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數字時代的航天系統工程

王國慶, 熊煥, 侯俊杰

10.3901/JME.2024.14.206

引用本文：

王國慶, 熊煥, 侯俊杰. 數字時代的航天系統工程[J]. 機械工程學報, 2024, 60(14): 206-214.

WANG Guoqing, XIONG Huan, HOU Junjie. China Aerospace Systems Engineering Method in the Digital Age[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2024, 60(14): 206-214.

原文閱讀（摘要）

摘要：航天系統工程方法圍繞型號研制總體最優目標，對型號產品研制全過程和涉及的管理要素進行全方位的科學組織管理，是支撐我國航天事業成功的重要法寶。進入數字時代，面對航天強國建設和高質量發展的新要求、新挑戰，必需深入研究構建數字時代航天系統工程理論方法體系。在對航天系統工程的形成、發展和基本方法論述的基礎上，提出數字時代航天系統工程的概念、特征和總體框架，對其轉型變革進行系統分析總結。在新一代信息技術的賦能下，航天系統工程將實現以模型取代文檔成為技術狀態控制和質量管理的重要載體，以高效的在線協同實現研制和管理效率提升，以數據驅動實現精細化管控和科學決策，組織管理趨向于扁平化、融合化、敏捷化和協同化。在組織管理、使能工具、研制模式、質量管理、決策方式、供應鏈管理等方面將發生深刻變革。以上理論方法體系的提出，結合航天重大任務探索實踐，為型號工程管理水平和科研生產能力提升提供理論方法支撐。

關鍵詞：數字時代；航天系統工程；數字化轉型；研制模式變革；管理變革

中圖分類號：V57

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前言

中國航天事業創建于1956年，幾十年來，中國航天從無到有、從小到大、從弱到強，取得了以“兩彈一星”、載人航天、月球探測、火星探測等重大任務為代表的輝煌成績。取得這些成績一個很重要的原因，就是在實踐中總結形成了一套有效的航天系統工程方法，可以說，航天系統工程方法保證了航天事業的發展，航天事業的發展也極大地推動了系統工程方法的完善和發展。進入新時代，我國開啟全面建設航天強國的新征程，航天型號工程任務難度更大、組織管理更為復雜、持續發展要求更高，隨著新一代信息技術與航天科技工業深度融合，航天系統工程方法也在發生深刻的變革。

當前，圍繞型號科研生產和管理數字化已開展了一些探索實踐，有力地支撐了各項任務的完成，但是如何在數字時代背景下推動航天系統工程方法的進一步發展成為新的挑戰。學術和工程領域對于數字時代的航天系統工程還缺乏深入的研究探討，尚未形成相對完整的理論方法體系。因此，本文在對航天系統工程的形成、發展和基本方法論述的基礎上，對數字時代航天系統工程的內涵、框架、方法等進行系統分析總結，以提升工程實踐管理水平和科研生產能力。

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航天系統工程理論與實踐

1.1 產生背景

航天工程復雜性、巨型性、高風險性、緊耦合性和開放性的特點要求必須建立一種高效、有序的組織管理系統科學方法。在“曼哈頓計劃(Manhattan project)”和“阿波羅計劃(Apollo program)”等大型工程實踐中逐步建立起了國外系統工程的理論方法體系。我國航天事業創建60多年來，在一系列重大的工程實踐中，以錢學森為代表的航天人形成和發展了我國航天系統工程的理論與方法，具有鮮明的中國特色，保障了我國航天事業健康、持續發展，同時也為我國管理科學積累了寶貴經驗。

1.2 國外進展

為了保證阿波羅計劃這一在技術、管理上高度復雜的工程能夠順利、成功實施，美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administratio，NASA)建立了系統工程的理論方法體系，這也是阿波羅計劃成功的關鍵。之后，大量復雜工程中對系統工程方法論的探索和實踐極大地推進了系統工程的發展。

