关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文

关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文（共6篇）

篇1：关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文

1引言

航天器研制是一项多学科、多专业相结合的大型系统工程，具有技术难度大、投入资金多、质量与可靠性要求高、协作单位多、研制风险高和管理难度大等特点。我国航天工业经过几十年的发展，逐步形成了一套独具特色的航天器研制系统工程管理模式。近年来，随着一批重大工程的启动，航天器研制出现了一些新的特点：①研制数量大幅增加，研制周期不断缩短;②性能指标要求不断提升，新产品、新技术不断涌现;③多产品并举，大规模协同，耦合关系复杂。

传统的航天器研制模式都是基于文档的，但由于航天器研制是一项涉及多学科融合的系统工程，不同设计人员所关注的领域不同，从文档中读取信息很容易产生理解的不一致性，在产品设计过程中经常出现反复迭代修改等情况。虽然近年来，已从过去的纸质形式转换为电子形式，但并未从根本上改变这一状况。

2MBSE的内涵

在INCOSE发布的2020年远景规划中，MBSE成为系统工程未来发展的重要方向。根据规划，MBSE主要经过3个阶段，2010年实现MBSE的标准化，2010-2020年是MBSE理论体系走向成熟化阶段，在系统的架构模型中集成分析、仿真、可视化，并定义出完善的MBSE理论体系，到2025年，在各个领域应用MBSE方法。

最早提出MBSE概念的INCOSE给出了如下定义：

“基于模型的系统工程是通过形式化的建模手段，从概念设计阶段开始就能够支持系统需求、设计、分析、验证和确认等活动，并持续贯穿整个开发过程和后续的生命周期阶段”。

3MBSE在航天器研制中的研究与实践

3.1航天器研制过程中对MBSE理论的创新与发展

在继承国外实践成果的基础上，结合我国航天器研制的具体情况，对MBSE理论进行创新与发展。

1)通过主模型贯穿于产品全生命周期

虽然从定义中，指出MBSE贯穿于整个产品研制的全过程，但就目前而言，在国内外的相关研究和实践中，MBSE的应用范围仅局限在产品的系统设计阶段(即方案设计阶段)。在该阶段，通过系统建模语言(SysML)来支持产品设计初期阶段的需求、功能和结构等过程的建模。但在后续的详细设计阶段，各个学科之间就完全割裂开来，此时SysML已无法适用。

2)融入“模型驱动”的思想

MBSE虽然是通过模型的不断演化、迭代来实现产品设计，但MBSE仍然存在着不足：①建模工作量繁重，几乎所有的建模过程均需要手工完成，对建模的自动化和智能化支持较少;②建模质量无法保证，由于建模需要手工完成，建模质量的高低依赖于设计人员的经验，建模质量无法保证;③建模的效率低，尤其对于航天器这种大型复杂产品的建模，建模数量多，类型复杂，建模效率很低。

在现有的MBSE体系基础上，融入“模型驱动”的思想，实现由MBSE向模型驱动的系统工程(Model-DrivenSystemEngineering，MDSE)转变。两者之间的区别为MBSE是通过“人工”驱动建模，而MDSE是通过“模型”智能化驱动建模，即利用现有的经验知识，通过有效的推理策略进行知识推理，自动化、智能化地实现相关模型的推理，并进一步生成模型，以达到减少大量复杂和重复的工作，更好地重用知识。这种知识隐含在现有的产品研制过程中，需要对其进行深入挖掘才能提炼出来，并且这一过程的实现不是一蹴而就的，而是逐步不断完善的过程。

3.2MBSE在航天器研制过程中的应用实践

在对MBSE理论创新和发展的同时，应用MB-SE理论指导航天器研制实践，以开创一条适合我国国情的航天器研制管理模式。

1)建立、健全完善的系统工程研制流程体系

系统工程活动及其流程是系统工程体系的核心。根据当前航天器研制任务形势，明确系统工程各阶段任务划分和实施要求，对关键技术活动开展集中攻关，不断开展系统工程流程的梳理和优化，针对总体设计要素，提出所需的建模工具和手段，梳理建立航天器总体与结构协同设计流程、总体与热控的协同设计流程、热控三维设计流程、基于模型的跨专业协同设计流程、有效载荷快速设计流程、构型布局设计实现流程、总体总装设计流程、结构协同设计流程等。同时，借鉴先进的信息化技术和手段，实现高效的信息表达、数据管理、数据传递，为航天器研制流程的上下贯穿提供根本性保障。

2)以IDS为统一数据源的MBSE，解决MBSE应用范围窄的问题

结合我国航天器研制的自身特点，提出了以设备接口数据单(InterfaceDataSheet，IDS)为统一数据源的MBSE，即在后续的设计阶段，各个学科之间仍然可以通过统一数据源IDS进行协调设计，将MBSE的适用范围扩展到整个产品设计阶段。

3)充分利用现有知识，实现由MBSE向MDSE的转变

在充分借鉴信息化技术的基础上，结合自身实际情况，充分利用现有的设计知识，将多年积累的经验和知识，如设计禁忌、设计要素、设计流程等融合到一个集成的航天器总体设计集成环境，然后，根据不同的设计阶段和设计情境，通过有效的推理策略进行推理，智能化地实现航天器研制过程建模。

在此，开展了三维设计环境下基于IDS的设备自动建模、设备快速布局、基于卫星电缆网设计系统(SatelliteCableDesignSystem，SCDS)数据的快速布线布缆、总装设计等功能，从源头上保证了设计数据的一致性，有力地提升了航天器研制的规范化、标准化、自动化程度，加强了技术状态控制，优化了研制流程，实现了真正的模型驱动。

4)基于模型的跨专业协同设计模式

MBSE概念的提出，虽然改变了原有的协同设计模式，但各学科、各专业之间的协同仍然是靠人工来协调。为此，在MBSE的基础上，结合当前航天器研制模式，一方面，基于IDS统一数据源开展了总体-结构-热控协同设计，有效解决了传统模式下人工协商多、复核复算多和设计精度难以保证的问题。另一方面，建立了基于多级骨架关联设计的并行机制，通过建立上下游专业设计对象之间、专业内部设计对象之间的关联关系，实现当上游设计发生变化时，下游设计可以自动更新，从而加快设计迭代周期，提高设计效率和质量。

5)基于MBD的全三维数字化产品定义

MBSE提出将“基于模型”的思想贯穿于整个产品研制的全生命周期，但在产品设计阶段，传统的数字化产品的定义是“二维+三维”形式，即所建的三维模型仅仅作为几何模型，而尺寸、公差、粗糙度、热处理方法等工艺信息仍然在二维图纸上表示，这就导致了在制造环节中仍然要以二维工程图作为制造的唯一依据，整个的制造体系仍然为传统的二维体系，这种产品定义模式无法保证产品定义唯一性。

基于模型定义(Model-BasedDefinition，MBD)的数字化设计与制造技术已经成为制造业信息化的发展趋势，它是将三维产品的制造信息与三维设计信息共同定义到产品的三维模型中，以改变目前三维模型和二维工程图并存的局面，保证产品定义的唯一性。目前，国外MBD技术的应用已经比较成熟，其中的杰出代表波音公司，在787型客机研制过程中，全面采用了MBD技术，并将MBD模型作为制造的唯一依据，完全抛弃了二维工程图样。MBD技术并不是简单地在三维模型上进行标注，而是通过一系列规范的方法更好地表达设计思想，以此打破“设计-制造”之间的隔阂，一方面，能容易地被设计人员所理解，另一方面，又能方便地被计算机处理。

6)航天器系统工程标准规范体系建设

在MBSE方法中，需要一套完善的航天器系统工程标准规范体系作为支撑，这是MBSE实施的执行依据。在梳理现有的标准规范的基础上，重点开展了航天器系统工程标准规范体系框架设计，进一步消除系统工程标准规范体系中的薄弱环节。

通过研究国外相关标准和规范，结合航天器研制的特点，在航天器研制模式探索过程中，构建了符合自身特点的航天器数字化研制标准体系。

航天器数字化研制标准体系是由若干个相互依存、相互制约的数字化标准组成的具有特定功能的有机整体，企业综合管理信息化标准和基础运维标准作为整个体系的支撑标准，主要包括基础类和应用类两大类标准，其中基础类标准主要为概念术语标准;应用类标准包括数字化设计、制造、装配、试验信息交换标准、数字化设计标准、基于数字化产品的制造标准、数字化测试试验标准、数字化产品管理标准等，涵盖了基础、设计、制造、总装、试验、数据管理六大类别。

4结束语

MBSE代表着未来系统工程的最新进展和未来的发展方向。但应该指出的是，MBSE还处于探索阶段，在具体的实施过程中，还会遇到各种各样的问题。需要结合我国航天器研制特点和当前发展要求，制定出长远的发展规划。同时，还应密切关注国内外研究机构在这一领域的进展，进一步吸收和消化国内外的研究成果，形成具有我国航天特色的MBSE，提高我国航天器研制能力和航天器总体设计水平。

