复杂系统研发成功的基石 : 系统工程、 项目集管理、 建模与仿真三位一体pdf,txt,epub,mobi,azw3电子书免费下载
本书从系统工程、项目集管理、建模与仿真学科的基本理论入手，阐述系统工程、项目集管理和建模与仿真三者融合是解决此问题的有效途径，给出航天型号研制的实践体会。同时，对数字经济时代的企业组织、基于模型的系统工程、先进制造模式进行了论述。
【内容简介】
系统工程、项目集管理相结合在航天型号研制中发挥了巨大作用。随着专业化的深入，系统工程、项目集管理的研究目标、工具各自独立发展，导致两门学科的共享与协同面临新的挑战。鉴于此，本书从系统工程、项目集管理、建模与仿真学科的基本理论入手，阐述系统工程、项目集管理和建模与仿真三者融合是解决此问题的有效途径，给出航天型号研制的实践体会。同时，对数字经济时代的企业组织、基于模型的系统工程、先进制造模式进行了论述。
【作者简介】
马玉萍，女，汉族，毕业于吉林大学，硕士研究生学历，研究员，曾获得“全国五一劳动奖章”“全国三八红旗手”等荣誉。
王潇牧，男，汉族，毕业于四川大学，硕士研究生学历，高级工程师，长期从事工程项目管理、复杂项目群协同管理等，承担了多个重点项目任务。
【目录】
迎接新时代与新需求的挑战（自序）
前 言
目 录
第1章 研究开发的对象：复杂产品/系统 1
1.1 复杂产品 2
1.2系统 10
1.2.1 系统的定义与内涵 10
1.2.2 系统的共同基本特征 16
1.2.3 系统的结构与功能 18
1.2.4 系统边界 22
1.2.5 系统的生存周期 25
1.3 复杂系统 28
1.3.1 复杂系统的定义与内涵 28
1.3.2 复杂系统的魅力在于涌现 32
1.3.3 复杂系统的层级 35
1.3.4 复杂系统的构建块 36
1.3.5 复杂系统的脆弱性 41
1.4 复杂系统的子集1：复杂适应系统（CAS） 47
1.4.1 复杂适应系统的含义 47
1.4.2 复杂适应系统的特性 51
1.5 复杂系统的子集2：体系 54
1.5.1 体系的定义 54
1.5.2 体系的特征 58
1.5.3 体系的演化 60
1.5.4 体系与系统的区别 63
1.6 本章结语 65
第2章 系统工程与体系工程概览 68
2.1 系统工程 69
2.1.1 工程与工程系统 70
2.1.2 系统工程的内涵 76
2.1.4 系统工程的组织 83
2.1.4 系统工程生命周期的阶段 89
2.1.5 系统工程过程 99
2.1.6 系统工程管理 107
2.1.7 系统架构 112
2.1.8 系统建模语言：UML和SysML 116
2.2 体系工程 122
2.2.1 体系工程的定义与特点 122
2.2.2 体系工程与系统工程的比较 127
2.3 本章结语 131
第3章 项目、项目集与项目组合管理概览 133
3.1 项目与项目管理 134
3.1.1 什么是项目 134
3.1.2 项目组织 137
3.1.3 项目管理 142
3.1.４ 项目生命周期 145
3.2 项目集与项目集管理 147
3.2.1 什么是项目集 147
3.2.2 项目集管理 149
3.2.3 项目集生命周期 153
3.2.4 项目集基础设施 156
3.3 项目组合与项目组合管理 158
3.3.1 什么是项目组合 158
3.3.2 项目组合管理 159
3.4 项目组合、项目集和项目之间的关系 161
3.5 本章结语 164
第4章 建模与仿真概览 166
4.1 建模与仿真术语的由来 167
4.2模型 169
4.2.1 模型的含义 170
4.2.2 模型的分类 174
4.3.3 建模的基本步骤 178
4.3仿真 180
4.3.1 仿真的概念 180
4.3.2 系统仿真的分类 182
4.4 M&S的可信性 187
4.4.1 VV&A的概念 188
4.4.2 V&V过程 190
4.4.3 建模VV&A与仿真VV&A的比较 191
4.6 本章结语 192
第5章 系统工程、项目集管理、建模与仿真的整合 194
5.1 系统工程与项目集管理的关系 195
5.2 系统工程、建模与仿真的融合 199
