宇航产品面向全周期的设计方法与质量保证

作者: 张笃周 , 袁利 , 冶元菲

出版社: 中国宇航出版社

出版时间: 2016-11

版次: 1

ISBN: 9787515912523

定价: 98.00

装帧: 其他

开本: 32开

纸张: 胶版纸

字数: 183千字

分类: 工程技术

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张笃周，中国自动化学会理事、中国宇航学会理事、中国空间科学学会理事、中国宇航学会空间控制专业委员会主任委员。现任中国空间技术研究院副院长。获得2013年度中国专利金奖，曾宪梓载人航天奖，获得国家科技进步二等奖2项，国防科技进步一等奖3项、二等奖1项、三等奖2项，国防管理创新奖一等奖1项，军队科技进步一等奖1项。第1章概论……………………………………………………… 1

    1.1 产品设计及质量管理………………………………………… 1

    1.1.1 产品设计………………………………………………… 1

    1.1.2 产品设计方法…………………………………………… 2

    1.1.3 全面质量管理…………………………………………… 4

    1.2 宇航产品设计………………………………………………… 7

    1.2.1 宇航产品及其特点……………………………………… 7

    1.2.2 宇航产品设计过程……………………………………… 9

    1.2.3 宇航产品设计现状分析……………………………… 11

    1.3 宇航产品质量管理………………………………………… 19

    1.3.1 宇航产品的质量管理要求…………………………… 19

    1.3.2 宇航产品的产品保证………………………………… 20

    1.4 面向全周期的产品设计…………………………………… 29

    1.4.1 DFx的发展与应用…………………………………… 29

    1.4.2 宇航产品面向全周期的DFx ………………………… 31

    1.4.3 面向全周期的设计方法架构概览…………………… 42

    第2章面向全周期的设计要素…………………………………… 44

    2.1 面向全周期的设计要素概念……………………………… 44

    2.1.1 知识工程……………………………………………… 44

    2.1.2 基于知识和规则的设计要素………………………… 45

    2.2 设计要素的特征…………………………………………… 45

    2.2.1 设计要素特征描述…………………………………… 45

    2.2.2 设计要素示例………………………………………… 47

    2.3 设计要素的构建途径……………………………………… 47

    2.3.1 正向构建……………………………………………… 47

    2.3.2 逆向构建……………………………………………… 49

    2.4 DFx设计要素通用原则…………………………………… 49

    2.5 基于产品类别的设计要素………………………………… 52

    2.5.1 机械类典型设计要素………………………………… 52

    2.5.2 机电类典型设计要素………………………………… 57

    2.5.3 光电类典型设计要素………………………………… 63

    2.5.4 电子类典型设计要素………………………………… 68

    2.6 设计要素的管理和使用…………………………………… 76

    2.6.1 设计要素数据库的管理……………………………… 76

    2.6.2 设计要素数据库的使用……………………………… 79

    2.7 小结………………………………………………………… 79

    第3章面向全周期的并行设计流程……………………………… 81

    3.1 宇航产品设计开发模型…………………………………… 81

    3.1.1 V 型模型……………………………………………… 81

    3.1.2 W 型模型……………………………………………… 82

    3.2 宇航产品传统设计流程…………………………………… 83

    3.3 宇航产品并行设计流程…………………………………… 86

    3.3.1 并行流程的概念……………………………………… 86

    3.3.2 宇航产品“3 2 3”并行设计流程………………… 87

    3.3.3 宇航产品并行流程中的设计过程…………………… 87

    3.3.4 宇航产品设计的关键并行项目……………………… 95

    3.4 宇航产品并行流程的基线化实施………………………… 97

    3.4.1 宇航产品并行设计流程的定制……………………… 97

    3.4.2 宇航产品并行设计流程的监控……………………… 98

    3.5 小结………………………………………………………… 100第4章面向全周期的数字化协同设计………………………… 101

    4.1 数字化技术的影响………………………………………… 102

