1. 简介 未来几年,航空航天和国防 (A&D) 行业将特别受到气候变化、能源价格、经济和技术等因素的影响,进一步推动客户对减少产品开发时间和成本的需求,而网络中心互操作性等新业务需求则导致相互依赖的系统之系统 (SoS) [Jamshidi 2009]。SoS 通过组合多个交互系统来提供所需的功能,但代价是增加复杂性和不确定性,这直接反映在相应的开发过程中 [Browning 1998]。为了在可容忍的时间范围内设计出像军用飞机这样的复杂 SoS,不同学科特定的开发过程已经并行化,每个流程都相当独立地管理。但这种并行工程 (CE) 范式与跨学科飞机设计的迭代性质相冲突,需要有效的跨域信息交换。因此,这些特点对同步的多域协作提出了重要挑战,而传统的领域分离的工程流程和异构工具环境无法充分提供这种挑战 [Broy et al. 2010] 因此,未来的集成开发流程必须重点关注。日常业务经验表明,特别是在系统工程和机械/电气工程领域特定交付物的集成过程中,这两个流程
• 项目规划、进度监控和控制。• 每周和每月提交项目进度报告以供管理层审查。• 供应商协调和检查协助。• 与外部机构协调审批。• 合同管理。• 项目工程接口管理。
JAXA 的工程测试卫星 9 (ETS-9) 项目团队正在将基于模型的系统工程方法应用于飞行系统开发的接口管理。ETS-9 将于 2020 年代初发射,展示了下一代通信卫星的全电动航天器技术,包括新开发的霍尔效应推进器系统(如图 1 所示)。霍尔效应推进器系统由三个主要组件组成:推进器、电源处理单元 (PPU) 和推进剂流量控制模块。电源处理单元控制和监控推进器系统性能。由于不同供应商开发的组件之间存在复杂的相互作用,全面了解复杂的霍尔效应推进器系统对于项目系统工程师来说是一个具有挑战性的问题。
2.0-1 总体项目管理背景下的 SE..................................................................................................................................... 4 2.1-1 系统工程引擎..................................................................................................................................................... 5 2.2-1 本手册随附的 NASA 海报大小的飞行和地面系统项目生命周期流程的微型概念化............................................................................................. 6 2.3-1 SE 引擎跟踪图标............................................................................................................................................. 8 2.3-2 产品层次结构,第 1 层:第一次通过 SE 引擎.................................................................................................... 9 2.3-3 产品层次结构,第 2 层:外部油箱.................................................................................................................................... 10 2.3-4 产品层次结构,第 2 层:轨道器............................................................................................................................. 10 2.3-5 产品层次结构,第 3 层:航空电子系统..................................................................................................................... 11 2.3-6 产品层次结构:SE 引擎的完整系统设计流程............................................................................................. 11 2.3-7 产品运行阶段(阶段 E)典型活动模型..................................................................................................... 14 2.3-8 重新进入 SE 引擎的新产品或升级产品..................................................................................................... 15 2.5-1 非主导设计的包络面......................................................................................................................................... 16 2.5-2 包括不确定性在内的多个设计概念所获得的结果估计.................................................................... 17 3.0-1 NASA 计划生命周期.................................................................................................................................... 20 3.0-2 NASA 项目生命周期.................................................................................................................................... 20 3.10-1 典型的 NASA 预算周期.................................................................................................................... 29 4.0-1 系统设计过程之间的相互关系............................................................................................................. 31 4.1-1 利益相关者期望定义过程..................................................................................................................... 33 4.1-2 利益相关者期望的产品流程............................................................................................................................ 