提升系统工程能力实现航空工业强国之梦

朱亮

结合对世界航空工业发展客观规律的认识、对我国航空工业发展以往经验的总结、以及对当前我国航空工业发展面临挑战的分析，要建立和发展我国航空工业的核心能力，我国政府相关主管部门和相关企业应以大力发展和迅速提升系统工程能力为基础。

一、发展和提升系统工程能力是保障型号成功、实现产业成功的内在要求

系统工程的起源没有特定的日期，系统工程的定义至今没有统一答案。引用“两弹一星”元勋钱学森对系统工程的阐述：如果把极其复杂的研制对象称为系统，系统工程则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。

系统工程作为一门学科，有别于气动、结构、机械、电子等工程学科的地方在于：第一，系统工程不仅关注系统本身，也关注系统与其它系统和环境的相互作用；不仅关注系统本身的工程设计和实现，也关注那些制约设计和实现的外部因素；第二，系统工程不仅优化各专业工程专家提供的系统各特定特性部件，更要获得最好的系统行为能力；第三，系统工程在寻求系统解决方案的同时必须充分考虑时间、成本和进度，在实现与资源之间寻求正确或适当的平衡。

正是因为系统工程的特点和重要作用，使得航空产品制造企业自觉的将系统工程能力作为一项核心能力，不断加以提升和完善。事实上，系统工程方法论的发生和发展就是与航空航天的实践紧密结合在一起的。

二、发展和提升系统工程能力是满足适航标准、确保适航取证的内在要求

适航指航空器能在预期的环境中安全飞行（包括起飞和着陆）的固有品质，这种品质可以通过合适的维修而持续保持。航空工业发展的百年之中，为了保障公众安全和利益，航空适航管理形成了完善并强制执行的法规体系和管理机制，覆盖了民用航空产品设计、制造、维修和使用全过程，也覆盖了相关从业的个人和组织。

需要特别指出的是，美国等适航管理当局针对适航管理的特点和需求，对航空企业研发、生产能力提出极高的要求：第一，民用航空产品的需求来源至少包括两大部分，即适航的强制性要求和客户的非强制性要求，这两者是密不可分的，不是独立存在的。第二，适航管理当局在对民用航空企业能力认定目的还在于通过认定，使得到能力认定的企业可以获得更多的自主权和独立性，在仍能确保适航要求和责任得到充分落实的前提下，利用有限的适航管理资源获得最高的适航管理效率。

三、发展和提升系统工程能力是遵循产业规律、贯彻持续安全的内在要求

世界航空工业经过百年的发展和实践，形成了符合自身行业特点的发展规律，并且总结归纳了一整套完善和数量庞大的行业标准。而有关商用飞机及系统研发的行业标准则以美国汽车工程师协会（SAE）颁布的《民用飞机及系统研发指南》最为重要，这份文件提供了研发民用飞机和系统的过程。

系统工程的理论研究和工业实践走在最前列的是航空航天等军事、防务工程。作为国家军事政策制定部门以及航空防务产品的采购和使用部门，美国国防部非常重视有关系统工程的标准制定工作，围绕系统工程建立了完善的标准体系。例如美军标MIL-STD 499最早颁布于1969年，是世界上第一份完善的系统工程标准。1974年该标准升级到MIL-STD 499A。但美国军方综合考虑各方因素后选择了更具通用性和安全性的商用系统工程标准EIA-632和IEEE1220，并以此对军工产品承包商提出要求。

为规范我国的军用航空研制工程，有关主管部门1995年就明文规定航空产品的研制分为论证阶段、方案阶段、工程研制阶段、设计定型阶段、生产定型阶段，其中工程研制阶段细分为初样阶段和正样阶段。对于每个阶段工作需要按照国务院和中央军委2010年582号令《武器装备质量管理条例》的要求进行工作和责任划分。

我国军用标准在系统工程方面最顶层的文件是GJB8113-2013《武器装备研制系统工程通用要求》，这份标准发布于2013年7月10日，2013年10月1日正式实施。属于系统工程标准体系的文件还有许多。这些标准基本都沿用了美国的军用标准体系或者商用标准体系。