篇2：关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文

1 材料发展现状

通常金属材料中夹杂的气泡都被视为材料结构上的缺陷, 但结构中充满规则气泡的金属作为一种新型的结构材料已经得到越来越广泛的关注。具有该结构的金属被称为泡沫金属。近年来对泡沫金属的注意力主要集中在泡沫铝和铝合金的制备、性能分析及推广应用上。美国、英国等西方发达国家在这方面的投入很多, 1 9 9 6 年12 月, 美国高技术委员会和投资15 0 0 万美元将泡沫金属项目列为最大的材料项目之一, 调动哈佛、M I T、剑桥等研究机构,以结构性能设计方法为研究对象, 进行深入研究。欧共体支持德国以汽车以及高技术为对象展开对该材料的制备和应用研究。现在, 国外正在进行该种材料在高科技应用和民用方面的探索性工作。国内, 东南大学材料工程系历经十二年, 在多方支持下, 从基础制备研究入手, 发展到材料的应用研究及产业化阶段。1 9 9 9 年、2 0 0 0 年及2 0 01 年东南大学还作为中国的唯一代表应邀参加了三次国际学术会议。他们的制备工艺以及产品的质量等在国际同行业中已经处于先进行列, 美国的波音格罗曼公司对其提出了需求。

2 泡沫铝应用前景及发展动向

泡沫铝同时具有多项优异性能, 应用前景十分光明, 在汽车、舰船、航空、航天、兵器、电子、环保、交通、建材等方面都将大有作为。特别是在航天工程中, 同时具有多项优良性能的泡沫铝正是航夭工程一直追寻的理想结构材料。例如, 目前运载火箭的运载能力虽相对过去已经大大提高, 但实际运载能力还是很有限的, 因此减轻航天器的重量是航天产品设计的重要课题之一。即便是在火箭运载力足够的条件下, 如能减轻结构重量, 增加有效载荷则可以大大降低发射费用。据分析, 目前每送入轨道1 公斤有效载荷, 需发射费用上万美元。如果把泡沫铝用在航天器上, 经济效益将是显而易见的。泡沫铝在航天方面的应用是美国重点研究的方向之一。在剑桥国际会议上, 美国透露了以下一些应用取向: 支撑高精度的一般光学系统; 用于光学系统大型支架; 取代蜂窝铝以承受多向应力, 用作航天器承力筒; 空间热交换器等等。目前已经公开的应用方向主要是美国以航天、海洋、及个高技术领域为应用方向; 日本以静态、准静态地面降噪、建筑、隔热为主要应用方向; 德国以汽车、快艇等交通工具为应用对象。

3 我国航天工程中应用设想

国内, 泡沫铝的应用在其它技术领域已经开始, 并取得了较满意的结果。在航夭方面尚处在起步阶段, 由于种种原因, 目前只是进行一些探索性的讨论和研究。相比较, 美、英、日、德、法等国已经把航天作为泡沫金属的最主要应用领域, 正在大力发展。为了赶上国际发展潮流,根据国内外的研究结果和应用取向, 结合特定航天器设计中存在的问题, 这里对泡沫铝的应用可能作以下几方面的设想。

3.1 防振座椅载人飞船在发射和回收过程中, 航天员固定在座舱座椅上, 由于两过程的冲击振动较强,航天器工程1 0 卷对航天员健康十分不利。目前采取的减振措施一是座椅支架装有缓冲器, 二是座椅上有防振垫。其中支架缓冲器只对较大的冲击减振效果明显, 防振垫的作用又比较有限, 综合减振效果并不好。现在可以考虑将座椅材料换成泡沫铝, 利用该材料的超轻型、阻尼、冲击吸能特性, 再辅以减振垫, 即减轻了座椅重量, 又能够有效优化航天员所处的力学环境, 可谓一举两得。

3.2 抗冲击舱底某航天器的回收舱在返回着陆时的正常姿态是舱底着地, 为了缓冲着陆时的冲击, 舱底的结构设计成中间辅以加强筋的双层蒙皮形式, 舱底的局部图如图1 所示, 内层铝蒙皮厚度为5~, 该层既要完成回收舱密封功能, 又要用来支撑外部结构。外层蒙皮厚度也为4 一5~,中间的加强筋为径向放射状分布的析条, 析条高20 m m , 彬条与内层蒙皮采用焊接连接, 外层蒙皮与析条用螺钉连接。这一结构形式的p七I k g c/ m, 大致与水相当。该结构虽能够满足设计要求, 但结构比较复杂, 重量太大, 而且着陆中心点如果在彬条上, 会产生较大的冲击, 总体效果还不是很理想。泡沫铝材料在受冲击时有很大的冲击能量吸收值, 并且泡沫铝受冲击时的逐层塑性变形十分均匀, 因此设想将其应用在回收舱的舱底上, 以期达到更好的效果。这里设想了两种方案: 一是用泡沫铝替代现有的加强朽条, 并使彬条间距变小, 提高整体均匀性, 再减薄外蒙皮的厚度, 重量肯定会减轻, 同时又能提高舱底的整体性能, 结构如图2。也可以结合材料特性考虑设计出网状或其它适当形式的加强结构, 连接方式考虑采用粘接; 二是两层铝蒙皮间全部用泡沫铝填充, 形成夹层结构。这样舱底的结构性能会大大提高, 内外蒙皮的厚度可以大幅减薄, 舱底重量仍然可以减轻。这种结构可以充分发挥泡沫铝材料自身的性能优势,使舱底的功能得到加强, 可靠性大大提高。

3.3 陀螺支架陀螺是航天器在轨飞行和返回时的主要姿态控制部件, 因此它的安装精度要求很高。陀螺又是一个“ 娇气” 的高精密度仪器, 对力学环境和热学环境要求严格, 目前某航天器为了满足陀螺的环境要求, 在陀螺与支架之间的安装点加装了橡胶减振器缓冲上升段和返回的较严酷的力学环境。但是安装使用弹性的橡胶减振器, 陀螺的安装精度必将受到一定的影响。比如由于地面尚做不到“0 ” 重力安装环境, 在飞行器入轨进入“0” 重力环境后, 陀螺的安装精度会有一定的漂移, 目前还无法解决这一问题。此外, 陀螺还是一个发热部件, 橡胶减振器的安装也使得陀螺工作时产生的热量很难通过支架传导出去。为了解决这一问题, 采取了多重措施, 例如增加柔性传导带, 采用风机强迫对流散热等方法。

为了解决这些矛盾, 最好的想法就是使金属陀螺支架本身具有优良的减振性能, 泡沫铝在空气相和金属骨架两相不均匀及应变强烈滞后于应力决定了其具有极佳的阻尼性能, 其阻尼值约为纯铝的5 一10 倍。并且阻尼值随应变振幅的增加迅速加大1)设想, 如果陀螺支架采用泡沫铝合金( 因为泡沫铝合金的强度较高, 比泡沫铝高接近一倍)制造, 上述间题将可能得到较好的解决。支架材料本身的性能决定其可以隔离相当一部分振动、冲击, 就可以解决振动间题, 不必安装橡胶减振器。如果材料采用通孔泡沫, 同时用风机强迫对流散热, 可以获得极佳的`散热效果, 解决散热问题。现在该陀螺支架大体形状如图3, 支架采用硬铝制造, 支架上开了多处孔和槽以减轻重量。由于陀螺重量较轻, 支架的强度不是主要问题, 完全可以采用泡沫铝合金制造陀螺支架, 来解决安装精度和散热问题, 同时, 很重要的是支架的重量也得以减轻。

泡沫铝的隔振、冲击吸能也是国外研究的重要方向之一。现在国外已经用泡沫铝合金设计制作了预警飞机雷达的防振支座, 并获得了较佳的效果。这也在一定程度上说明了上述设想的合理性。泡沫铝作为阻尼减振或冲击吸能部件, 有传统结构方式不具有的优势, 它使结构件本身具有减振、阻尼的功能, 合二为一, 简化了设计, 提高了可靠性。此外, 孔隙率及孔径不同的泡沫铝合金对振动的响应会有所不同。陀螺的敏感振动频率段分布在5 0 H z 以下, 如果我们通过试验能够找出对该频段的振动过滤效果最佳的泡沫铝合航天器工程1 0 卷金制作陀螺支架, 就能得到更好的效果。

3.4 其它应用泡沫铝及铝合金用作非承力件或次承力件的情况相对较多, 主要是利用它的一些优异性能来满足一些特殊的要求。比如散热、隔热( 闭孔泡沫)、隔音、重量轻等等。航天工程应用在材料满足强度等其他性能要求的条件下, 希望材料尽可能的轻, 泡沫铝的优良综合性能恰好适应这一条件, 因此, 空间站以及一些大型航天器中的非承力件或次承力件, 如散热件、隔热件、隔板、舱门等等都有望用该材料替代现有材料。前面提及国外正在积极进行泡沫铝用作航天器主承力件方面的研究, 据悉, 现在国外已经在计算方法等方面取得了进展, 而目前国内在这方面并没有实质性的动作, 我们认为国内航天界应摆脱跟踪发展航天科技的现状, 利用国内良好的客观条件( 东南大学历经多年努力开发的泡沫铝和铝合金制备技术水平居世界同行业前列), 组织好多方力量, 积极展开泡沫铝在航天技术领域的应用研究, 争取率先取得突破。

4 泡沫铝与铝峰窝的几点比较

铝峰窝夹层板现已广泛应用于航空、航夭领域, 主要因其具有重量轻、比刚度大的优点。实际上铝蜂窝与泡沫铝在结构形式上很相似, 但在用作结构件时泡沫铝比铝蜂窝更有优势。首先泡沫铝的物理性能呈现稳定的各向同性, 铝蜂窝的径向与切向性能则相差甚远; 其次泡沫铝具有良好的机加工性能, 铝蜂窝基本无法进行机加工。相比之下明显可以看出泡沫铝适用性更广。