美國系統工程專家霍爾(A·D·Hall)于1969年提出了著名的霍爾三維結構模式，為解決大型復雜系統的規劃、組織、管理問題提供了一種統一的思想方法。

1990年，系統工程國際委員會(International Council on Systems Engineering，INCOSE)成立，越來越多的高校和企業加入到系統工程的研究中。INCOSE、NASA等機構不斷推動系統工程的發展和應用，出版《INCOSE系統工程手冊》《NASA系統工程手冊》并不斷進行版本更新，為系統工程師提供權威的系統工程知識和實踐標準。

2007年，INCOSE正式提出了基于模型的系統工程(Model-based systems engineering，MBSE)的概念，以流程為驅動，模型為載體，實現結構化的產品概念和系統方案表達，進而開展系統分析、優化、仿真和驗證，成為復雜系統研制的新模式。

2018年，美國國防部正式發布數字工程戰 略，數字工程是系統工程和基于模型的系統工程在數字化時代的進一步發展，旨在推進整個國防體系的數字工程轉型，將美國國防部以文檔為中心的采辦流程轉變為以數字模型為中心的數字工程生態系統。從2020年開始，美國空軍、海軍、陸軍、太空軍紛紛制定數字工程相關戰略，在裝備采辦中全面推行數字工程方法。根據美國國防部需求，越來越多的國防武器裝備承包商積極開始數字工程轉型，以推動未來武器裝備的快速低成本研發。

1.3 我國航天系統工程方法的形成與發展

1956年10月8日，國防部第五研究院成立，錢學森任院長，標志著中國航天事業的創建。五院建院之初就設有總體設計室，之后不斷完善組織體系，在其內部組建了運載、導彈總體設計部，發動機研制和控制系統研制兩個專業院。

1961年，錢學森參與制定了《國防部第五研究院暫行工作條例(草案)》，之后廣泛征求了意見進行修訂，條例于1962年11月8日頒布試行，提出建立總設計師制度，加強技術指揮系統和行政指揮調度系統，形成了“兩條指揮線”的原型，明確型號研制工作應按8個階段有序開展，提煉出預研一代、研制一代、生產一代的產品發展路線，建立航天型號研制的質量保障體系等，這便形成我國初期航天系統工程的管理理念。

從20世紀70年代開始，錢學森組織力量致力于系統理論、系統工程的研究，他將多年的理論思考和豐富的實踐經驗加以集中升華，奠定了中國之后幾十年管理科學發展的基本思想。1978年，錢學森在《文匯報》發表了《組織管理的技術——系統工程》論文，對系統工程的概念、內容、在中國的發展、理論基礎及應用前景等作了深刻的闡述。這篇文章被譽為系統工程在中國發展的一個里程碑。

隨著中國航天事業的不斷發展，其工程的復雜性、技術的難度、參與單位和人員的增加等都給系統工程提出新要求，經過幾十年的發展和實踐，我國航天系統工程形成了相對完備的理論和方法體系，成為我國航天事業成功的重要法寶。在全國人民的大力支持下，幾代航天人自力更生、自主創新，我國航天事業取得了以首顆人造地球衛星“東方紅一號”升空、“神舟五號”飛船成功往返太空、首顆月球探測器“嫦娥一號”準確入軌“三大里程碑”為代表的巨大成就，載人航天、探月探火、衛星導航等重大任務不斷取得新的突破。其中，航天系統工程這一全方位組織管理航天工程系統的科學體系與方法提供了有力的保障。

1.4 概念內涵

錢學森提出了系統工程的概念內涵，“‘系統工程’是組織管理‘系統’的規劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法，是一種對所有‘系統’都具有普遍意義的科學方法”。錢學森指出，總體設計部的實踐所體現的科學方法就是系統工程，即從系統的整體目標出發，把系統作為若干分系統有機結合成的整體來設計，總體設計部對研制過程中分系統之間、分系統與系統之間的矛盾進行總體協調。錢學森在國內首次提出了系統工程的概念內涵，強調總體設計部在型號研制全過程、全系統綜合集成中的技術協調和管理機制。

