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復雜裝備研制管理——技術、方法、應用 版權信息
- ISBN：9787030707482
- 條形碼：9787030707482 ; 978-7-03-070748-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
復雜裝備研制管理——技術、方法、應用 內容簡介
全書針對復雜裝備研制管理的現實需求，致力于貧信息環境下復雜裝備協同研制管理技術的創新和發展，積極服務復雜裝備研制管理實踐。主要內容包括灰色系統理論等不確定性系統模型、貧信息背景下復雜裝備研制計劃與進度控制、質量與可靠性管控、費用測算與成本控制、供應商管理、風險管控等理論、方法與應用。
復雜裝備研制管理——技術、方法、應用 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 復雜裝備的概念、內涵與特征 1
1.2 復雜裝備研制的必要性與戰略意義 3
1.3 典型國家和地區復雜裝備研制歷程與管理經驗 6
1.4 復雜武器裝備研制發展趨勢分析 21
1.5 復雜裝備研制管理的關鍵問題 31
第2章 灰色預測模型與技術 39
2.1 概述 39
2.2 序列算子與灰色信息挖掘 40
2.3 灰色預測模型 48
2.4 灰色預測技術 54
第3章 灰色決策方法與模型 62
3.1 概述 62
3.2 灰靶決策 63
3.3 基于混合可能度函數的灰色聚類決策模型 66
3.4 多目標加權灰靶決策模型 69
3.5 兩階段灰色決策模型 75
第4章 復雜裝備研制項目進度計劃隨機網絡建模技術 82
4.1 概述 82
4.2 復雜裝備研制過程建模CF-GERT網絡構建 84
4.3 復雜裝備研制進度規劃超沖突均衡博弈模型 98
4.4 復雜裝備研制進度計劃分解GERT網絡反問題模型 111
第5章 復雜裝備研制質量管控技術與方法 124
5.1 概述 124
5.2 復雜裝備質量參數規劃PBS-STA-HoQ樹狀博弈模型 126
5.3 基于復雜質量結構的復雜裝備穩健設計模型研究 136
5.4 復雜裝備研制FTA(p，l)-GERT質量損失網絡關鍵節點診斷方法研究 146
5.5 小樣本背景下復雜裝備虛擬總體生成與質量檢驗方法研究 152
5.6 貧信息下復雜裝備新建工序質量控制圖動態灰色貝葉斯修正模型 156
5.7 復雜裝備質量風險控制博弈-魚刺圖模型研究 164
第6章 復雜裝備可靠性分析與優化技術 170
6.1 概述 170
6.2 貧信息背景下的復雜裝備可靠性預測與評價技術 170
6.3 貧信息背景下復雜裝備可靠性優化設計技術 187
6.4 貧信息背景下的復雜裝備可靠性增長模型研究 204
第7章 復雜裝備研制費用測算與成本控制 213
7.1 概述 213
7.2 概念設計階段的復雜裝備研制費用測算模型 214
7.3 初步研制階段復雜裝備費用測算方法 223
7.4 基于遺傳因果方法的小批量生產階段商用飛機成本費用估算 233
7.5 基于成本控制屋的復雜裝備研制成本控制模型 243
7.6 基于二次函數逼近的復雜裝備研制成本優化分配問題 252
第8章 大型客機協同研制供應商管理 255
8.1 概述 255
8.2 波音公司供應商管理模式的演變 256
8.3 中國商飛公司供應商管理的基本流程 263
8.4 中國商飛公司供應商管理的特點與薄弱環節 280
8.5 大型飛機供應商選擇評價指標體系 283
8.6 大型飛機供應商績效評價指標體系 287
第9章 復雜裝備協同研制中的風險管控 292
9.1 概述 292
9.2 灰色設計結構矩陣建模 294
9.3 基于GDSM的過程風險評估 295
9.4 復雜裝備協同研制供應鏈風險管理 297
9.5 基于區間序的遺傳優化算法 299
9.6 某型飛機預研過程案例分析 303