铝蜂窝也用作冲击吸能部件, 其压缩变形比较大, 在较大的范围内具有平稳的塌垮载荷,吸能效果较好。在这方面我们曾经做过大量的试验。铝蜂窝比较有代表性的静压试验曲线如图4 , 该曲线为正六角蜂窝试件的首次和二次静压比较图。曲线中带有尖峰的是一次静压曲线, 峰值的最高点为铝蜂窝屈服的临界点, 继续压缩, 蜂窝承载急剧下降, 降至一定值后, 位移增加, 载荷基本保持恒定, 直至铝蜂窝完全塌垮掉, 载荷才上升。二次压缩是先将试件压缩至临界点, 继续压缩使略微超过临界点, 然后卸载。重新加压进行二次压缩, 此时就不会再出现一次压缩曲线中的压力峰。这样我们就可以利用铝蜂窝作冲击吸能件了。但是大量的试验表

明同种铝蜂窝的塌垮载荷波动较大, 一致性低, 成为应用的障碍。经分析主要原因是铝蜂窝胶接层的质量不一致造成的。尽管已经采用了可以获得的最好的胶, 可在大载荷作用下胶层质量的微小差别仍然会产生比较大的影响。泡沫铝的重要应用之一也是冲击吸能, 其压缩a 一。曲线分弹性段、长的平台段和紧密段三部分, 其中很长的平台段决定了它的冲击能量吸收性能极佳2) P = 84 % 的泡沫铝, 变形50 % 的冲击能量吸收率大于2.SMJ / m。另外, 二者结构虽然类似, 但泡沫铝是一次铸造成型, 故不存在铝蜂窝的胶层质量问题。由上可以判断用泡沫铝作冲击吸能件效果应比铝蜂窝好得多。

5 总结

泡沫金属的研究虽然起步较早, 但该材料近年来才得以推广应用, 并且主要集中在泡沫铝上。在2 0 0 0 年6 月剑桥大学国际会议上, 美、英等国的许多著名教授一直认为泡沫铝的主要应用对象为“s p ac e ” 。东南大学材料学院近年在材料制备方面已经取得了重大突破, 现在可以为航天工程应用提供多种形式的泡沫铝和铝合金材料:

( 1 ) 外表带有薄层蒙皮, 中间为泡沫形式;

( 2) 内部为通孔, 外表为闭孔的形式;

( 3) 为满足特定要求, 还可以在通孔材料中添加其它材料形成复合结构。

篇3：关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文

1 航天工程研制实践的认知—行动结构

1.1 航天工程实践中“界定—模块—耦合”的认知结构

工程哲学与科学哲学的区别,一个重要的方面,就是表现为因目标导向的不同,所导致的认知结构差异。在科学哲学研究领域,科学发现的目标特性,决定了其认知结构呈现出:以理想假定状态下的公式结构与基于观察的实验式结构。而且由于不同学科自身的巨大差异,导致了因不同学科间学术术语的引鉴套用所产生的库恩所提出的所谓“科学理论的意义不可通约性”问题。而工程哲学,则以物理实现和功能实现为目的,仰赖于对不同学科的整合与利用,其特性是跨学科、综合性与实践性,因此其内在逻辑更加仰赖基于共同目标下的分层分类合作。在航天型号研制中,如何实现多学科的交叉与融合是一个核心问题,由此产生了系统工程思维下的“界定—模块—耦合”认知模式。

在界定环节,必须基于严谨的系统设计理论,建立“总体—系统—单机—组件”四级网络。在总体层面,以总体功能目标实现为核心,区隔不同的系统,明确其边界范围及系统级功能要求。而在系统层面,则围绕本系统的功能要求,依托单机的组合与优化,确保领域目标的实现。而在单机层面和组件层面,更加注重具体的模块化产品,以及产品的构成要素,并确保其效用的发挥。

在模块环节,被界定的各个层面,形成以纵向为主的不同模块,这些模块相对独立的开展工作,并基于各学科自身的知识与理性,来进行相对独立的建构,从而避免了不同学科间的互相干扰。

在耦合环节,对各个模块进行总体集成,强化模块间的横向有序。鉴于不同模块不同的工程理念和设计要求,在此环节必须大量整合大量出现的横向层面的“背反”问题。如功能和重量的背反,创新性与可靠性的背反,质量与进度的背反等等。在此环节,往往由航天工程所特有的“总指挥——总设计师”这一二元决策层来解决。总指挥基于经费、进度的要求,总设计师基于功能目标、可靠性与寿命的要求,共同对诸多的工程领域的“背反”问题,进行价值优先次序的取舍,进而最终实现横向的一致性。

1.2 航天工程实践中行动对认知的阶梯叠加

简单的工程,往往遵循“设计—制造”这一认知——行动二元要素链条行进。而航天工程的极端复杂性,决定了“认知——行动”的简单分割无法支撑浩繁的工程实践。航天工程之所以命名为“研制”,就是将设计的“研”与制造的“制”进行阶梯式叠加。这其中的原因在于,航天工程的诸多领域其实尚处于“探索”阶段,现有知识存在极大的局限性。而工程化的要求,又决定了其不可能待所有问题都妥善解决之后,才进行生产制造。为此,在钱学森等老一辈科学家的探索下,形成了独特的“方案—初样—正(试)样—定型”四阶段制。之所以在“方案”与“定型”之间创设了“初样”和“正(试)样”,就是构建研制阶梯,通过不断的“试验”(不同于纯粹科学探索中的“实验”),将认知段与行动段紧密叠加在一起,通过不断的发现问题来修正设计,解决所谓“经验盲”,实现相容与一致性。

2 航天工程管理中的哲学实践

2.1 航天工程实践的集体意图塑造

航天工程所调动的人力资源数以万计,隶属于不同的团队、机构与体制。以一发长征二号F火箭有十万个零件为例,如果是完全串联系统,在火箭零部件可靠性为0.99999的情况下,火箭的总体可靠性只有0.37,而这在航天发射任务中是绝对不允许的,为了确保火箭的可靠性指标为0.97[4],就必须对各系统、单机和组件的可靠性指标进行近乎苛刻与完美的设定。而如何协同数万人的参研人员,确保每个人所负责部分的可靠性指标都几近完美,这就离不开集体意图塑造的问题。这方面航天实践所给出的工具是“技术标准——三级审签——评审”三级模式。

技术标准是指包含概念、图纸和操作守则在内的技术规范[5]。它既是研制规律的总结,更是优化的工作指引。从其属性上来说,技术标准不仅仅仅是一种技术知识[6],它更是一种工作规范,是工业部门对知识的提炼以及由此所明确的工作范式。

三级审签是指航天工程研制中对所有重要技术文件建立的“编制——校对——审核”制度。它实际上是为了保证所有技术文件均符合相应的技术标准,所建立的“责任去错”机制,通过多岗位的多重审视,最大限度的避免因人为失误或认知理解偏差,导致的对技术标准的背离。

评审是航天工程研制中,对重大转阶段节点及重要技术文件所建立的技术决策与终极审查机制。他是为了确保高级专家能够介入到具体环节的把控之中,并对存在的疑点进行拍板决策。这客观上也是对“三级会签”的更高层面把关,确保“三级会签”机制不致因缺乏监督导致流于形式。

2.2 航天工程实践对“二律背反”现象的调和

康德在其《纯粹理性批判》一书中提出了“二律背反”问题,而这一现象在航天工程实践中其实也普遍存在。不同专业、不同领域,基于各自的理性认知,最终在系统设计环节出现了因耦合所产生的“二律背反”。

(1)举例一。正题为:技术创新对功能提升的彰显,对产品可靠性的遮蔽;反题为:技术创新对产品可靠性的彰显,对功能提升的遮蔽。正题方的论断,主要是基于引入新产品,提高载荷能力考虑;但也由此产生了新产品因尚未经过充分的空间环境检验而可能在空间运行期间出现故障,降低正样产品可靠性的顾虑。而反题方的论断,主要是基于新技术、新材料的应用,可以增加飞行器设计寿命,使其更能适应空间复杂环境的考验;但也因此产生新技术与部分载荷的兼容问题,可能会对载荷功能发挥产生影响。

(2)举例二。正题为:地面试验对产品可靠性的彰显,对经济效益的遮蔽;反题为:地面试验对经济效益的彰显,对产品可靠性的遮蔽。正题方的论断,主要是基于通过大量、充分的地面试验,可以将有关设计问题在地面予以暴露,从而提高产品上天后的可靠性;但由此也产生了试验费用的亟高问题。反题方的论断,主要是基于地面试验相对于空间运行发现问题而导致产品故障而言,其成本是相对低廉的,但高强度的地面试验可能导致正样产品因试验疲劳而引发潜在问题,并在上天后予以触发,从而降低产品可靠性。

(3)举例三。正题为:冗余设计对产品可靠性的彰显,对产品性能的遮蔽;反题为:冗余设计对产品性能的彰显,对产品可靠性的遮蔽。正题方的论断,主要是基于冗余设计可以当载荷在空间出现故障时,由其备份载荷继续发挥效用,确保卫星有效运行;但也由此造成备份载荷占用了卫星的宝贵空间,导致有些载荷无法上星,降低了卫星的功能。反题方的论断,主要是基于冗余设计可以确保卫星的主要产品性能无论经历多么复杂的空间环境都能发挥作用;但由于过多的冗余,也引发了更多的质量问题概率,且可能产生相互的干扰,由此降低卫星的可靠性。

上述的此类“二律背反”现象在航天工程实践中还有很多。而这些问题的解决,在航天工程实践中主要是通过“试验仿真——概率比较——系统优化”的路径来予以解决。试验仿真即是通过具体实物试验或现代计算机模拟仿真技术,验证不同设计思路下航天器的综合情况。概率比较,主要是通过现代统计手段,分析不同试验情况下的问题概率及问题的严重性程度。系统优化,主要是通过前述问题概率的分析比较,权衡利弊,尽可能的采取系统优化设计来趋利避害。

