Анализ и синтез сложных космических систем. Понятие о системном инжиниринге. Тема 7

Август 21, 2022

Главная
Астрономия
Анализ и синтез сложных космических систем. Понятие о системном инжиниринге. Тема 7

Содержание

2. Структура проектных работ при создании космической системы 1 Документами организации планирования проекта являются: - схема деления
3. Схема деления изделия (продукта) 2 Одним из возможных видов архитектуры системы является схема деления продукта на
4. Уровни иерархии космической системы 3 Иерархия/Иерархические уровни - взаимоотношения одного из программно-аппаратных средств с аналогичными на
5. Схема деления работ по созданию космической системы 4
6. Методические приемы, использующиеся при разработке WBS 5 1. Последовательные итерации внутри жизненного цикла проекта, поскольку полный
7. Правило 100% 6 Один из наиболее важных принципов разработки WBS WBS включает 100% работ, определенных описанием
8. Технические требования к космической системе 7 При отборе задач миссии и системных концепций разработчики, как правило,
9. Создание и обновление технических исходных данных 8 Анализ ИД является важной частью выполнения экспертизы системного проектирования
10. Формулирование требований к космической системе 9 Требование — это то, что продукт обязан или должен делать
11. Космический аппарат с точки зрения различных команд разработчиков 10
12. Эволюция требований на разных стадиях разработки проекта 11 - формулирование общих задач и ограничений - количественная
13. Относительная стоимость исправления ошибок в процессе создания космической системы 5 1 - усредненное значение полной стоимости
14. Функциональный анализ космической системы (на примере наноспутника cubesat-ESTAR) 13 Руководящие принципы программы E-st@r:
15. Анализ миссии E-st@r 14 Девиз миссии звучит следующим образом: «Обучать студентов аэрокосмических инженерных специальностей на проектировании
16. Часть дерева функций программы E-st@r 15
17. Некоторые инструменты функционального анализа 16
18. Анализ сроков подготовки к запуску PH (пример) 17
19. Проектирование космических систем 18 В практике проектирования космических систем приняты 4 основных метода разработки концепций и
20. Системное проектирование спутниковых полезных нагрузок 31
21. Основные этапы детального проектирования космической системы 20
22. Оценка эффективности космической системы 21 Для того, чтобы оценить эффективность разработанной системы, прежде всего, необходимо понять
23. Общие критические требования к космической системе (на примере КС ДЗЗ) 22 • площадное покрытие съемкой и
24. Дерево компромиссов спутников FireSAT 23
25. Результаты предварительного отбора концепций миссии FireSAT 24
26. Понятие о системном инжиниринге 24 Системный инжиниринг — это междисциплинарный подход и способы обеспечения воплощения успешной
27. Назначение системного инжиниринга 24 Системный инжениринг решает задачу преодоления инженерной сложности (которая определяется главным образом как
28. Методология системного инжиниринга Технологические процессы Модель системного инжиниринга Структура процесса управления проектированием (Framework for the management
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Структура проектных работ при создании космической системы
1
Документами организации планирования проекта являются:
-

схема деления выходного продукта (product breakdown structure — PBS);
- схема деления работ (work breakdown structure — WBS).

Слайд 3

Схема деления изделия (продукта)
2
Одним из возможных видов архитектуры системы является схема

деления продукта на составные части, - физическая иерархия космической системы

Слайд 4

Уровни иерархии космической системы
3
Иерархия/Иерархические уровни - взаимоотношения одного из программно-аппаратных средств

