元（硬件、软件）之间的接口关系。物理体系结构可作为制定飞
25、行器系统的工作分解结构（WBS）和制定规范体系的基础。现代飞行器的物理体系结构设计应遵循模块化设计和开放性的设计原则。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统综合系统综合功功能能体体系系结构构和和物物理理体体系系结构构的的矩矩阵关关系系 北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统综合系统综合北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统综合的工具和方法系统综合的工具和方法原理原理原理原理框图框图框图框图仿真仿真仿真仿真建模建模建模建模接口控接口控接口控接口控制文件制文件制文件制文件系系统综合的合的输入是功能体系入是功能体系结构构；
26、其；其输出出则是物理体系是物理体系结构，包括构，包括组成系成系统的部件与的部件与单元（含硬件、元（含硬件、软件）以及各件）以及各单元的接口及接元的接口及接口控制文件。口控制文件。常用的系统综合工具包括：北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法（1）原理）原理框框图（SBD）：原理框）：原理框图用于定用于定义并描述并描述组成系成系统的部件、的部件、单元及其相互关系。元及其相互关系。SBD描述硬件部件和软件部件的组成及其相互关系。SBD是由上至下逐级展开的。SBD描述按功能体系结构确定的功能和性能要求相适应的物理构型，它可以表示构成该部件的硬
27、件和软件的单元，以及系统各部件与其它系统或分系统之间的接口。功能框功能框图 原理框原理框图系统综合权衡分析北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法某导弹系统的原理框图某导弹系统的原理框图 北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法模型是对真实世界模型是对真实世界的某种理想化的表的某种理想化的表述，是以物理的形述，是以物理的形式或数学的形式去式或数学的形式去代表一个系统或是代表一个系统或是它的一个组成单元，它的一个组成单元，用来展示它们的工用来展示它们的工作状态。作状态。（2）建模与）建
28、模与仿真：仿真：对构建的物理结构进行观察、优化、预测和评价。利用模型可以帮助从利用模型可以帮助从事设计工作的人员去事设计工作的人员去分析问题、进行预测分析问题、进行预测和工程验证、控制设和工程验证、控制设计工作的进展和实施计工作的进展和实施培训，利用模型还有培训，利用模型还有助于不同专业人员之助于不同专业人员之间的相互沟通。间的相互沟通。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法v物理模型物理模型物理模型能以各种物理手段提供关于系统的较为直观的描述，因而是在飞行器研制中最常用到的一大类模型。物理模型可以是和真实产品一样大小的实体模型，也可以
29、是缩比模型；既可能是某种形式的像真实体，也可能是系统的某种模拟性的代表物。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法v数学模型数学模型数学模型是真实系统的一种抽象的代表，它以一系列数学方程去描绘系统的状态。在这些数学方程中，用理想化的参数去代表系统各个组成单元的特性。利用数学模型可以定量地分析和确定出各备选设计方案的性能特性。根据不同的分析目的，可以采用不同类型的数学模型作为分析手段。静态模型只能表示稳态的情况；动态模型则可用来展示系统状态随时间变化的情况。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合
30、的工具与方法v进行数字仿真虽然有时候要消耗大量的机时，但它仍然以其具有的及时性、通用性和灵活性（易于改变参数值），而在各个工程领域得到了广泛的应用。v数字仿真有连续数字仿真和离散数字仿真之分，在进行离散数字仿真时，还可以根据需要采用过程仿真模型和事件仿真模型。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法v建模和仿真能够在与系统真实环境逼真的条件下模拟产品及其过程，并给出设计方案（硬件和软件设计）的性能及其运行结果的预测。v通过模型与仿真可以优化硬件和软件的方案和参数，预测性能，并给各部件与单元分配最佳的性能要求，从而得出一个符合功能需求的物理