2.3“质量问题归零”对“经验主义”、“理性主义”的批判与整合

航天工程具有知识密集、资本密集、风险密集的显著特点,其高风险性是航天工程研制中必须要考虑的首要问题。在航天工业部门中,“成功就是差一点点失败,失败就是差一点点成功”的训诫比比皆是,这使的对质量问题的重视几乎成为航天研制人员的一种信仰。面对暴露出的质量问题,航天工业部门探索出了独特的“质量问题归零”范式。

所谓“质量问题归零”,是指在质量问题出现后所开展的一系列具体工作,确保该问题得到有效解决,并不再在其他型号中重复出现,其主要由“问题定位—机理分析—问题复现—纠正及验证—举一反三”五部分构成。问题定位就是要层层分析、分解到质量问题发生的部位,定位必须落实到具体的单机、部件、零件、元器件、原材料或软件的某一运行状态,并明确问题原因分类和责任单位。所谓机理分析,就是要在理论分析结果和试验验证结果一致的基础上明确造成这一质量问题来源自哪些认识上或方法上的偏差。问题复现是为验证定位的准确性和机理分析的正确性,所进行的模拟试验,并对模拟试验结果进行分析,确保质量问题可以在试验中得到有效复现。纠正及验证就是要明确纠正措施,并在纠正措施采取后跟踪验证有关情况。举一反三就是根据质量问题的性质,在本单位的本型号范围内进行同类筛查,确保该质量问题不再其他领域出现。

(1)对“经验主义”的“运用”与“限制”。“经验主义”强调人类的认知主要来源于先前的经验。在“质量问题归零”的问题定位环节,实践中往往是由设计人员根据对试验结果的判读,依据自身的经验,对引发问题的源头进行推测,这实际上是认可了“经验主义”的价值。但航天工程毕竟不能完全建立在研制人员“经验主义”的基础之上,“质量问题归零”之所以设置了“机理分析——问题复现”环节,实际上就是将“经验主义”置于“逻辑主义”与“试验理性”的限制监督之下,以此对“经验主义”中可能存在的“个体性或群体性的经验认知偏差”进行衡量与修正。

(2)对理性主义的“运用”与“验证”。“质量问题归零”实际上是认可了“先验主义”的存在,“问题定位——机理分析”两个环节往往存在着“经验主义”失灵的现象,尤其是对那些“超出现有知识和经验”的部分,这种“经验主义”失灵尤其明显,必须依靠“先验主义”来弥补。这种“先验主义”在“机理分析”的理论分析方面具有着重要的认知价值。但大量的实践,使得航天工业部门对纯粹理性主义实际上也秉持着怀疑的态度,往往将纯粹理性主义定位为“理论理性”。为了对“理论理性”进行验证,航天工程研制中尤其强调“试验验证”的作用。所谓“问题复现”实际上就是这种“试验理性”观所主导的。

(3)“经验主义—理论理性——试验验证”的三级构造。“质量问题归零”的前个环节“问题定位—机理分析”实际上是统合运用了经验和纯粹理性,因为经验主义的认知模式无疑具有快捷性的特点,对低层次或重复性质量问题的检验可以发挥着积极的作用;但个体性的经验认知往往存在偏差,而且对于超过经验之外的技术认知类的质量问题,经验主义就无从着手,因此必须引入“理性主义”,来对“经验主义”进行弥补,但对纯粹依托理论计算的“理性主义”,航天工程实践中同样心怀疑虑,因此又在“质量问题归零”的第三个环节——“问题复现”环节引入了“试验验证”。从经验主义出发,搭上理论理性的中途客,最终再加入试验验证,实现从“理论理性”向“试验——实践理性”的跳跃,这构成了“质量问题归零”的完整认知路径。

2.4 航天产品定型对“教条主义”的吸收与承继

航天产品会产生浩繁的工程设计图纸,如果研制人员擅自对其中一份图纸中的一个环节进行修改,就有可能因系统“耦合”失序,引发一系列的“蝴蝶效应”,甚至导致项目失败。因此,在航天工程实践中,尤其重视“技术状态变更”及“产品定型”问题。

航天工程研制中强调,产品技术状态的变化对产品质量、可靠性、产品之间机械和电气接口的协调性、电磁兼容性都会产生影响,因此在技术状态基线建立后,为控制产品技术状态的更改而提出的任何更改建议(包括工程更改、偏离和超差)必须进行严格的论证、评定、协调、审批和实施活动,而且要求技术状态更改必须遵守“论证充分—各方认可—审批完备—落实到位”五项原则,确保技术状态更改在受控条件下进行具备可追溯性。

产品定型则是以航天单机产品为重点,在经历环境适应性、极限能力与性能拉偏、寿命与可靠性三类试验的基础上,确定具体的产品规范,经定型审查后,对产品数据包中的相关数据、文件进行固化,加盖定型标记,固定技术状态。

通过技术状态变更控制与产品定型,航天工程研制中实现了对技术图纸的固化,除非原设计本身存在巨大缺陷,否则原则上不会进行较大的变更,以求稳定产品质量、缩短研制周期,促进从研制向应用的转型。航天工程实践认可并挖掘了“教条主义”中的“稳定性”价值,强调新技术、新方案除非经过严格的论证设计和大量的试验验证(即新方案的举证义务),否则优先判断原方案更具合理性和经济性。应该认识到航天工程研制中所确定的“教条”,本身已经经历了大量的理论计算和试验验证,是在耗费巨大财力、人力之后所确认的,可能不是最优化,但一定是合理。

2.5 空间环境伦理学对航天工程实践的影响

康德在其《纯粹理性批判》一书中界定了“理性”的边界,在其《实践理性批判》一书中阐述了“理性”之外的“德性”。航天工程实践,虽然是人的主体性的体现,但随着空间活动的大量增多,已经客观上构成了对空间环境利益的影响。截至2011年,空间碎片的总数已超过4千万个,并最终对空间活动产生了现实的威胁,2006年3月29日,俄罗斯通信卫星Express-AM11与空间碎片碰撞,导致失灵;2009年2月10日,美国移动通信卫星与俄罗斯报废卫星相撞,导致全毁;2013年5月,厄瓜多尔小卫星与俄罗斯火箭残骸碰撞,导致与地面失去联系……如果这种情况继续恶化,空间碎片超过临界点,那将导致部分外层空间区域变成航天器的“死亡区”。如若发生这种情况,人类很有可能在今后数百年内无法再有效使用外层空间,直至这种碰撞产生的空间碎片最终落入大气燃烧消失[7]。美国科罗拉多州立大学教授霍尔姆斯·罗尔斯顿Ⅲ(Holmesee RolstonⅢ,1932-)提出“保护太空,既是太空进入到人类的实践与认识领域后因其客观的创造性价值对人类提出的要求,也是人类自身优良道德品质的价值要求与体现。德性论中的关护原则是对太空进行保护的理论基础[8]。”

在此背景下,联合国及机构间空间碎片协调委员会,均对各国的空间活动从空间碎片防控的角度提出了要求,提出了七个方面的准则,如:最大限度地降低剩存能源导致的任务分裂解体的可能性;限制航天器和运载火箭轨道级在任务结束后长期存在于低轨道区域等。各国的航天工程活动目前也基本上是遵照前述要求来推进,这客观上体现了人类的部分航天工程活动实际上已经实际纳入了空间伦理学的调控范畴。

3 航天工程实践对传统科技哲学的启发

当代工程技术的发展,突破了传统科技哲学以物理学为主的理论科学范式,朝向以多学科交叉应用为特征的工程实践范式延伸,这为正处于萌发阶段的中国工程哲学研究带来了全新的视角与机遇。综观人类航天科技的发展,无论是前苏联航天之父科罗廖夫,还是美国航天之父冯·布劳恩,亦或是我国航天事业的奠基人钱学森,他们所创造的绝不仅仅只是物化的各类跨越时代的“高、新、尖”航天器,他们另一个主要的贡献就是在所在国家分别建立了航天工程的哲学认知与方法体系,这种体系既有对传统科技哲学的借鉴,更有其新的、创造性的归纳。经过60年的蓬勃发展,这些哲学认知与方法体系已经在实践中得到了充分的检验,更在无数工程科学家与工程师的推动下,得到了新的发展。

3.1“试验—实践理性”带动了理论哲学向实践哲学的跨越

传统的科技哲学,关注理想状态,质疑实验的客观性和合理性,一切从学术视角出发,通过理论推演,来阐述科技哲学内部的基础性、宏观性、本源性问题。而航天工程坚持工程的实践本位,超越了单纯的科学思维和学术思维,强调以工程思维来构建工程管理的理论体系。在长期的工程研制中,在无数失败的惨痛教训中,通过痛苦的反思和理性的总结,建立起了自身独特的“试验—实践理性”。这里的“实践理性”,并非康德在《实践理性批判》一书中所界定的意志与伦理德性范畴的概念,而是类似麦考米克所提出的,在特定情势下依靠运用理性来决定如何行动的概念。实践理性以解决实际问题为目标,关注可能对实际运用产生影响的各类因素,以“造物”和“功能实现”为标尺,综合考虑了各种技术与非技术因素。同时,基于航天工程往往耗费巨大的财力和人力,为了提高其成功率,航天工程师们将“试验”放在了一个突出的位置,通过大量的“试验”来暴露问题、验证判断、检验成熟。这种试验不同于科学探索中的建立在理想状态下的“实验”,而是模拟真实应用环境的实用主义检验。基于计算机技术的发展,试验的手段也更加多样,大量运用了基于计算机技术的“模拟仿真试验”。这种“试验理性”是“实践理性”在航天工程中的延伸与表现,两者互为一体,成为衡量任何工程设计合理性与正确性与否的唯一标准。“试验一实践理性”催生出一系列由宏观至微观的方法、理念、规范和操作规程,构成了航天工程哲学思想。这一哲学思想确保了航天工程目标能够从纸面变成实物,是一种来源于实践、指导于实践的实践哲学。而这也与当代著名哲学家伊恩·哈金(Ian Hacking)所倡导的“科学哲学不应脱节于科学实践,不应用语言哲学问题来取代真正在科学实践中遇到问题[9]”的观点不谋而合。