5.3 项目集管理中建模与仿真应用 202
5.4 项目集管理、系统工程与建模仿真整合的益处 203
5.5 本章结语 209
第6章 航天型号研制的实践探索 211
6.1 航天型号简介 212
6.2 航天型号研制的组织管理 214
6.3 航天型号研制的过程 219
6.4 航天型号研制的体会 220
6.5 本章结语 225
第7章 数字经济时代的企业组织：无边界的组织 227
7.1 组织结构的扁平化 229
7.2 组织的柔性化 233
7.3 组织的适应性 238
7.4 组织的无边界化 242
7.5 本章结语 248
第8章 数字经济时代的系统工程：基于模型的系统工程 250
8.1 MBSE的概念 250
8.2 实施MBSE面临的挑战 254
8.3实施MBSE成功的基本保证 256
8.4 本章结语 257
第9章 数字经济时代的制造模式：敏捷智能制造 259
9.1 全球推崇的先进制造模式 259
9.2 敏捷智能制造的含义 263
9.3 敏捷智能制造系统 266
9.4 本章结语 270
第10章 未来发展的片段设想 272
10.1 创新更需要“通用或强人工智能” 273
10.2 未来的生存空间：虚实融合的世界 280
10.3 未来T型人才的培养 283
10.4 本章结语 286
参考文献 287
致 谢 294
【前言】
一、人类生存空间的进化
人类生存空间的进化总是与科学知识的积累和技术的进步密切 相关。从有史以来到大约一个世纪以前，人类还仅能在两个物理域 上活动──陆地和海洋。在陆地上，因技术的进步产生了轮车、马 车乃至现代的主战坦克，人类才能充分开发和利用陆地。同样，技 术帮助人类建造了各式各样的船只，人类才能更加充分地开发和利 用海洋。1903 年，美国莱特兄弟首次试飞了完全受控、依靠自身动力、自身比空气重、持续滞空不落地的飞机（飞行者一号），从此人类 可以在天空中自由自在地飞翔，而且取得了显著的经济、社会效益， 尤其是它具有重大的军事意义。1957 年，随着第一颗人造地球卫星的发射，人类开始了向第四个物理域的开拓进取。尽管外太空的军 事和商业应用还不像航空那样随处可见，但它与军事作战以及其他 域的活动有着深刻而重要的联系。除以上四个物理域外，今天人类 又创造了第五个域 赛博空间。尽管赛博空间的商业价值已经非常巨大，但其军事意义要远远超过其商业价值。赛博空间作为一种新的作战领域，可以在该空间内进行激烈的对抗。赛博空间与传统的陆、海、空、天（外太空）等物理空间交织融合的作用已显露， 甚至赛博人工域的胜负对其他物理域的作战具有决定性作用。正如一位美国学者曾指出的：“21 世纪掌握制网权与 19 世纪掌握制海权、20 世纪掌握制空权一样具有决定意义。”人类生存空间的每一次拓展，不仅对军事理论产生极大的影响， 而且引发作战式样的重大变化，即作战环境的改变必然导致作战式样的变化。
二、新时代与新需求
在中国共产党的领导下，经过百年的拼搏和奋斗，今天的中国 已不再是任由西方列强恣意蹂躏、践踏的国家，我们已昂首挺胸迈进了中国特色社会主义新时代。正如习近平总书记在党的十九大报告中做出的重大判断：“经过长期努力，中国特色社会主义进入了新时代， 这是我国发展新的历史方位。”“中国特色社会主义进入新时代”的重大判断，以马克思主义时代观为理论指导，以党的十八大以来全方位的、开创性变革为现实依据，实现了马克思主义同中国实际相结合的历史性飞跃，深刻认识这一重大判断的科学性，对于准确把握当代中国的历史方位，以坚定自信的姿态开启新时代中国特色社会主义建设的伟大征程，具有重要意义。从中华民族复兴历史进程来看，中国特色社会主义进入新时代，意味着近代以来久经磨难的中华民族迎来了从站起来、富起来到强起来的伟大飞跃，迎来了实现中华民族伟大复兴的光明前景。从科学社会主义的发展进程看，中国特色社会主义进入新时代，意味着科学社会主义在 21 世纪的中国焕发出强大生机活力，在世界上高高举起了中国特色社会主义伟大旗帜。从人类历史进程看，中国特色社会主义进入新时代，意味着中国特色社会主义道路、理论、制度、文化不断发展，拓展了发展中国家走向现代化的途径，给世界上那些既希望加快发展又希望保持自身独立性的国家和民族提供了全新的选择，为解决人类问题贡献了中国智慧和中国方案。从中国近代史和世界历史来看，中国特设社会主义进入的新时代，是中国必将实现中华民族伟大复兴的伟大时代中国梦的新时代，是科学社会主义必将大放异彩的新时代，也是改革开放不断深入、富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国必将建成的新时代。