王禮恒院士結合重大工程實踐，將航天系統工程總結為“組織管理航天型號規劃、計劃、預研、研制、試驗、生產以及人才、物資、保障條件、經費的科學體系與方法，覆蓋了全過程、全方位”，強調圍繞型號研制總體最優目標，對型號產品研制全過程和涉及的管理要素進行全方位的科學組織管理。其他專家學者也在實踐中不斷總結和豐富其內涵，主要圍繞航天系統工程的技術方法和管理要素進行深入研究。

本文總結以上多年的研究與探索實踐，認為航天系統工程是覆蓋型號產品研制全周期、供應鏈全鏈條、管理全要素，實施技術、行政兩方面的管理和優化過程，計劃管理、質量管理、物資管理、協作管理、風險管理、人才管理、經費管理、保障條件等都應納入航天系統工程內涵之中。本文綜合以上要素，將航天系統工程的內涵總結為如圖1所示，并將這一階段的系統工程方法稱為航天系統工程1.0(ChinaAero SE 1.0)，主要圍繞型號研制從論證立項、方案、初樣、試樣/正樣、定型、生產和交付保障全過程，以一個總體部、技術和行政管理兩條指揮線為組織管理體系，實施管理和控制，技術管理主要是以基于文檔的線下技術協調為主要手段，開展技術規劃、控制、評估、決策，行政管理主要是以人工協調為主的分級分要素管理手段，制定型號研制實施計劃，組織協調物資、進度、質量、經濟、保障條件的運行。

1.5 基本方法

航天系統工程的核心方法可以概括如下：形成了以總體設計部為龍頭的技術體系，科學構造協調高效的“兩總”系統，嚴格控制各階段的技術狀態，建立以質量管理為基礎的產品保證體系，形成開放融合的大協作體系等。

1.5.1 強化總體設計部的技術抓總、組織協調管理

總體設計部是型號研制的龍頭，按照研制任務書的要求，進行系統總體方案的設計論證和分系統功能、性能指標及結構的分解；在分系統論證與必要的試驗驗證的基礎上進行綜合集成，經多次迭代，實現型號整體性能的優化。在型號研制過程中，還要在總體與分系統、分系統之間實施技術協調以及研制計劃的動態管理，并實現研制流程與實施方案的優化。

1.5.2 實行行政、技術兩條指揮線的組織管理體系

航天系統工程形成了以行政指揮系統和設計師系統為主干的航天型號研制“兩總”組織管理體系。型號指揮系統由型號總指揮、各級指揮及相應保障部門的人員組成。型號總設計師是本型號的技術負責人，由上級部門任命，在總指揮領導下工作。設計師系統從總設計師延伸到分系統主任設計師和部件級主管設計師，從技術上為各級指揮工作的進行提供可靠的依據。型號兩條指揮線職責明確、協同工作，確保研制任務的順利實施。

1.5.3 嚴格控制各階段的技術狀態

航天型號研制每個階段要完成的任務及完成的標準都有明確的定義，轉階段也必須按行業標準進行嚴格的評估與評審，運用基線嚴格控制各階段技術狀態的更改。一個技術開發層次完成以后對系統狀態要進行描述，形成基線，后面研制工作將在上一級基線建立、穩定和受控之后才能開始進行。以技術評審作為系統研制的節點，當一個研制層次完成以后，必須評價是否滿足預期目標，分析技術風險，為是否進行下一個層次的研制提供決策依據。

1.5.4 建立了完善的質量體系和制度

“單位抓體系，型號抓大綱”是中國航天質量管理的基本策略。在采取的一系列措施中，對抓好質量最具重要作用的是質量問題歸零“雙五條標準”及技術更改“五條原則”，即技術質量問題歸零五條標準：定位準確、機理清楚、問題復現、措施有效、舉一反三；管理質量問題歸零五條標準：過程清楚、責任明確、處理嚴肅、措施落實、完善規章；技術狀態更改五條原則：論證充分、各方認可、試驗驗證、審批完備、落實到位。隨著型號研制任務的發展，后續對質量管理提出了“從源頭抓起、全過程受控、零缺陷管理、爭取一次成功”的更高要求。