“试验—实践理性”是对“经验主义”、“纯粹逻辑主义”的整合与发展,它强调认知的来源具有广泛性,既可以是源自经验,也可以是逻辑理性,两者都是认知的重要来源。同时,“试验—实践理性”又充分认识到了“经验主义”与“纯粹逻辑主义”的内在局限性,强调这两种认知来源都存在着误差,必须进行相关的试验验证,以进行必要的证伪。这个证伪的过程将通过“方案—初样—正(试)样—定型”四阶段制的阶梯式叠加来完成。如通过的试验验证,即可着眼于实践运用,并在长期的运用实践中进行二次证伪。经过重重考验之后,即将通过技术状态控制与产品定型,将有关知识转化为技术标准或文件,形成一种所有人都必须遵守,不得恣意更改和违反的“教条”,从而将知识与经验固化为严格执行的规范。对违反规范或遵守规范却出现质量问题的情形,通过引入“质量问题归零”来进行纠偏。可以说,“试验—实践理性”构成了航天工程的哲学信条,支配着航天工程研制的每一个环节。

3.2“系统—综合—构建思维”对传统科技哲学“单一—片面—批判思维”的跨越

传统的科技哲学,往往以流派划分研究视角,片面的强调科学的某个单一面,进而提炼出“狭隘化的问题”,对某一建构性的理论进行批判[10],结果日渐流向后现代哲学的范畴。而作为巨系统的航天工程,传统科技哲学“单一—片面—批判思维“根本无法支撑作为工程系统的复杂性、专业的多元性和目标的构建性。在此背景下,航天工程以试验-实践理性为统领,摆脱单一化的视角,强调对不同领域的协同创新,并运用系统工程中综合集成的方法,在定性与定量层面实现了还原论与整体论的整合。而这种有效的整合,传统哲学流派中无论是逻辑分析学派、经验分析学派、历史分析学派都无法单独完成。这里值得一提的是航天工程对后现代哲学的态度,虽然对其“相对主义”的内核在一定程度上是有所借鉴的,但从总体上是对其进行根本否定的,这也客观上导致了航天工程与当代西方主流哲学思潮似乎存在某种显著的背离。然而也需要指出,部分西方学者近来也主张的“向经验转向”,认为哲学应回归实践本源,这符合航天工程研制的基本哲学主张。从这个角度来讲,当代工程哲学到底应该是向实践转向,还是继续滑入后现代的虚无主义、孤立主义最终彻底与工程实践分道扬镳,这是科技哲学领域必须理清的一个重大哲学问题。

4 结论

“工程需要哲学,哲学要面向工程[11]。”航天工程的实践,对缠绕哲学界多年的诸多哲学争论提供了另外一种可供验证的视角。同时,人类的航天工程实践,本身也孕育并体现了很多哲学思想。特别是航天工程研制所遵循的“试验—实践理性”,是钱学森系统工程论思想在实践中的发展与概括,其项下的“系统—综合—构建思维”对当代哲学流派的整合将具有积极的借鉴意义,是当代科技哲学的宝贵财富,值得深入的研究。此外,航天事业的发展本身也面临着包括空间伦理学、航天社会学在内的诸多哲学问题需要解答。因此,如何搭建工程科学家——工程师——哲学研究学者合作的桥梁,比任何时候都显得迫切而重要。

参考文献

[1]李永胜.工程哲学:跨学科联盟朝向工程实践的实践哲学[J].自然辩证法通讯,2013(6):122

[2]谢咏梅.中国工程技术哲学的缘起及其影响[J].自然辩证法研究,2013(12):118

[3]欧阳聪权.钱学森工程哲学思想初探[J].自然辩证法研究,2012(11):48

[4]刘纪原.中国航天事业发展的哲学思想[M].北京:北京大学出版社,2013:244

[5]葛亚力.技术标准战略的构建策略研究[J].中国工业经济,2003:91

[6]毕勋磊.论作为知识的技术标准[J].自然辩证法通讯,2012(5):84

[7]EDWARD A F."International Regulation of Orbital Debris",Proceedings of the Forty-Third Colloquium on the Law of Outer Space,published and distributed by American Institute of Aeroanautics and Astronautics,2000.370

[8]罗尔斯顿.环境伦理学[M].杨通进译,中国社会科学出版社,2000:465

[9]刘应武,郝苑.实践理性与科学合理性[J].自然辩证法研究,2006(8):26

[10]洪晓楠.科学文化哲学的研究纲领[J].自然辩证法通讯,2012(6):9

篇4：关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文

关键词：系统工程；MBSE；地面站研制；虚拟系统模型；无人机系统 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2016）12-0047-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.022

1 概述

地面站是一种随着无人机发展而产生的新型高科技装备。它既是支撑无人机系统运行的核心，也是整个大系统实现信息融合、指挥控制的中枢节点。地面站的特点包括系统通用化和软件综合化。由于用户需求日趋多样化，地面站的复杂度越来越高，导致地面站同时存在多种技术状态，这给设计制造工作带来了极大的挑战，主要有如下四点：（1）地面站的研制模式还停留在传统的“需求满足型”，即一种基于“指标-对比式”的、从设备子系统到分系统逐级搭积木的模式，这种传统模式的研制效率较低且远远不能满足地面站的通用化要求；（2）由于没有建立地面站的需求管理体系，无法在各个阶段中对需求的满足度进行量化追踪，因此严重缺乏对研制方案的仿真验证能力；（3）地面站的设计输出形式通常是电子文档，这些电子文档不仅规模大、版本多，而且文字描述常常存在二义性，从而引起对同一事物的不同理解，造成难以控制技术状态的局面；（4）虽然数字化定义已经在结构设计中得以实现，但是还未在系统设计中实现，故而“制造、试验、再制造、再试验”的研发模式具有成本高、周期长的缺点。

为了解决上述问题，本文引进一种全新的数字化研发模式，即基于模型的系统工程方法：（1）将“需求满足型”的研制模式转变为“需求驱动型”模式，即转变为主动的牵引式设计；（2）所有传递都将基于模型，这样既可以保证数据统一，又能支持虚拟设计和组件化设计；（3）利用组件化设计来实现地面站的通用化、功能配置快速更换以及功能配置自选等功能。本文围绕上述解决思路，结合地面站的研制实际，将介绍基于模型的系统工程方法应用于地面站过程设计的流程，为后续地面站的推广发展工作提供新的思路和对策。

2 基于模型的地面站系统的过程设计

基于模型的系统工程采用模型的方法描述系统活动。在地面站的研制过程中，自顶向下地将工作内容分解为三层：全系统、分系统和子系统。每一层的工作包括需求分析、功能分析和设计综合三部分。研制过程示意如图1所示：

2.1 需求分析的过程设计

该阶段的设计内容包括以下两个方面：（1）全机的需求定义；（2）行为动作的设计及其关联。

需求分析的过程设计分为三个步骤：（1）对用户需求进行梳理分析后，定义系统需求；（2）设计系统用例；（3）设计用例与需求的关联。

通過分析用户需求，可以获得飞行控制、任务控制、地面指挥等13类一级需求。根据需求定义，首先确定地面站的功能边界，用以识别与之交互的外部系统；其次，将系统需求抽象归类到各个主要的系统功能，保证一个功能对应一个用例；最后，完成41个一级用例的设计。地面指挥功能的典型系统用例如表1所示：

完成了系统需求设计之后，通过绘制用例图完成详细的用例定义，如图2所示：

利用信息化手段将“需求”和“用例”关联起来，并且确保需求和用例被100%覆盖，见图3。

2.2 功能分析

功能分析阶段的主要工作是设计每个用例的实现方法，并将其具体的工作流程用模型表达出来。

2.2.1 设计指挥控制、飞行监控等动作实现的逻辑，再通过活动图设计每一步的控制逻辑。以地面站的检测为例，图4为地面站检测的活动图：

2.2.3 运行状态图获得地面站分系统在常规状态下的响应和因状态变化产生的连锁反应，异常情况输入还可以获得系统对异常做出的响应，并最终获得了经过验证的系统架构。系统架构如图7所示：

根据分析结果，地面站分系统应至少分为综合控制系统（站）、综合信息处理系统（站）、链路终端三部分，其中：起降控制与任务控制功能综合于综合控制系统（站）；通过软件组件化架构设计技术可以实现飞行监控、任务监控、任务规划功能的任意部署，该技术还能满足余度和多机监控的需求。因此，内部配置可分解为飞行监控子系统、任务监控子系统、任务规划子系统、链路监控子系统、综合处理单元子系统和供电子系统。由运行状态可知，该配置不但能完成所有需求，而且配置精简，效能相对优秀。

