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钱学森发展航天事业的科学思想体系1

第一篇 系统工程思想与方法13

引言13

第1章 系统思想和系统工程14

1.1引言14

1.2系统和系统思想15

1.3系统思想在20世纪的蓬勃发展19

1.3.1运筹学的由来与战争19

1.3.2线性规划与非线性规划26

1.3.3排队论26

1.3.4搜索论27

1.3.5博弈论27

1.3.6库存论28

1.3.7决策论28

1.3.8运筹学在战后的发展28

1.3.9事理学29

1.3.10统一管理科学和事理学的运筹学30

1.3.11控制论和大系统理论30

1.3.12信息论32

1.3.13系统工程的初期发展34

1.4系统工程36

1.5系统科学、系统学、系统观40

1.5.1从系统工程到系统科学、系统学、系统观40

1.5.2自然科学中的系统科学41

1.5.3开放的复杂巨系统49

参考文献53

第2章 系统工程方法55

2.1系统观55

2.1.1目的性55

2.1.2总体性57

2.1.3关联性59

2.1.4开放性64

2.1.5最优性64

2.1.6综合性65

2.1.7可分性66

2.1.8组织性69

2.1.9时序性70

2.1.10实践性71

2.2系统工程的方法与步骤72

2.2.1时间维——工作阶段73

2.2.2逻辑维——思维过程76

2.2.3知识维——专业知识81

2.3系统工程的几个基本原理及概念81

2.3.1反馈原理82

2.3.2线性规划85

2.3.3动态规划93

2.3.4协调原理106

2.3.5建模与仿真原理109

2.3.6综合评价的数学方法111

2.3.7系统动力学113

2.3.8信息论基础121

2.3.9信源学142

2.3.10从定性到定量综合集成方法166

参考文献193

第二篇 系统工程总体199

引言199

第3章 系统工程总体思想与设计原则200

3.1系统工程的目标200

3.1.1目标分析200

3.1.2实现任务目标的战术技术指标体系200

3.2系统工程的总体201

3.2.1总体、总体思想、总体工作、总体队伍201

3.2.2系统分解206

3.2.3系统综合209

3.2.4系统协调210

3.2.5系统的系统211

3.2.6总体工作环境212

3.2.7总体工作概括213

3.3总体设计思想原则214

3.3.1顶层大战略原则215

3.3.2有限途径原则216

3.3.3构思意图原则217

3.3.4跃进跨度原则218

3.3.5难易先后原则219

3.3.6行为先后原则220

3.3.7开创继承原则220

3.3.8难点分散原则222

3.3.9体系智慧原则223

3.3.10扬长避短原则224

3.3.11均衡协调原则225

3.3.12有限竞争原则225

3.3.13状态冻结原则225

3.3.14眼见为实原则226

3.3.15孤立因子原则227

3.3.16严谨试验原则228

3.4总体误差和精度设计原则229

3.4.1概述229

3.4.2随机误差235

3.4.3系统误差240

3.4.4精度指标的评定与算法246

3.4.5总体精度分析的目的与任务248

3.4.6总体精度分析原则249

3.4.7总体精度分配原则252

3.4.8提高总体精度的基本方法254

3.5总体设计质量原则256

3.5.1质量设计若干原则256

3.5.2可靠性工程若干原则260

3.5.3长寿命设计若干原则272

3.6总体对抗设计原则277

3.6.1概述277

3.6.2对抗设计基本原则278

3.6.3对抗评估工程283

3.7总体风险设计与管理原则286

3.7.1对未知规律的探索286

3.7.2风险和风险设计与管理的定义287

3.7.3风险递降原理287

3.7.4风险评估与风险的不可加性原理290

3.7.5降低风险的基本措施292

第4章 总体部建设294

4.1总体人员的特点、专业知识与队伍建设294

4.1.1龙头的作用294

4.1.2总体部与总体人员的梯队294

4.1.3总体人才特点295

4.1.4专业知识结构296

4.1.5领头人298

4.1.6反设计——练兵298

4.1.7初战必胜的指标299

4.1.8总体部的责任299

4.1.9结论299

4.2总体与技术指挥线和行政指挥线300

4.2.1型号研制中总体与技术指挥线和行政指挥线300

4.2.2对抗研究体系的组织形式与措施303

4.3总体工作的程序306

