系统工程实践引发创新发展

文 | 本刊记者 石菲

系统工程实践引发创新发展

文 | 本刊记者 石菲

系统工程从“系统思维”的视角出发，结构化剖析系统组成及元素之间的关系，提供覆盖概念、开发、生产、使用、保障和退出全生命周期的可供裁剪的流程集，从一开始就将系统置于运行环境中，考虑与其他系统的相关性或相互作用，站在组织战略和业务（任务）需要的大背景下，寻求从需要（问题空间）到需求（解决方案空间）的转换图像。随着系统复杂性和组织复杂性的增加，基于模型的系统工程（MBSE）已是大势所趋，成为当前国际航空航天和防务领域系统工程范式转移的主流方向。2016年11月22日，聚焦“系统工程驱动创新与变革”、以“创新、变革、开放、共享”为宗旨的首届国际系统工程协会（INCOSE）北京高峰论坛举办，此次会议由国际系统工程协会北京分会发起，由中航工业信息技术中心、清华大学工业工程系、中国航空研究院共同承办。

来自中航工业、中国航发、中国商飞、航天、船舶、电子等各工业领域，以及清华大学、赛迪研究院等高校、研究机构和政府部门的150余人共聚一堂，分享全球系统工程知识体系与应用实践。

面对更加复杂的系统

中航工业副总经理/CIO、中国航空研究院院长、INCOSE北京分会主席张新国作大会主旨报告，阐述复杂航空系统和复杂系统工程协同演进，指出航空系统的复杂性呈指数增长，传统的基于文档的系统工程难以应对系统复杂性的严峻挑战，其“分而治之”的方法论也不再适用，应以系统视角审视系统的涌现性，建立从面向运行的需求域到面向功能和实现的解决方案域的创新通道，在从传统的基于文档的系统工程向基于模型的系统工程的范式转移中，基于统一建模和联合仿真的虚拟集成环境将彻底解决方法、流程、工具碎片化的弊端，其“先治后分”的新方法使早期就开始持续的验证成为可能，并能在日渐复杂的系统工程流程甚至系统全生命周期中确保需求的可追溯性；指出未来系统工程方法将向支持赛博-物理系统（CPS）开发、基于知识建模的具有智能特征的方向迈进，以架构为中心、模型为驱动将成为复杂系统数字线索的核心。同时，详细介绍了中航工业两化深度融合推进的基本方法论，以及在与国际学术组织、全球先进工业方案提供商的多层次、多维度合作中，建立知识共享、能力转移的开放技术支持体系，通过方法导航、示范验证和工程推广的成熟路径带动工业知识内生链路的形成；指出基于模型的系统工程的有序、持续推进将成为中航工业研制模式转型的关键驱动力和落实创新驱动发展战略的重要举措。

中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任、中国自动化学会副理事长兼秘书长王飞跃在“系统工程5.0: 基于ACP和CSP的平行智能系统工程体系”的报告中提出，ACP方法的核心是人工系统建模、计算实验分析、平行执行控制；人工系统以虚拟资源换取实际效益，是软件定义的系统（Software-Defined Systems, SDS）；系统软件化将是系统工程5.0时代的核心技术，可方便地将人与社会的因素纳入系统流程的建模与行为分析之中，灵活处理各类物理社会网络系统（Cyber-Social-Physical, CSP）问题。系统工程5.0就是以CSP为基础，以平行系统为方法，以软件定义的系统为手段，综合集成解决复杂系统的时代，即：SE 5.0 = ACP + CSP + SDS。

Alan HardingINCOSE主席

张新国中航工业副总经理/ CIO、中国航空研究院院长、INCOSE北京分会主席

郭宝柱国家航天局原副局长、国际宇航科学院院士

王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任、中国自动化学会副理事长兼秘书长

嬴淑娴中国商用飞机有限责任公司系统集成总师、国际航空科学委员会主席

中国商用飞机有限责任公司系统集成总师、国际航空科学委员会（ICAS）主席嬴淑娴带来国际航空科学理事研讨会的综合报告：“航空复杂系统集成”，这是一个源自国际航空科学理事研讨会上关于航空复杂系统集成的综合报告，阐述了研讨会上针对架构和基于模型的系统工程两大公共问题的背景、见解、新方向和建议及所讨论的结果，提出应对航空复杂系统集成问题的方法和建议。