2.3 设计综合

该阶段工作是将一级功能分配到各子系统，并设计子系统的各种动作的实现方法，其工作步骤与功能分析阶段的步骤相同。设计综合阶段的示意图如图8所示：

2.4 逻辑层建模到物理层开发

当大系统到子系统级的三层逻辑建模均完成后，输出动态模型用于设备物理层的开发，包括ICD和软件模型，具体的开发流程见图9：

3 结语

产品研制采用该方法从需求分析到产品交付仅约6个月，质量和进度较同类产品高出1倍以上，证明了该方法运行的可行性和有效性，其中：（1）需求分析较清晰完整，设计流程可追溯性强，设计方案可实现早期验证；（2）在建模过程中，软件工作已经可以通过敏捷开发的方式启动，使系统设计和软件开发的并行期增加，核心系统软件开发时间缩短30%以上；（3）架构开放，通用+专用的组件化设计实现机械接口通用化、匹配自动化、界面配置化，支持用户需求的快速变化，尤其是在飞行员提出大量修改意见的情况下，POP显示组件在3天之内完成全部换版升级，而处理组件完全不受影响，效率大大提高；（4）可以主动向用户提功能菜单，支持用户功能自选；（5）实现起降任务控制一体化设计，成品数量降低。

上述的设计效果和质量还在后续的使用中继续得到实际验证：该地面站产品成功支持公司某装备完成飞行任务。通过上述研究，我们应用基于模型的系统工程方法，成功地梳理了需求与产品功能间的关系，实现了系统虚拟模型的早期设计与验证，实现了软件的敏捷开发与可配置化设计，完成了综合化程度更高、配置性更灵活的综合地面控制系统研制，实践证明其效果明显，为后续开发类似复杂产品提供了一种有效的解决方案。

参考文献

[1] 张新国.国防装备系统工程中的成熟度理论与应用

[M].北京：国防工业出版社，2013.

作者简介：丁健，男，四川乐山人，中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司高级工程师，研究方向：自动化；田峰，男，湖南吉首人，中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司高级工程师，研究生，研究方向：航电总体；金颖，女，四川成都人，中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司助理工程师，研究生，研究方向：测控指控。

篇5：关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文

航天项目技术状态,它是指按照合同以及相关的研制任务书等文件中规定的,并且要最终实现的软件、硬件的功能特性以及物理特性。航天项目技术管理状态主要是对产品技术状态进行文件化以及进行相关技术等方面的更改和控制的管理办法,它通常用于系统地定义、控制相关项目,因此,它也是航天系统工程过程管理的一个重要组成部分。

航天型号研制技术状态管理,它作为一门专门的管理技术,是在现代复杂的航天科学研制和采办过程中不断发展起来的。在美国、德国等一些发达国家,技术状态管理已经被应用到很多大型且复杂的工程管理之中,并且已经形成了一套成熟的管理方法。

由于航天型号研制的技术状态控制不严格、管理不善等造成的重大质量事故也非常多,因此,我国航天型号研制项目要吸取这种历史教训,减少类似事故的发生,加强技术状态的管理与控制。

2 航天型号的技术状态管理的内容

《军工产品质量管理条例》中明确规定了航天型号技术状态管理方面的内容,并且有详细的理论和操作规范,重点是工作人员要在平时的航天型号研制项目过程中去贯彻和落实。

它主要表现在以下几个方面。第一,要坚持“四严格”的原则。技术状态的更改是客观存在的,因此在设计过程中要严格按照“四严格”的要求来执行,要严格论证更改的必要性、可行性及正确性等;要严格地进行地面试验并且不断加以验证;要严格地执行登记报告制度;要严格地执行审批制度等。第二,落实技术岗位责任制。技术状态管理,它主要是靠人来抓的,所以要有严密的组织及明确的责任制。第三,要规范管理,狠抓质量。在落实责任制的基础上,要吸取以前的经验教训,加强我国航天型号研制的技术状态管理。

3 航天项目技术状态管理信息系统

在互联网及信息技术快速发展的时代,航天工作人员在管理航天项目技术状态的过程中,也要采用技术状态管理系统来进行航天项目研制的管理,这样才能提高工作的效率,减少出错的可能性等。通过采用先进的管理技术、互联网技术以及信息技术等,可以确保技术状态管理系统为航天项目的整体实施提供精确高效的管理,同时降低航天工作人员的工作强度。

目前,我国航天项目技术状态管理系统的应用主要体现在以下几个方面。第一,在整个航天项目的执行过程中,会涉及大量的数据等待工作人员去处理,如果采用技术状态管理信息系统,就可以批量导入数据、删除数据及修改数据等,这样就提高了工作人员的效率。第二,技术管理状态系统能够高效运行及实时监控,它能够很快捷、很精确地检测到航天项目实施过程中的技术状态问题,并进行反馈,这样可以通过事前发现问题然后处理问题的方式,确保航天项目的质量和安全问题。第三,航天项目的工作人员要严格按照上级领导在技术管理状态系统发布的消息、指令去执行任务,这样确保执行动作的有效性,提高信息传递的准确性,避免人为放大各种需求信息,产生所谓的牛鞭效应。

4 航天项目技术状态管理的目标及过程

4.1 技术状态管理的目标

技术状态管理的主要目标是能够全面地反映出产品当前的技术状态情况,同时满足其物理的、功能方面的要求,并形成相应的文件,以及确保航天工作人员在整个项目生命周期能够使用正确、准确的文件等。

4.2 技术状态管理过程

航天项目的技术状态管理过程主要包括4个相互关联的活动:技术状态标识、技术状态控制、技术状态记实及技术状态审核。

4.2.1 技术状态标识

技术状态标识是技术管理状态的基础,它需要明确产品的结构,选择相关的技术状态项目,并将技术管理状态项目的物理与功能特性,以及接口和后来通过更改形成的文件,建立一个技术状态基准。目前,主要根据功能基线、产品基线、与分配基线来判断航天项目技术状态的好与坏。

4.2.2 技术状态控制

技术状态控制,它是技术状态管理工作的核心工作。它能够对由工程变更而影响产品的物理特性、功能特性、相关接口进行全面的、系统的评价、协调、审批、实施,这样可以确保在项目实施周期内,技术状态的任何一处发生变化都能够得到控制。

4.2.3 技术状态记实

技术状态记实主要指对建立的技术状态文件资料的更改情况,以及对已经批准更改的实施情况所做的一个历史记录和报告情况。它是对技术状态基线进行追溯比较的依据,技术状态记录和技术状态报告一般都供内部使用。

4.2.4 技术状态审核

航天项目技术状态审核主要是为了确定相关的技术状态项目能够符合技术状态文件而进行的检查审核工作。在技术状态基线被认可之前,就要开展技术状态审核工作,这样才能够保证产品符合合同或规定的要求,以及产品的技术状态能够准确地反映产品。技术状态审核包括两种:功能技术状态审核、物理状态审核。

5 结语

篇6：关于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践论文

关键词：技术成熟度等级；技术成熟度评估；系统成熟度等级；系统成熟度评估；矩阵计算模 型；机载制导武器

中图分类号：TJ760.6 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）03-0059-05

ApplicationResearchonMatrixBasedModelofSystemReadiness AssessmentinAirborneGuidedWeaponResearch&Development

WANGFang

（ChinaAVICAvionicsSystemsCo.Ltd，Beijing100086，China）

Abstract：Inordertolowereffectivelythetechnicalriskofweaponresearch&development，theA mericanDepartmentofDefense（DOD）adoptedthenotionofTechnologyReadinessLevel（TRL）aswell asTechnologyReadinessAssessment（TRA），andcontinuouslyexpandedtheirapplicationfieldand scopetoimproveanddevelopthenotionofSystemReadinessLevel（SRL）aswellasSystemReadiness Assessment（SRA）.ThisarticleintroducesthebasicconceptofTRLandTRA，andthenfurtherintro ducesthebasicconceptofSRL，SRAandawidelyusedassessmentmethodcalled“MatrixbasedMod el”，andappliestheassessmentmethodtotheairborneguidedweaponresearch&developmentworkasa practicalinstance，presentinganusefulreferenceforTRAofdomesticcomplexintegratedsystems.

