57系统工程指导下的产品开发.pdf

１ 系统工程基本原理 　　　　６ 　系统工程介绍 11 随着科学技术不断进步，许许多多新产品也在不断涌现，如航天飞 机、波音７７７飞机、汽车、智能手机、智能家用电器，等等。这些产品 都有一个共同特点，那就是它们都是一个非常复杂的系统。如何在有限 的时间、有限的经费内，设计并开发出这么一个复杂的系统，如图１－１ 所示，并且还要保证质量？这是摆在管理者和工程师面前的一道难题。 幸运的是，许多公司都在这方面做出了许多探索。如波音７７７飞机的开 发，采用了系统工程的方法，成立了一个跨国界的团队。发动机在美国 设计开发，机身每个部分在不同地方开发，最后在波音总部集成。还有 福特汽车某款车，发动机用的是日本马自达的，底盘是欧洲开发的，最 后整车在美国开发及制造。还有大家熟悉的苹果手机，其设计在美国， 机壳制造、集成等在中国，随后美国负责总体定价及全球销售。可以看 到，对于复杂的产品，所有厂家都不约而同地转向用系统工程的方法开 发这些新产品，从而使产品从全球化中受益。 图１－１　复杂系统示例 这几个例子都告诉我们，由于现在的全球化、网络化，设计、制造 及销售是可以分离的，在不同地域，用不同人员，从而可以达到最优配 置。但是这么一个跨国界、跨地域的团队需要采用系统工程方法把他们 　　　　７ 串联起来才能达到最佳的效果。 系统工程就是采用多学科的方法和手段来进行系统设计和开发，从 而得到最优产品。也就是说，要设计一个最优的产品，必须要采用各种 各样的技术和手段，利用系统开发流程来开发出新产品。 采用系统工程来开发新产品，整个过 程存在六大特点，如图１－２所示。 （１）产品必须由客户需求驱动。客户 需求可以是产品使用者提出，也可以是政 府规范需求等。 （ ２）产品设计是由功能决定的，功能 要求就要在设计中体现出来。 （３）开发中要把文档存档并使之可追 踪，这样如果将来有问题就可以追溯来龙 图１－２　系统工程六大特点 去脉。 （４）产品开发是通过整个团队融合多学科的知识来进行的，所以 需要有各种各样学科的人才。 （５）产品开发过程是个动态过程，所有的零件、子系统和系统要 在这个过程中不断验证而加以完善。 （６）最优产品质量是由整个产品决定的，不是由某个子系统、零 件决定的。只有整个系统最优，产品才会最优。 　系统的组成 12 一个复杂的系统是由多个系统组成的。比如一台常规汽车是由五大系 统组成的：动力总成系统，底盘系统，车身系统，内饰系统，电子电气系 统。早期的车，如马车，马是动力系统，加上简单的底盘，并不复杂的车 身、内饰，就成了一辆车，当时没有电子电气系统。随着技术不断进步， 车的构造也越来越复杂，但车由五大系统组成的，在今天还是适用的。动 　　　　８ 力系统由马演变成内燃机，再演变成电动机；底盘系统也越来越智能和安 全；车身材料、设计也不断演变得越来越安全与环保。变化最大的应该是 电子电气系统，从无到有，再到不断完善。并且电子技术、互联网技术不 断进步，把这些技术集成应用到汽车中也是今后一大发展方向。 通常，一个复杂的系统由成千上万个零件组成，图１－３为汽车系统组 成。一辆汽车大约由一万四千个零件组成，一台飞机由十万个零件