34 4.1-3 科学任务的典型 ConOps 开发..................................................................................................................... 36 4.1-4 相关的端到端操作架构示例......................................................................................................................... 36 4.1-5a 在生命周期早期开发的月球出击时间表示例......................................................................................................... 37 4.1-5b 在生命周期早期开发的月球出击 DRM 示例......................................................................................................... 37 4.1-6 科学任务生命周期后期更详细、更综合的时间表示例......................................................................... 38 4.2-1 技术要求定义流程.................................................................................................................................... 40 4.2-2 功能、操作、可靠性、安全性和专业要求的特征......................................................................................... 43 4.2-3 需求的流程............................................................................................................................................. 46 4.2-4 科学指向要求的分配和流程............................................................................................................. 47 4.3-1 逻辑分解过程................................................................................................................................ 49 4.3-2 PBS 示例............................................................................................................................................... 52 4.3-3 功能流程框图示例................................................................................................................................ 53 4.3-4 N2 图示例............................................................................................................................................. 54 4.4-1 设计解决方案定义过程....................................................................................................................... 55 4.4-2 逐次改进原则.................................................................................................................................... 56 4.4-3 定量目标函数,取决于生命周期成本和有效性的各个方面.................................................... 58 5.0-1 产品实现............................................................................................................................................. 71 5.1-1 产品实施过程............................................................................................................................................. 73 5.2-1 产品集成过程............................................................................................................................................. 78 5.3-1 产品验证过程..................................................................................................................................................................................................................... 84 5.3-2 自下而上的实现过程................................................................................................................................... 90 5.3-3 科学卫星任务端到端数据流示例...................................................................................................................... 94 5.4-1 产品验证过程......................................................................................................................................................... 