系統(tǒng)工程實踐引發(fā)創(chuàng)新發(fā)展

文 | 本刊記者 石菲

系統(tǒng)工程實踐引發(fā)創(chuàng)新發(fā)展

文 | 本刊記者 石菲

系統(tǒng)工程從“系統(tǒng)思維”的視角出發(fā)，結構化剖析系統(tǒng)組成及元素之間的關系，提供覆蓋概念、開發(fā)、生產、使用、保障和退出全生命周期的可供裁剪的流程集，從一開始就將系統(tǒng)置于運行環(huán)境中，考慮與其他系統(tǒng)的相關性或相互作用，站在組織戰(zhàn)略和業(yè)務（任務）需要的大背景下，尋求從需要（問題空間）到需求（解決方案空間）的轉換圖像。隨著系統(tǒng)復雜性和組織復雜性的增加，基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）已是大勢所趨，成為當前國際航空航天和防務領域系統(tǒng)工程范式轉移的主流方向。2016年11月22日，聚焦“系統(tǒng)工程驅動創(chuàng)新與變革”、以“創(chuàng)新、變革、開放、共享”為宗旨的首屆國際系統(tǒng)工程協(xié)會（INCOSE）北京高峰論壇舉辦，此次會議由國際系統(tǒng)工程協(xié)會北京分會發(fā)起，由中航工業(yè)信息技術中心、清華大學工業(yè)工程系、中國航空研究院共同承辦。

來自中航工業(yè)、中國航發(fā)、中國商飛、航天、船舶、電子等各工業(yè)領域，以及清華大學、賽迪研究院等高校、研究機構和政府部門的150余人共聚一堂，分享全球系統(tǒng)工程知識體系與應用實踐。

面對更加復雜的系統(tǒng)

中航工業(yè)副總經理/CIO、中國航空研究院院長、INCOSE北京分會主席張新國作大會主旨報告，闡述復雜航空系統(tǒng)和復雜系統(tǒng)工程協(xié)同演進，指出航空系統(tǒng)的復雜性呈指數(shù)增長，傳統(tǒng)的基于文檔的系統(tǒng)工程難以應對系統(tǒng)復雜性的嚴峻挑戰(zhàn)，其“分而治之”的方法論也不再適用，應以系統(tǒng)視角審視系統(tǒng)的涌現(xiàn)性，建立從面向運行的需求域到面向功能和實現(xiàn)的解決方案域的創(chuàng)新通道，在從傳統(tǒng)的基于文檔的系統(tǒng)工程向基于模型的系統(tǒng)工程的范式轉移中，基于統(tǒng)一建模和聯(lián)合仿真的虛擬集成環(huán)境將徹底解決方法、流程、工具碎片化的弊端，其“先治后分”的新方法使早期就開始持續(xù)的驗證成為可能，并能在日漸復雜的系統(tǒng)工程流程甚至系統(tǒng)全生命周期中確保需求的可追溯性；指出未來系統(tǒng)工程方法將向支持賽博-物理系統(tǒng)（CPS）開發(fā)、基于知識建模的具有智能特征的方向邁進，以架構為中心、模型為驅動將成為復雜系統(tǒng)數(shù)字線索的核心。同時，詳細介紹了中航工業(yè)兩化深度融合推進的基本方法論，以及在與國際學術組織、全球先進工業(yè)方案提供商的多層次、多維度合作中，建立知識共享、能力轉移的開放技術支持體系，通過方法導航、示范驗證和工程推廣的成熟路徑帶動工業(yè)知識內生鏈路的形成；指出基于模型的系統(tǒng)工程的有序、持續(xù)推進將成為中航工業(yè)研制模式轉型的關鍵驅動力和落實創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。

中國科學院自動化研究所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室主任、中國自動化學會副理事長兼秘書長王飛躍在“系統(tǒng)工程5.0: 基于ACP和CSP的平行智能系統(tǒng)工程體系”的報告中提出，ACP方法的核心是人工系統(tǒng)建模、計算實驗分析、平行執(zhí)行控制；人工系統(tǒng)以虛擬資源換取實際效益，是軟件定義的系統(tǒng)（Software-Defined Systems, SDS）；系統(tǒng)軟件化將是系統(tǒng)工程5.0時代的核心技術，可方便地將人與社會的因素納入系統(tǒng)流程的建模與行為分析之中，靈活處理各類物理社會網絡系統(tǒng)（Cyber-Social-Physical, CSP）問題。系統(tǒng)工程5.0就是以CSP為基礎，以平行系統(tǒng)為方法，以軟件定義的系統(tǒng)為手段，綜合集成解決復雜系統(tǒng)的時代，即：SE 5.0 = ACP + CSP + SDS。

Alan HardingINCOSE主席

張新國中航工業(yè)副總經理/ CIO、中國航空研究院院長、INCOSE北京分會主席

郭寶柱國家航天局原副局長、國際宇航科學院院士

王飛躍中國科學院自動化研究所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室主任、中國自動化學會副理事長兼秘書長

嬴淑嫻中國商用飛機有限責任公司系統(tǒng)集成總師、國際航空科學委員會主席

中國商用飛機有限責任公司系統(tǒng)集成總師、國際航空科學委員會（ICAS）主席嬴淑嫻帶來國際航空科學理事研討會的綜合報告：“航空復雜系統(tǒng)集成”，這是一個源自國際航空科學理事研討會上關于航空復雜系統(tǒng)集成的綜合報告，闡述了研討會上針對架構和基于模型的系統(tǒng)工程兩大公共問題的背景、見解、新方向和建議及所討論的結果，提出應對航空復雜系統(tǒng)集成問題的方法和建議。