第10章 應用實例 310
10.1 ×××研究院物資價格指數測算 310
10.2 GF科研項目評價實例 321
10.3 供應商評價流程—以中國商飛公司供應商評價為例 326
參考文獻 331
第1章 緒論 1
1.1 復雜裝備的概念、內涵與特征 1
1.2 復雜裝備研制的必要性與戰略意義 3
1.3 典型國家和地區復雜裝備研制歷程與管理經驗 6
1.4 復雜武器裝備研制發展趨勢分析 21
1.5 復雜裝備研制管理的關鍵問題 31
第2章 灰色預測模型與技術 39
2.1 概述 39
2.2 序列算子與灰色信息挖掘 40
2.3 灰色預測模型 48
2.4 灰色預測技術 54
第3章 灰色決策方法與模型 62
3.1 概述 62
3.2 灰靶決策 63
3.3 基于混合可能度函數的灰色聚類決策模型 66
3.4 多目標加權灰靶決策模型 69
3.5 兩階段灰色決策模型 75
第4章 復雜裝備研制項目進度計劃隨機網絡建模技術 82
4.1 概述 82
4.2 復雜裝備研制過程建模CF-GERT網絡構建 84
4.3 復雜裝備研制進度規劃超沖突均衡博弈模型 98
4.4 復雜裝備研制進度計劃分解GERT網絡反問題模型 111
第5章 復雜裝備研制質量管控技術與方法 124
5.1 概述 124
5.2 復雜裝備質量參數規劃PBS-STA-HoQ樹狀博弈模型 126
5.3 基于復雜質量結構的復雜裝備穩健設計模型研究 136
5.4 復雜裝備研制FTA(p，l)-GERT質量損失網絡關鍵節點診斷方法研究 146
5.5 小樣本背景下復雜裝備虛擬總體生成與質量檢驗方法研究 152
5.6 貧信息下復雜裝備新建工序質量控制圖動態灰色貝葉斯修正模型 156
5.7 復雜裝備質量風險控制博弈-魚刺圖模型研究 164
第6章 復雜裝備可靠性分析與優化技術 170
6.1 概述 170
6.2 貧信息背景下的復雜裝備可靠性預測與評價技術 170
6.3 貧信息背景下復雜裝備可靠性優化設計技術 187
6.4 貧信息背景下的復雜裝備可靠性增長模型研究 204
第7章 復雜裝備研制費用測算與成本控制 213
7.1 概述 213
7.2 概念設計階段的復雜裝備研制費用測算模型 214
7.3 初步研制階段復雜裝備費用測算方法 223
7.4 基于遺傳因果方法的小批量生產階段商用飛機成本費用估算 233
7.5 基于成本控制屋的復雜裝備研制成本控制模型 243
7.6 基于二次函數逼近的復雜裝備研制成本優化分配問題 252
第8章 大型客機協同研制供應商管理 255
8.1 概述 255
8.2 波音公司供應商管理模式的演變 256
8.3 中國商飛公司供應商管理的基本流程 263
8.4 中國商飛公司供應商管理的特點與薄弱環節 280
8.5 大型飛機供應商選擇評價指標體系 283
8.6 大型飛機供應商績效評價指標體系 287
第9章 復雜裝備協同研制中的風險管控 292
9.1 概述 292
9.2 灰色設計結構矩陣建模 294
9.3 基于GDSM的過程風險評估 295
9.4 復雜裝備協同研制供應鏈風險管理 297
9.5 基于區間序的遺傳優化算法 299
9.6 某型飛機預研過程案例分析 303
第10章 應用實例 310
10.1 ×××研究院物資價格指數測算 310
10.2 GF科研項目評價實例 321
10.3 供應商評價流程—以中國商飛公司供應商評價為例 326
參考文獻 331
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復雜裝備研制管理——技術、方法、應用 節選
