畢業(yè)論文-基于公理設(shè)計(jì)的復(fù)雜產(chǎn)品研制階段經(jīng)濟(jì)可承受性研究（定稿）

基于公理設(shè)計(jì)的復(fù)雜產(chǎn)品研制階段經(jīng)濟(jì)可承受性研究摘要復(fù)雜、產(chǎn)品包含的技術(shù)復(fù)雜、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行制造的過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)品相關(guān)的項(xiàng)目管理復(fù)雜。品相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程有重要意義。復(fù)雜產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力直接承受性高低主要通過(guò)產(chǎn)品壽命周期內(nèi)的費(fèi)效比體現(xiàn)。本文將公理設(shè)計(jì)理論應(yīng)用到對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性的研究當(dāng)中，通過(guò)域間映射的相關(guān)活動(dòng)及其相互間的聯(lián)系視作一個(gè)“系統(tǒng)”,應(yīng)用公理設(shè)計(jì)理論對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化模型，為具體的composition,complextechnology,complexmanufamanagement.Mostofthecomplexproductsaretypicalmultisystemsconsistofsoftwaremodules,electronicmodules,machinerymodules,hydraulicmodulesandcontrolinteractionsbetweenitssubsystemsandcomponentsarecomplex.Therelatedindustryoftheprocessofnationaleconomicdevelopment.Thecompetitqualityproductswithhighspeedandfcycle.Inthispaper,theAxiomaticDesigntheoryisappliedtothuseofinter-domainmappingmethod.ThetwomodelscanimprovetheprecisionofcosteffectivenessindexesandfunctionaloptimizationofcompoptimizationmodelisbuilttoprovideguidanceforthespecificKeywords:AxiomaticDesign目錄1緒論 11.1課題背景及目的 11.1.1論文選題背景說(shuō)明 11.1.2論文選題目的 21.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 21.3課題研究方法 61.4研究?jī)?nèi)容及論文構(gòu)成 71.4.1研究?jī)?nèi)容 71.4.2論文構(gòu)成 82基于域間映射的復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算模型構(gòu)建 2.1.1復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用的概念 2.1.2全壽命周期費(fèi)用估算原理 2.2LCC估算模型構(gòu)建目標(biāo) 2.2.2本文對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算模型進(jìn)行構(gòu)建的目標(biāo) 2.3基于域間映射方法構(gòu)建復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算模型 2.3.1映射域劃分 2.3.2映射過(guò)程 2.4LCC各階段費(fèi)用估算與費(fèi)用單元可追溯性的實(shí)現(xiàn) 2.4.1模型對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算的實(shí)現(xiàn) 2.4.2模型對(duì)費(fèi)用單元可追溯性的實(shí)現(xiàn) 2.5本章小結(jié) 3基于ADC法與域間映射的復(fù)雜產(chǎn)品效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建 3.1.1方法概述 3.1.2方法基本原理 3.2效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建目標(biāo) 3.2.1目前常用的系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系的局限性 3.2.2本文對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建的目標(biāo) 3.3基于域間映射方法構(gòu)建復(fù)雜產(chǎn)品效能評(píng)估指標(biāo)體系 3.3.1映射域的劃分 3.3.2域間映射過(guò)程 3.3.3效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建過(guò)程 3.3.4效能評(píng)估指標(biāo)可追溯性的實(shí)現(xiàn) 3.4本章小結(jié) 4復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)建模研究 4.1復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)模型構(gòu)建的目標(biāo) 4.1.1效費(fèi)比分析基本原理 4.1.2效費(fèi)比提升的途徑 