    4.1.1 需求管理……………………………………………… 102

    4.1.2 数字建模……………………………………………… 103

    4.1.3 构建BOM …………………………………………… 105

    4.2 数字化验证………………………………………………… 106

    4.2.1 数字仿真……………………………………………… 106

    4.2.2 虚拟装配……………………………………………… 111

    4.3 数字化协同设计平台……………………………………… 114

    4.3.1 国内外发展情况……………………………………… 114

    4.3.2 基于数字化协同设计平台的应用实例……………… 114

    4.4 数字化协同工作机制……………………………………… 117

    4.4.1 协同工作的主要内容………………………………… 117

    4.4.2 协同工作方式………………………………………… 117

    4.4.3 协同工作质量保证…………………………………… 120

    4.5 小结………………………………………………………… 122

    第5章设计开发质量保证……………………………………… 123

    5.1 设计开发质量保证概述…………………………………… 123

    5.1.1 设计开发质量保证工作流程………………………… 124

    5.1.2 设计开发质量保证工作方式………………………… 126

    5.1.3 宇航产品的产品保证信息流………………………… 127

    5.2 产品保证流程……………………………………………… 128

    5.2.1 构建产品保证流程的必要性………………………… 128

    5.2.2 产品保证流程化结构化设计方法…………………… 130

    5.2.3 通用产品保证流程图………………………………… 132

    5.2.4 通用产品保证流程的定制化………………………… 134

    5.3 设计成熟度与标准化……………………………………… 136

    5.3.1 成熟度的概念………………………………………… 136

    5.3.2 面向DFx的设计成熟度…………………………… 1405.3.3 面向DFx的设计标准化…………………………… 143

    5.4 设计开发技术状态管理…………………………………… 144

    5.4.1 技术状态管理概述…………………………………… 144

    5.4.2 功能基线管理………………………………………… 145

    5.4.3 研制基线管理………………………………………… 148

    5.4.4 生产基线管理………………………………………… 149

    5.5 外协管理…………………………………………………… 152

    5.5.1 外协管理体系模型…………………………………… 153

    5.5.2 外协管理分类矩阵…………………………………… 154

    5.5.3 外协管理程序化……………………………………… 155

    5.5.4 外协设计质量控制…………………………………… 161

    5.6 小结………………………………………………………… 162

    第6章设计开发质量评估……………………………………… 163

    6.1 质量评估的作用及方法…………………………………… 163

    6.1.1 质量评估的作用……………………………………… 165

    6.1.2 质量评估的主要方法………………………………… 166

    6.2 基于设计要素的过程评估………………………………… 167

    6.2.1 评估模型……………………………………………… 168

    6.2.2 评估方式……………………………………………… 172

    6.2.3 评估标准……………………………………………… 178

    6.3 基于数据的结果度量……………………………………… 182

    6.3.1 度量模型……………………………………………… 182

    6.3.2 度量矢量……………………………………………… 183

    6.3.3 度量参数…………………………………………… 184

    6.3.4 数据采集……………………………………………… 187

    6.3.5 结果评估……………………………………………… 187

    6.4 小结………………………………………………………… 189

    参考文献…………………………………………………………… 190
作者简介:
张笃周，中国自动化学会理事、中国宇航学会理事、中国空间科学学会理事、中国宇航学会空间控制专业委员会主任委员。现任中国空间技术研究院副院长。获得2013年度中国专利金奖，曾宪梓载人航天奖，获得国家科技进步二等奖2项，国防科技进步一等奖3项、二等奖1项、三等奖2项，国防管理创新奖一等奖1项，军队科技进步一等奖1项。
目录:
第1章概论……………………………………………………… 1

