美国航宇科技工业界呼吁加强系统工程研究

http://www.dsti.net/Information/News/63164



[据美国《航空周刊与空间技术》网站近日报道]美国国家航空航天局（NASA）前任局长迈克尔·格里芬（Michael Griffin）目前正在亚拉巴马大学航宇工程与机械系执教，他认为航宇和国防领域的大型项目可通过“简练的”（elegant）系统工程设计来避免失败，但他不能对“设计的简练度”（elegance in design）给出明确的定义；美国国防部国防预研计划局（DARPA）的一名项目经理保罗·埃雷蒙科（Paul Eremenko）也相信，通过度量和降低设计的复杂度可避免问题，但他也不能给出度量“复杂度”（complexity）的方法。
　　早在“阿波罗”载人登月计划之前，美国航宇和国防科技工业界就已经开始运用系统工程方法来解决问题。但是对于目前正在开发的大规模和复杂的系统而言，现有的系统工程方法已经不能满足要求了。每当项目因出现重大问题而导致“拖、降、涨”甚至被取消时，总需要对项目所采用的系统工程方法进行详细审查；而在审查中常常发现，问题的出现往往是因为系统中的组成元素之间产生了非期望的或未料及的交互。这些交互只能在系统集成或系统联调的过程中被发现，最糟糕的情况则是直到系统已投入使用后才被发现。
　　格里芬反思道：“为什么在万事俱备的情况下，我们还是继续遇到重要和错综复杂系统的失效问题？为什么我们在过程控制方面作了需要做的每一件事，系统仍会出故障？虽然我们期望不同的结果，但继续去做更多同样的事不会是（这些问题的）答案”。他认为，一个国家系统工程水平的标志体现于交付大型、错综复杂的系统和完成前无古人之工程的能力，而且这些系统或工程运转稳定，不会经常出现失效。
　　按照当前的理解，系统工程包括将总体方案分解为可分离元素、描述所期望的元素交互和校核整个系统构架的准确性等工作。其中，“校核”（Verifying）是系统工程的“校核、验证与确认”（VV&A）过程中的第一个“V”，其内涵包括“自顶向下”的分解设计过程和“自下而上”的逐层校核过程。然而，系统的失效往往发生在其组成元素的接口和交互当中，且这些元素在许多情况下被认为是分离的。但洛克希德·马丁公司的工程副总裁杰夫·威尔科克斯（Jeff Wilcox）指出：“软件系统和网络通信系统的复杂度正呈指数级增长，这意味着一套软件或网络通信系统中的许多组成元素都可互相影响，这给系统带来了难以置信的复杂度，例如动辄数百万行源代码规模的软件和动辄数百个节点的网络通信系统”。
　　威尔科克斯还指出：“在所研制的系统变得日益庞杂的情况下，经典系统工程理论曾经为这些系统带来了秩序和协调。但是，‘庞杂的’（complicated）与‘错综复杂的’（complex）之间有着某种重大区别。‘庞杂的’系统是可以分解的，这也是经典系统工程理论的基础；‘错综复杂的’系统不再是完全可以分解的，经典系统工程理论必须改变才能与之适应”。
　　格里芬认为，当前美国一些重大项目/系统中出现的失效现象表明“某些东西在系统工程的过程中被遗漏了。因此就有很多这样的案例——每一件该做的事都做了，但不知何故总是会出故障”。（中国航空工业发展研究中心  张洋）http://www.dsti.net/Information/News/63164



[据美国《航空周刊与空间技术》网站近日报道]美国国家航空航天局（NASA）前任局长迈克尔·格里芬（Michael Griffin）目前正在亚拉巴马大学航宇工程与机械系执教，他认为航宇和国防领域的大型项目可通过“简练的”（elegant）系统工程设计来避免失败，但他不能对“设计的简练度”（elegance in design）给出明确的定义；美国国防部国防预研计划局（DARPA）的一名项目经理保罗·埃雷蒙科（Paul Eremenko）也相信，通过度量和降低设计的复杂度可避免问题，但他也不能给出度量“复杂度”（complexity）的方法。
　　早在“阿波罗”载人登月计划之前，美国航宇和国防科技工业界就已经开始运用系统工程方法来解决问题。但是对于目前正在开发的大规模和复杂的系统而言，现有的系统工程方法已经不能满足要求了。每当项目因出现重大问题而导致“拖、降、涨”甚至被取消时，总需要对项目所采用的系统工程方法进行详细审查；而在审查中常常发现，问题的出现往往是因为系统中的组成元素之间产生了非期望的或未料及的交互。这些交互只能在系统集成或系统联调的过程中被发现，最糟糕的情况则是直到系统已投入使用后才被发现。
　　格里芬反思道：“为什么在万事俱备的情况下，我们还是继续遇到重要和错综复杂系统的失效问题？为什么我们在过程控制方面作了需要做的每一件事，系统仍会出故障？虽然我们期望不同的结果，但继续去做更多同样的事不会是（这些问题的）答案”。他认为，一个国家系统工程水平的标志体现于交付大型、错综复杂的系统和完成前无古人之工程的能力，而且这些系统或工程运转稳定，不会经常出现失效。
　　按照当前的理解，系统工程包括将总体方案分解为可分离元素、描述所期望的元素交互和校核整个系统构架的准确性等工作。其中，“校核”（Verifying）是系统工程的“校核、验证与确认”（VV&A）过程中的第一个“V”，其内涵包括“自顶向下”的分解设计过程和“自下而上”的逐层校核过程。然而，系统的失效往往发生在其组成元素的接口和交互当中，且这些元素在许多情况下被认为是分离的。但洛克希德·马丁公司的工程副总裁杰夫·威尔科克斯（Jeff Wilcox）指出：“软件系统和网络通信系统的复杂度正呈指数级增长，这意味着一套软件或网络通信系统中的许多组成元素都可互相影响，这给系统带来了难以置信的复杂度，例如动辄数百万行源代码规模的软件和动辄数百个节点的网络通信系统”。
　　威尔科克斯还指出：“在所研制的系统变得日益庞杂的情况下，经典系统工程理论曾经为这些系统带来了秩序和协调。但是，‘庞杂的’（complicated）与‘错综复杂的’（complex）之间有着某种重大区别。‘庞杂的’系统是可以分解的，这也是经典系统工程理论的基础；‘错综复杂的’系统不再是完全可以分解的，经典系统工程理论必须改变才能与之适应”。
　　格里芬认为，当前美国一些重大项目/系统中出现的失效现象表明“某些东西在系统工程的过程中被遗漏了。因此就有很多这样的案例——每一件该做的事都做了，但不知何故总是会出故障”。（中国航空工业发展研究中心  张洋）