- 科学出版社
- 9787030863997
- 1版
- B5
- 2026-06
作者简介
内容简介
本书系统阐述了系统工程理论及其在民用飞机研制中的应用方法，重点介绍了基于模型的系统工程在需求捕获、功能建模、架构设计、过程管理、集成平台建设和试飞优化等环节中的工程实践。全书结合民机复杂系统研发特点，梳理系统生命周期流程，介绍MBSE方法论、建模语言、工具平台及典型应用案例，构建了从理论方法到工程实施的完整知识体系。
目录
目录
序
前言
第1章 系统工程概念与发展 1
1.1 系统科学与思维 1
1.1.1 系统的定义与相关概念 1
1.1.2 系统科学 3
1.1.3 系统思维 4
1.2 系统工程的定义及内涵 12
1.3 系统工程的发展及演变 14
1.4 系统工程的应用与价值 16
1.5 本章小结 17
第2章 系统工程生命周期 18
2.1 引言 18
2.2 一般生命周期特性 18
2.3 典型生命周期阶段 20
2.3.1 概念阶段 20
2.3.2 开发阶段 21
2.3.3 生产阶段 21
2.3.4 使用阶段 22
2.3.5 支持阶段 22
2.3.6 退役阶段 22
2.4 生命周期模型方法 23
2.4.1 顺序式方法 24
2.4.2 增量式方法 26
2.4.3 演进式方法 28
2.5 本章小结 28
第3章 民机的系统生命周期流程 29
3.1 面向民机研制的系统生命周期分类 29
3.1.1 协议流程 29
3.1.2 组织项目赋能流程 30
3.1.3 技术管理流程 31
3.1.4 技术流程 32
3.2 业务或任务分析 33
3.2.1 流程概述 33
3.2.2 流程活动 33
3.3 利益相关方需要和需求定义 36
3.3.1 流程概述 37
3.3.2 流程活动 38
3.4 系统需求定义 43
3.4.1 流程概述 43
3.4.2 流程活动 44
3.5 系统架构定义 45
3.5.1 流程概述 46
3.5.2 流程活动 46
3.6 设计定义 49
3.6.1 流程概述 49
3.6.2 流程活动 50
3.7 系统分析 52
3.7.1 流程概述 52
3.7.2 流程活动 53
3.8 实施流程 54
3.8.1 流程概述 54
3.8.2 流程活动 54
3.9 集成流程 55
3.9.1 流程概述 55
3.9.2 流程活动 56
3.10 验证流程 57
3.10.1 流程概述 57
3.10.2 流程活动 57
3.11 确认流程 61
3.11.1 流程概述 61
3.11.2 流程活动 62
3.12 本章小结 65
第4章 基于模型的系统工程 66
4.1 MBSE的定义与内涵 66
4.2 MBSE方法论 67
4.2.1 面向对象的系统工程方法 67
4.2.2 Harmony-SE方法论 71
4.2.3 系统工程的统一过程 78
4.2.4 Vitech MBSE方法论 79
4.2.5 状态分析法 82
4.2.6 Arcadia方法论 85
4.2.7 Magic Grid方法论 90
4.3 MBSE建模语言 92
4.3.1 建模语言的分类 93
4.3.2 主流建模语言分析 94
4.3.3 建模语言间的联系与区别 101
4.3.4 发展脉络与演变趋势 102
4.4 MBSE建模工具 103
4.5 本章小结 104
第5章 基于MBSE 的民机设计系统工程方法 105
5.1 基于DoDAF改进的Harmony-SE方法论 105
5.1.1 需求捕获 106
5.1.2 需求分析 107
5.1.3 功能分析 108
5.1.4 设计综合 109
5.2 基于多视角的民机正向设计建模方法 112
5.2.1 基于多视角的架构分析建模方法 114
5.2.2 基于多视角的正向设计建模流程 115
5.2.3 舱压控制系统建模实例 122
5.3 本章小结 133
第6章 民机需要/需求捕获及分析方法 134
6.1 民机领域内利益相关方基本概念 134
6.1.1 民用航空运输系统的组成 134
6.1.2 民用航空利益相关方概念 135
6.1.3 民机的利益相关方模型 135
6.1.4 民机利益相关方定义的三维模型 138
6.1.5 民机利益相关方的定义原则 139
6.2 民机典型利益相关方需要的初步分析 141
6.2.1 基于全任务场景的民机利益相关方分析 141
6.2.2 基于民机典型场景的利益相关方需要分析 142
6.3 民机典型利益相关方需要的取样方法 144
6.3.1 民机需要捕获方法 144
6.3.2 民机需要的数据采集方法 145
6.3.3 基于正交设计的民机需要的多阶段抽样方法 146
6.4 民机典型利益相关方需要的层次分类方法 147
6.4.1 民机顶层飞机级需要 147
6.4.2 民机功能系统级需要 147
6.4.3 民机需要层次分类表 147
6.5 民机典型利益相关方需要的优先级评估方法 152
6.5.1 基于层次分析法的优先级评估 155
