系统全周期管理方法模式

罗维

（中国核电工程有限公司，北京100840）

1 引言

系统管理往往具有较高的复杂性，涉及多个管理维度与要素，是各维度与要素之间共同作用的结果，在其全周期中涉及系统周期、利益相关者、系统配置、系统管控要素等四大维度。

从系统周期角度来看：系统的生命周期覆盖了立项、设计、制造、安装、调试、运行、维护到退役等各个阶段；从系统利益相关者角度来看：系统往往涉及用户、政府、公众、设计者、供应商、维护人员等各利益相关者的不同诉求；从系统配置角度来看：系统自身从最初的模糊想法、需求，变成设计图纸，并最终变为可运行的物理实体；从系统管控的角度来看：系统的安全、质量、进度与投资（成本）是系统管理的要点。

不仅各维度中的各要素之间需要协调与平衡，例如，如何平衡各利益相关者的不同诉求，系统的质量、进度、成本是否存在矛盾，设计系统时是否需要考虑系统的后期维护，更进一步来说，如何对系统的多角色、多视角、多阶段进行一致化、集中地管理，以最终确保系统质量、提高效率、缩短进度并降低成本是系统管理面临的巨大挑战。

2 系统全周期管理方法论

鉴于系统管理的复杂性、长期性、不可控性，基于“时间与空间、主观与客观、要求与实现、具体与抽象、局部与整体、动态与静态”的系统化分析思路与原则，将系统管理涉及的系统周期、相关者、配置、管控等管理维度与要素进行统一考虑，建立相应的方法论模型，用于指导系统的全周期管理，以提升系统在其全周期内的适应性与可控性。

3 系统利益相关者维度

在系统全周期的不同阶段，会涉及不同的利益相关者，如系统用户、政府、公众、设计者、制造者、设备供应者、维护者等。

虽然作为同一个系统，但这些不同利益相关者基于各自的定位与专业，对系统也有着不同的视角与需求，政府部门作为公众的总体代表，特别关注系统的安全、质量、健康、环境与风险控制；系统用户主要关注系统提供的功能是否能满足自己当前与未来的使用需求以及质量、总拥有成本等；系统制造者主要关注系统的交付进度、制造成本等；系统设备供应者主要关注设备交付进度、制造成本；系统维护者主要关注系统的可维护性和维修成本[1]。

4 系统配置管理维度

系统的配置要素涉及了标准规范、系统需求、系统结构、系统设备等诸多不同而又互相关联的配置要素，这些要素贯穿了系统的全生命周期。

①法规标准：表示对某一类系统的通用需求，这些法规、标准与规范可以是强制或非强制的，具有量化、非量化的规格与指标，通常由政府或行业组织制定，代表了政府、公众对某类系统的要求。②系统需求：由系统用户制定，表示对某个特定系统（如某辆汽车、某架飞机等）的制造、使用、维护等方面的具体需求，包括功能、性能、安全等各方面需求。③通用系统结构：通用系统（如某型号汽车、船舶等）的分解结构，包括各种参数和设计、制造、检验、运输、存储、安装与运维的具体量化要求。④特定系统结构：特定某个特定系统的分解结构，各功能位置按功能、组成等原则组成系统结构，通常可用功能位置、位号、KKS 码表示。⑤系统设备型号：设备厂商生产的为实现一定功能的具体设备型号（如某型号发动机），有其特定内部结构，可以是标准或非标准的。⑥系统设备实体：设备供应商根据具体设备型号生产的各台设备，但各设备有不同的制造、安装、调试和运行等信息。

同时，系统各配置管理要素之间存在着各种因果与追溯关系：①法规标准与通用系统结构的关系：通用系统结构必须遵循法规标准。通过建立标准规范与通用系统结构的对应关系，作为确定系统功能的出发点，是判断系统结构合规性与标准性的依据。②通用系统结构与设备型号的关系：系统可以由一个或多个设备型号系统实现，这些设备型号组成了系统的设备清单（BOM）。③系统需求与法规标准的关系：法规标准往往是确定系统需求的重要依据、基线、约束；同时，法规标准的普适性正是由各个具体系统需求抽象、汇总产生而来。④系统需求与特定系统结构的关系：系统需求最终是由特定系统结构来实现的，系统需求是系统结构建设的动因。⑤特定系统结构与通用系统结构的关系：特定系统都是唯一的，而通用系统结构则是其抽象表现。⑥设备型号与实体的关系：设备厂商可按照同一型号标准，生产多个设备实体，因此，是一个型号对应多个个体的类型与个体的关系。⑦特定系统结构与实体的关系：特定系统结构是逻辑概念，而实体是实际的物理存在；虽然某一时刻，逻辑系统只对应一个实体，但在其他系统阶段（如制造、运维阶段），可以替换另一个实现系统功能的实体。