4.1.3本文對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo) 4.2基于公理設(shè)計(jì)原理對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) 4.2.1復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)要素界定 4.2.2映射域劃分 4.2.3復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)FR-D 4.2.4復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)DP-PV映射 4.2.5復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)模型 4.3本章小結(jié) 結(jié)論與展望 致謝 參考文獻(xiàn) 附錄A軍用直升機(jī)系統(tǒng)FR-DP映射示意圖 附錄B軍用直升機(jī)系統(tǒng)費(fèi)用單元CU映射分解示意圖 附錄C軍用直升機(jī)系統(tǒng)LCC單元分解結(jié)構(gòu)及符號(hào)含義示意圖 復(fù)雜產(chǎn)品，是指這樣一類(lèi)產(chǎn)品：客戶對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品的需求情況復(fù)雜、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成大多數(shù)復(fù)雜產(chǎn)品可以看作是一個(gè)典型的多技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成機(jī)械、電子、軟件、液壓和控制等模塊，具有采用高新技術(shù)、技術(shù)含量高、涉及技術(shù)領(lǐng)域廣、構(gòu)成復(fù)雜、各子上述特點(diǎn)決定了復(fù)雜產(chǎn)品的研制具有以下特性：產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)難度大、研制過(guò)程中的協(xié)作面廣、開(kāi)發(fā)的周期長(zhǎng)3],這些特點(diǎn)都延長(zhǎng)了復(fù)雜產(chǎn)品研制周期，使研制過(guò)程質(zhì)量、成本難以得到控制。由于其競(jìng)爭(zhēng)能力關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)力的興衰，快速高質(zhì)地開(kāi)發(fā)復(fù)雜產(chǎn)品是極為重要的[2],而經(jīng)濟(jì)可承受性是影響復(fù)雜產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵因素，在復(fù)雜產(chǎn)品研制階段將經(jīng)濟(jì)可承受性納入考慮范圍，通過(guò)對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用進(jìn)行估算、對(duì)其壽命周期效能進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)得出的效費(fèi)比進(jìn)一步分析，從全局角度對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性進(jìn)行提升，對(duì)推進(jìn)復(fù)雜產(chǎn)品的發(fā)展具有重要意義。作為以域間映射和設(shè)計(jì)公理為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論，公理設(shè)計(jì)通過(guò)最小化“設(shè)計(jì)-反饋-再反饋”的循環(huán)過(guò)程，能有效降低產(chǎn)品(系統(tǒng))設(shè)計(jì)過(guò)程各項(xiàng)指標(biāo)的耦合、冗余與沖突，使產(chǎn)品(系統(tǒng))設(shè)計(jì)過(guò)程更清晰并有效降低設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜度，同時(shí)克服設(shè)計(jì)目標(biāo)模糊現(xiàn)象H。此外，功能需求FRs、物理參數(shù)DPs、過(guò)程參數(shù)PVs之間的映射可以清晰地揭示出各設(shè)計(jì)參數(shù)之間的聯(lián)系并使設(shè)計(jì)結(jié)果具備良好的可追溯性。因此，本研究應(yīng)用公理設(shè)計(jì)的基本理論對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性的改善進(jìn)行研究，通過(guò)域間映射的方法對(duì)適用于復(fù)雜產(chǎn)品研制階段的全壽命周期費(fèi)用估算模型與效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建，以提升全壽命周期費(fèi)用估算與效能評(píng)估的精確度與可追溯性；基于構(gòu)建得到的全壽命周期費(fèi)用估算模型與效能評(píng)估指標(biāo)體系，進(jìn)一步將復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)能有效提升經(jīng)濟(jì)可承受性的所有相關(guān)資源、活動(dòng)及其相互間的聯(lián)系視作一個(gè)“系統(tǒng)”,應(yīng)用公理設(shè)計(jì)理論對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)模型，為具體的優(yōu)化工作提供指導(dǎo)。用。復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)研制的日益復(fù)雜化，使得復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期中的投入與日俱增。