4.3.1指标论证阶段306

4.3.2方案论证和方案验证阶段306

4.3.3初步设计阶段307

4.3.4技术设计阶段308

4.3.5试验阶段308

4.3.6设计定型阶段309

4.3.7批生产阶段309

4.4总体与预先研究和预研工程310

4.4.1总体与预先研究310

4.4.2总体与预研工程311

4.5总体与计划流程312

4.6技术责任制和民主集中制原则314

4.6.1技术责任制314

4.6.2民主集中制316

4.6.3总体在战略研究中的民主集中制原则318

4.7结束语320

参考文献323

第三篇 预先研究与工程研制327

引言327

第5章 预先研究330

5.1预先研究定义、目的与分类330

5.1.1预先研究定义330

5.1.2预先研究目的330

5.1.3预先研究阶段330

5.1.4课题331

5.1.5预先研究课题的分类331

5.1.6预先研究与型号研制的经费比例332

5.2基础研究与应用研究332

5.2.1基础研究332

5.2.2应用研究334

5.3先期技术开发335

5.4预先研究工作的阶段337

5.5预先研究实物成果形式338

5.6预先研究课题与未来型号衔接339

5.7预先研究发展战略的制定339

5.8未来型号跨度策略341

5.9未来型号预先研究专项343

5.9.1型号预研类343

5.9.2预研工程类344

5.9.3单项技术预研类344

5.10五年预先研究发展战略研究345

5.10.1发展战略研究总指导原则345

5.10.2同步研究原则345

5.10.3五年预先研究发展战略研究的主要步骤、任务与过程345

5.10.4编制预先研究五年发展战略研究报告的指导原则347

5.10.5预先研究五年计划纲要的主要内容348

5.11预先研究管理350

5.11.1预先研究管理工作任务350

5.11.2预先研究管理人才350

5.11.3组织管理人员的素质要求350

5.11.4预先研究组织管理体系352

第6章 工程研制359

6.1工程研制的定义、遵循的原则与阶段划分359

6.1.1研制定义359

6.1.2研制遵循的原则359

6.1.3完成研制任务的标准360

6.1.4研制程序360

6.2指标论证阶段361

6.2.1指标论证阶段的总体构思361

6.2.2指标论证阶段主要工作362

6.3方案论证阶段364

6.3.1方案论证阶段的总体构思364

6.3.2方案阶段的主要工作366

6.4初样阶段369

6.4.1初样阶段的总体构思369

6.4.2初样阶段的主要工作369

6.5试样（正样）阶段373

6.5.1试样（正样）阶段的总体构思373

6.5.2试样（正样）阶段的主要工作373

6.6定型阶段376

6.6.1定型阶段的总体构思376

6.6.2定型阶段的主要工作内容377

6.7设计鉴定阶段378

6.7.1设计鉴定阶段的总体构思378

6.7.2设计鉴定阶段的主要工作379

6.8生产定型阶段380

6.8.1生产定型阶段的总体构思380

6.8.2生产定型阶段的主要工作380

6.9型号研制参考程序382

6.9.1弹道导弹研制参考程序382

6.9.2卫星研制参考程序384

6.9.3防空海防型号研制参考程序386

6.10分系统研制程序与总体研制程序的关系390

6.11风险390

第7章 飞行试验392

7.1总则392

7.2试验组织领导392

7.3试验工作程序394

7.4岗位责任398

7.5质量控制399

第8章 设计师系统和行政指挥系统401

8.1设计师系统的职责与使命401

8.2总体部设置401

8.3设计师人选402

8.4设计师职责403

8.5设计师与指挥、调度系统的协同404

8.6设计师与工艺师的关系405

8.7设计师需正确处理的七个关系406

8.8指挥调度与计划协调技术408

第9章 技术成熟度410

9.1美国的产品技术与制造成熟度410

9.1.1技术成熟度410

9.1.2制造成熟度412

9.1.3制造成熟度与技术成熟度的等级对照413

9.2我国的技术成熟度评价标准414

9.3技术成熟度评价标准和预先研究/型号研制的阶段对照分析418

9.4预先研究和型号研制及技术成熟度评价标准的关系424

参考文献426

第四篇 计划协调技术429

引言429

第10章 计划协调技术原理430

10.1任务、工作、事项、流程图431

10.1.1任务与工作431

10.1.2流程特性431

10.1.3事项432

10.1.4事项的三特性433