Keywords：TRL，TRA，SRL，SRA；matrixbasedmodel；airborneguidedweapon

0 引 言

现代武器装备大量采用新技术，追求高性能， 导致系统结构、层次越来越复杂，因而武器装备的研制过程以及采办工作都存在着较大的不确定性 和风险性，因技术成熟度不高或对技术风险认识 不足导致的武器装备“拖进度、降性能、涨费用” 等问题己成为世界各国一个公认的难题。因而有 必要在武器装备研制过程中，对所用技术进行合 理评估，确保项目顺利完成。经过多年的发展，不 断完善的技术成熟度理论及评估方法可以清晰地审查技术研发全过程，合理地预测可能存在的技 术风险，科学地制定出各项技术的发展路线，及时 地了解关键技术的成熟度水平。

目前，对技术成熟度的评估大都侧重于对单 一技术的评估，很难全面反映复杂武器装备系统 的技术状态。因此，必须拓展技术成熟度概念与评 估方法的范畴，深入研究复杂武器装备层面的系 统成熟度理论与评估方法，其对于强化武器装备 研制项目的综合管理，确保武器装备研制成功具 有重要意义。

1 技术成熟度等级与技术成熟度评估

技术成熟度等级（TRL）与技术成熟度评估 （TRA）的概念最早起源于美国，已经历了探索研 究、成熟发展和全面应用三个阶段。2003年，美国 国防部（DOD）颁布《技术成熟度评估手册》，将技 术成熟度引入采办条例，并于2005年、2009年、 2011年进行三次补充修订，其中2011年更名为 《技术成熟度评价指南》（《指南》），对于TRA工作 的组织机构、操作程序、评估细则等都进行了详细 的规定。英国、加拿大等国军方也以美军的TRL 与TRA理论为基础，相继开发出了本国的TRA体 系并全面推广应用。

2011年版《指南》中定义，TRL是指对技术成 熟程度进行度量和评测的一种标准，可用于评估 特定技术的成熟度，以及判断不同技术对同一项 目目标的满足程度。《指南》中将TRL划分为9级， 具体如下：

TRL1：发现和报告技术基本原理；

TRL2：阐明技术概念和用途；

TRL3：验证技术概念的关键功能和特性；

TRL4：在实验室环境下完成基础部件/原理样 机验证；

TRL5：在模拟实际使用环境中完成部件/原理 样机验证；

TRL6：在模拟实际使用环境中完成系统/子系 统模型或样机验证；

TRL7：在使用环境中完成系统样机验证；

TRL8：完成实际系统试验验证；

TRL9：完成实际系统使用验证。

以上TRL1～TRL9的评估标准基本涵盖了一 项新技术从基础研究到工程应用的整个过程。其 中，TRL1～TRL3主要处于基础研究阶段；TRL4～ TRL6主要处于技术开发阶段；TRL7～TRL9主要 处于工程研制阶段，TRL9表明这项技术可转入生产部署阶段。endprint

技术成熟度评估（TRA）是指采用TRL对技术 的成熟度进行评价的一套方法、流程和程序。它是 通过一个正式的、系统化的、基于度量标准的过程 来评价系统中采用的关键硬件和软件技术的成熟 度，形成评估报告。TRL建立了一种测量技术成熟 度的标准与标尺，是技术发展的归纳与表述；TRA 进入了方法论的范畴，与TRL相辅相成，共同构 成了技术成熟度评估方法的理论基础。

2 系统成熟度等级与系统成熟度评估

近年来，随着科技的进步与TRA工作的深入， 当涉及到关键技术多、集成关系复杂的武器装备 系统时，TRA的实际效果并不理想。TRL与TRA 更多关注的是单项技术本身，不能有效地反映出 复杂系统间各项技术的关系。系统的成熟是以所 有关键技术的成熟为前提的，因此，DOD进一步 拓展了TRL与TRA的应用领域和适用范围，不仅 关注单项技术是否成熟，并且更加关注技术集成 性以及整个系统的成熟度水平，提出“系统成熟度 等级（SRL）”与“系统成熟度评估（SRA）”的概念。

SRL与SRA是对传统TRL与TRA概念的继承 与发展，SRL可分为6个等级，依次表示系统在整 个开发生命周期中所处的阶段状态。SRL的定义、 描述、与TRL的对应关系如表1所示。

目前，国内外还没有统一的SRA评估方法， 最为著名也是最有可能在未来成熟应用的评估方 法是美国斯蒂文森大学Sauser等人提出的“矩阵计算模型”将技术成熟度和技术集成成熟度通过矩阵 算法综合起来，计算出整个系统的SRL。美国航空 航天局（NASA）、DOD等已采用该计算模型，对多 个项目，包括火星气象卫星、阿丽亚娜5号、哈勃 空间望远镜等实施了评估，研究结果表明该计算 方法能够较为准确地反映系统的真实研制水平。

3 系统成熟度评估矩阵计算模型

3.1 技术集成成熟度等级的概念

SRA从单项技术扩展到系统集成层面，关注 的往往是关键技术之间的相关性与相互作用。当 两项（或多项）技术进行集成时，就有必要考虑其 接口标准、相互作用、兼容性、可靠性、系统性能 等问题。因此，Sauser等人在TRL的基础上，提出 了技术集成成熟度等级（IRL）的概念，用于表征任 意两项技术之间的集成程度，IRL的引入不仅可以 对某项技术所处于的集成成熟度等级状态进行检 查，还可以为该项技术与其他技术的集成指出方 向。IRL目前提出的模型包含9个等级，这与TRL 理论相类似，具体如下：

IRL1：技术之间的界面已经进行了确定，以便 能够体现；

IRL2：通过一些特征等级，体现技术之间界面 的集成；

IRL3：技术之间有兼容性，以便能够有序地和 有效地集成和相互作用；

IRL4：在技术集成的品质和可靠性方面，有充 足的详细资料；

IRL5：在建立、管理和终止集成所必要的技术 之间，具有充分的控制；

IRL6：对预期应用来说，集成技术能够接受、 转化和构成信息；

IRL7：利用充分的细节，确认和验证了技术的 集成；

IRL8：完成了实际集成，并通过在系统环境中 进行试验和验证，合格完成任务；

IRL9：成功完成任务，证明技术集成成功。因 为一项技术为了发展到TRL9，它必须被集成到系 统中，并在相关的环境中被证明。因此，IRL9意味 着互相集成的技术已达到TRL9。

3.2 系统成熟度等级的矩阵计算模型

系统成熟度评估矩阵计算模型是根据现有各 项技术的成熟度TRL以及技术之间的集成成熟度 IRL的数值，运用相关联的矩阵函数求出SRL的算 法模型，其不仅考虑了系统内部各单项关键技术，同时还考虑了各关键技术间的相互影响和作用关 系。定义关键技术元素（CTE）为在规定的时间、规 定的费用范围内为满足系统研制要求所需依赖的 新技术。以一个由n项CTE的复杂系统为例，其 SRL计算过程如下：

4 基于“矩阵计算模型”的机载制导武器系 统成熟度算例

下面将以某改进机载制导武器研制项目为例， 阐述“矩阵计算模型”在机载制导武器研制工作中 的实际应用。

4.1 确定关键技术元素及其技术成熟度等级

CTE的确定是SRA工作的首要任务。根据该 型机载制导武器的研制背景、性能和技术特点，使 用技术工作分解结构方法（WBS），自顶向下，将 机载制导武器按系统、分系统、部件进行逐级分 解，分系统一级首先分解为制导控制、引战、动 力、能源、弹体五个分系统，再进一步分解到部件 一级，如将制导系统分解为测量装置、程序装置、 解算装置、惯性装置等部件。

以此为基础，模拟美军《指南》中规定的工作 流程———制定评估计划、成立评估专家组，跟据CTE的定义与筛选准则开展专家评估工作，遴选 出候选CTE，收集待评估候选CTE的发展水平证 据并经综合权衡。评估专家组一致认为，本项目为 改进研制项目，系统在大部分使用成熟技术的基 础上，为满足技战术使用要求，最终确定系统的 CTE及对应TRL，如表3所示。

4.2 确定关键技术元素的集成成熟度

模拟美军《指南》中规定的工作流程，考察各 CTE之间的技术集成关系，依据集成成熟度等级 表，模拟评估专家组划分、确定各CTE之间的 IRLij（i，j=1～5），如表4所示。

再根据公式（4），SRLi/ni（i=1～5）分别为 0.410，0.336，0.482，0.485，0.278，则最后系统 的SRL为0.398（约等于0.4），对照表2得出系统 的SRL终值约为3。

4.4 计算结果分析

（1）项目仍处于技术开发阶段：虽然项目为 改进研制项目，运用了大量的成熟技术，但根据 SRA结果，系统CTE的成熟度仍然较低，系统仍 处于技术开发阶段。endprint

（2）项目的风险关注点为远程推力技术与定 向引战技术：根据SRLi/ni易知，在5项CTE中， 远程推力技术（i=2）、定向引战技术（i=5）取值 处于[0.10，0.39]区间，仍处于概念定义阶段。这 两项技术的TRL以及与其他CTE之间的IRL相对 较低，影响了整个机载制导武器系统的成熟度，是 整个项目的风险点，需要在整个研制工作中获得 更多的关注。

类似的案例还有美国火星气候探测器（MCO）， 该探测器于1999年9月23日因导航系统出现问 题在火星大气层坠毁。NASA利用系统成熟度计算 方法对该系统进行分析时发现，出现问题的这两 个软件的技术成熟度虽然分别是TRL8和TRL9。 但是两项软件技术的集成成熟度只有IRL5，因此 从系统成熟度角度来看，该系统的实际成熟度水 平仍处于“系统开发、验证”阶段，不具备发射条 件。

5 结 束 语

近年来，随着机载制导武器技术的快速发展， 大量高新技术的应用促进了装备的快速发展，但 也带来了大量的、不可预见的技术风险，并且技术 风险已成为制约机载制导武器发展的关键因素之 一。在此背景下，本文充分借鉴并运用了国外先进 SRA方法———矩阵计算模型，对某型机载制导武 器的系统成熟度进行了评估，是国内在本领域使 用此方法的一次有益探索与实践。

矩阵计算模型计算简便，易于编程开发，具有较强的可行性和操作性。但值得注意的是，影响机 载制导武器装备系统成熟度的因素很多，复杂武 器装备中关键技术与关键技术之间，子系统与子 系统之间的适应性、匹配性以及关联性将愈发复 杂。后续拟将结合我国武器装备研制工作实际，充 分消化吸收以美国为代表的外军SRL与SRA相关 的理论知识和组织管理经验，更加深入地开展理 论研究和实践活动，不断完善SRA评估方法，为 机载制导武器乃至我国武器装备研制项目提供全 寿命周期的有力支撑。

参考文献：

[1]张新国.国防装备系统工程中的成熟度理论与应用 [M].北京：国防工业出版社，2013.