1.5.5 構建開放融合的大協作體系

航天工程的復雜性使得其幾乎涉及國民經濟所有生產部門和各個技術領域，只有組織全國大協作才能完成。航天事業的成功是全國大力協同、密切配合、攻堅克難的結果，實現了內部協作和外部協作的有機統一。既包括航天系統內部院所的協作，也包括軍工系統其他單位的密切配合；既包括與國內政府、軍方、高校科研院所的密切互動，與民營企業的優勢互補，也包括與國外用戶、機構的合作，呈現出開放融合的態勢。

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航天系統工程發展的新需求

隨著全球迎來廣泛而深刻的數字化革命，當今社會已進入數字時代，航天強國建設和高質量發展要求充分發揮新一代信息技術的創新活力，加速技術變革、管理變革和組織重塑，推動航天系統工程的創新發展。

2.1 航天系統工程面臨航天強國建設帶來的新挑戰

當前是我國從航天大國向航天強國邁進的關鍵時期，載人空間站、探月工程四期、小行星探測等航天重大工程研制任務重、周期短、質量要求高。正在論證和攻關的新一代載人運載火箭、重型運載火箭、下一代北斗衛星導航系統等重大項目都提出了高質量發展要求，需要把推動航天強國建設與網絡強國、數字中國建設緊密結合起來，全面推進航天系統工程方法的新發展，加快建成數字航天，通過技術變革和管理變革，推動中國航天事業從“跟跑”向“并跑”“領跑”邁進。

2.2 航天系統工程需要滿足高質量發展提出的新要求

高質量發展就是要立足新發展階段，貫徹新發展理念，構建新發展格局，實現從“保成功、保交付、保增長”向高質量轉型發展邁進。針對航天重大任務實施和重大專項研制攻關中高質量、短周期、低成本，以及風險控制能力不斷提升的更高要求，迫切需要通過理念、方法、技術和工具的變革，實現科研生產和經營管理模式的新升級，全面推進質量變革、效率變革、動力變革，實現高質量發展。

2.3 航天系統工程需要注入數字時代發展的新動能

放眼全球，新一輪科技革命和產業變革深入發展，數字技術創新活躍，數據作為關鍵生產要素的價值日益凸顯，深入滲透到經濟社會各領域全過程，其影響前所未有。數字技術已成為新質生產力，正在加速推動傳統產業向數字化、網絡化、智能化方向轉型升級，航天系統工程方法需要順應時代發展趨勢，加快與新一代信息技術的深度融合，實現航天科研生產和管理模式不斷變革優化。

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數字時代的航天系統工程

近年來，航天裝備技術日益復雜、規模不斷增長，更高強度密度研制、發射、交付成為新常態。站在航天強國建設新征程的起點上，在數字化技術的賦能下，航天系統工程的內涵、特征、基本方法等不斷創新取得重要變革，本文稱之為航天系統工程2.0(ChinaAero SE 2.0)階段。

3.1 概念、特征與總體框架

3.1.1 航天系統工程2.0基本概念

航天系統工程2.0是將新一代信息技術與型號科研生產及管理深度融合，形成的組織管理航天型號規劃論證、研發設計、生產制造、試驗測試、服務保障全過程，以及計劃、質量、風險、物資、經費、人才、協作、保障條件等全要素，以達到系統既定目標、實現整體最優的科學體系與方法。

