МОДЕЛЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СИСТЕМНОЙ ИНЖЕНЕРИИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИННОВАЦИОННОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Баданов А.Ю.,Рызванов Р.А.

Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ)


Номер: 4-8
Год: 2016
Страницы: 14-18
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

жизненный цикл, системная инженерия, фазы жизненного цикла, lifecycle, systems engineering, lifecycle phases

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Статья описывает модель жизненного цикла, применяемую при проектировании сложных технических систем. В статье описаны основные фазы жизненного цикла технических систем, назначения данных фаз и типовые результаты.

Текст научной статьи

Все более актуальными становятся комплексные подходы к управлению сложными техническими проектами. В сложных системах затраты на переделывание технической работы вследствие недостаточного планирования могут достигать значений до 80%. В данной статье проведены исследования различных методологий и лучших практик, используемых за рубежом и внедряемые в России, в авиационной и космической научно-исследовательской деятельности для управления жизненным циклом (ЖЦ) на разных стадиях создания летательного аппарата. Системная инженерия-это междисциплинарный подход для реализации успешных технических систем. Данная дисциплина нацелена на целостное и согласованное понимание потребностей заинтересованных лиц(стейкхолдеров), исследование возможностей, документирование требований, синтез, верификацию, валидацию и развитие решений при рассмотрении задачи во всей полноте от исследования замысла системы до ее ликвидации. Основоположником этих лучших практик стало агентство NASA. Системная инженерия оказалась настолько востребованной, что её начали применять в министерстве обороны США, энергетике, а также крупные корпорации мирового рынка Boeing, AIRBUS, LockheedMartin. В нашей стране активно применяет на практике методологию и стандарты системной инженерии ОАО ВНИИАЭС. К настоящему времени системная инженерия не просто получила безоговорочное практическое признание, но и вышла на международный уровень стандартизации (INCOSE) и даже пошла дальше: другие международные стандарты постепенно начинают меняться и приводится в соответствии с «системно-инженерными» стандартами, например, CALS-технологии. Использование системной инженерии в международных авиационных программах как CleanSkyиCleanSky 2 где принимает участие ЦАГИ уже де-факто. В этих программах применяются стандарты и методологии данной дисциплины, по требованию иностранных коллег, для успешного взаимодействия и управления проектами. Системную инженерию можно рассматривать в виде последовательности процессов и методик, применяемых на всем ЖЦ включая: проектирование, разработку, комплексировании и испытании системы. Модель жизненного цикла системной инженерии принятая в NASA предполагает дробления периода существования системы на ряд основных фаз, разделяемых вехами принятия наиболее важных решений. Эти фазы отмечают наиболее значимые переходы в жизненном цикле системы, а также изменения типа и предмета деятельности системного инженера. На рисунке 1 проиллюстрирована модель ЖЦ для реализации сложных систем. Она представлена в упрощенном виде так, как не существует единой модели, которая соответствовала ряду следующих критериев: - Была бы прията повсеместно; - Отвечала бы любой мыслимой ситуации. Кроме того, подчеркнута разница в характере действий при описании реализации системы и одобрения решений по мере перехода от одной контрольной точки принятия ключевого решения к другой. Так же на рисунке 1 присутствует ряд сокращений на английском языке перевод которых приведен ниже: • CDR-критический анализ проектных решений; • PDR-предварительный анализ проектных решений; • FDR-финальный анализ проектных решений. В таблице 1 представлено подробное описания каждой фазы полного ЖЦ системы. Рис. 1-Модель жизненного цикла системы принятая в NASA Таблица 1 Фазы типового жизненного цикла сложных систем Название Назначение Типовой результат Пре-фаза A. Концептуальные исследования. Получить широкий спектр идей и альтернатив для миссий, из которых могут быть выбраны новые программы/проекты. Определить степень реализации желаемой системы, разработка концепций миссии, проектные требования на уровне системы, выявление потенциальных потребностей в