为发展和提升系统工程能力，尽快提升我国航空工业研发、生产的整体水平，拉近与欧美发达国家的差距，根据当前我国的能力现状和实际情况，急需解决以下几项突出问题。

一是需要迅速和普遍提高对系统工程的理解和认识，普及系统工程教育。

系统工程不解决复杂系统研发中的任何单个专业问题，但是解决复杂系统研发中的整体问题。尽管我国不缺乏系统工程的哲学思想，但是两大主因限制了系统工程理论和方法在我国军用和商用航空工业领域的推广、普及和应用。其一，我国航空工业的历史原因造成未能将研发和设计作为整个工业活动流程的龙头，其表现是偏重生产或仿制现有产品，轻视设计和研发，而系统工程的重要作用恰恰体现于研发和设计过程之中。其二，作为系统工程的一个重要方面是创新，要取得项目成功、产品具有竞争力并保持多年使用寿命条件，必然会在某些关键子系统或部件采用最新的先进技术，而规避和降低这些新技术造成的技术风险正是系统工程的主要职责之一。其三，当今世界的国际竞争是综合实力的竞争，根据维基百科2012年4月30日的最新数据，全球提供系统工程学历教育的高校和机构美国约75个、英国15个、法国12个、德国5个、加拿大8个、巴西3个，中国大陆1个、中国香港1个。这个数据从一个侧面反映系统工程教育的普及层度与其国家的工业化发达程度基本匹配。

我国已经将自主创新、建设创新型国家作为提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略举措，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》也已确定多项重大科技专项，为实现这些专项，迅速普及系统工程教育已显得尤为重要。

二是需要注重和加强对系统工程实践经验的积累。

对于军用、商用航空工业这种以科学为基础的技术领域，尽管技术能力的进步可以通过技术学习获得，但应当看到技术知识的重要组成部分仍然是缄默的，仍然必须通过研发的经验来掌握。事实证明，航空工业企业培养一名系统工程师约需25年左右的时间，系统工程师的数量和质量将对企业的生存和发展起到至关重要的作用，作为航空工业企业在培养企业人才的同时，更重要就是注重和加强对系统工程实践经验的总结和积累。

三是需要加快国内相关工业标准体系的建立，以规范和支持系统工程活动。

基于工业实践的充分总结、理解和认识，欧美发达国家非常重视工业标准、指导手册的建设和颁布。以系统工程相关的工业标准、行业标准、指导手册为例，美国国防部（DOD）颁布的《国防采办指南》、美国航空航天局（NASA）颁布的《系统工程手册》、国际系统工程委员会（INCOSE）颁布的《系统工程手册》、美国民用航空局（FAA）颁布的《国家空天计划-系统工程手册》、美国电子工业联盟（EIA）颁布的《系统设计过程》等等。同时，作为支撑系统工程管理体系的还包括构型管理、技术评审与审核、风险管理等等完善而庞大的标准体系。

当前我国军用、商用航空工业产品研发和适航审定的工程实践经验表明，由于缺乏必要的工业标准和指导手册进行规范和支撑，给许多项目研发和取证工作造成很大阻碍，因此需要加快国内相关工业标准体系的建立，从而规范和支持军用商用航空工业产品研发活动。

四是需要加强系统工程相关学科的建设，加强相关理论与方法的研究。

与欧美发达国家相比我国在系统工程学科领域的研究基础非常薄弱，因此需要加强系统工程相关学科的建设，加强相关理论与方法的研究。

在开展研究的过程中，不能照搬国外的研究成果，因为国外有些学科不能直接应用于解决我国的实际问题，如需求工程（Requirement Engineering）。需求工程研究的出发点主要针对西方用户，适用语言主要为英语。那么随着我国工业化发展的需要，如何基于我国用户的使用要求、汉语语言的特点等进行需求分析，是一项极具挑战的研究课题。再则越来越复杂的产品需求和越来越激烈的产品竞争，已经使现有的系统工程模式面临重大挑战，传统的系统工程理念已经越来越不能适应如今多维度、高动态、高风险、高复杂性的大型综合化项目。国外已经针对这些问题展开积极的探索，我们在研究和实践中既不能冒进，也不能忽视变革的存在性。

中国在发展军用、商用航空工业产业面临巨大的困难和挑战，但只要树立正确的目标，坚持实事求是的精神，努力进取、开拓创新，强国梦终将实现。

（作者单位：中航工业信息技术中心）