系统工程师应对未来挑战

人才培养是系统工程发扬壮大的重要一环，在培养合格的系统工程师方面，INCOSE 主席Alan Harding作为国际系统工程领域卓越的领导者，专程出席会议并作题为“培养未来的系统工程师”的大会报告，基于INCOSE系统工程2025发展愿景，阐明在一个更加关联的世界中复杂系统持续面临的挑战和系统工程所面临的挑战；指出系统工程师在成功交付满足所有利益攸关者需要的系统中所起的关键作用；并就系统工程的要求、未来的系统工程师所必需的能力框架、INCOSE在专业化人才开发和教育方面开展的计划（特别是系统工程师认证）、以及如何帮助他们应对未来的挑战等方面的议题进行深入探讨。

清华大学工业工程系系主任助理、博士生导师、运筹学与服务科学研究室主任李乐飞介绍了INCOSE北京与中国系统工程教育、国际系统工程教育现状以及北京分会在新的阶段将发挥的引领作用。分享了清华大学与中航工业携手推进系统工程教育的举措，包括在INCOSE北京分会的支持下，逐渐建立系统工程培训体系化、规模化的人才培养机制；在科技部21世纪议程管理中心创新方法专项支持下，联合开展系统工程教育体系设计，初步完成多模式的全生涯系统工程人才培养体系的框架设计，部分课程已投入实践。并结合INCOSE新的愿景和使命，提出对系统工程教育的发展设想。

Dale Miller昂际航电工程部副总裁

Benjamin Lawler工具架构师

李乐飞清华大学工业工程系系主任助理、博士生导师、运筹学与服务科学研究室主任

Victor YeeIBM大中华区Watson物联网事业部资深专家

从中国制造到世界共识

对于中国来说，航天领域的系统工程一直在持续发展、成长之中。国家航天局原副局长、国际宇航科学院院士郭宝柱分享了中国航天系统工程方法，指出尽管中国航天管理体制历经调整变化，型号任务不断更新换代，而以强调总体为核心的系统工程方法一直是中国航天型号研制与管理实践不变的主旋律，是航天领域弹、箭、星、船研制成功的保证，中国航天系统工程是系统观点和方法在工程技术领域的应用，强调工程专业的总体集成，以及在系统生命周期反复迭代使用的分析-设计-试验过程；总体设计负责任务和需求分析，顶层系统方案设计，功能、性能分配，接口协调以及系统集成和试验。

昂际航电工程部副总裁Dale Miller和工具架构师Benjamin Lawler在题为“下一代航空电子系统架构设计——利用MBSE优化基于IMA的航电”的报告中指出了基于模型的系统工程对IMA开发的重要性。并结合工程实践进行了基于模型的系统工程的经验分享，提出要充分发挥基于模型的系统工程（MBSE）的效能，克服其带来的挑战。

IBM大中华区Watson物联网事业部资深专家Victor Yee分享了IBM在中国基于模型的系统工程应用与最佳实践，指出模型在系统工程中呈现出越来越大的价值，但需要复杂系统的开发人员通过流程规划、培训、咨询指导方能得以有效应用，如何将行业标准融入到最佳实践中并树立符合行业标准和规约的治理目标尤为重要。并回顾了IBM与中航工业建立战略合作伙伴关系、共建中航工业系统工程信息化推进卓越中心（CoE）、双方通过提升CoE能力建设共同推进MBSE应用的探索历程，分享了在此过程中IBM和中航工业所取得的成就和经验。

当今，中国正在加速融入世界，“创新、协调、绿色、开放、共享”是中国新的发展观。中国与世界相互对视、了解的每一个机会都变得十分重要。首届国际系统工程协会北京高峰论坛面向系统工程理论研究和工程应用，为中国学术界和工程界提供了解全球系统工程知识体系构建和领先实践发展趋势的机会，为教育、工业领域提供系统工程方法论和最佳实践经验共享、共建的平台，并以全新的姿态和更加主动的方式融入国际系统工程研究和应用体系，致力于为中国创新和中国制造赢得世界共识，为“推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”，为中国工业转型发展提供创新动力。