自受性既受到經(jīng)濟(jì)投資多少的影響，也受產(chǎn)品性能與功能的影響S]。在復(fù)雜產(chǎn)品的研制階段，考慮其經(jīng)濟(jì)可承受性的影響是非常重要法已有研究，但大多數(shù)關(guān)注的是通過(guò)優(yōu)化復(fù)在理論上，本研究嘗試將公理設(shè)計(jì)理論應(yīng)用到效能評(píng)估指標(biāo)體系的建立當(dāng)中，并基于此應(yīng)用公理設(shè)計(jì)方法對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周承受性研究在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展歷程中具有重要產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性進(jìn)行研究，以期能為提高復(fù)雜效費(fèi)比模型、效費(fèi)比分析研究等幾個(gè)方面。本文獻(xiàn)綜述也將從上述幾個(gè)方面進(jìn)行梳理。(1)公理設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用公理設(shè)計(jì)理論(AxiomaticDesign,簡(jiǎn)稱(chēng)AD),最早由麻省理工學(xué)院的Nam.Pyo.Suh教授于上世紀(jì)七十年代最先提出，該理論的目標(biāo)在于：提供一個(gè)基于邏輯和理性思維過(guò)程及工具的理論基礎(chǔ)，使設(shè)計(jì)方法得到改進(jìn)，從而為“設(shè)計(jì)”建立起一個(gè)科學(xué)基礎(chǔ)。公理設(shè)計(jì)的核心在于設(shè)計(jì)公理與域間映射：以兩大設(shè)計(jì)公理(獨(dú)立公理與信息公理)為設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則，將設(shè)計(jì)過(guò)程劃分為四個(gè)域：用戶域(CustomerDomain)、功能域(FunctionalDomain)、物理域(PhysicalDomain)與過(guò)程域(ProcessDomain),通過(guò)將相關(guān)變量在相鄰兩個(gè)域內(nèi)變量之間“Z型”進(jìn)行映射與迭代，不斷使設(shè)計(jì)指標(biāo)分解細(xì)化，從而得到最底層的設(shè)計(jì)參數(shù)。目前，公理設(shè)計(jì)適用于幾乎所有設(shè)計(jì)過(guò)程，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、材料加工工藝設(shè)計(jì)等。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析是AD最典型的應(yīng)用之一。對(duì)AD在復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了較為豐富的研究。圍繞AD在系統(tǒng)設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)方面的研究較多，如GUP,RAOHA等人主要研究制造系統(tǒng)的公理設(shè)計(jì)方法，闡述設(shè)計(jì)公理在不同階段的使用情況，從而有效使制造系統(tǒng)柔性、適應(yīng)性和響應(yīng)速度得到增強(qiáng)以滿足產(chǎn)品需求快速變化對(duì)其提出的要求[7](2001);KULAK等人基于AD原理，提出改善策略，用以指導(dǎo)傳統(tǒng)過(guò)程導(dǎo)向制造系統(tǒng)向單元導(dǎo)向制造系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，并給出反饋機(jī)制，根據(jù)事先確定的性能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)和持續(xù)改善制造單元的設(shè)計(jì)[8(2005)。在應(yīng)用研究方面，VicenteA.Reynal與DavidS.Cochran將AD理論應(yīng)用到對(duì)精益生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，使得該系統(tǒng)中對(duì)生產(chǎn)流程的安排更為合理I?I(1996);Ke-ZhangChen應(yīng)用AD設(shè)計(jì)框架對(duì)并行工程中的制造系統(tǒng)進(jìn)行整合設(shè)計(jì)[10](1998);DominikT.Matt通過(guò)案例研究發(fā)現(xiàn)，AD可應(yīng)用到復(fù)合集成系統(tǒng)中，使系統(tǒng)復(fù)雜性與動(dòng)態(tài)性得到有效控制[1](2012);GuentherSchuh等人綜合應(yīng)用AD設(shè)計(jì)方法與機(jī)電整合功能模塊對(duì)機(jī)電整合系統(tǒng)進(jìn)行模塊化平臺(tái)設(shè)計(jì)并取得目前將公理設(shè)計(jì)理論應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用估算模型的創(chuàng)建與優(yōu)化中的映射)的方法對(duì)全壽命周期費(fèi)用估算模型進(jìn)行構(gòu)建[13-14](2003),并證明了該模型能夠較好地提高費(fèi)用估算精度，能夠有效增強(qiáng)費(fèi)用單元的可追溯性從而有利于快速地評(píng)估出系統(tǒng)功能需求變化對(duì)費(fèi)用估算值造成的影響，此外還可輔助設(shè)計(jì)師識(shí)別出關(guān)鍵的費(fèi)用驅(qū)動(dòng)因子。