с аналогичными на верхнем или нижнем уровне.
Миссия — индивидуальная система или группа совместно функционирующих систем, обеспечивающая решение конкретного ряда задач.
Система — совокупность аппаратно-программных средств, методов, навыков и персонала, способных выполнить и поддерживать заданную эксплуатационную роль. Полная система включает здания, оборудование, материалы, услуги, программное обеспечение, технические данные и персонал, необходимые для ее функционирования и поддержки в состоянии, когда она может рассматриваться самодостаточной единицей. Система — это то, что эксплуатируется и логистически поддерживается. Для выполнения миссии может быть необходима более чем одна система.
Сегмент — сгруппированные, тесно взаимосвязанные элементы, часто объединенные единым интерфейсом. Может состоять из различных элементов, производимых разными организациями и интегрируемых в единое целое.
Элемент — законченный, интегрированный ряд подсистем, способный к выполнению эксплуатационной роли или функции.
Подсистема — функционально сгруппированные компоненты, скомбинированные для выполнения главной функции внутри элемента.
Компонент — функциональное подразделение подсистемы, обычно самодостаточная комбинация отдельных элементов, выполняющих функцию, необходимую для функционирования подсистемы. Функциональная единица рассматривается как сущность для целей анализа, производства, испытаний или ведения записи.
Часть - элемент аппаратного комплекса, который не является предметом дальнейшего деления или упрощения без разрушения желаемого способа применения.

Слайд 5

Схема деления работ по созданию космической системы
4

Слайд 6

Методические приемы, использующиеся
при разработке WBS
5
1. Последовательные итерации внутри жизненного цикла

проекта, поскольку полный набор работ сразу не очевиден.
2. Сначала разрабатывается иерархия продуктов системы PBS сверху вниз.
3. Разрабатывается WBS добавлением соответствующих услуг на нижние уровни, таких как управление проектом и системное проектирование.
4. Аналогичные схемы используются в качестве отправных точек для всех элементов продукции WBS на всех уровнях.
5. Начиная с уровня проекта процедуры повторяются для всех уровней.
6. Подключайте людей, которые будут отвечать за нижние уровни элементов WBS.

Слайд 7

Правило 100%
6
Один из наиболее важных принципов разработки WBS
WBS включает 100% работ,

определенных описанием проекта и охватывает всю поставляемую продукцию - внутреннюю, внешнюю, межуровневую - в терминах выполненных работ, включая управление проектом

Слайд 8

Технические требования к космической системе
7
При отборе задач миссии и системных концепций

разработчики, как правило, руководствуются пятью основополагающими критериями:
(1) требуемые рабочие характеристики,
(2) стоимость,
(3) график разработки и создания,
(4) присущие и непредвиденные ограничения и
(5) риски.
Для описания всех свойств создаваемой системы необходимо обеспечить постоянное взаимодействие между пользователями, заказчиками, системными инженерами и разработчиками составных частей.
Исходные данные — утвержденный и согласованный между разработчиками официальный документ, содержащий необходимые для проектирования технические характеристики, параметры, а также дополнительные или предварительные требования.
Как правило, исходные данные для новых изделий определяются путем экспертных оценок на основе анализа мировых трендов и достижений в развитии науки и техники по заданному направлению, а также существующих и разрабатываемых проектов.

Слайд 9

Создание и обновление технических исходных данных
8
Анализ ИД является важной частью выполнения

экспертизы системного проектирования космической техники, заключающийся в обеспечении координированных действий и одинакового понимания всеми участниками разработки.

Слайд 10

Формулирование требований к космической системе
9
Требование — это то, что продукт обязан

или должен делать (т.е. документированное ожидание результата реализации проекта). Данный документ документирует ожидания заказчика, а также разработчиков программы, функций и проекта в целом. Требования включают характеристики, стоимость, сроки и риски. Таким образом, требования представляют собой формулирование того, что вам необходимо разработать или точное количественное описание того, что вы хотите получить в результате реализации проекта.

Слайд 11

Космический аппарат с точки зрения различных команд разработчиков
10

Слайд 12

Эволюция требований на разных стадиях разработки проекта
11
- формулирование общих задач и

ограничений
- количественная оценка требований и потребностей

Слайд 13

Относительная стоимость исправления ошибок в процессе создания космической системы
5
1 - усредненное

значение полной стоимости системы, определяемой работой, проделанной на стадиях жизненного цикла,
2 – средства, затраченные на всех стадиях жизненного цикла системы.