第1章 緒論 1.1 復雜裝備的概念、內涵與特征 復雜裝備主要是指那些對于人類進行科學探索和社會經濟發展起到重要支撐作用的重大科學與技術裝備。復雜裝備通常具有研發成本高、規模大、技術含量高、單件或小批量定制化、集成度高的特征，包括大型產品、系統或基礎設施，如大型通信系統、航空航天系統、大型船只、電力網絡控制系統、高速列車、大型武器裝備、大型民用飛機等。復雜裝備結構復雜、零部件數量眾多，涉及的知識與技術領域十分廣泛，研制難度大，往往伴隨著新技術、新工藝、新材料的大量應用。因此能夠促進整個工業系統上水平、上檔次，使國家的綜合國力和核心競爭力得到顯著提升。特別是大型復雜裝備對國家安全和經濟建設具有重要影響，對促進國民經濟可持續發展效果顯著，對經濟結構調整、產業升級和節能減排有積極帶動作用。 2008年的金融危機引發了發達國家對制造業發展理念和發展模式的深刻反思。這種反思體現在三個層面：一是反思實體經濟與虛擬經濟的關系；二是反思制造業與服務業的關系；三是反思制造環節與研發環節的關系。對制造業發展理念的深刻反思，增強了世界各國搶占新一輪競爭制高點、應對新一輪產業革命的危機感和緊迫感。發達國家再工業化以及制造業的回歸主要是復雜裝備制造業的回歸，其*根本的目標還在于掌握新一輪產業競爭制高點。許多國家都有共同的認知：高端裝備產業的戰略地位更加凸顯。美、德、法、日等主要發達國家的再工業化戰略無一不把目標鎖定在高端裝備領域，力圖搶占高端裝備產業競爭的制高點。 高端裝備制造業位于裝備制造業的*高端，其“高端”主要表現在三個方面：**，技術含量高，表現為知識、技術密集，體現多學科和多領域高精尖技術的融合；第二，處于價值鏈高端，具有高附加值；第三，在產業鏈中占據核心地位，其發展水平決定產業鏈的整體競爭力，是推動工業轉型升級的引擎。高端裝備更是國家硬實力的重要標志和集中體現。大國之間軍事對峙中亮相的高精尖武器、外交談判中附加的各項高端裝備訂單、技術貿易中的門檻與壁壘、高附加值產業的壟斷等高端裝備硬實力對大國競合產生了深遠的影響，日益成為大國博弈中的重要籌碼。 基于復雜裝備在未來世界格局中的戰略地位，世界各國紛紛出臺了一系列政策支持復雜裝備的發展，尤其是高端裝備的研發。美國頒布了《美國高端產業：定義、布局及其重要性》（2015），德國頒布了《德國2020高技術戰略》，俄羅斯頒布了《2020年前俄羅斯重型機械制造發展戰略》，日本頒布了《2015年版制造白皮書》等；中國則頒布了《中國制造2025》等。這些政策法規無不聚焦于航空航天、海洋、軍事等領域的重大戰略裝備、關鍵共性技術和重大工程。 復雜裝備研制項目是由多個相互制約和相互影響的子系統有機結合而形成的復雜綜合體。項目的發展和實施受系統復雜性與環境復雜性的雙重影響，故其研制系統呈現以下幾大特征。 （1）有機性與隨機性。 許多復雜裝備研制過程的演化規律表明，基于其研制價值鏈的多個核心供應商與相關利益主體構成了復雜裝備研制價值網絡。該網絡又可劃分為一定的層次與結構，基于時間邏輯與事件的重要性維度，在整個項目研制過程中可以提煉出若干里程碑事件（標志性事件），這些項目里程碑事件是分層次、相互關聯、彼此協同的，從而將復雜裝備項目研制過程串接成一個具有較強邏輯關系的有機整體。 復雜裝備研制過程是一個連續的、環環相扣的過程。在其研制過程中，某些技術與系統的開發能否成功、某些工程的完成時間、零部件研制質量等都是隨機性事件，因此，該類過程實質上是一類多層次里程碑協同的有機隨機網絡系統。 （2）協調性與分解性。 復雜裝備研制過程中，其性能指標是反映工程系統及其各子系統屬性的重要參量，是該系統實現的目標集。而復雜裝備研制資源配置應重視該工程系統的重點目標或重點屬性，同時兼顧工程系統的其他目標或屬性。因此性能參數配置的本質是一種兼顧技術創新與環境條件約束的多核心供應鏈的協調過程。系統工程師所追求的目標實質是性能指標與資源配置相互協調的*優化。 系統性能指標的分解性是指在產品研制過程中，將工程總體要求的性能指標依據各供應商層次的劃分逐層分解、傳遞，一直達到工程系統的*低層，并且保證所有參與者都能承擔與其資源配置相應的性能指標，且在整個分解、傳遞過程中性能指標不發生變化。 （3）漸進性與一致性。 復雜裝備研制過程是一種協同創新過程，人們在項目啟動初期對復雜系統特性的認識必定是不全面和不深刻的。