系統(tǒng)工程師應對未來挑戰(zhàn)

人才培養(yǎng)是系統(tǒng)工程發(fā)揚壯大的重要一環(huán)，在培養(yǎng)合格的系統(tǒng)工程師方面，INCOSE 主席Alan Harding作為國際系統(tǒng)工程領域卓越的領導者，專程出席會議并作題為“培養(yǎng)未來的系統(tǒng)工程師”的大會報告，基于INCOSE系統(tǒng)工程2025發(fā)展愿景，闡明在一個更加關聯(lián)的世界中復雜系統(tǒng)持續(xù)面臨的挑戰(zhàn)和系統(tǒng)工程所面臨的挑戰(zhàn)；指出系統(tǒng)工程師在成功交付滿足所有利益攸關者需要的系統(tǒng)中所起的關鍵作用；并就系統(tǒng)工程的要求、未來的系統(tǒng)工程師所必需的能力框架、INCOSE在專業(yè)化人才開發(fā)和教育方面開展的計劃（特別是系統(tǒng)工程師認證）、以及如何幫助他們應對未來的挑戰(zhàn)等方面的議題進行深入探討。

清華大學工業(yè)工程系系主任助理、博士生導師、運籌學與服務科學研究室主任李樂飛介紹了INCOSE北京與中國系統(tǒng)工程教育、國際系統(tǒng)工程教育現(xiàn)狀以及北京分會在新的階段將發(fā)揮的引領作用。分享了清華大學與中航工業(yè)攜手推進系統(tǒng)工程教育的舉措，包括在INCOSE北京分會的支持下，逐漸建立系統(tǒng)工程培訓體系化、規(guī)模化的人才培養(yǎng)機制；在科技部21世紀議程管理中心創(chuàng)新方法專項支持下，聯(lián)合開展系統(tǒng)工程教育體系設計，初步完成多模式的全生涯系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)體系的框架設計，部分課程已投入實踐。并結合INCOSE新的愿景和使命，提出對系統(tǒng)工程教育的發(fā)展設想。

Dale Miller昂際航電工程部副總裁

Benjamin Lawler工具架構師

李樂飛清華大學工業(yè)工程系系主任助理、博士生導師、運籌學與服務科學研究室主任

Victor YeeIBM大中華區(qū)Watson物聯(lián)網事業(yè)部資深專家

從中國制造到世界共識

對于中國來說，航天領域的系統(tǒng)工程一直在持續(xù)發(fā)展、成長之中。國家航天局原副局長、國際宇航科學院院士郭寶柱分享了中國航天系統(tǒng)工程方法，指出盡管中國航天管理體制歷經調整變化，型號任務不斷更新?lián)Q代，而以強調總體為核心的系統(tǒng)工程方法一直是中國航天型號研制與管理實踐不變的主旋律，是航天領域彈、箭、星、船研制成功的保證，中國航天系統(tǒng)工程是系統(tǒng)觀點和方法在工程技術領域的應用，強調工程專業(yè)的總體集成，以及在系統(tǒng)生命周期反復迭代使用的分析-設計-試驗過程；總體設計負責任務和需求分析，頂層系統(tǒng)方案設計，功能、性能分配，接口協(xié)調以及系統(tǒng)集成和試驗。

昂際航電工程部副總裁Dale Miller和工具架構師Benjamin Lawler在題為“下一代航空電子系統(tǒng)架構設計——利用MBSE優(yōu)化基于IMA的航電”的報告中指出了基于模型的系統(tǒng)工程對IMA開發(fā)的重要性。并結合工程實踐進行了基于模型的系統(tǒng)工程的經驗分享，提出要充分發(fā)揮基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）的效能，克服其帶來的挑戰(zhàn)。

IBM大中華區(qū)Watson物聯(lián)網事業(yè)部資深專家Victor Yee分享了IBM在中國基于模型的系統(tǒng)工程應用與最佳實踐，指出模型在系統(tǒng)工程中呈現(xiàn)出越來越大的價值，但需要復雜系統(tǒng)的開發(fā)人員通過流程規(guī)劃、培訓、咨詢指導方能得以有效應用，如何將行業(yè)標準融入到最佳實踐中并樹立符合行業(yè)標準和規(guī)約的治理目標尤為重要。并回顧了IBM與中航工業(yè)建立戰(zhàn)略合作伙伴關系、共建中航工業(yè)系統(tǒng)工程信息化推進卓越中心（CoE）、雙方通過提升CoE能力建設共同推進MBSE應用的探索歷程，分享了在此過程中IBM和中航工業(yè)所取得的成就和經驗。

當今，中國正在加速融入世界，“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”是中國新的發(fā)展觀。中國與世界相互對視、了解的每一個機會都變得十分重要。首屆國際系統(tǒng)工程協(xié)會北京高峰論壇面向系統(tǒng)工程理論研究和工程應用，為中國學術界和工程界提供了解全球系統(tǒng)工程知識體系構建和領先實踐發(fā)展趨勢的機會，為教育、工業(yè)領域提供系統(tǒng)工程方法論和最佳實踐經驗共享、共建的平臺，并以全新的姿態(tài)和更加主動的方式融入國際系統(tǒng)工程研究和應用體系，致力于為中國創(chuàng)新和中國制造贏得世界共識，為“推動中國制造向中國創(chuàng)造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變”，為中國工業(yè)轉型發(fā)展提供創(chuàng)新動力。