航空航天系統(tǒng)工程
[拼音]:hangkong hangtian xitong gongcheng
[外文]:aerospace systems engineering
航空工程和航天工程的組織管理技術(shù)。按照系統(tǒng)科學(xué)的思想,應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)、信息論和控制論的理論并以信息技術(shù)為工具組織和管理航空航天系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和應(yīng)用。航空航天系統(tǒng)工程的根本出發(fā)點(diǎn)在于以最少的代價(人力、物力、財(cái)力和時間)、最有效地利用最新科學(xué)技術(shù)成就、獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益并達(dá)到航空航天預(yù)期的目的。
系統(tǒng)工程的主要特點(diǎn)是系統(tǒng)思想方法定量化,也就是用數(shù)學(xué)方法定量地處理系統(tǒng)各組成部分的相互關(guān)系;同時以電子計(jì)算機(jī)作為運(yùn)算手段。在處理具有復(fù)雜關(guān)系的系統(tǒng)工程問題時電子計(jì)算機(jī)更是必不可少的工具。
航空航天系統(tǒng)工程是最早得到發(fā)展的系統(tǒng)工程。美國、蘇聯(lián)都已將系統(tǒng)工程原理用于航空航天工程。中國的航空航天工程在錢學(xué)森的指導(dǎo)下也已按系統(tǒng)工程的原則進(jìn)行組織和管理。航空航天系統(tǒng)是現(xiàn)代比較典型的復(fù)雜大系統(tǒng),例如,航天器發(fā)射時的大系統(tǒng)包括:航天器、運(yùn)載器、航天器發(fā)射場、分布在各地的航天測控系統(tǒng)(包括測控站、測量船、測量飛機(jī))、航天器回收設(shè)施、用戶臺站(網(wǎng))等。這些系統(tǒng)或設(shè)備本身也是復(fù)雜的體系,各由一些分系統(tǒng)和許多裝置組成。像這樣復(fù)雜的大系統(tǒng),每一個組成部分的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和應(yīng)用都需要有統(tǒng)一協(xié)調(diào)的技術(shù)要求,才能使全系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)轉(zhuǎn);對所有承擔(dān)研制的單位以統(tǒng)一的計(jì)劃和協(xié)調(diào)的程序進(jìn)行高度集中的調(diào)度,才能使研制工作處于最優(yōu)的管理狀態(tài),使研制費(fèi)用最少,時間最短。試驗(yàn)發(fā)射也是在同一個信息控制中心的統(tǒng)一指揮之下進(jìn)行的,各個臺、站要統(tǒng)一行動,各項(xiàng)工作要協(xié)調(diào)一致。完成這些艱巨而復(fù)雜的總體協(xié)調(diào)工作最科學(xué)的方法是系統(tǒng)工程的方法。
航空航天系統(tǒng)工程的方法包括:
(1)用指揮信息系統(tǒng)對航空航天工程實(shí)行科學(xué)的計(jì)劃管理。由電子計(jì)算機(jī)形成一個高效的數(shù)據(jù)庫,不斷將各項(xiàng)工作的歷史情況和最新進(jìn)度顯示出來,對經(jīng)常變動的計(jì)劃進(jìn)展情況進(jìn)行快速處理,使計(jì)劃管理人員及時掌握整個計(jì)劃的全面動態(tài),發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。對所采取的措施用網(wǎng)絡(luò)模型和電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬,預(yù)測措施的效果,為決策提供依據(jù),選擇最佳人力、物力和財(cái)力的調(diào)度方案。
(2)建立總設(shè)計(jì)師制度,由總體設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)──總體設(shè)計(jì)部對航空航天工程這種大規(guī)模社會勞動進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)管理(又稱技術(shù)協(xié)調(diào))。這個設(shè)計(jì)部由熟悉大系統(tǒng)各方面專業(yè)的技術(shù)人員組成,在總設(shè)計(jì)師的領(lǐng)導(dǎo)下,根據(jù)任務(wù)的要求用運(yùn)籌學(xué)的方法進(jìn)行系統(tǒng)的指標(biāo)論證、總體方案設(shè)想;進(jìn)行方案(包括技術(shù)途徑、經(jīng)濟(jì)性和可行性)論證、流程設(shè)計(jì)和系統(tǒng)環(huán)境分析,以確定總體方案;選擇總體參數(shù)和外形,確定系統(tǒng)的組成、功能和指標(biāo)分配,將各分系統(tǒng)結(jié)合成一個有機(jī)的整體,從整個大系統(tǒng)的要求出發(fā)提出各分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)要求(見飛行器設(shè)計(jì))。與此同時,擬定試驗(yàn)方案,進(jìn)行試驗(yàn)工作和使用方法的總體設(shè)計(jì),提出各種試驗(yàn)和使用設(shè)施的技術(shù)要求,或?qū)ΜF(xiàn)有試驗(yàn)和使用設(shè)施提出采用或改造的建議。在整個航空航天工程中,總體設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)各個分系統(tǒng)之間的矛盾和大系統(tǒng)試驗(yàn)的各項(xiàng)工作,并選擇解決的途徑。
(3)采用仿真模擬技術(shù),包括數(shù)字仿真和實(shí)物模擬。為了使系統(tǒng)方案最優(yōu)化和系統(tǒng)各組成部分協(xié)調(diào)一致,在方案論證和系統(tǒng)設(shè)計(jì)時需要進(jìn)行全系統(tǒng)的分析和綜合,利用計(jì)算機(jī)仿真和模擬技術(shù)來合理地選擇系統(tǒng)的參數(shù)和方案,對系統(tǒng)進(jìn)行工程分析、可靠性分析和預(yù)測。
- 參考書目
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- 錢學(xué)森等著:《論系統(tǒng)工程》,湖南科學(xué)技術(shù)出版社,長沙,1982。
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文章名稱:《航空航天系統(tǒng)工程》
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