99 5.5-1 产品转换过程.........................................................................................................................................................106 6.1-1 技术规划过程.........................................................................................................................................................112 6.1-2 网络进度表的活动箭头图和优先顺序图.........................................................................................................116 6.1-3 甘特图.........................................................................................................................................................................118 6.1-4 系统、PBS 和 WBS 之间的关系.............................................................................................................................123 6.1-5 WBS 开发错误示例.....................................................................................................................................125 6.2-1 需求管理6.3-1 接口管理流程................................................................................................................................131...........................118 6.1-4 系统、PBS 和 WBS 之间的关系.....................................................................................................................123 6.1-5 WBS 开发错误示例.....................................................................................................................................125 6.2-1 需求管理流程.......................................................................................................................................131 6.3-1 接口管理流程.......................................................................................................................................136...........................118 6.1-4 系统、PBS 和 WBS 之间的关系.....................................................................................................................123 6.1-5 WBS 开发错误示例.....................................................................................................................................125 6.2-1 需求管理流程.......................................................................................................................................131 6.3-1 接口管理流程.......................................................................................................................................136
2.1 接口管理:定义和实施 8 2.1.1 什么是接口? 8 2.1.1.1 定义 8 2.1.1.2 接口的分类 10 2.1.2 如何管理接口? 13 2.1.2.1 界面管理的定义 13 2.1.2.2 界面管理的五大支柱 15 2.1.2.3 界面管理:精益建造支持工具 25 2.1.3 界面管理的常用工具 28 2.1.3.1 IDEF0 28 2.1.3.2 设计结构矩阵 30 2.2 工作分解结构 33 2.2.1 工作分解结构的定义 33 2.2.1.1 一般定义 33 2.2.1.2 表示 34 2.2.1.3 面向产品还是面向活动的分解? 35 2.2.1.4 WBS 矩阵 40 2.2.1.5 WBS 的详细程度 41 2.2.2 WBS 的功能 42 2.2.2.1 时间和成本控制 43 2.2.2.2 技术控制 45 2.2.2.3 未来项目评估和企业学习 46 2.2.2.4 信息管理和沟通 46 2.2.2.5 组织结构定义 47 2.2.3 与使用 WBS 相关的问题 47
摘要:为了确保高度自动化驾驶系统的安全性和保障,应确保将所有风险降低到合理的水平,并在必要的保护下解决所有潜在的网络攻击。由于此类车辆系统的复杂性,系统和结构化管理方法对于通过网络安全(CS)维持安全至关重要。使用网络安全管理系统(CSM)的安全管理系统(SMS)的接口是确保解决潜在安全问题的关键方面之一。两个管理系统都均包括规划,概念和过程开发,并且需要重叠的管理系统。关于管理系统的界面和分配,高度自动化的驾驶(HAT)需要通过有效的实施和策略来克服持续改进和减少沟通不畅的策略仍然是一个挑战。本文提出了一套工程风险管理框架。随后,在安全性和网络安全域之间引入界面区域是本文的重点领域之一,以及具有示例性交互模板的接口管理活动的代表。此外,在证据和管理系统方面,安全和网络安全相关标准之间的映射部分代表了支持安全案例和安全保证。关键字:安全管理系统,网络安全管理系统,功能安全性,高度自动化驾驶。