[2]SauserBJ，Ramirez-MarquezJE，HenryD，etal.A SystemMaturityIndexfortheSystemEngineeringLifeCy cle[J].JournalofIndustrialandSystemsEngineering. 2008，3（6）：673-691.

[3]DOD.TechnologyReadinessAssessment（TRA）Desk book[R].US：PreparebyDeputyUndersecretaryofDe fenseforScienceandTechnology（DUSD（S&T））， 2005：13，2009.

[4]DOD.TechnologyReadinessAssessment（TRA）Guid ance[EB/OL].2011.http：//www.dau.mil.

[5]张伟，吕刚.机载武器[M].北京：航空工业出版社，

2008.

[6]郭道劝.基于TRL的技术成熟度模型及评估研究 [D].长沙：国防科技大学，2010.

[7]任长晟.武器装备体系技术成熟度评估方法研究[D]. 长沙：国防科技大学，2010.

[8]段磊，刘代军，刘琪.技术成熟度评估在空空导弹科研 管理中的作用[J].航空兵器，2012（4）：54-57.

[9]刘旭蓉，侯妍，艾克武.美英武器装备项目技术成熟度 评估研究[J].装备指挥技术学院学报，2005（6）：48- 52.

[10]陈利安，肖明清，赵鑫，等.复杂武器系统技术成熟度 评估方法研究[J].仪器仪表学报，2012，33（10）： 2395-2400.

[11]彭少雄，薄延珍，李学园，等.技术成熟度评价方法在 导弹武器系统中的应用[J].舰船电子工程，2011，31 （8）：157-159.

[12]卜广志.武器装备体系的技术成熟度评估方法[J]. 系统工程理论与实践，2011，31（10）：1994-2000.

[13]丁茹，彭灏.美国GMD系统成熟度评估研究[J].现 代防御技术，2011（6）：83-88.endprint

（2）项目的风险关注点为远程推力技术与定 向引战技术：根据SRLi/ni易知，在5项CTE中， 远程推力技术（i=2）、定向引战技术（i=5）取值 处于[0.10，0.39]区间，仍处于概念定义阶段。这 两项技术的TRL以及与其他CTE之间的IRL相对 较低，影响了整个机载制导武器系统的成熟度，是 整个项目的风险点，需要在整个研制工作中获得 更多的关注。

类似的案例还有美国火星气候探测器（MCO）， 该探测器于1999年9月23日因导航系统出现问 题在火星大气层坠毁。NASA利用系统成熟度计算 方法对该系统进行分析时发现，出现问题的这两 个软件的技术成熟度虽然分别是TRL8和TRL9。 但是两项软件技术的集成成熟度只有IRL5，因此 从系统成熟度角度来看，该系统的实际成熟度水 平仍处于“系统开发、验证”阶段，不具备发射条 件。

5 结 束 语

近年来，随着机载制导武器技术的快速发展， 大量高新技术的应用促进了装备的快速发展，但 也带来了大量的、不可预见的技术风险，并且技术 风险已成为制约机载制导武器发展的关键因素之 一。在此背景下，本文充分借鉴并运用了国外先进 SRA方法———矩阵计算模型，对某型机载制导武 器的系统成熟度进行了评估，是国内在本领域使 用此方法的一次有益探索与实践。

矩阵计算模型计算简便，易于编程开发，具有较强的可行性和操作性。但值得注意的是，影响机 载制导武器装备系统成熟度的因素很多，复杂武 器装备中关键技术与关键技术之间，子系统与子 系统之间的适应性、匹配性以及关联性将愈发复 杂。后续拟将结合我国武器装备研制工作实际，充 分消化吸收以美国为代表的外军SRL与SRA相关 的理论知识和组织管理经验，更加深入地开展理 论研究和实践活动，不断完善SRA评估方法，为 机载制导武器乃至我国武器装备研制项目提供全 寿命周期的有力支撑。

参考文献：

[1]张新国.国防装备系统工程中的成熟度理论与应用 [M].北京：国防工业出版社，2013.

[2]SauserBJ，Ramirez-MarquezJE，HenryD，etal.A SystemMaturityIndexfortheSystemEngineeringLifeCy cle[J].JournalofIndustrialandSystemsEngineering. 2008，3（6）：673-691.

[3]DOD.TechnologyReadinessAssessment（TRA）Desk book[R].US：PreparebyDeputyUndersecretaryofDe fenseforScienceandTechnology（DUSD（S&T））， 2005：13，2009.

[4]DOD.TechnologyReadinessAssessment（TRA）Guid ance[EB/OL].2011.http：//www.dau.mil.

[5]张伟，吕刚.机载武器[M].北京：航空工业出版社，

2008.

[6]郭道劝.基于TRL的技术成熟度模型及评估研究 [D].长沙：国防科技大学，2010.

[7]任长晟.武器装备体系技术成熟度评估方法研究[D]. 长沙：国防科技大学，2010.

[8]段磊，刘代军，刘琪.技术成熟度评估在空空导弹科研 管理中的作用[J].航空兵器，2012（4）：54-57.

[9]刘旭蓉，侯妍，艾克武.美英武器装备项目技术成熟度 评估研究[J].装备指挥技术学院学报，2005（6）：48- 52.

[10]陈利安，肖明清，赵鑫，等.复杂武器系统技术成熟度 评估方法研究[J].仪器仪表学报，2012，33（10）： 2395-2400.

[11]彭少雄，薄延珍，李学园，等.技术成熟度评价方法在 导弹武器系统中的应用[J].舰船电子工程，2011，31 （8）：157-159.

[12]卜广志.武器装备体系的技术成熟度评估方法[J]. 系统工程理论与实践，2011，31（10）：1994-2000.

[13]丁茹，彭灏.美国GMD系统成熟度评估研究[J].现 代防御技术，2011（6）：83-88.endprint

（2）项目的风险关注点为远程推力技术与定 向引战技术：根据SRLi/ni易知，在5项CTE中， 远程推力技术（i=2）、定向引战技术（i=5）取值 处于[0.10，0.39]区间，仍处于概念定义阶段。这 两项技术的TRL以及与其他CTE之间的IRL相对 较低，影响了整个机载制导武器系统的成熟度，是 整个项目的风险点，需要在整个研制工作中获得 更多的关注。

类似的案例还有美国火星气候探测器（MCO）， 该探测器于1999年9月23日因导航系统出现问 题在火星大气层坠毁。NASA利用系统成熟度计算 方法对该系统进行分析时发现，出现问题的这两 个软件的技术成熟度虽然分别是TRL8和TRL9。 但是两项软件技术的集成成熟度只有IRL5，因此 从系统成熟度角度来看，该系统的实际成熟度水 平仍处于“系统开发、验证”阶段，不具备发射条 件。

5 结 束 语

近年来，随着机载制导武器技术的快速发展， 大量高新技术的应用促进了装备的快速发展，但 也带来了大量的、不可预见的技术风险，并且技术 风险已成为制约机载制导武器发展的关键因素之 一。在此背景下，本文充分借鉴并运用了国外先进 SRA方法———矩阵计算模型，对某型机载制导武 器的系统成熟度进行了评估，是国内在本领域使 用此方法的一次有益探索与实践。

矩阵计算模型计算简便，易于编程开发，具有较强的可行性和操作性。但值得注意的是，影响机 载制导武器装备系统成熟度的因素很多，复杂武 器装备中关键技术与关键技术之间，子系统与子 系统之间的适应性、匹配性以及关联性将愈发复 杂。后续拟将结合我国武器装备研制工作实际，充 分消化吸收以美国为代表的外军SRL与SRA相关 的理论知识和组织管理经验，更加深入地开展理 论研究和实践活动，不断完善SRA评估方法，为 机载制导武器乃至我国武器装备研制项目提供全 寿命周期的有力支撑。

参考文献：

[1]张新国.国防装备系统工程中的成熟度理论与应用 [M].北京：国防工业出版社，2013.

[2]SauserBJ，Ramirez-MarquezJE，HenryD，etal.A SystemMaturityIndexfortheSystemEngineeringLifeCy cle[J].JournalofIndustrialandSystemsEngineering. 2008，3（6）：673-691.

[3]DOD.TechnologyReadinessAssessment（TRA）Desk book[R].US：PreparebyDeputyUndersecretaryofDe fenseforScienceandTechnology（DUSD（S&T））， 2005：13，2009.

[4]DOD.TechnologyReadinessAssessment（TRA）Guid ance[EB/OL].2011.http：//www.dau.mil.

[5]张伟，吕刚.机载武器[M].北京：航空工业出版社，

2008.

[6]郭道劝.基于TRL的技术成熟度模型及评估研究 [D].长沙：国防科技大学，2010.

[7]任长晟.武器装备体系技术成熟度评估方法研究[D]. 长沙：国防科技大学，2010.

[8]段磊，刘代军，刘琪.技术成熟度评估在空空导弹科研 管理中的作用[J].航空兵器，2012（4）：54-57.

[9]刘旭蓉，侯妍，艾克武.美英武器装备项目技术成熟度 评估研究[J].装备指挥技术学院学报，2005（6）：48- 52.

[10]陈利安，肖明清，赵鑫，等.复杂武器系统技术成熟度 评估方法研究[J].仪器仪表学报，2012，33（10）： 2395-2400.

[11]彭少雄，薄延珍，李学园，等.技术成熟度评价方法在 导弹武器系统中的应用[J].舰船电子工程，2011，31 （8）：157-159.

[12]卜广志.武器装备体系的技术成熟度评估方法[J]. 系统工程理论与实践，2011，31（10）：1994-2000.