工程系统规划与设计_6 系统分析和控制

技术 评审
对飞行器研 制各阶段实 施里程碑控 制的重要手 段
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权衡分析
权衡树
目标
备选方案 A B C D
权 准系 则
数
C
优
A
先
B
程
度
权衡分析示意图
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权衡分析
• 权衡研究方法为评估 各个备选的系统概念 和设计方案提供了一 个结构化的分析模式。 右图所示的权衡研究 过程的流程图就是典
确定目标
权
衡
确定候选方案
• 确定候选方案的第一步就是根据目标要求提出广 泛的、各具特色的设计方案和概念。应当充分发 挥设计人员的积极性，要求每一个设计者充分发 挥自己的创造才能，大胆设想各种能达到目标要 求的设计方案。实践证明，设想的可能的候选方 案越多，从中找到一个最优方案的可能性也就越 大。
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权衡研究的具体步骤
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• 为了能在候选方案的形 成中，考虑到所有可行
• 在专家评分之后，再填写加权值并将评分值和加 权值相乘，得出每个方案各特性参量的加权后评 分值。最后可得到每个候选方案的总加权评分值， 并可据此选出基准方集。
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权衡研究的具体步骤
6. 判断候选方案是否满足约束条件
• 候选方案除了应当符合准则要求之外，还必须满 足一定的约束条件，亦即满足若干规定的最小 （或最大）的可接受值。小于（或大于）该值就 会达不到预定的目标。不满足约束条件的方案不 能入选。
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权衡研究的具体步骤
7. 制定权衡表
• 权衡表的格式可参见下页表，有关评价准则的各 特征量列在该表的最左列，第二列是各准则的加 权值，然后各列是各候选方案的性能以及有关专 家就各方案的优劣给予的评分。这样就可得出各 候选方案总的加权评分值，然后按得分多少给出 中选方案的名次。最后在权衡表下方一栏中概要 地列出已选定方案的关键特性。
5. 评估候选方案
• 首先估算出每个候选方案与每项准则相对应的性 能，可以由参加评估分析人员通过参数分析、试 验、仿真、比较，或从原准设计的数据外推等各 种可靠、有效而又经济的方法来完成。
• 然后，请专家对该类工程项目准则和各候选方案 的性能予以评分。评分值的范围从0—10分，即 给最好地满足准则要求的候选方案评10分，而0 分则是不可接受的最差等级。
工程系统规划与设计
第六章系统分析和控制
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本章内容提要
1. 权衡分析、WBS和TPM 2.风险分析 3.费用分析
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系统分析和控制 概述
系统分析和控 制的目的
使飞行器研制过程从输入到输出的可追溯性得 以保持，其研制过程能得到控制，以确保最终 研制出的飞行器能符合用户的需求。
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系统分析和控制 概述
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权衡研究的具体步骤
4. 确定准则的加权系数
• 上述列举的权衡选择准则重要程度并非是同等的。 因此决策者在决定各候选方案时可按各准则的相 对重要程度给予加权。
• 为了保证权衡分析的客观性，加权系数是由决策 者制定的，而且一般不让进行权衡研究的分析人 员知道，以便使决策者对候选方案获得客观的估 计。
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权衡研究的具体步骤
【例子】
某军事部门要求研制一种能快速、经济地进行 远距离军用物资运输的运载工具。目标要求是：
• 运输距离为5000公里 • 运货量为350吨 • 从接到命令到把货物运送到目的地必须在48小时内完
成 • 在保证达到上述要求的前提下，力求减少执行任务的
费用
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权衡研究的具体步骤
2. 确定候选方案
系统
分析
权衡 分析
效能 分析
体系结 构分析
系统分析是用来评价备选方案及其技术途径是否能恰当 地（如果不是最优的话）满足系统要求和指标，为选择
最终的体系结构和设计方案提供依据。
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系统分析和控制 概述
技术性 能测量
系统 控制
对飞行器系 统的技术性 能进行控制 和验证的过 程
技术状 态控制
对已确立的 基线进行控 制
目标
快速、经济地进行远距
离物资运输
的途径，可以籍助权衡
树来形成各种候选方案。 陆运
空运
海运
权衡树是一种树形结构
图，每条树枝代表一种
飞机
飞艇
方案。它可以简明而又
形象地确定达到给定目
超音速运输机
亚音速运输机
某旅客机改型
标的所有可行的途径。
方案Ⅰ
方案Ⅱ
方案Ⅲ
机体
发动机
机载设备
发展一种运送军用物资运输工具的权衡树
• “研制任务书”或“战术技术要求文件” • 系统规范（或系统性能要求文件） • 试验与鉴定总计划 • 技术性能测定计划 • 寿命期费用管理计划 • 零级总进度表 • 风险管理方案计划等
• 通常，典型的权衡研究选择准则由下述特征参量组 成：
• 准确度；灵敏度；寿命；重量；尺寸；功率；可靠性； 维修性；安全性；生存性；费用；进度；风险等
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权衡研究的具体步骤
3. 确定选择准则
• 选择准则是判断候选方案是否能达到目标要求的标 准，是选择、比较候选方案的依据。这些准则应当 包括定量的指标值。若可能的话，还应包括这些指 标的门限值（超出门限值的方案不能满足目标要 求）。
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权衡研究的具体步骤
• 必须慎重地确定准则：
➢能在不同的候选方案之间，无偏向地并且有意义地加 以区分
➢与权衡研究的目的直接相关。亦即应包括已确定的重 要任务要求和各方 （使用方、承制方、政府）都极为 关注的关键问题
➢能尽可能以定量的方式明确给出的 ➢能以合理的费用予以测定和估算的 ➢在所有层次上，彼此之间都是相互独立的 ➢能为评估人员广泛了解和掌握的
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权衡研究的具体步骤
• 一般选择准则可从下述主要的设计文件中选择并确 定：
研
究
确定选择准则
流
确定加权系数
程
图
评估候选方案
型的进行权衡研究的 基本框架。
否
满足约束条件
制定权衡表
灵敏度分析
选出最优方案
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权衡研究的具体步骤
1. 确定目标和要求
• 应当以准确、明白的术语确定权衡研究的目标和 要求，并以此作为正确决策的基础。同时也作为 制定择优准则和加权系数的依据。
• 权衡研究的目标和要求应当来自使用部门或用户 给定的任务需求和约束条件。这些任务需求经过 系统工程过程己转化为功能框图、技术要求分配 单和系统规范等文件。这些文件则是确定决策准 则和权衡目标的主要基础。
• 给准则加权的目的是为了降低权衡分析中评估人 员分散程度的影响。此外，也可以简化彼此之间 各不相关的准则之间重要性的比较。
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权衡研究的具体步骤
• 加权系数的数值范围可以从0—1，越是重要的准则 给予的加权系数越高。各准则的加权系数之和应当 为1.0，即满足：
式中，n —— 选择准则的数目
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权衡研究的具体步骤