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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A 473

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