系统工程经典案例之哈勃望远镜

        1.项目概述   
        哈勃空间望远镜（HST）是沿轨道运行的天文观测台，它的观测范围是近红外到紫外光波段。HST由1990年发射，计划使用到2010年，它携带了很多仪器，通过定点观测和平行观测产生成像数据、光谱测量数据、天体测量数据、以及光度数据。
        哈勃望远镜计划是一个难以置信的传奇故事，从1946年对太空望远镜的早期的梦想，经历了七十年代广泛的、更加正式的项目规划和发展，以及八十年代重新确定指导方向时的混乱（特别是来自1986年挑战者号灾难的影响），在1990年首次发射，而在1993年进行了一次计划外的大型在轨维修。这样的过程为形成一个包含系统工程各个方面的案例提供了基本的素材。哈勃望远镜展现了一个由科学、技术、经济、政治以及项目管理实践和因素紧紧组合在一起的系统，其中很多方面是不可预知的。哈勃空间望远镜的需求是来自多方，包括不同的国际科学组织、美国国防部。这些需求都必须要响应。NASA在当时实施了一个与美国国防部采办管理框架不同的采办过程，即研究—开发—采办（research-development-acquisition）过程。哈勃望远镜项目是国际上任意一个规模和难度等级的人类努力成果的成功典范。在与大型防御系统比较异同的研究方面，它也是一个非常有意义的系统工程案例。
        2.哈勃望远镜 Friedman Sage矩阵
        我们通过讨论客户/用户早期参与、使用项目前期行业研究的方法、系统集成、生命周期支持、风险管理和系统工程管理这五个基本的系统工程学习原则来检查系统工程过程在哈勃望远镜项目中的应用情况。
        下表显示了哈勃望远镜的Friedman Sage矩阵和最能代表五个学习原理的矩阵中的七个方面。

        3.系统工程经验
        系统工程方法在哈勃空间望远镜（HST）计划中应用的启示是：
        a. 系统用户的早期和全程参与对系统的成功是至关重要的。在哈勃望远镜项目初期，没有很好的定义客户参与机制。导致最初用户两极化，而且对定义系统和支持系统都没有热情。尽管被系统外部的政治和相关国家项目严重牵制，这种情况最后还是有了好转。最终，用户参与过程的制度化保证了用户代表的力度和建立以及管理项目需求过程中的基础。后来，客户参与的体制在系统实施和在轨运行过程中的客户参与环节发挥了同样的作用。
        b.  使用项目前期行业研究的方法（当时NASA采用的是“逐步研究”或“逐步项目计划”的方法）来广泛探索技术概念和可供选择的方案是非常重要的。在最初成本是一个次要因素（后来为主要因素）的情况下，可以获得包括一系列可行性、概念性、可供选择和初步的活动设计的输入。
        c.  将系统装配、测试、配置和操作高水平地集成在一起对项目成功非常重要，它是项目的基础，必须被视为基础项目资源。由于有早期与航天飞机结合的项目，而且先前NASA（或NASA的承包商）在相似复杂系统上有经验，例如：阿波罗计划以及早期有人驾驶航天飞机的需求，使得哈勃望远镜在轨维修并不是一个大的系统工程综合难题。尽管如此，仍然需要提前对政府工程人员、承包商工程人员、以及客户之间的协作做很好的说明和演习，来解决不可避免的综合难题和不可预见的事件。
        d.  构建系统要考虑系统的全寿命周期。以真实寿命周期为驱动构建而成的系统运行情况更加良好，而且可以处理一些无法预料的事件（甚至是不曾预见的事情）。哈勃望远镜尽可能为安装系统支持物（可靠性，可维护性，提供技术升级，内置备份）提供了基准，为人们提供了对维修任务很重要的操作功能（计划的、无计划的）。随着四个维修任务的成功完成，包括最初计划外的任务（主反射镜修理），这个项目的各个阶段都已经非常明了。如果没有这样的系统设计方法，甚至不可能去尝试做镜片维修这个不曾预料的、计划外的事件，更不用说获得全面的成功了。
        e.  对于复杂项目，成员（政府和承包商）的数量使得这个项目的组织必须能够同时应对管理和技术领域的高风险因素。哈勃望远镜项目对项目承包人的依赖性非常大。因此NASA依靠项目承包人进行行全面质量保证。风险环节都无疑得到有效的管理，但还是出现了严重事情，尽管一些明显的迹象本应该阻止这件事情发生的，这里的失效直接导致了哈勃望远镜的主反射镜的问题未被发现就被送入轨道。
（撰稿人：reppy）更多精彩内容请扫描头型二维码关注。        1.项目概述   
        哈勃空间望远镜（HST）是沿轨道运行的天文观测台，它的观测范围是近红外到紫外光波段。HST由1990年发射，计划使用到2010年，它携带了很多仪器，通过定点观测和平行观测产生成像数据、光谱测量数据、天体测量数据、以及光度数据。
        哈勃望远镜计划是一个难以置信的传奇故事，从1946年对太空望远镜的早期的梦想，经历了七十年代广泛的、更加正式的项目规划和发展，以及八十年代重新确定指导方向时的混乱（特别是来自1986年挑战者号灾难的影响），在1990年首次发射，而在1993年进行了一次计划外的大型在轨维修。这样的过程为形成一个包含系统工程各个方面的案例提供了基本的素材。哈勃望远镜展现了一个由科学、技术、经济、政治以及项目管理实践和因素紧紧组合在一起的系统，其中很多方面是不可预知的。哈勃空间望远镜的需求是来自多方，包括不同的国际科学组织、美国国防部。这些需求都必须要响应。NASA在当时实施了一个与美国国防部采办管理框架不同的采办过程，即研究—开发—采办（research-development-acquisition）过程。哈勃望远镜项目是国际上任意一个规模和难度等级的人类努力成果的成功典范。在与大型防御系统比较异同的研究方面，它也是一个非常有意义的系统工程案例。
        2.哈勃望远镜 Friedman Sage矩阵
        我们通过讨论客户/用户早期参与、使用项目前期行业研究的方法、系统集成、生命周期支持、风险管理和系统工程管理这五个基本的系统工程学习原则来检查系统工程过程在哈勃望远镜项目中的应用情况。
        下表显示了哈勃望远镜的Friedman Sage矩阵和最能代表五个学习原理的矩阵中的七个方面。