3.1.2 航天系統工程2.0特征

航天系統工程2.0是在數字時代對航天系統工程的進一步創新與發展，其主要特征可以概括為以下幾方面。

(1) 模型取代文檔成為技術狀態控制和質量管理的重要載體。裝備研制過程將實現全要素建模用模、全周期模型貫穿、全層級數字交付。從裝備論證階段開始，以模型傳遞驅動研制流程，打通產品全生命周期數字化研制鏈路，邊設計邊數字驗證，推動研制重心左移降本增效。總體設計部運用模型進行總體與分系統及分系統之間的技術協調和技術狀態控制。全級次供應商將模型等同于實物產品進行統一交付，支撐裝備試驗鑒定和數字化服務保障。

(2) 組織管理趨向于扁平化、融合化、敏捷化和協同化。在型號數字化研制模式下，型號“兩總”隊伍的組織管理也在發生變革，通過在型號中設立數字化副總設計師、主任設計師等，使數字化隊伍和能力充分融入型號研制過程；通過集成產品開發(Integrate product development，IPD)研發模式，改變原有型號技術抓總和技術協調方式，使型號研制組織管理實現扁平化、敏捷化，提升跨部門、跨專業的協同研制效率。

(3) 以高效的在線協同實現研制和管理效率提升。在航天型號研制“兩條指揮線”的組織體系和協調機制下，行政指揮系統利用網絡和信息技術將型號研制中的計劃、經費、質量、人員、資源、供應鏈等管理協調活動由線下轉入線上，項目協同更加高效、管控更加精準；技術系統通過總體牽引、模型驅動、數據連續、閉環追溯的數字化協同研制能力和支撐跨領域、跨專業、跨組織、跨地域的線上協同，使設計迭代速度更快、技術方案更優、質量水平更高。

(4) 以數據驅動實現精細化管控和科學決策。圍繞型號研制各環節全面過程控制、質量和風險管理需求，通過對人、財、物、計劃、質量、供應鏈等全要素數據管控和閉環管理，實現裝備研發進度、質量、成本實時可視、透明，綜合數據分析和決策科學化，風險識別與控制更加精準有效。

3.1.3 航天系統工程2.0總體框架

在數字化技術的賦能下，航天系統工程2.0的總體框架如圖2所示，即圍繞“一個孿生、兩條指揮線、三全并舉、四層推進”，構建航天產品數字化研制模式，并實現研制過程與管理活動相貫通、一體化管理。

“一個孿生”即圍繞研制過程，同源模型全周期迭代成為信息傳遞的主要模式，現有的串行、以文檔為中心的研制流程，轉變為并行、以模型和數據為中心的數字工程研制流程，物理域的研制活動通過數據模型映射到數字域，利用數字域的強大算力實現設計、制造、驗證等過程的快速迭代，大幅提高研制效率。傳統的“規劃論證-研發設計-生產制造-試驗測試-服務保障”的模式變革為基于模型數據的“推演論證-數字設計-數字制造-虛實驗證-數實交付-數字化保障”新模式。

“兩條指揮線”的運行更加順暢高效，技術指揮線由基于文檔的線下技術協調轉變為基于全量模型數據的技術抓總協調，行政指揮線由以人工協調為主的分級分要素管理，轉變為數據驅動的穿透式、全要素一體化管理。

“三全并舉”即航天系統工程管理覆蓋型號研制全周期、管理全要素、供應鏈全鏈條，確保型號研制和管理目標的實現。

“四層推進”即航天系統工程2.0的實施需要從模型數據、平臺工具、可信環境和基礎支撐四個層級進行全面推進。模型數據要“通”，構建統一、全量的模型數據體系貫通型號全周期全層級；平臺工具要“統”，以統一的平臺工具滿足協同研制、模型傳遞、協調管理需求。此外，新型信息基礎設施和安全運維體系建設、先進技術研究和應用、制度標準的完善、人才隊伍的打造都是重要的支撐條件。

3.2 轉型變革

技術和工具的變革可以帶來生產力的極大提升，生產力決定生產關系的發展和變化。近年來，云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術的發展和應用為航天系統工程提供了新質生產力，不斷催生航天科研生產和管理的新模式、新方法、新應用。與傳統航天系統工程方法相比，航天系統工程2.0體現了以下6個方面的主要變革。