隨著工程系統研制過程的推進，系統深層次問題不斷暴露，人們對系統自身及其運行環境的認識不斷深化，疏漏不斷減少，預案的覆蓋面越來越廣，工程的透明與協同程度逐漸提高。這是基于協同創新的復雜裝備可信度不斷提高的漸進性特征。 復雜裝備研制系統是一種具有多核心主體且層次結構關系錯綜復雜的嵌套系統。在系統運行管理過程中，需要確保各層次子系統對系統指令的理解不走樣，行為及其產生的效果與系統整體要求保持高度一致。 （4）探索性與貧信息性。 復雜裝備研制項目的任務和目標通常是要創造新產品，或通過新技術、新工藝、新材料的大量運用對已有產品進行根本性的創新和再造，其結構、性能、參數等都需要在研制過程中不斷檢測、調試、優化，因此，復雜裝備研制過程是一個探索過程。 復雜裝備研制起步階段往往數據資料匱乏、樣機數量有限，具有顯著的貧信息特征，難以滿足傳統方法建模條件的要求。可以說，復雜裝備研制管理系統是典型的灰色系統。灰色系統理論是解決不滿足傳統方法建模條件的貧信息系統分析、評價、預測和決策等問題的有效工具。本書第2章和第3章將介紹幾種常用的灰色系統預測和決策模型。 1.2 復雜裝備研制的必要性與戰略意義 （1）復雜裝備研制能力是一個國家工業技術水平的重要標志，發展相關產業是各工業強國提升國家綜合實力的戰略手段。 復雜裝備研制與人類的技術進步、現代科學技術和整體工業水平息息相關。復雜裝備研制能力和發展水平反映出一個國家在科學技術、工藝設計、材料、加工制造等方面的綜合配套能力，特別是一些技術難度大、成套性強，需跨行業配套制造的復雜裝備研制能力，反映了一個國家的經濟和技術實力。世界上的工業大國和強國都將復雜裝備研制及相關產業的發展視為關系到國家安全和國民經濟大局且與國家利益緊密相關的重要領域。 美國政府曾先后在各個專業領域推出了與復雜裝備研制相關的多項發展戰略或計劃，如20世紀中葉著名的“曼哈頓計劃”、“阿波羅”計劃等；20世紀80年代，美國推出先進技術計劃，如適應性學習系統、部件軟件、數字數據存儲、健康照顧信息設施、微電子制造設施、光子學制造技術、汽車和印刷線路板、新組織工程技術、生物聚合物修復，以及脫氧核糖核酸（deoxyribo nucleic acid，DNA）診斷工具等。2009年2月17日，奧巴馬簽署《2009年美國復興與再投資法》，推出了總額為7870億美元的經濟刺激方案，其中，科研（含基建）、教育、可再生能源及節能項目、醫療信息化、環境保護等成為投資的重點，分別投入1200億美元、1059億美元、199億美元、190億美元和145億美元；在1200億美元的科研（含基建）計劃中，新能源和提升能源使用效率占468億美元，生物醫學領域的基礎性投入占100億美元；20億美元追加科研投資則主要分布在航天、海洋和大氣領域。 1994年，英國復雜產品產值高達680億英鎊，占當年GDP（國內生產總值，gross domestic product）的11.9%，至少提供了140萬～430萬個工作崗位，1970年，在30件*有價值的世界出口貨物中有43%的貨物包含了復雜技術，而到1996年這一比例達到84%。 美國、日本、德國、英國與復雜產品相關的裝備制造業在制造業中所占的比重都很高，2007年分別為37.5%、38.8%、40.9%、31.8%。這些國家的裝備制造業涉及通信、電子信息、交通運輸、航空航天、兵器工業、能源技術等領域，且以復雜裝備的研發為重點。同時，復雜裝備及相關技術的出口，歷來是西方國家對華禁運的重點。以作為裝備制造業工作母機的精密機床為例，1999年5月，美國政府公布的考克斯報告提出要控制對華出口機床；2000年10月12日，美國參議院通過了針對中國等國家的《控制高技術機床出口法案》。這說明他們把復雜裝備及研制技術視為對國家經濟安全和軍事安全十分重要的領域。 總之，發達國家把復雜裝備技術研發及與之相關的制造業置于更為優先發展的重要地位，不僅體現在與復雜產品相關的制造業占本國工業總量的比重、資本累積、就業貢獻等指標上均居前列，更體現在各國政府積極為與復雜產品研制及相關產業發展提供重要的物質基礎。