2.2 国外系统工程相关手册指南

本节重点介绍《INCOSE系统工程手册》和《NASA系统工程手册》。

2.2.1 《INCOSE系统工程手册》

《INCOSE系统工程手册》的版本变化情况见表2-3。

2015年3月23日，ISO/IEC/IEEE 15288:2015通过投票，5月15日正式发布。几乎与此同时，同年7月16日，《INCOSE系统工程手册（第4版）》正式发行。

从《INCOSE系统工程手册》的发展历程可以看出，从3.0版本开始，INCOSE就与15288标准保持一致。《INCOSE系统工程手册》已经分别针对ISO/IEC 15288：2002、ISO/IEC/IEEE 15288：2008、ISO/IEC/IEEE 15288：2015版本进行了及时的改版。这表明《INCOSE系统工程手册》是对全球共识的系统工程知识进行的阐述和发展。

《INCOSE系统工程手册》对15288标准进行了详细阐述，提出了操作方法，并引入了当前先进的技术和工具。因此，《INCOSE系统工程手册》可作为国际通行系统工程标准的操作手册。

《INCOSE系统工程手册》体现了INCOSE组织对系统工程理念、知识和实践的共识，它及时吸收了INCOSE各企业成员、个人成员和工作组的最新研究和实践成果。因此《INCOSE系统工程手册》也体现了国际各行业对系统工程知识的共识，凝聚了各领域系统工程的最佳实践。

《INCOSE系统工程手册（第4版）》的主要内容包括技术过程组、技术管理过程组、组织项目使能过程组和协议过程组，以及跨领域的系统工程方法、专业工程活动这几部分。对于过程组下的每个过程，按照统一的模板进行描述，包括输入、活动、输出、控制和使能项五个部分。

技术过程组从开发需要（Needs）和需求（Requirements）开始，用于定义系统的需求，将需求转化为有效的产品，而需要可以实现产品的重复生产，使用产品提供所需的服务，维持提供服务，当产品退役时弃置产品。它使系统工程师能够与其他专业的专家、系统相关方、操作者和制造者有效交互，以创建充分的需求集并在性能、环境、外部接口和设计约束规定范围内形成系统解决方案。如果没有技术过程组，那么项目失败的风险会非常高。

技术过程组包括14个过程（图2-2）。相对于以前的系统工程标准，新增了业务或使命分析过程、设计定义过程和系统分析过程3个过程，用来强调技术活动与组织的关系，并更加重视技术实现方案。

技术管理过程组被用来建立和改进计划、执行计划、根据计划评估实际进展，并控制执行直到全部完成。单个技术管理过程可以在项目生存周期的任何时候以及任何层次被调用。本章所列的过程聚焦于与项目技术协调有关的过程。系统工程师眼中的生存周期是从产品概念到产品退役，项目经理眼中的生存周期是从项目开始到项目结束，两者虽有不同，但工作紧密相关。

技术管理过程组主要包括8个过程：项目计划过程、项目评估和控制过程、决策管理过程、风险管理过程、技术状态管理过程、信息管理过程、测量过程、质量保证过程。

组织项目使能过程组有助于确保组织的能力，通过启动、支持和控制项目来采办或供应产品或服务。本章聚焦于与实现系统相关的组织的能力，不包括通用的商业管理目标。组织可以裁剪这些过程。

协议过程组是帮助组织达成关于目标系统的关键商业活动。15288标准的一个重要贡献是识别出系统工程师对达成协议的贡献。一旦启动一个项目，就可以定义采办和供应关系。当一个组织没有能力满足其要求时，就可以启动协议关系。当投资方希望以更经济、更及时的方式满足其需要时，也可以启动采办过程。协议过程组的一个独特活动是与合同和商业关系有关。