3.2.1 組織變革：運用集成產品開發模式，打破組織界限

改變原有型號研制組織模式，建立IPD工作機制，通過建設覆蓋裝備設計、制造、運行、維護全過程，機械、電氣、控制、軟件等全專業的模型體系，搭建IPD集成工作環境，可以實現基于模型的多專業一體化協同。IPD模式打破了型號總體與各專業、上下游之間的界限，形成動態、靈活、可擴展的網絡化扁平式組織模式，提高產品研制效率。

3.2.2 工具變革：構建統一數字化平臺，支撐型號兩條指揮線的網絡化協作和管控

網絡的互聯改變了跨層級、跨組織、跨部門、跨專業的協作、溝通方式。通過覆蓋型號研制全過程，以及計劃、質量、供應鏈全層級各環節的統一數字化平臺建設，打通不同層級、不同環節之間的數字化“壁壘”，使型號研制行政和技術兩條指揮線協調管理能力大幅提升。

行政指揮線通過統一數字化平臺實現數據跨職能域的交互共享，對研制流程和總體方案進行審定，制定型號整體實施計劃，對型號技術、質量、進度以及人財物等資源進行有效協調管理，提升科學決策、風險預判能力。技術指揮線通過統一數字化平臺打通型號全生命周期數字化研制鏈路，形成基于全量模型數據的總體方案論證和技術狀態管理能力，以及協調解決型號總體技術問題、總體與分系統、分系統間的技術接口問題和設計、工藝、生產、試驗方面的質量問題的閉環管理能力。

3.2.3 研制模式變革：推動虛實融合，實現“設計即正確”

算力的提升使型號研制大規模的仿真驗證得以實現，也將物理空間基于文檔和實物樣機的規劃論證、研發設計、生產制造、試驗測試、服務保障活動通過模型數據映射到數字空間。在型號產品的系統設計、詳細設計環節，通過大規模的系統仿真、性能仿真和工藝仿真等驗證活動，確保設計正確性，實現邊設計邊驗證；在試驗測試環節，通過提前開展虛擬試驗，指導、取代實物試驗，確保試驗驗證的充分、高效、低成本。通過研制重心的前移，傳統系統工程研制程序不斷優化和變革，逐步形成預研研制一體、試驗鑒定前移等科研生產新范式。

3.2.4 質量管理變革：構建數字化航天精益質量管理體系，提升質量管理智能化水平

將面向集團公司三級組織以及型號、產品的質量管理作為一個有機整體，建立覆蓋全領域、全級次、全過程的航天質量管理系統，統籌航天精益質量管理體系建設、運行及評價，推動航天質量管理從傳統的“事后檢驗”向“事中分析”或“事前預防”的管理轉變，支撐質量管理從“精細”到“精益”再到“卓越”的轉型發展。以技術風險為主線實施全過程全數據的航天工程風險辨識與控制，將傳統的以定性經驗型風險辨識轉變為基于數據的定量科學的風險辨識；建立基于模型的數字化產品質量驗證評價體系，實現型號研制全流程數字驗證與實物驗證的迭代；以電子數據包作為航天產品質量表征載體，實現航天產品在線驗收和評價；構建以質量為中心的供應商管理體系，基于大數據技術實現穿透式供應商風險管理模式。

3.2.5 決策方式變革：實現基于大數據分析預測的管理決策

基于對計劃、質量、供應鏈以及人財資等管理全要素的數據管控，過去以人工協調和管理為主的粗放型管理決策方式將變為更加科學和精準的模式。以型號計劃為主線，牽引質量、供應鏈、人財資等管理全要素，并與研制環節貫通，打通多級次、多型號、多廠所的科研生產指揮和控制信息鏈路，全面動態化監控型號項目過程，形成跨業務域的科研生產一體化管控能力。管理過程正由流程驅動向數據驅動轉變，決策方式由基于經驗向大數據分析預測轉變，大幅提升科研生產任務的指揮和控制能力。