5 系统周期管理维度

5.1 需求与设计阶段

在着手建设新的系统时，系统用户将相关的法规规范转化为系统需求，作为系统需求编制的参考与约束，并建立法规标准与系统需求的可追溯性，以确保系统需求的合规性，提升了系统需求的质量。

根据制定的系统需求，设计系统结构，将系统需求与系统结构进行对应，确保设计的系统结构能满足系统需求。

通过确定与运用标准规范、系统需求、系统结构的各个可追溯关系，可满足系统设计工作的合规性，确保系统的质量与安全性。

5.2 采购与详细设计阶段

在完成系统结构中的设备设计之后，需要选择具体厂商的相应型号与之匹配。在确定具体的设备型号后，该设备的内部详细结构和制造工艺也就确定了。

系统设备的定义和具体设备型号的设计间存在着明确的设计接口，这也是系统设计者和设备供应商之间的工作界限与契约。通常情况下，系统设计者在设计阶段只关心各系统设备的外部技术参数，如功能参数、外形尺寸、接口等，而设备供应商则关心设备的内部构造与工艺如何满足系统设计者提出的以上设计接口要求。

5.3 设备制造阶段

设备供应商按具体的设备型号进行设备制造，设备首次从设计的逻辑概念变成物理实体。为确保设备制造的质量与合规性，设备厂商应以设备设计要求为基础，结合具体型号要求制定设备制造的质量检测标准。

因此，设备供应商在设备制造过程中，应以具体设备型号要求为依据，对设备的材料、工艺、人员资质进行详细地跟踪与检验，详细记录不符合项与整改信息，作为制造质量追溯的依据，确保设备制造质量。

5.4 设备安装与调试阶段

系统安装者将按现场计划以设计图纸为依据，按系统设备位置及设备型号的对应关系，领取对应的设备、材料，将其安装在特定的系统位置，实现了系统设备逻辑位置与物理设备实体的对应。

需要强调的是，安装工作体现了设备逻辑位置与物理设备实体的关联关系，这种关联关系虽然是一一对应的，两者却有着不同的生命周期，在系统安装、调试与运维阶段，设备逻辑位置可以与同一型号的另一个设备实体进行关联，即更换设备实体。

5.5 系统运行、维护与改造阶段

在系统移交给系统用户后，开始进入系统运行与维护阶段。系统维护者对系统与设备进行定期监控，将实际运行信息记录在各设备实体上，并与系统需求、设备型号的规格要求进行比较，确定其是否在允许的范围内正常运行。

6 系统管控维度

6.1 系统进度管理

进度通常可分为立项、设计、采购、建造、调试与移交等阶段，系统配置结构则代表项目目标与内容，进度结构代表为实现项目目标与内容的工作。

两种结构存在着密切的依赖与反馈关系，工作安排不能脱离目标与内容，因此，工作结构的划分必须依赖内容结构；反之，工作的对象与成果必须体现在内容结构上。

6.2 系统成本管理

系统在其各阶段所消耗的各种资源的货币化反映即为系统的成本，即以系统为对象，将其对应的周期过程中的各个工作作为成本对象进行成本的预算、收集与核算，达到对系统成本的事前预测、事中控制与事后归集的目的。

通过将系统的配置维度与周期维度进行结合，实现配置要素与周期要素的对应，将系统各过程中消耗的各种成本归集到系统配置要素上。

6.3 系统质量管理

通过分析配置维度各要素之间的依赖关系，梳理系统质量控制的思路、方法与模式。

6.3.1 需求质量管理

系统需求必须包括、遵循相关的法规、标准，以确保系统需求的合规性、合理性。事实上，多数系统使用者对系统的需求往往并不清晰、详细与全面，因此，法规与标准作为系统需求的基线，具有重要的指导与参考意义。

6.3.2 设计质量管理

通过分析与梳理项目需求与系统结构的对应关系，检验系统设计（即系统、子系统、设备）是否满足需求，若发现有需求无法与相关系统设计相对应，则表明系统设计存在疏漏。

6.3.3 采购质量管理

此处的采购包括设备制造、运输与存储的全过程，通过实现设备型号要求与设备实体的各项指标参数的比较，达到对设备质量的控制；以设备功能规格和型号要求为依据，通过监控制造工序、人员资质、运输过程与仓储条件，确保设备制造、运输与存储的质量。

6.3.4 安装与调试质量管理

以系统设计、设备型号要求为依据，审核设备的安装情况，及时记录设备实体的实际安装与调试参数、参与人员，以便于质量追溯。

7 结语

通过将系统全周期中涉及的各个管理维度与要素进行有机地结合，形成一个覆盖系统各阶段、系统结构、相关者与管控要素的统一方法，形成指导系统全周期管理的思路与模式，从而提升系统建设、使用与管理方面的适用性与可控性，为系统质量和安全性的提升提供保障。