本文以該研究成果作為重要借鑒，對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算模型進(jìn)行構(gòu)建，并將其建模思想進(jìn)行拓展，應(yīng)用到對(duì)效能評(píng)估模型的構(gòu)建中，使得到的效能評(píng)估模型亦具有較好的評(píng)估精度與可追溯性。(2)經(jīng)濟(jì)可承受性研究美國(guó)人雅克·甘斯勒將武器裝備的經(jīng)濟(jì)可承受性定義為：“在保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)的前提下，以合理的價(jià)格(國(guó)家可承受得起的價(jià)格)采購(gòu)高性能武器”。他指出，國(guó)防科研與開(kāi)發(fā)管理中急需解決軍事優(yōu)勢(shì)與費(fèi)用二者之間的矛盾問(wèn)題，解決只要矛盾的關(guān)鍵在于提高武器裝備的經(jīng)濟(jì)可承受性。目前在經(jīng)濟(jì)可承受性設(shè)計(jì)與管理領(lǐng)域，最為常用的兩種主流技術(shù)為：費(fèi)用作為獨(dú)立變量技術(shù)(CAIV),和掙值管理技術(shù)(EV)。CAIV技術(shù)由美國(guó)首先提出(1990s),核心在于“把費(fèi)用指標(biāo)、性能指標(biāo)與進(jìn)度指標(biāo)放在平等地位，強(qiáng)調(diào)費(fèi)用是設(shè)計(jì)的主動(dòng)輸入，而不是設(shè)計(jì)的被動(dòng)輸出”,通過(guò)對(duì)權(quán)衡空間的應(yīng)用，對(duì)裝備發(fā)過(guò)程中，輔助對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展的實(shí)時(shí)監(jiān)控，針對(duì)觀測(cè)費(fèi)用、工期出現(xiàn)偏差的原因給出控制王科等(2006,2007)將投資、效能和壽命周期費(fèi)用聯(lián)系起來(lái)，建立一種經(jīng)濟(jì)可承受常文兵等(2009)以國(guó)外航空裝備為例介紹了經(jīng)濟(jì)可承受性設(shè)計(jì)的意義及其發(fā)展歷程，研究了基于CAIV經(jīng)濟(jì)可承受性設(shè)計(jì)及基于EV的成本控制管理[18]。劉婷(2011)針對(duì)飛航武器裝備研制需要，討論了裝備經(jīng)濟(jì)可承受性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，并從方案設(shè)計(jì)、多因素一體化設(shè)計(jì)、“三化”設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)、保障體系、預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)和仿真技術(shù)七個(gè)方面提出了提高裝備經(jīng)濟(jì)可承受性的措施[19]。還有的學(xué)者從方案設(shè)計(jì)的角度對(duì)裝備經(jīng)濟(jì)可承受性進(jìn)行了分析。孫康文等(2008)、呂明云等(2010)針對(duì)研制周期中不確定性因素對(duì)飛機(jī)總體方案的影響，著重考慮了新技術(shù)的引入和壽命周期費(fèi)用的波動(dòng)對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響，建立了基于不確定性的設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)可承受性分析結(jié)構(gòu)模型I20]。李延杰等(2011)根據(jù)CAIV技術(shù)和EA(漸進(jìn)式采辦策略)的基本思想構(gòu)建經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型[21]。(3)復(fù)雜產(chǎn)品費(fèi)用估算方法關(guān)于復(fù)雜產(chǎn)品成本估算的方法與模型研究比較多，國(guó)外對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期成本的估算，建立了許多參數(shù)模型。從大方向來(lái)看，目前LCC估算常用的方法主要有：參數(shù)估算法、工程估算法、類(lèi)比估算法和專(zhuān)家判斷法。我國(guó)學(xué)者在對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的成本估算模型構(gòu)建與優(yōu)化研究中取得了較多的成果與進(jìn)展。陳曉川等(2001)將公理設(shè)計(jì)與面向成本的設(shè)計(jì)理論結(jié)合，將全生命周期成本的需求層層分解，通過(guò)公理設(shè)計(jì)的域間映射分解方法使有關(guān)成本要素間的耦合關(guān)系得到解除，構(gòu)建了適用于DFC的成本估算軟件框架122];何陳棋等(2003)根據(jù)已有產(chǎn)品的信息建立產(chǎn)品成本樣本庫(kù)，通過(guò)對(duì)新產(chǎn)品和已有產(chǎn)品在功能結(jié)構(gòu)上相似性分析并引入模糊系統(tǒng)理論中貼近度和隸屬函數(shù)等概念，結(jié)合產(chǎn)品特征模糊集，構(gòu)建出在設(shè)計(jì)過(guò)程中適用于不同階段的成本估算模型[23];李成貴等(2005)通過(guò)對(duì)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段的成本估算策略分析，建立面向設(shè)計(jì)的產(chǎn)品成本估算模型，研究了主要模塊的實(shí)現(xiàn)方法，詳細(xì)討論了相應(yīng)的成本估算流程及算法[24];趙亮等(2006)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊工程技術(shù)結(jié)合，