31、体系结构。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法（3）接）接口控制文口控制文件件（ICD）BBE EC CDDAA定义和描述系统定义和描述系统各部件的接口。各部件的接口。接口控制文件描述接口控制文件描述组成成飞行器系行器系统各各单元元间的的输入、入、输出信息和物理接口出信息和物理接口间的的联接。接。ICD包括包括接口控制接口控制图、接口要求接口要求规范等文件范等文件，描述描述相关部件或相关部件或单元元间的物理接口和功能的物理接口和功能接口，以建立并接口，以建立并维护有接口关系的部件或有接口关系的部件或系系统（包括硬件（包括硬件软件）之件
32、）之间的相容性。的相容性。在接口设计中应尽可能地在接口设计中应尽可能地采用通用的商用接口，降采用通用的商用接口，降低专用接口的数量。应将低专用接口的数量。应将开放系统方法作为接口设开放系统方法作为接口设计的重要部分，即应选用计的重要部分，即应选用在工业界中认可的规范或在工业界中认可的规范或标准来定义系统的内部接标准来定义系统的内部接口和外部接口。口和外部接口。在接口控制文件中可以在接口控制文件中可以接口控制接口控制图的方式来描的方式来描述系述系统各部分接口的关各部分接口的关系系。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法典型的空间系统接口控
33、制图典型的空间系统接口控制图北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系系统综合的工具与方法合的工具与方法1.0 1.0 范围：目的与适用范围范围：目的与适用范围2.0 2.0 适用的文件适用的文件3.0 3.0 技术要求技术要求3.1 3.1 物理接口物理接口3.1.1 3.1.1 机械技术要求：外壳、附件、遮蔽、调机械技术要求：外壳、附件、遮蔽、调准准3.1.2 3.1.2 主要工装主要工装3.1.3 3.1.3 质量参数：重量、惯性矩、重心配置、质量参数：重量、惯性矩、重心配置、轴线、模型转换（数学的轴线、模型转换（数学的/物理的）物理的）3.2 3.2 电子接口电子接
34、口3.2.1 3.2.1 指令信号：形式、速率、识别指令信号：形式、速率、识别3.2.2 3.2.2 数据信号：射频特性、形式、速率数据信号：射频特性、形式、速率3.2.3 3.2.3 遥测信号：形式、时钟、识别、记录遥测信号：形式、时钟、识别、记录3.3 3.3 电气接口电气接口3.3.1 3.3.1 电功率：类型、电压、功率范围、保护电功率：类型、电压、功率范围、保护措施措施3.3.2 3.3.2 接口引线分配接口引线分配3.3.3 3.3.3 电磁兼容电磁兼容3.4 3.4 液压液压/气压接口：类型、流率、温度、压力气压接口：类型、流率、温度、压力3.5 3.5 软件软件3.5.1 3.
35、5.1 数据：输入、输出、速率、精度数据：输入、输出、速率、精度3.5.2 3.5.2 信息：格式、内容、存储信息：格式、内容、存储3.5.3 3.5.3 规程：启动、数据处理、证实、错误检规程：启动、数据处理、证实、错误检测测3.6 3.6 硬件硬件/软件软件3.6.1 3.6.1 接口：图表，标准和惯例接口：图表，标准和惯例3.6.2 3.6.2 定时与时序：控制与逻辑，相关关系，定时与时序：控制与逻辑，相关关系，数据转换、输入数据读出数据转换、输入数据读出3.7 3.7 环境环境3.7.1 3.7.1 结构：振动，冲击，声振，加载，动态结构：振动，冲击，声振，加载，动态模式形态模式形态3
36、.7.2 3.7.2 热：温度范围，热速率，传热面热：温度范围，热速率，传热面3.7.3 3.7.3 磁：磁通量密度，变化率磁：磁通量密度，变化率3.7.4 3.7.4 辐射：类型，通量密度，总剂量辐射：类型，通量密度，总剂量3.7.5 3.7.5 工作环境：压力、温度、密封度工作环境：压力、温度、密封度3.7.6 3.7.6 大气条件：温度气流速率大气条件：温度气流速率3.8 3.8 安全性安全性3.9 3.9 使用限制使用限制4.0 4.0 质量保证质量保证4.1 4.1 质量保证技术要求质量保证技术要求4.2 ICD4.2 ICD技术要求验证技术要求验证接接口口控控制制文文件件的的规规格