новых технологиях. Реализуемые концепции системы в форме моделирования, анализа отчётов исследований, моделей и макетов. Фаза A. Концептуальная и технологическая разработка. Определить реализуемость и потребности предлагаемой новой целевой системы и установить исходную базисную совместимость со стратегическими планами NASA. Разработка окончательной концепции миссии, требований системного уровня и необходимых технологических усовершенствований структуры системы. Определение концепции системы в виде имитаций, анализа, инжиниринговых моделей, макетов и определение исследования рынка применения системы. Продолжение таблицы2 Название Назначение Типовой результат Фаза B. Предварительное проектирование и технологическая завершённость. Описать подробно проект для установления исходного базового уровня, который сможет удовлетворить потребности миссии. Разработка требований, предъявляемых к конечному продукту и (и работоспособному продукту) структуры системы и генерация (получение) предварительного проекта для каждого конечного продукта системной иерархии. Конечные продукты в форме макетов, результатов маркетинговых исследований, спецификаций и документации по интерфейсам и прототипов. Фаза C. Окончательное проектирование и изготовление. Завершить детальное проектирование системы (и связанных с ней подсистем, включая её функционал), изготовить аппаратное обеспечение и создать программное обеспечение. Генерация окончательных проектов для каждого конечного продукта системной структуры. Подробные проекты конечного продукта, изготовление компонентов конечного продукта и разработка программного обеспечения. Окончание таблицы3 Название Назначение Типовой результат Фаза D. Сборка системы, интеграция, испытание и запуск. Компоновать и производить сборкуподсистем для создания системы, которая бы отвечала системным требованиям. Запуск и подготовка к эксплуатации. Проведение реализации конечного продукта системы, компоновки, интеграции и испытания и перехода к использованию. Конечный продукт - система, готовая к эксплуатации, с поддержкой сопутствующих действующих продуктов. Фаза E. Эксплуатация и обслуживание. Провести миссию и удовлетворить первоначально обозначенные требования и обеспечить поддержку для этих требований. Реализация плана работ. Желаемая система. Фаза F. Распродажа и утилизация. Реализовать план вывода системы из эксплуатации и выполнить анализ полученных во время работы системы данных (шаблонов, моделей). Вывод из эксплуатации. Если рассматривать системную инженерию с точки зрения управления проектом, то это есть функции планирования, надзора, и выполнение различных действий, направленных на реализацию проекта с учетом стоимости, качества, срока и пожеланий заинтересованных лиц. Управление проектом делиться на две равные по значимости части: системную инженерию и контроль проекта. На рисунке 2 овалами представлены две области: системная инженерия и контроль проекта. Видно, что две области включают множество взаимосвязанных технических процессов, описанных в данной статье. При чем техническое руководство относится к системной инженерии, а руководство программой, вопросы финансирования и сопровождение договоров входят в состав контроля проекта, а такжестоимость, и сроки. Выделение ресурсов и постановка задач по необходимости являются общими функциями. Рис. 2 - Системная инженерия в контексте проектного управления Исследования и апробация методологий и лучших практик по управлению ЖЦ при создании сложных систем показало, что наиболее эффективной методологией управления жизненным циклом и в первую очередь разработки технических систем, является системная инженерия, представленная в ряде международных (например, ISO/IEC 15288, ISO/IEC 29148) и отраслевых (NASA/SP-2007-6105, SAEARP 4754A, SAEAIR 6110) стандартов. Указанный ARP 4754A в 2010 г. утвержден EASA в качестве рекомендованных практик по проектированию воздушных судов гражданского назначения и их систем. В настоящее время в ЦАГИ проводятся работы по адаптации международных стандартов и методик, для применения в проектах авиационной отрасли Российской Федерации и совместных проектах, и рамочных программах.Проведенная работа в одном из совместных проектов показала важность своевременной адаптации международной методологии для оценки уровней готовности технологий(УГТ), для эффективного взаимодействия между партнерами проекта.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.