NASA系统工程手册(第2版)
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3.4 项目阶段A:概念研究和技术开发

阶段A的目的是针对所建议立项工程,开发可靠的使命任务架构/系统架构,该架构在满足项目资源等方面约束的情况下,能够与工程的期望和需求相适应。阶段A开展的活动是为了完整地开发使命任务构想及其控制基线,安排或确保所需的技术开发责任到位,并明确为实现系统整体功能特性或实现系统自主开发所需依赖的人员要求。这项工作,以及与利益相关者的良好交互,能够帮助建立和完善使命任务构想及工程对所属项目的需求。在阶段A,系统工程师会深入地参与架构的开发与评估,以及参与将需求分配到架构中各个元素的活动。

在阶段A,通常由工程管理办公室或非正式的项目管理办公室筹建项目开发团队,负责处理完善在A前阶段开发的使命任务构想,确保项目的合理性和实用性,使其能够在NASA的预算中得到充分保证。开发团队的工作集中于分析使命任务需求并建立使命任务架构。此时的活动是正式的,重点转向优化概念设计。工作面更加深入并考虑众多备选方案。使命任务目的和目标是不变的,项目在系统需求、顶层系统架构,以及运行使用构想方面的定义更加明确。系统(必要时包括工程样机和物理模型)的概念设计和分析已经开展,较之A前阶段展示出更多的工程技术细节。技术风险的识别更加详细,而技术开发需求则成为焦点。系统工程管理计划在阶段A确定控制基线,说明NASA系统工程需求和NPR 7123.1中的实践经验如何在工程寿命周期中得到处理和应用。

在阶段A,工作重点在于将系统功能分配到特定的硬件、软件和人员。在与主题专家协同努力获取更经济有效的设计方案过程中,以及在系统与子系统之间进行反复迭代的权衡分析过程中,系统的功能需求和性能需求及系统架构和设计方案变得更加稳固。确定全寿命周期费用的方法(系统级效费模型)得到改进,可以用于对每个不同备选方案的费用及影响进行比较。权衡研究应在系统设计决策之前而非在此之后进行。阶段A的主要产品包括一个已获认可的系统及其主要末端产品的功能控制基线。项目开发团队需依据NPR 2810.1和联邦信息处理标准第199号出版物确定保密等级并采取保密措施。阶段A的工作还包括制定各种工程技术计划及管理计划,以准备对项目的后续流程(如验证流程和运行使用流程)实施管理。

空间飞行工程的阶段A:概念研究和技术开发

目的

确定所提议新系统开发的可行性和迫切性,并建立与NASA战略规划相兼容的初始控制基线。开发最终的使命任务构想、系统级需求,确定需要开发的系统技术并制定工程/项目的技术管理计划。

典型活动及产品

● 根据需要,评审并更新在A前阶段已确定控制基线的文档。

● 根据计划监控工程进展。

● 开发顶层的系统需求和约束并确定控制基线,包括内部的和外部的接口需求、综合后勤与维修保障需求、系统软件整体功能特性需求。

● 将系统需求转化为功能并分配到较低层级。

● 对需求进行确认。

● 为各项计划设定控制基线:

○ 系统工程管理计划;

○ 人因系统集成计划;

○ 控制计划,如风险管理计划、技术状态管理计划、数据管理计划、安全性和使命任务质量保证计划、软件开发和管理计划;(参见NPR 7150.2)

○ 其他相关的和特殊的计划,如履行环境法的文档资料、采办监控计划、污染物控制计划、电磁干扰/电磁兼容控制计划、可靠性计划、质量控制计划、部件管理计划、后勤保障计划。

● 初步开发产品验证与确认计划。

● 建立人员适航计划,并进行初步评价。

● 开发使命任务架构并确定控制基线:

○ 开发软试样、工程试样和模型,找出高风险构想并降低风险;

○ 演示并证明设计方案能达到的可信度和可行性;

○ 实施并完成权衡研究;

○ 启动人机交互方面的研究。

● 启动环境评估/国家环境政策法案流程。

● 初步开发轨道碎片评估方案。(NASA-STD-8719.14要求)

● 实施技术管理:

○ 给出技术成本范围估算值,开发系统级的效费分析模型;

○ 定义工作分解结构;

○ 编制系统任务说明;

○ 获取系统工程工具和模型;

○ 建立技术资源估算机制。

● 辨识、分析风险并更新风险评估结论。

● 根据需要开展NPR 7120.5中要求的阶段A的技术活动。

● 满足NPR 7123.1中规定的阶段A的评审启动条件/顺利通过评审的判定准则。

需要进行的评审

● 系统需求评审。

● 使命任务定义评审/系统定义评审。