正是憑借在復雜產品研發上的巨大投入和革命性突破，這些國家才能夠成為世界經濟強國和軍事大國。因此，復雜裝備研制在國民經濟發展中發揮著重要作用，已成為提升國家綜合實力和核心競爭力的重要手段。 （2）復雜裝備研制過程是現代高科技的高度集成和綜合應用，研制復雜裝備是引領我國實現由生產大國向創新強國戰略跨越的重要突破口。 從制造業發展上來看，2010年，我國超過美國，成為制造業**大國，制造業產出占世界的比重為19.8%；在制造業22個大類中，我國在7個大類中名列世界**，成為名副其實的制造大國；從科研論文和研究人員數量來看，我國在國際期刊上發表的論文數量也突飛猛進，論文數量已經超過美國，躍居世界**。但我們必須清醒地認識到，我國是制造業大國，已經具備很強的制造能力，但仍然不是制造業強國，總體上還處于國際分工和產業鏈的中低端；真正能在國際上產生重大影響的高水平論文，還屬鳳毛麟角。當前，我國正處于實現創新驅動、轉型發展的關鍵階段，創新型國家的建設和發展亟待突破瓶頸制約。而復雜裝備的研制不同于傳統意義上的產品研發，它是當今人類科學技術成就的高度集成和綜合利用，是多學科交叉、技術密集的高科技領域。復雜裝備研制項目具有周期長、見效慢、投入高、風險高、附加值高的特征，具有產業鏈長、關聯度高、輻射帶動作用大等特點。推進復雜裝備的研制，不僅是該類項目自身的研制和發展，更是帶動我國高新技術產業整體發展，帶動和實現新材料、現代制造、先進動力、電子信息、自動控制、計算機等相關領域關鍵技術的群體性突破，同時還將帶動流體力學、固體力學、計算數學、熱物理、化學、信息科學、環境科學、管理科學等諸多基礎學科的重大進展，推動我國科學技術進步。開展復雜裝備研制對于接軌國際先進水平、提升我國的整體實力、帶動產業結構升級、促進科學技術進步、形成國民經濟新增長點和建設創新型強國具有重大意義。 （3）復雜裝備研制具有高度復雜性和不確定性，探索復雜裝備研制管理的新思路和新方法始終是企業提高復雜產品研制水平、增強核心競爭力的重要課題。 復雜裝備是由若干個分系統組成的極其復雜的巨系統，每一個分系統又包含數以萬計的零部件。一個復雜裝備項目的研制，實際上是把幾百萬個零部件、幾十萬人的工作有機地綜合在一起，使各分系統之間、各零部件之間協調地工作。復雜裝備研制技術難度大，研制過程中不確定性因素多，研制周期長，往往需要由分散在各地的上百個單位共同參與，合作完成，管理十分復雜。為了能夠協調研制過程中的各個環節，就要對整個研制過程進行精心細致的規劃，從而明確各個環節的功能以及為了具備這些功能所應具備的必要條件。企業的競爭優勢，固然是企業綜合實力與整體素質的集中體現，但是這些優勢一旦失去高效的研制系統與先進的研制管理，也只能是一種瞬間或者非常脆弱的“優勢”，其結果必然使企業很快跌入競爭的劣勢。目前復雜裝備研制過程運作主要依賴傳統管理手段，項目管理者往往缺乏對項目進程的監控能力，不能全面了解項目進展的實際情況，項目的研制質量、進度和效率亟待提升。同時，因多種利益主體訴求差異大，在漫長的研制過程中，研制單位與用戶之間以及合作伙伴之間有可能發生工作不協調和矛
復雜裝備研制管理——技術、方法、應用 作者簡介
方志耕，男，1962年8月生，管理學博士，江蘇省普通高等學校哲學社會科學重點研究基地——創新發展研究中心主任，江蘇省“333高層次人才培養工程”第二層次培養對象，南京航空航天大學經濟與管理學院工業工程學科帶頭人，管理科學與工程系教授、博士生導師，主要從事灰色博弈理論、質量與可靠性管理、系統工程等領域的教學與研究。擔任中國優選法統籌法與經濟數學研究會理事兼灰色系統專業委員會副理事長、復雜系統研究委員會常務理事、江蘇省系統工程學會副秘書長、江蘇省后評價研究中心副主任、南航灰色系統研究所副所長、IEEE SMC江蘇一南京分會副主席等社會兼職。
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