党的二十大报告明确指出：“中国式现代化，是中国共产党领 导的社会主义现代化。”党的性质宗旨、初心使命、信仰信念、政策主张决定了中国式现代化是社会主义现代化，而不是别的什么现代化。我们党始终坚守初心使命，矢志为中国人民谋幸福、为中华民族谋复兴，坚持把远大理想和阶段性目标统一起来，接续奋斗、艰苦奋斗、不懈奋斗。只有毫不动摇坚持党的领导，中国式现代化才能前景光明、繁荣兴盛；否则，中国式现代化会偏离航向、丧失灵魂，甚至犯颠覆性错误。党的二十大报告清晰地擘画了到 2035 年我国发展的目标要求，科学描绘了全面建成社会主义现代化强国、全面推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图。建设社会主义现代化国家是我党始终坚持的奋斗目标，一代接一代持续地推进，不断取得举世瞩目、彪炳史册的辉煌成就。将中国建设成为社会主义现代化强国，为人民大众谋取更大的福祉，离不开工业、农业和科学技术的现代化，当然也离不开国防和军队的现代化。国防和军队现代化本身是社会主义现代化的有机组成部分，先进的武器装备则是国防和军队现代化的基石。习近平总书记在党的二十大报告中将武器装备现代化作为国防和军队现代化的一项重要内容加以突出强调，凸显了武器装备现代化的重要地位。坚定不移地走中国特色的强军之路，把我军全面建成世界一流的军队，必须紧紧抓住武器装备现代化这个坚强支撑，坚持作战需求为根本牵引， 找准武器装备现代化建设的发力点，挖掘武器装备生成和提高战斗力的新增长点，着力打造与备战打仗、强军胜战相适应的武器装备体系。
三、新的挑战
当今时代，战争形态和制胜机理随时都会发生重大变化，网络、信息、体系及速度等逐渐成为新的制胜要素，“以快打慢、以明制盲、以精制粗、以远打近、以点瘫体”等已经成为现代战争的新规则。当前，作战概念研发越来越受到重视，已成为军事理论现代化的主要内容。研发新的作战概念，既是军事斗争准备的中心工作，也是作战理论研究最活跃的热点方向。
众所周知，武器装备是作战的物质基础。作战概念提升战斗力在物质层面落地的重要表现，就是牵引新武器装备的研发。作战概念可以通过重组已有武器装备、构建先进作战体系来挖掘现有武器装备的作战潜力。例如，隐身作战概念基于强对抗战场环境而提出，牵引了具备隐身性能的飞机、导弹和舰艇的研制。武器装备和作战样式的关系如同生产力和生产关系之间的关系，即武器装备决定作战样式。作战概念属理论创新，理论需要通过检验才能成立，并通过推广来发挥其效益。演习演练是检验作战概念的最好方式，而教育训练是作战概念转化为作战能力的必由之路。
在认真学习、努力思考和充分借鉴以往研制经验的基础上，笔者归纳了未来武器装备研制面临的挑战（不限于此）：①鉴于武器装备是军队现代化的重要标志、是军事斗争准备的重要基础、是国家安全和民族复兴的重要支撑、是国际战略博弈的重要砝码，必须把作战需求贯彻到武器装备研制生产全过程，始终瞄准明天的战争加快发展武器装备。②要着眼作战需求搞好装备发展论证，做到未来打什么仗就发展什么武器装备，确保研发和生产的武器装备适应能打仗、打胜仗的要求。要根据未来可能打什么仗、怎样打仗、跟谁打仗来考虑和安排武器装备的体系、规模、结构、性能、指标等。③要把武器装备研制同实战运用关联起来，建立健全武器装备信息反馈机制，根据武器装备在实战运用中暴露出的问题，及时加强和改进，努力实现研制和运用的有机统一。④武器装备是用来打仗的，必须放到军事训练水平中去，用最严苛的环境、最恶劣的条件去检验武器装备的性能。要加强武器装备体系化、常态化运用，在体系运用中检验性能、发掘潜能，搞好统筹协调和配套建设，推动武器装备的成建制成体系形成作战能力和保障能力。⑤要紧贴备战打仗要求，不断改进完善实战化训练考核指标，把武器装备的完好率与任务完成率有机结合起来，坚持以训促建、训用结合，把武器装备的生产与实战运用对接起来。⑥建立健全实战化考核体系，制定科学的试验方法、数据采集手段和评价标准，用贴近实战的方式，构建复杂电磁环境和气象地理环境，设置极限条件、边界条件和体系对抗条件下高逼真的考核环境，全面检验武器装备质量要求和各项性能指标。⑦未来的战争是多域协同的作战， 即跨越陆、海、空、天、赛博等物理域的联合作战，呈现出分布式部署、网络化链接、无人化集群、模块化组合和自适应重构等特点，对作战概念的研发不断提出新的要求，对新型武器装备的研制模式、组织形式、研发环境等提出新的要求。