6.5.2 民机底层需要的筛选及精化 156
6.6 本章小结 159
第7章 民机功能结构构建方法 160
7.1 相关概念及内涵 160
7.1.1 设计的一般过程 161
7.1.2 功能本体 162
7.1.3 功能概念 163
7.1.4 状态概念 164
7.1.5 行为概念 165
7.1.6 作用概念 166
7.1.7 功能动词及分类 166
7.2 基于功能流的飞机级功能表达 169
7.2.1 功能流概念框架 169
7.2.2 功能表达概述 170
7.2.3 SAE ARP4754A功能表达框架 170
7.2.4 基于功能流的飞机级功能表达 172
7.2.5 面向场景的飞机功能表达 177
7.3 飞机功能分解与功能结构 179
7.3.1 功能关系分析 179
7.3.2 功能分解的内涵 180
7.3.3 将功能分解为子功能 181
7.3.4 功能分解方法 182
7.4 本章小结 183
第8章 民机功能分析方法 184
8.1 民机级功能定义 184
8.2 民机功能建模方法 186
8.2.1 单功能建模 186
8.2.2 功能流框图方法 186
8.2.3 IDEF0方法 187
8.2.4 基于功能方法树的功能建模方法 190
8.2.5 基于State-Behavior-Function模型的功能建模方法 192
8.2.6 基于SysML模型的功能建模方法 194
8.2.7 功能基方法 200
8.3 民机功能接口设计 201
8.3.1 功能接口概念 201
8.3.2 功能接口分类 202
8.3.3 接口控制文件 203
8.3.4 功能接口定义过程 203
8.3.5 功能接口表示方法 205
8.4 本章小结 207
第9章 民机研制过程管理方法 208
9.1 引言 208
9.2 民机研制过程概述 209
9.3 基于模型的民机研制整体框架规划 209
9.4 民机基于MBSE 的MBPLM方法 212
9.4.1 建立民机研制的过程模型 213
9.4.2 过程模型的语义结构定义 213
9.4.3 过程模型的类定义 215
9.4.4 民机研制MBPLM基本流程 216
9.4.5 系统建模过程分析、执行与评估 218
9.4.6 典型系统过程与异同构模型管理 221
9.5 本章小结 222
第10章 民机MBSE 集成平台设计 223
10.1 引言 223
10.2 民机MBSE研发流程 224
10.3 民机MBSE集成平台架构设计 226
10.4 集成平台设计案例 227
10.4.1 平台交互数据格式设计 229
10.4.2 集成平台交互逻辑设计 233
10.5 本章小结 242
参考文献 243
序
前言
第1章 系统工程概念与发展 1
1.1 系统科学与思维 1
1.1.1 系统的定义与相关概念 1
1.1.2 系统科学 3
1.1.3 系统思维 4
1.2 系统工程的定义及内涵 12
1.3 系统工程的发展及演变 14
1.4 系统工程的应用与价值 16
1.5 本章小结 17
第2章 系统工程生命周期 18
2.1 引言 18
2.2 一般生命周期特性 18
2.3 典型生命周期阶段 20
2.3.1 概念阶段 20
2.3.2 开发阶段 21
2.3.3 生产阶段 21
2.3.4 使用阶段 22
2.3.5 支持阶段 22
2.3.6 退役阶段 22
2.4 生命周期模型方法 23
2.4.1 顺序式方法 24
2.4.2 增量式方法 26
2.4.3 演进式方法 28
2.5 本章小结 28
第3章 民机的系统生命周期流程 29
3.1 面向民机研制的系统生命周期分类 29
3.1.1 协议流程 29
3.1.2 组织项目赋能流程 30
3.1.3 技术管理流程 31
3.1.4 技术流程 32
3.2 业务或任务分析 33
3.2.1 流程概述 33
3.2.2 流程活动 33
3.3 利益相关方需要和需求定义 36
3.3.1 流程概述 37
3.3.2 流程活动 38
3.4 系统需求定义 43
3.4.1 流程概述 43
3.4.2 流程活动 44
3.5 系统架构定义 45
3.5.1 流程概述 46
3.5.2 流程活动 46
3.6 设计定义 49
3.6.1 流程概述 49
3.6.2 流程活动 50
3.7 系统分析 52
3.7.1 流程概述 52
3.7.2 流程活动 53
3.8 实施流程 54
3.8.1 流程概述 54
3.8.2 流程活动 54
3.9 集成流程 55
3.9.1 流程概述 55
3.9.2 流程活动 56
3.10 验证流程 57
3.10.1 流程概述 57
3.10.2 流程活动 57
3.11 确认流程 61
3.11.1 流程概述 61
3.11.2 流程活动 62
3.12 本章小结 65
第4章 基于模型的系统工程 66
4.1 MBSE的定义与内涵 66
4.2 MBSE方法论 67