Слайд 14

Функциональный анализ космической системы
(на примере наноспутника cubesat-ESTAR)
13
Руководящие принципы программы E-st@r:

Слайд 15

Анализ миссии E-st@r
14
Девиз миссии звучит следующим образом: «Обучать студентов аэрокосмических инженерных

специальностей на проектировании и управлении сложными системами, работе в команде и стандартам внедрения. Вникать в существо разработки необходимых технологий для дешевого доступа в космос».
Из приведенного девиза миссии можно вывести следующие допущения.
- Программа должна выполняться самими студентами, которые спроектируют, произведут, испытают и обеспечат эксплуатацию космической системы.
- Программа должна выполняться в соответствии с существующими правилами и применяемыми стандартами.
- Программа должна обладать образовательной значимостью, что реально означает обучение студентов на практике.
- В состав космической системы должен быть включен конкретный простой и дешевый эксперимент, который тем не менее должен обеспечить погружение в специальность и/или в технологию, которые могут быть в перспективе использованы при создании дешевых космических миссий.
- Драйвером программы должно быть исследование дешевых решений при проектировании, производстве, эксплуатации и управлении космическими системами.

Слайд 16

Часть дерева функций программы E-st@r
15

Слайд 17

Некоторые инструменты функционального анализа
16

Слайд 18

Анализ сроков подготовки к запуску PH (пример)
17

Слайд 19

Проектирование космических систем
18
В практике проектирования космических систем приняты 4 основных метода

разработки концепций и архитектур КС: нормативный, рациональный, экспертный и эвристический

Слайд 20

Системное проектирование спутниковых полезных нагрузок
31

Слайд 21

Основные этапы детального проектирования космической системы
20

Слайд 22

Оценка эффективности космической системы
21
Для того, чтобы оценить эффективность разработанной системы, прежде

всего, необходимо понять насколько различные возможности системы удовлетворяют фундаментальным целям миссии?
В случае миссии FireSAT для оценивания ключевых характеристик системы можно задать следующие вопросы.
- Какое из требований к миссии FireSAT является доминирующим при проектировании системы или является наиболее трудно достижимым или наиболее дорогим?
- Насколько хорошо спутник FireSAT может обнаруживать и мониторить лесные пожары и по какой цене?
- Нужно ли продолжить оценивание системы и если да, то какие альтернативы необходимо рассмотреть?
Критические требования задают процесс общего проектирования системы и, соответственно, строго определяют своевременность исполнения проектных работ и их стоимость.

Слайд 23

Общие критические требования к космической системе
(на примере КС ДЗЗ)
22
• площадное покрытие

съемкой и время реагирования. Они влияют на количество спутников в группировке; коммуникационную архитектуру; мгновенное поле зрения полезной нагрузки, график съемки и необходимый штат обслуживающего персонала.
• пространственное разрешение, определяющее размеры полезной нагрузки и контроль ориентации.
• чувствительность системы к наблюдаемым явлениям, задающую размеры полезной нагрузки, ее сложность, процедуры обработки получаемых данных, а также необходимые характеристики подсистемы терморегулирования.
• САС на орбите, характеризующий дублирование, вес, мощность двигателя и запас топлива.

Слайд 24

Дерево компромиссов спутников FireSAT
23

Слайд 25

Результаты предварительного отбора концепций
миссии FireSAT
24

Слайд 26

Понятие о системном инжиниринге
24
Системный инжиниринг — это междисциплинарный подход и способы