    1.1 产品设计及质量管理………………………………………… 1

    1.1.1 产品设计………………………………………………… 1

    1.1.2 产品设计方法…………………………………………… 2

    1.1.3 全面质量管理…………………………………………… 4

    1.2 宇航产品设计………………………………………………… 7

    1.2.1 宇航产品及其特点……………………………………… 7

    1.2.2 宇航产品设计过程……………………………………… 9

    1.2.3 宇航产品设计现状分析……………………………… 11

    1.3 宇航产品质量管理………………………………………… 19

    1.3.1 宇航产品的质量管理要求…………………………… 19

    1.3.2 宇航产品的产品保证………………………………… 20

    1.4 面向全周期的产品设计…………………………………… 29

    1.4.1 DFx的发展与应用…………………………………… 29

    1.4.2 宇航产品面向全周期的DFx ………………………… 31

    1.4.3 面向全周期的设计方法架构概览…………………… 42

    第2章面向全周期的设计要素…………………………………… 44

    2.1 面向全周期的设计要素概念……………………………… 44

    2.1.1 知识工程……………………………………………… 44

    2.1.2 基于知识和规则的设计要素………………………… 45

    2.2 设计要素的特征…………………………………………… 45

    2.2.1 设计要素特征描述…………………………………… 45

    2.2.2 设计要素示例………………………………………… 47

    2.3 设计要素的构建途径……………………………………… 47

    2.3.1 正向构建……………………………………………… 47

    2.3.2 逆向构建……………………………………………… 49

    2.4 DFx设计要素通用原则…………………………………… 49

    2.5 基于产品类别的设计要素………………………………… 52

    2.5.1 机械类典型设计要素………………………………… 52

    2.5.2 机电类典型设计要素………………………………… 57

    2.5.3 光电类典型设计要素………………………………… 63

    2.5.4 电子类典型设计要素………………………………… 68

    2.6 设计要素的管理和使用…………………………………… 76

    2.6.1 设计要素数据库的管理……………………………… 76

    2.6.2 设计要素数据库的使用……………………………… 79

    2.7 小结………………………………………………………… 79

    第3章面向全周期的并行设计流程……………………………… 81

    3.1 宇航产品设计开发模型…………………………………… 81

    3.1.1 V 型模型……………………………………………… 81

    3.1.2 W 型模型……………………………………………… 82

    3.2 宇航产品传统设计流程…………………………………… 83

    3.3 宇航产品并行设计流程…………………………………… 86

    3.3.1 并行流程的概念……………………………………… 86

    3.3.2 宇航产品“3 2 3”并行设计流程………………… 87

    3.3.3 宇航产品并行流程中的设计过程…………………… 87

    3.3.4 宇航产品设计的关键并行项目……………………… 95

    3.4 宇航产品并行流程的基线化实施………………………… 97

    3.4.1 宇航产品并行设计流程的定制……………………… 97

    3.4.2 宇航产品并行设计流程的监控……………………… 98

    3.5 小结………………………………………………………… 100第4章面向全周期的数字化协同设计………………………… 101

    4.1 数字化技术的影响………………………………………… 102

    4.1.1 需求管理……………………………………………… 102

    4.1.2 数字建模……………………………………………… 103

    4.1.3 构建BOM …………………………………………… 105

    4.2 数字化验证………………………………………………… 106

    4.2.1 数字仿真……………………………………………… 106

    4.2.2 虚拟装配……………………………………………… 111

    4.3 数字化协同设计平台……………………………………… 114

    4.3.1 国内外发展情况……………………………………… 114

    4.3.2 基于数字化协同设计平台的应用实例……………… 114

    4.4 数字化协同工作机制……………………………………… 117

    4.4.1 协同工作的主要内容………………………………… 117

    4.4.2 协同工作方式………………………………………… 117

    4.4.3 协同工作质量保证…………………………………… 120

    4.5 小结………………………………………………………… 122

    第5章设计开发质量保证……………………………………… 123

    5.1 设计开发质量保证概述…………………………………… 123

    5.1.1 设计开发质量保证工作流程………………………… 124

    5.1.2 设计开发质量保证工作方式………………………… 126

    5.1.3 宇航产品的产品保证信息流………………………… 127

    5.2 产品保证流程……………………………………………… 128

    5.2.1 构建产品保证流程的必要性………………………… 128

    5.2.2 产品保证流程化结构化设计方法…………………… 130

    5.2.3 通用产品保证流程图………………………………… 132

    5.2.4 通用产品保证流程的定制化………………………… 134

    5.3 设计成熟度与标准化……………………………………… 136

    5.3.1 成熟度的概念………………………………………… 136

    5.3.2 面向DFx的设计成熟度…………………………… 1405.3.3 面向DFx的设计标准化…………………………… 143

    5.4 设计开发技术状态管理…………………………………… 144

    5.4.1 技术状态管理概述…………………………………… 144

    5.4.2 功能基线管理………………………………………… 145

    5.4.3 研制基线管理………………………………………… 148

    5.4.4 生产基线管理………………………………………… 149

    5.5 外协管理…………………………………………………… 152

    5.5.1 外协管理体系模型…………………………………… 153

    5.5.2 外协管理分类矩阵…………………………………… 154

    5.5.3 外协管理程序化……………………………………… 155

    5.5.4 外协设计质量控制…………………………………… 161

    5.6 小结………………………………………………………… 162

    第6章设计开发质量评估……………………………………… 163

    6.1 质量评估的作用及方法…………………………………… 163

    6.1.1 质量评估的作用……………………………………… 165

    6.1.2 质量评估的主要方法………………………………… 166

    6.2 基于设计要素的过程评估………………………………… 167

    6.2.1 评估模型……………………………………………… 168

    6.2.2 评估方式……………………………………………… 172

    6.2.3 评估标准……………………………………………… 178

    6.3 基于数据的结果度量……………………………………… 182

    6.3.1 度量模型……………………………………………… 182

    6.3.2 度量矢量……………………………………………… 183

    6.3.3 度量参数…………………………………………… 184

    6.3.4 数据采集……………………………………………… 187

    6.3.5 结果评估……………………………………………… 187

    6.4 小结………………………………………………………… 189

    参考文献…………………………………………………………… 190

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