4.2.1 面向对象的系统工程方法 67
4.2.2 Harmony-SE方法论 71
4.2.3 系统工程的统一过程 78
4.2.4 Vitech MBSE方法论 79
4.2.5 状态分析法 82
4.2.6 Arcadia方法论 85
4.2.7 Magic Grid方法论 90
4.3 MBSE建模语言 92
4.3.1 建模语言的分类 93
4.3.2 主流建模语言分析 94
4.3.3 建模语言间的联系与区别 101
4.3.4 发展脉络与演变趋势 102
4.4 MBSE建模工具 103
4.5 本章小结 104
第5章 基于MBSE 的民机设计系统工程方法 105
5.1 基于DoDAF改进的Harmony-SE方法论 105
5.1.1 需求捕获 106
5.1.2 需求分析 107
5.1.3 功能分析 108
5.1.4 设计综合 109
5.2 基于多视角的民机正向设计建模方法 112
5.2.1 基于多视角的架构分析建模方法 114
5.2.2 基于多视角的正向设计建模流程 115
5.2.3 舱压控制系统建模实例 122
5.3 本章小结 133
第6章 民机需要/需求捕获及分析方法 134
6.1 民机领域内利益相关方基本概念 134
6.1.1 民用航空运输系统的组成 134
6.1.2 民用航空利益相关方概念 135
6.1.3 民机的利益相关方模型 135
6.1.4 民机利益相关方定义的三维模型 138
6.1.5 民机利益相关方的定义原则 139
6.2 民机典型利益相关方需要的初步分析 141
6.2.1 基于全任务场景的民机利益相关方分析 141
6.2.2 基于民机典型场景的利益相关方需要分析 142
6.3 民机典型利益相关方需要的取样方法 144
6.3.1 民机需要捕获方法 144
6.3.2 民机需要的数据采集方法 145
6.3.3 基于正交设计的民机需要的多阶段抽样方法 146
6.4 民机典型利益相关方需要的层次分类方法 147
6.4.1 民机顶层飞机级需要 147
6.4.2 民机功能系统级需要 147
6.4.3 民机需要层次分类表 147
6.5 民机典型利益相关方需要的优先级评估方法 152
6.5.1 基于层次分析法的优先级评估 155
6.5.2 民机底层需要的筛选及精化 156
6.6 本章小结 159
第7章 民机功能结构构建方法 160
7.1 相关概念及内涵 160
7.1.1 设计的一般过程 161
7.1.2 功能本体 162
7.1.3 功能概念 163
7.1.4 状态概念 164
7.1.5 行为概念 165
7.1.6 作用概念 166
7.1.7 功能动词及分类 166
7.2 基于功能流的飞机级功能表达 169
7.2.1 功能流概念框架 169
7.2.2 功能表达概述 170
7.2.3 SAE ARP4754A功能表达框架 170
7.2.4 基于功能流的飞机级功能表达 172
7.2.5 面向场景的飞机功能表达 177
7.3 飞机功能分解与功能结构 179
7.3.1 功能关系分析 179
7.3.2 功能分解的内涵 180
7.3.3 将功能分解为子功能 181
7.3.4 功能分解方法 182
7.4 本章小结 183
第8章 民机功能分析方法 184
8.1 民机级功能定义 184
8.2 民机功能建模方法 186
8.2.1 单功能建模 186
8.2.2 功能流框图方法 186
8.2.3 IDEF0方法 187
8.2.4 基于功能方法树的功能建模方法 190
8.2.5 基于State-Behavior-Function模型的功能建模方法 192
8.2.6 基于SysML模型的功能建模方法 194
8.2.7 功能基方法 200
8.3 民机功能接口设计 201
8.3.1 功能接口概念 201
8.3.2 功能接口分类 202
8.3.3 接口控制文件 203
8.3.4 功能接口定义过程 203
8.3.5 功能接口表示方法 205
8.4 本章小结 207
第9章 民机研制过程管理方法 208
9.1 引言 208
9.2 民机研制过程概述 209
9.3 基于模型的民机研制整体框架规划 209
9.4 民机基于MBSE 的MBPLM方法 212
9.4.1 建立民机研制的过程模型 213
9.4.2 过程模型的语义结构定义 213
9.4.3 过程模型的类定义 215
9.4.4 民机研制MBPLM基本流程 216
9.4.5 系统建模过程分析、执行与评估 218
9.4.6 典型系统过程与异同构模型管理 221
9.5 本章小结 222
第10章 民机MBSE 集成平台设计 223
10.1 引言 223
10.2 民机MBSE研发流程 224
10.3 民机MBSE集成平台架构设计 226
10.4 集成平台设计案例 227
10.4.1 平台交互数据格式设计 229
10.4.2 集成平台交互逻辑设计 233
10.5 本章小结 242
参考文献 243