обеспечения воплощения успешной системы (Systems engineering is an interdisciplinary approach and means to enable the realization of successful systems).
(Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge)
1. Успешные системы — это то, чем занимается системная инженерия. Слово "успешные" тут крайне важно и означает, что система должна удовлетворить нужды заказчиков, пользователей и других стейкхолдеров (стейкхолдеры — это те, кто затрагивается системой, или кто затрагивает систему). Успех — это когда системой все довольны.
3. Междисциплинарный подход — системная инженерия претендует на то, что она работает со всеми остальными инженерными специальностями (впрочем, не только инженерными). "Подход" обычно означает какие-то наработки в одной предметной области, которые можно перенести на другие предметные области. Междисциплинарность — это очень сильное заявление, оно означает, что системная инженерия может объединить специалистов в разнородных областях в каком-либо одном проекте (например, инженеров-механиков, баллистиков, криогенщиков, психологов, медиков, астрономов, программистов и т.д. в проектах пилотируемой космонавтики).
4. Слово "воплощение" (realization, "перевод в реальность") означает буквально это: создание материальной (из вещества и полей) успешной системы.
Системный инжиниринг фокусируется на целостном и одновременном/параллельном понимании нужд стейкхолдеров; исследовании возможностей; документировании требований; и синтезировании, проверке, приёмке и постепенном появлении инженерных решений, в то время как в расчёт принимается полная проблема, от исследования концепции системы до вывода системы из эксплуатации.

Слайд 27

Назначение системного инжиниринга
24
Системный инжениринг решает задачу преодоления инженерной сложности (которая определяется

главным образом как число различных элементов, которые должны провзаимодействовать друг с другом, чтобы получить целевую систему; для этого требуется специальная дисциплина, чтобы объединять результаты деятельности самых различных инженеров в одно работоспособное целое).

Пример достижений системного инжиниринга: В 2014 году Индия стала страной, чей космический зонд достиг орбиты Марса с первой попытки (кстати, это один из лозунгов системной инженерии: "С первого раза правильно!" — и тут нужно учесть, что из 40 полётов на Марс меньше половины оказались успешными) раза, и при этом запуск обошёлся всего в US$73 млн., самый дешёвый полёт на Марс на сегодня

Слайд 28

Методология системного инжиниринга
Технологические процессы
Модель системного инжиниринга
Структура процесса управления проектированием
(Framework for the

management of the systems engineering process)

Анализ и синтез сложных космических систем. Понятие о системном инжиниринге. Тема 7

Содержание

Структура проектных работ при создании космической системы1Документами организации планирования проекта являются:-

Схема деления изделия (продукта)2Одним из возможных видов архитектуры системы является схема

Уровни иерархии космической системы3Иерархия/Иерархические уровни - взаимоотношения одного из программно-аппаратных средств

Схема деления работ по созданию космической системы4

Методические приемы, использующиеся при разработке WBS 51. Последовательные итерации внутри жизненного цикла

Правило 100%6Один из наиболее важных принципов разработки WBSWBS включает 100% работ,

Технические требования к космической системе7При отборе задач миссии и системных концепций

Создание и обновление технических исходных данных8Анализ ИД является важной частью выполнения

Формулирование требований к космической системе9Требование — это то, что продукт обязан

Космический аппарат с точки зрения различных команд разработчиков10

Эволюция требований на разных стадиях разработки проекта11- формулирование общих задач и

Относительная стоимость исправления ошибок в процессе создания космической системы51 - усредненное

Функциональный анализ космической системы (на примере наноспутника cubesat-ESTAR)13Руководящие принципы программы E-st@r:

Анализ миссии E-st@r14Девиз миссии звучит следующим образом: «Обучать студентов аэрокосмических инженерных

Часть дерева функций программы E-st@r15

Некоторые инструменты функционального анализа16

Анализ сроков подготовки к запуску PH (пример)17

Проектирование космических систем18В практике проектирования космических систем приняты 4 основных метода

Системное проектирование спутниковых полезных нагрузок31

Основные этапы детального проектирования космической системы20

Оценка эффективности космической системы21Для того, чтобы оценить эффективность разработанной системы, прежде

Общие критические требования к космической системе(на примере КС ДЗЗ) 22• площадное покрытие

Дерево компромиссов спутников FireSAT23

Результаты предварительного отбора концепций миссии FireSAT24

Понятие о системном инжиниринге24Системный инжиниринг — это междисциплинарный подход и способы

Назначение системного инжиниринга24Системный инжениринг решает задачу преодоления инженерной сложности (которая определяется

Методология системного инжинирингаТехнологические процессыМодель системного инжинирингаСтруктура процесса управления проектированием(Framework for the

Похожие презентации