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2015-2-2 09:10 上传

        3.系统工程经验
        系统工程方法在哈勃空间望远镜（HST）计划中应用的启示是：
        a. 系统用户的早期和全程参与对系统的成功是至关重要的。在哈勃望远镜项目初期，没有很好的定义客户参与机制。导致最初用户两极化，而且对定义系统和支持系统都没有热情。尽管被系统外部的政治和相关国家项目严重牵制，这种情况最后还是有了好转。最终，用户参与过程的制度化保证了用户代表的力度和建立以及管理项目需求过程中的基础。后来，客户参与的体制在系统实施和在轨运行过程中的客户参与环节发挥了同样的作用。
        b.  使用项目前期行业研究的方法（当时NASA采用的是“逐步研究”或“逐步项目计划”的方法）来广泛探索技术概念和可供选择的方案是非常重要的。在最初成本是一个次要因素（后来为主要因素）的情况下，可以获得包括一系列可行性、概念性、可供选择和初步的活动设计的输入。
        c.  将系统装配、测试、配置和操作高水平地集成在一起对项目成功非常重要，它是项目的基础，必须被视为基础项目资源。由于有早期与航天飞机结合的项目，而且先前NASA（或NASA的承包商）在相似复杂系统上有经验，例如：阿波罗计划以及早期有人驾驶航天飞机的需求，使得哈勃望远镜在轨维修并不是一个大的系统工程综合难题。尽管如此，仍然需要提前对政府工程人员、承包商工程人员、以及客户之间的协作做很好的说明和演习，来解决不可避免的综合难题和不可预见的事件。
        d.  构建系统要考虑系统的全寿命周期。以真实寿命周期为驱动构建而成的系统运行情况更加良好，而且可以处理一些无法预料的事件（甚至是不曾预见的事情）。哈勃望远镜尽可能为安装系统支持物（可靠性，可维护性，提供技术升级，内置备份）提供了基准，为人们提供了对维修任务很重要的操作功能（计划的、无计划的）。随着四个维修任务的成功完成，包括最初计划外的任务（主反射镜修理），这个项目的各个阶段都已经非常明了。如果没有这样的系统设计方法，甚至不可能去尝试做镜片维修这个不曾预料的、计划外的事件，更不用说获得全面的成功了。
        e.  对于复杂项目，成员（政府和承包商）的数量使得这个项目的组织必须能够同时应对管理和技术领域的高风险因素。哈勃望远镜项目对项目承包人的依赖性非常大。因此NASA依靠项目承包人进行行全面质量保证。风险环节都无疑得到有效的管理，但还是出现了严重事情，尽管一些明显的迹象本应该阻止这件事情发生的，这里的失效直接导致了哈勃望远镜的主反射镜的问题未被发现就被送入轨道。
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