10.1.5事项和工作的符号表示434

10.1.6工作流程图435

10.1.7工作流程图的连续性和不可逆性436

10.1.8线436

10.2任务工期、紧急线、富裕时间437

10.2.1工作完成工期的估计437

10.2.2找紧急线438

10.2.3事项的预计最早实现日期和预计最迟实现日期442

10.3流程图分类与等效444

10.3.1流程图分类444

10.3.2流程图等效法446

10.4流程图作图技巧447

10.4.1工作和事项447

10.4.2广义工作和虚工作448

10.4.3平行工作画法448

10.4.4反复过程画法449

10.4.5衍生工作画法450

10.4.6交替工作画法451

10.4.7孤立事项的处置452

10.4.8虚工作的运用455

10.4.9作图简化458

10.4.10流程图的合成461

10.4.11流程图布局461

10.4.12流程图Ⅱ型表示法462

10.5计算机计算的基本程序467

10.5.1事项编号467

10.5.2工作编号的提取顺序——园扫法及原始数据表468

10.5.3编排工作顺序表和事项顺序表470

10.5.4线的段数、事项的秩数、工作的秩数和合格流程471

10.5.5计算程序A473

10.6最优化474

10.6.1计划流程图的最优化474

10.6.2检查工作完成工期的估计475

10.6.3把串联作业改为平行或交叉作业476

10.6.4通过增加人财物的办法来缩短工作工期477

10.6.5把非紧急工作上的资源调剂到紧急工作上478

10.6.6合理利用富裕时间，促使资源均衡利用480

10.6.7流程最优化485

10.7费用优效487

10.7.1工期和费用488

10.7.2多重紧急线段490

10.7.3直接费用的费用优效原理491

第11章 计划协调技术运用503

11.1运用计划协调技术的组织管理程序503

11.1.1综述503

11.1.2工作表、事项表及其管理程序504

11.2推广中的几个问题508

11.3计划协调技术与系统工程总体510

11.4计划协调技术与航天计算机辅助设计与制造一体化集成511

11.5计划协调技术的管理人员素质培训512

11.6结束语512

第12章 多任务计划协调技术516

参考文献521

第五篇 开创性科技的组织与管理的实践525

引言525

第13章 航天系统工程科技开创之路527

13.1航天开创期十大专业527

13.2自力更生起家527

13.3地地导弹系列化发展的技术路线529

13.4固体火箭发动机547

13.5液氢液氧发动机549

13.6石英加速度计549

13.7可靠性研究550

13.8卫星与运载火箭550

13.9地空导弹武器系统的发展552

13.10靶机——高空高速靶弹561

13.11抗干扰562

13.12海防导弹技术发展途径569

13.13超视距雷达571

13.14反导640任务572

13.15反导的气动热574

13.16抗核加固575

13.17试验弹576

13.18突防仿真576

13.19大型地面计算机577

13.20动压马达陀螺和捷联惯导任务577

13.21激光陀螺和光纤陀螺578

13.22毫米波精确制导预研工程和研究师系统579

13.23遥测的统一579

13.24国产集成电路推广和关键设备研制581

13.25计算机辅助设计和辅助制造技术582

13.26计算机自动化测量与控制技术586

13.27国内C波段通信卫星586

13.28风云二号气象卫星的预先研究588

13.29提高相机分辨率590

13.30 CCD相机591

13.31双星导航卫星592

13.32卫星地面站研制和通信广播卫星波段选取593

13.33微重力试验卫星596

13.34砷化镓器件596

13.35巡航导弹598

13.36第五代计算机600

13.37海湾战争的启示604

13.38卫星导航技术用于制导和快速定位定向604

13.39提高战术导弹命中精度的预先研究605

13.40反航母导弹预研工程606

13.41硅微波功率器件607

13.42组织有限竞争608

13.43注解608

13.44小结609

第14章 计划协调技术的实践611

14.1计划协调技术的由来611

14.2计划协调技术的试点612

14.3计划协调技术的推广614

14.4全面推广的几个典型616

14.4.1盖楼616

14.4.2东风五号弹头的计划协调617

14.4.3长征四号发动机618

14.4.4洲际导弹619

参考文献629

跋632