37、格格格式式示示例例北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统工程的输出系统工程的输出系统工程过系统工程过程的输出程的输出规范规范子过程的子过程的输出输出最终输出最终输出系统工程的输出是确定系统要求和设计方案的各类文件。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统工程的输出系统工程的输出v（1）系统工程过程中各子过程的输出任务要求分析中输出的系统技术要求文件；功能分析中输出的功能体系结构和技术要求分配单；系统综合中输出的物理体系结构，权衡分析报告和接口控制文件等。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统工程的输出系统工程的输出v（
38、2）系统工程过程的最终输出描述整个系统的系统体系结构 该系统体系结构应包括组成飞行器系统的硬件、软件和数据，以及维护保障该飞行器所需的设备、设施和人员。即构成飞行器系统的五大要素。技术状态项目（configuration item）体系结构 该技术状态项目体系结构一般是以工作分解结构（WBS）的形式来描述的。该体系结构以清淅的树状层次结构表明组成飞行器系统所有的单元，这些单元不仅包括飞行器产品（硬件、软件等）还包括研制该飞行器所必需的各项服务（如系统工程管理、项目管理、人员培训）和数据、资料等等。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统工程的输出系统工程的输出工作分解结
39、构示例（摘自工作分解结构示例（摘自MILMILHDBKHDBK881881）北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统工程的输出系统工程的输出v（3）规范规范是系统工程过程中产生的最重要的技术文件，是飞行器研制、试验与鉴定和生产的依据。规范的作用是用来确定整个飞行器系统，分系统和部件的技术要求与质量要求。规范一般可分为：系统规范、研制规范、产品规范、工艺规范、材料规范。在系统工程过程中输出的主要是系统规范和研制规范。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计规范体系范体系规范要求规范要求规范管理计划规范管理计划系统规范系统规范(Type A)设备研制设备
40、研制规范规范(Type B)软件开发规范软件开发规范Type B专用测试设备产专用测试设备产品规范品规范(Type C)计算机软件产计算机软件产品规范品规范(Type C)单元单元 A产品规范产品规范(Type C)单元单元B研制规范研制规范(Type B)部件部件 1 工艺工艺规范规范(Type D)组件组件原材料规范原材料规范(Type E)系统工程管理计划系统工程管理计划(SEMP)Part I系统分析与控制系统分析与控制Part II系统工程过程系统工程过程Part III工程专业综合工程专业综合北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计v系统规范是阐述飞行器系统的技
41、术要求，并将这些技术要求分配给各个分系统（或技术状态项目）。在系统规范中规定了飞行器系统的性能和功能技术要求，从而也就确定了系统的基本属性。系统规范为飞行器系统确立了功能基线。v研制规范是应用于系统第一，二层次（即系统，分系统）以下各较低层次单元的技术文件。它详细地阐明各个单元的性能、接口和其它技术要求，以便据此进行各部件的设计、研制、试验和鉴定。研制规范还规定了各部件的功能范围、质量保证和验收要求。研制规范一旦经批准，就成为技术状态管理中的分配基线。北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计系统工程过程输 入用户需求约束条件系统技术要求功能体系结构分析工具与方法功能框图使用方案功能流程图时间序列分析单N2图原理框图建模与仿真接口分析权衡分析输 出系统技术要求功能体系结构技术要求分配单物理体系结构权衡研究报告系统体系结构技术状态体系结构规范系统工程过程中的输入与输出结果 北航可靠性与系统工程学院工程系统规划与设计工程系统规划与设计提提问与与讨论北航可靠性与系统工程学院章文晋章文晋