在北约反无人驾驶飞机系统 (C-UAS) 技术互操作性演习 (TIE) 进行实验后,决定将 SAPIENT 从使用 XML(可扩展标记语言)消息格式改为使用 Google 的 Protobuf 消息格式。虽然 XML 是一种人类可读的格式,但 Protobuf 是一种二进制格式,这将使 SAPIENT 消息大小减少约 60%,这是许多国防用例中的关键要求。对 ICD 进行了一些结构性更改以支持 Protobuf 的引入,最显着的是使用枚举字段。版本 7 还引入了一些术语变化。ICD 版本 6 除了传感器(自动传感器模块 - ASM)外还引入了效应器,传感器和效应器现在在 ICD 中都称为“节点”。字段“sensorID”和“sourceID”已被“nodeID”和“destinationID”取代。某些字段的数据类型已更改(主要是从整数更改为字符串),这主要影响标识符 (ID) 字段;这些字段现在是通用唯一标识符 (UUID v4) 或通用唯一字典排序标识符 (ULID)。ULID 包含一个日期/时间元素,使其更容易排序,并用于 ID 可能定期更新的地方,例如检测。通常使用 UUID 和 ULID 将消除使用节点 ID 预先分配 SAPIENT 系统的需要,并防止 SAPINET 采用分层架构时 ID 之间发生冲突。此版本中的最后一个重要变化是在检测消息中引入了速度字段。与早期版本相比,ICD 中的字段也发生了一些变化。一些已添加为未来功能占位符的字段通常已被删除。为清晰起见,某些字段已重命名(例如,AlertAck 和 TaskAck 消息中的状态已重命名为“alert_status”和“task_status”)。术语“heartbeat”已被删除,取而代之的是“Status”,以提高文档的一致性。“destination_id”字段已移至消息的顶层。这意味着 .proto 文件中的注册确认消息现在为空。这被认为是不受欢迎的,因此已向消息添加接受/拒绝标志。在电磁 (EM) 发射方面,SAPIENT 分类法的结构也发生了一些变化。EM 发射现在是顶级类。分类法不被视为 ICD 的规范部分。SAPIENT 接口管理面板 (SIMP) 欢迎就此版本中引入的任何更改如何运作以及为有效促进这些功能而提供的任何修改提供反馈。
第 1 章 总则,1.1 目的,第 8 页 1.2 范围,第 8 页 1.3 缩写和术语解释,第 8 页 1.4 适用性,第 8 页 1.5 偏差和修正,第 8 页 第 2 章 职责 2.1 DOE-萨凡纳河联络点 (DOE-SR POC),第 10 页 2.2 DOE-整合和规划助理经理 (AMIP),第 10 页 2.3 SRNS 接口管理办公室,第 10 页 2.4 计划、培训、动员和安全局 (DPTMS),第 10 页 2.5 DPTMS 首席培训部,第 10 页 2.6 戈登堡靶场控制运营,第 10 页 2.7 戈登堡设施靶场经理,第 10 页 2.8 戈登堡靶场控制、萨凡纳河场地训练设施协调员(TFC),第 10 页 2.9 营/中队指挥官,第 10 页 2.10 主管军官 (OIC) 和靶场安全官 (RSO),第 11 页 第 3 章 训练活动规划和批准流程 3.1 总则,第 11 页 3.2 场地使用批准,第 11 页 3.3 支持成本,第 12 页 3.4 年度训练预测,第 12 页 年度训练流程图,第 13 页 3.5 SRS 训练区域规划图,第 12 页 3.6 30、60、90 天通知流程,第 14 页 3.6.1 90 天通知,第 14 页 3.6.2 60 天计划和协调会议,第 14 页 3.6.3 30 单位协调包提交,第 14 页 3.7 短期通知训练活动,第 15 页3.8 安全计划/流程,第 15 页 第 4 章 访问控制 4.1 访问/出口,第 16 页 4.2 履带式车辆,第 16 页 4.3 设备清单,第 16 页 4.4 禁止携带物品,第 16 页 4.5 SRS 单位入职介绍简报,第 17 页 4.6 无徽章陆军人员地面访问 – 协调说明,第 17 页 4.6.1.人员出入名册,第 17 页 4.6.2 人员名册的新增内容,第 17 页 4.6.3 人员名册的删除内容,第 17 页 4.6.4 拒绝陆军人员出入,第 17 页 4.7 徽章程序,第 18 页 4.7.1 临时场地徽章,第 18 页 4.7.2 永久场地徽章,第 18 页 4.8 萨凡纳河场地 (SRS) 限制区域,第 19 页 4.9 私人车辆,第 19 页 4.10 用于场地访问和侦察训练设施的政府车辆 (GOV) 和战术车辆出入,第 19 页 4.11 陆军轮式车辆的 SRS 周边大门出入,第 20 页
• 设计位于内利根的克莱德河上更换大桥。Long Bai,Stantec Australia。• 掌握铁路接口管理:面向澳大利亚资产所有者的深入指南。David Bailey,Sterling Infrastructure • 开发用于大跨度桥梁的创新型超高性能预应力混凝土 U 型梁 - 案例研究,Arash Behnia,Robert Bird Group • Doolan 桥面加固和长寿修复工程 - 如何以仅为新桥成本的一小部分延长使用寿命。Patrick Bigg,木材修复服务。• 河路桥 - 设计与施工 - 轻型净跨更换解决方案,经久耐用。Patrick Bigg,木材修复服务。• 昆士兰州道路资产检查的临时交通管理变化。Rebecca Blair,Osborn Consulting。• 采矿沉降影响后 Redbank Creek 涵洞的修复。Peter Boesch,Stantec Australia。 • 一种对现有混凝土涵洞和木桥结构进行荷载等级评估的方法。Awais Jamil Chaudry,Stantec。• 塔斯马尼亚多座桥梁修复的再碱化技术。Atef Cheaitani,修复技术,悉尼,新南威尔士州• 案例研究:钢筋混凝土桥梁 17 年的防腐。Atef Cheaitani,修复技术。• 霍华德街大桥改造——小桥回收利用的案例研究。Nicholas Critchley,海洋与土木维护。• 把握更大图景——确定铁路资产管理需求的合作案例。Juan Diaz-Cuevas,AECOM。• 严重腐蚀的混凝土桥梁下部结构的可持续修复和保护。Andrew Dickinson,Vector Corrosion Technologies。• 微型桩在桥梁建设中发挥作用吗?Christopher Dowding,Osborn Consulting。 • 桥梁和涵洞结构修复的新型 FRP 解决方案,Mo Ehsani,QuakeWrap,美国。• 铁路涵洞更新 - 在受限通道窗口内取得成功的设计和施工方法。Stephen Farrington,Sterling • 在铁路下方安装 Neerim 路平交道口服务梁以方便公用设施切换。Daniel Fedele,Beca。• 桥梁设计建模与碰撞/冲击建模的比较。Dane Hansen,IF3 澳大利亚 • 2 级桥梁检查:地方政府的后续步骤。Tim Heldt,Osborn Consulting。• 为 Rozelle 立交项目拆除 Beatrice Bush 大桥。Matt Hennessy,EIC Activities。• 澳大利亚木桥设计规范的演变。Clay Hoger,木材研究与开发。• 全面测试以确定胶合木桥的荷载分担系数。Clay Hoger,木材研究与开发。 • 使用 3D 现实模型、检查软件和 AI 来管理桥梁基础设施。Liam Holloway 博士,Duratec 澳大利亚 • 在悉尼郊区公共设施上修建桥梁 - 流程和挑战。Eric Hooimeyer,Teleo Design。• 弗兰克斯顿-丹德农路桥升级。David Huggett,SMEC 澳大利亚 • 位于新南威尔士州贝加谷郡的 Cuttagee 桥状况和荷载等级评估,Muhammad Abdullah Jamal,STANTEC。• 基于可靠性方法的桥梁管理增强可持续性。Sachidanand Joshi,UBMS 研究小组。印度。• 儿童桥。Nicholas Keage,AECOM。• 小型桁架桥的分析与设计。Jeandré le Roux,Tiaki 工程顾问公司。新西兰。• 老旧铁路桥梁上部结构更换设计:复合桥面案例研究,Mehdi Lima,Sterling Infrastructure • Loganlea 路立交桥混凝土桥面修复与更换,包括可持续性举措。 Evan Lo,昆士兰州交通和主要道路部。• Dibble Avenue 水坑边坡加固 – 密集城市环境中的旧砖坑修复。Paul Lunniss,内西区议会。