四、应对策略
在多年的航天型号研制过程中，团队成员不断研究和应用系统工程、项目管理、产品设计 / 制造等学科知识，逐步积累形成了一套具有中国特色的航天型号研制模式、管理方法，以及相关的工程知 识。随着计算机、网络等技术发展，建模与仿真逐渐渗透到航天型号研制的各个领域、型号生命周期的各个阶段，逐步从单一学科走向多学科、从工程研制走向管理决策、从单一型号走向体系。实践证明， 建模与仿真已经成为解决预算缩减与军事斗争准备紧迫这一矛盾的有效途径。这些成果为后续的产品创新奠定了坚实的科学、技术和工具基础。
为了有效应对航天型号研制面临的新挑战，不仅需要从思想上给予高度重视，而且要站在系统的高度，制定应对策略，具体建议如下（但不限于）：
◆认真学习和消化理解项目集管理、系统工程、建模与仿真等学科的理念，充分认识三者融合的必要性和紧迫性，避免现阶段仍然存在独自发展的裂缝问题，使三者融合而形成涌现。
◆未来的战争是体系对体系的战争，需要改造现有数字化研制系统，构建满足体系建模与对抗仿真的集成环境，从体系对抗中推导出装备需求，支撑武器装备的需求论证。推动武器装备的成建制成体系形成作战能力和保障能力。
◆在装备研制和生产过程中密切关注实战需求，用装备研制全生命周期的数字化支撑装备的数字化，将装备研制、生产与实际运用对接起来，及时改进和解决遇到的运用问题，提高装备的质量。
◆面对昂贵的物理试验在次数和考核边界条件等局限，要充分利用建模与仿真技术，特别是 L（实况：Live）、V（虚拟： Virtual）、C（构造：Constructive）三类仿真的融合，实现有限资源 约束下，模拟最严苛的环境、最恶劣的条件下的装备训练，努力做到研制、训练、使用相结合。
针对极限条件、边界条件和体系对抗条件下高逼真的考核环境需求，构建复杂电磁环境和气象地理数字环境，支撑检验武器装备的试验方案设计，为武器装备质量要求和各项性能指标全面检验提供参考建议。
五、结束语
近年来，美军针对网络空间、电子空间推出了“赛博作战”、“认知电子战”、“云作战”等，这些作战概念表明美军已将作战空间从最初的空军和陆军的空、陆空间，演变为陆、海、空、天、电等多个空间。另一方面，美军作战概念中对作战形态的认知逐渐呈现出网络化、分布式、扁平化、平行化等特点。以“马赛克”为代表，美军将网络通信和分布式云作为作战的基本支撑，突出作战单元的分散和快速重组。今天，美军已经把全球陆、海、空、天、赛博各个域视为一个相互联系、相互作用的有机整体，对其战法设计、装备研发、武器采办、训练教育和体制改革等产生了重大影响。战争形态的转变对武器装备的研制不断提出新的需求。未来，随着网络与电磁、虚拟与物理、信息与认知等跨域融合技术的发展，以及其在军事领域的广泛深入应用，武器装备研制必然满足基于网络信息体系的多域融合、跨域攻防、虚实互动等的需要。
曾几何时，虚拟经济的呼声甚嚣尘上，实体制造业在互联网企 业裹挟资本的挤压下严重缩水。事实上，没有实体制造企业生产的网络基础设施，互联网公司拿什么构建互联网服务平台？实体制造业才是国民经济和国家安全的支柱，实体制造业的强弱标志着一个国家核心竞争力的强弱。我们必须时刻保持头脑清醒，武器装备制造业是实体制造业的重要成员，必须做大做强。只有武器装备制造业茁壮成长， 才能确保国家安全和领土完整，人民的幸福生活才能得到保障。
ISBN：9787515923673
作者：马玉萍, 王潇牧
出版社：中国宇航出版社
出版日期：2024-05-31
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