3.2.6 供應鏈管理變革：構建協同高效、精細管控的供應鏈數字化協作網絡

航天型號多級供應商的協作體系下要求對型號配套物資供應和協作的全過程進行嚴格的管理和質量控制。通過統一的航天型號供應鏈管理系統，開展全級次供應商管理、采購管理和質量閉環管理，形成“數據驅動、協同高效、精細管控”的新一代供應鏈協作網絡。實現對物資、外包、外協供應商集中管控的全級次供應商管理模式，包括供應商準入認證、績效評價、名錄動態管理等全過程的數字化管理。實現對采購需求、合同訂單、進度等全流程在線管理的采購管理模式，提升采購計劃與型號研制計劃、批產計劃的協調性。通過融合計劃、質量、外部事件等多源數據，實現型號供應商風險的全面識別和動態感知。

3.3 探索實踐

近年來，航天領域緊緊抓住數字時代機遇，在型號研制過程中，深入應用先進數字化手段，初步構建了模型和數據驅動的航天系統工程體系，有力支撐了以新一代運載火箭、空間站建造等為代表的航天重大工程任務的圓滿完成。

3.3.1 數字火箭

通過IPD協同工作機制，CZ-5等型號建立了結構、動力、地面發射、控制、電氣等10余個IPD專業協同小組，并基于三維數字樣機、電氣原理數字樣機、飛行仿真模型等建模仿真技術開展技術抓總與協調，實現組織變革、研制模式變革，高質量保證新一代大型運載火箭方案可靠準確。通過產品全生命周期管理(Product lifecycle management，PLM)系統和產品數據包等工具手段變革，CZ-7等型號設計師隊伍對結構、電氣、軟件產品的設計、制造、測試的技術狀態進行閉環管控，相對于傳統紙質傳遞方式全箭設計反復和工程更改次數減少50%以上，高質量保證新一代中型運載火箭首飛成功。CZ-8型號基于數值仿真技術，首次實現數字試驗對全箭動特性獲取，在刷新最短研制周期記錄的同時，高質量保證首飛成功。基于型號物資數據應用，實現了物資管理與設計要求、生產進度、質量管控等型號供應鏈要素相協調，并初步形成了采購需求預測的能力，實現了研制模式和供應鏈管理方式變革。

3.3.2 數字空間站

空間站的研制和在軌運營充分體現了航天系統工程的研制模式變革，數字空間站的建設和應用納入了型號研制流程，成為型號研制的規定動作，將模型作為數字產品，與實物產品同標準管理，通過統一規范、統一格式、統一接口，實現自頂向下、數據同源、并行協同的數字化研制流程，推動研制模式的變革。

空間站構建了涵蓋4大專業、9大分系統、1 600余臺單機設備模型、150萬個方程的能夠反映在軌空間站功能性能的“數字孿生體”。與在軌空間站、地面電性空間站共同構成三個空間站“三站協同”的在軌運營體系，天地同步，虛實映射。數字空間站實時接收在軌空間站遙測數據，監視空間站在軌狀態并不斷修正模型，使數字空間站具備了方案驗證、實時監控、狀態預示能力。數字空間站在艙段轉位、出艙活動、首長通話、機械臂巡檢、推進劑補加和載荷照料等關鍵任務中開展了仿真分析應用，提供24 h數字伴飛和航天員出艙等重大任務支持，保障空間站長期在軌穩定運營。

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結論

習近平總書記指出，“時代是思想之母，實踐是理論之源”。“理論的生命力在于不斷創新。”在新時代新征程強國建設的偉大實踐中，我們提出了航天系統工程2.0的概念、方法和總體框架，旨在促進組織變革、流程變革、方法變革，提升工程實踐的管理水平和科研生產能力，為支撐航天強國和世界一流企業集團建設、實現高質量發展貢獻力量。

作　　者：王國慶

責任編輯：趙子祎

責任校對：向映姣

審　　核：張　強

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