采用模糊推理的信息處理方法，研究類(lèi)動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)算法及模糊知識(shí)處理方法，基于動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立產(chǎn)品成本估算模型，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的成本估算軟件，可利用方案設(shè)計(jì)信息自動(dòng)完成成本估算，使方案設(shè)計(jì)階段由于成本信息少、信息顆粒度大而影響成本估算精度的問(wèn)題得到解決[25];王軍等(2014)基于多級(jí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立功能屬性與全局特征屬性之間的映射模型，并構(gòu)建了適用于復(fù)雜產(chǎn)品的智能設(shè)計(jì)模型和成本估算模型，使復(fù)雜產(chǎn)品的物理構(gòu)造相似性評(píng)價(jià)、適應(yīng)性修正方案自動(dòng)生成和(4)效能模型與效費(fèi)比權(quán)衡分析研究系統(tǒng)效能從定量角度量度了系統(tǒng)在規(guī)定環(huán)境條件下、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成預(yù)期任務(wù)的海軍系統(tǒng)效能模型和ADC效能模型，其中ADC系統(tǒng)效能模型在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛，該模型將效能分解為以下三大指標(biāo)：可用度向量、可信度矩陣與固有能力向量，效能評(píng)估值等于這三者之積?；贏DC法對(duì)不同系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者已取得較為豐富的研究成果，近年來(lái)主要有：王墮等對(duì)復(fù)雜武器系統(tǒng)效能評(píng)估方法進(jìn)行研究，構(gòu)建起基于ADC法的復(fù)雜武器系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系與相應(yīng)評(píng)估算法128](2016);柯宏發(fā)等以ADC法的思想為基礎(chǔ)，從四域視角構(gòu)建了電子裝備作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系評(píng)估27]。效費(fèi)比權(quán)衡分析通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)效費(fèi)比參數(shù)(M=E/ALCC),深入分析的過(guò)程中找到理論依據(jù)與值得借鑒的方法，用以指導(dǎo)研究的展開(kāi)。本研究將公理設(shè)計(jì)應(yīng)用于對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品研制階段的全壽命周期費(fèi)用估算模型、效能評(píng)解與迭代過(guò)程中能有效消除冗余或耦合現(xiàn)象的優(yōu)勢(shì)時(shí)能有效地反映出產(chǎn)品費(fèi)用單元、效能指標(biāo)與產(chǎn)品功能需求間的聯(lián)系，為提升產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)3、復(fù)雜產(chǎn)品效能評(píng)估方法的程度的量度，是性能、可用性、適用性三大指標(biāo)的函數(shù)。目前應(yīng)用較為廣泛的效能評(píng)其中ADC系統(tǒng)效能模型應(yīng)用最為廣泛，本研究應(yīng)用公理設(shè)計(jì)對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品效能評(píng)估模型偏最小二乘法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊綜合評(píng)價(jià)方法各有其特點(diǎn)與適用情況，同時(shí)又存在一來(lái)構(gòu)建估算模型，以期使得構(gòu)建出的費(fèi)用估算復(fù)雜產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)可承受性一般通過(guò)效費(fèi)比進(jìn)行反映，費(fèi)效比將產(chǎn)品壽命周期費(fèi)用與模型的評(píng)估結(jié)果與效費(fèi)比分析方法結(jié)合，效費(fèi)比分析的結(jié)果將為復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期系統(tǒng)優(yōu)化模型的構(gòu)建、經(jīng)濟(jì)可承受性提升工作的展開(kāi)提供重要依據(jù)。應(yīng)用，對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用估算模型、效在產(chǎn)品研制階段對(duì)全壽命周期費(fèi)用與效能進(jìn)行評(píng)估以提升高效費(fèi)比為目標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品全壽命周期系統(tǒng)(由復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)所有相關(guān)活動(dòng)及其聯(lián)系組成)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為提升產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性具體工作的展開(kāi)提供指導(dǎo)依2、基于域間映射方法對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用估算模型進(jìn)行構(gòu)建模型的研究很多，但基于公理設(shè)計(jì)對(duì)估算模型進(jìn)行構(gòu)建的研究文獻(xiàn)少之又少 映射，構(gòu)建起一個(gè)能夠清晰反映費(fèi)用單元與產(chǎn)品功能參數(shù)聯(lián)系以及費(fèi)用單元之間聯(lián)系、具有良好可追溯性與較高估算精度的費(fèi)用估算模型，產(chǎn)品全壽命周期沒(méi)用進(jìn)行估算，以期取得對(duì)現(xiàn)有費(fèi)用估算模型研究成果的創(chuàng)新與突破。