2.2.2 《NASA系统工程手册》

20世纪40年代，随着地对空导弹的研发成功，美国工业界逐渐形成了系统工程方法雏形。60年代，美国阿波罗登月计划的成功实施，使得系统工程方法、项目管理理论相继问世，成为大型复杂技术项目研发的重要成功经验。但是NASA系统工程过程与要求体系的建立却始于20世纪80年代后期。20世纪80年代挑战者号航天飞机失事后，美国宇航局（NASA）在反思中意识到，每一项宇航计划和项目都是一项艰巨而复杂的系统工程，如果没有一套完整、规范的关于系统工程过程与要求的规章、标准和手册，就很难保证任务的成功。因此，在80年代后期，由NASA总工程师直接负责和领导，开始了全面构建（制定）航天系统工程过程与要求的规章、标准和手册的工作，并在后续工作中不断修订、完善和发展（如系统工程手册经历3次修订），以此作为组织宇航计划和项目全生存周期活动的依据与准则，使全生存周期中的每一阶段工作和活动能有的放矢地开展，技术和产品也不断成熟，最终成功地完成了任务并满足了相关方的期望。

20世纪80年代末，NASA在组织内全面举办系统工程讲座，大多数人认为系统工程工作存在着不少未解决的问题，引起了NASA最高管理层的重视。在1989年的NASA系统工程教育会议上，马歇尔航天飞行中心以及其他中心的代表强烈要求，希望把各自的系统工程讲稿形成文件。

《NASA系统工程手册》致力于为NASA全体人员提供有用的总体指导和相关信息，提供系统工程应用于NASA时的一般描述。手册的目的是提升全NASA对系统工程认知的一致性，并促进系统工程实践。手册提供了NASA相关的观点和特定用于NASA的数据。

1992年9月，SP-610S《NASA系统工程手册（第1版）》出版发行。从人们对第1版的反映中可以看出对这本手册有着强烈的市场需求。SP-610S出版之后，有人认为其是“菜单”式的思考方式，开始担心并试图证明“菜单”式的逻辑思考是有危险性的。系统工程文件是从总结实际工作经验出发，制定成“菜单”式的系统工程文件，再将“菜单”式的系统工程文件应用于实际的工程。按照逻辑推理的观点，一个过程存在逻辑上的缺陷，即这个过程可能是不正确的，因为有时会忽略经验和通常的感觉。第1版的目的偏重于教学课程，但是专业人员更需要系统工程手册。

基于以上考虑，NASA出版了SP-610S《NASA系统工程手册（第2版）》，1995年6月，它代表了整个NASA最佳的想法。根据计划，第2版也包含了一些工程项目管理和计划控制的内容，这反映了系统工程、工程项目管理和计划控制3个学科领域的不可避免的有机联系。这本手册也将项目生存周期写进了系统工程过程改进任务报告《NASA项目和计划的系统工程过程》（JSC-49040）。系统工程过程改进任务项目生存周期与《总系统项目和计划的管理》（NMI7120.4/NHB 7120.5）协调一致，但是在系统工程方面更加详细。

自从1995年NASA发布SP-610S之后，在美国和国际标准的框架下，NASA的系统工程有了迅猛发展。借鉴了ISO9000和CMMI的思想和方法来改进产品研发和发布工作，以减少任务失败的影响。在系统工程方面的经验教训已经写入了NASA一体化行动小组的报告、哥伦比亚航天飞机事故调查委员会的报告。由此产生了NASA总工程师办公室提高NASA系统工程基础和能力的倡议，以获得更有效的NASA工程系统和生产更高质量的产品，进而实现任务的成功。此外，NASA建立了系统工程政策和要求。在这样的背景下，NASA总工程师办公室对《NASA系统工程手册》进行了修订和更新。

《NASA系统工程手册》当前最新的版本是NASA/SP-2016-6105 R2。修订后的手册将系统工程基本概念和技术带给NASA技术人员，以使他们认识NASA系统和NASA环境的性质。新版本的系统工程手册更新了系统工程的知识结构，提供了对了解当前NASA最佳实践的指导，并根据新的NASA系统工程政策修订了手册。

《NASA系统工程手册》的更新体现在两方面：自顶向下兼容NASA的高层政策和自底向上汇集NASA在本领域的从业者智慧。这种方法建立了科技情报与NASA系统工程过程之间的桥梁，便于在NASA内部更好地开展系统工程实践。这本修订后的手册还试图说明良好实践及方案的原则，而不是强调完成某个任务的特定方法。