3、基于域間映射方法對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建為成熟，其中美國(guó)空軍系統(tǒng)效能評(píng)估模型應(yīng)用最為廣泛。本文基于ADC系統(tǒng)效能評(píng)估模型的基本框架，結(jié)合公理設(shè)計(jì)的域間映射方法，通過(guò)“產(chǎn)品功能需求(FRs精度的效能評(píng)估模型，以期取得對(duì)現(xiàn)有效能評(píng)估模型研究成果的創(chuàng)新與突破。基于上述構(gòu)建的費(fèi)用估算模型與效能評(píng)估模提升經(jīng)濟(jì)可承受性的所有相關(guān)資源、活動(dòng)及其之間的聯(lián)系視作一個(gè)“系統(tǒng)”(稱(chēng)作復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性優(yōu)化系統(tǒng)),以效費(fèi)比的提升為優(yōu)化目標(biāo)，應(yīng)用公理設(shè)計(jì)理論結(jié)合效第一章為緒論部分，主要闡述本研究的背景第二章在對(duì)現(xiàn)行復(fù)雜產(chǎn)品壽命周期各階段費(fèi)述應(yīng)用域間映射方法對(duì)適用于復(fù)雜產(chǎn)品研制階段的全壽命周期費(fèi)用估算模型進(jìn)行構(gòu)建的詳細(xì)過(guò)程。第三章在對(duì)應(yīng)用最為廣泛的ADC效能評(píng)估模型進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，具體闡述應(yīng)用域間映射方法對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建的詳細(xì)過(guò)程。第四章圍繞效費(fèi)比提升的目標(biāo)，結(jié)合效費(fèi)比分析方法，具體闡述應(yīng)用公理設(shè)計(jì)理論對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的詳細(xì)過(guò)程。最后對(duì)本研究的結(jié)論、研究展望進(jìn)行總結(jié)性說(shuō)明。2基于域間映射的復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算模型構(gòu)建復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用(Life-CycleCost)是指產(chǎn)品在預(yù)設(shè)的壽命周期各階段過(guò)之間的關(guān)系示意如圖2.1:論證與研制費(fèi)用生產(chǎn)購(gòu)置費(fèi)用使用保障費(fèi)用丨退校處置費(fèi)用圖2.1復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用示意圖從上圖可以看出研制階段的工作對(duì)LCC影響最大，復(fù)雜產(chǎn)品百分之九十五的全壽命周期費(fèi)用在該階段結(jié)束時(shí)基本得到確定，因此在研制階段對(duì)產(chǎn)品LCC加以考慮，以提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、降低費(fèi)用為目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將對(duì)后續(xù)費(fèi)用的節(jié)約產(chǎn)生積極的作用。1、全壽命周期費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)目前，在復(fù)雜產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用估算的研究中，主要側(cè)重于對(duì)論證與研制費(fèi)用、生產(chǎn)費(fèi)用與使用保障費(fèi)用的估算。這三項(xiàng)費(fèi)用的具體含義與費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)總結(jié)如下：(1)論證與研制費(fèi)用：復(fù)雜產(chǎn)品在論證與研制階段(細(xì)分為方案探索階段、論證業(yè)證覺(jué)帶用mW制開(kāi)件務(wù)就路管冊(cè)費(fèi)m呼制料料費(fèi)們C新翻外曲費(fèi)咽相爆參費(fèi)用Cs試細(xì)費(fèi)州Gm銷(xiāo)制應(yīng)后背有(m班點(diǎn)畫(huà)～快麗街性(伊職專(zhuān)料費(fèi)埋(m電證南周確和C圖2.2論證與研制費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)開(kāi)搜時(shí)郭雪閱開(kāi)搜時(shí)郭雪閱四體工彎曹屬網(wǎng)愿或基要C4通有始Em脈選著曹曹將品聲香兩Cu用感基事評(píng)高曹雨”鋼謝值險(xiǎn)盤(pán)的配試微有召?gòu)?qiáng)置明批南指測(cè)食或4分圖2.3生產(chǎn)費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)(3)使用保障費(fèi)用：復(fù)雜產(chǎn)品在使用全過(guò)程(使用、維修、保障活動(dòng))所耗費(fèi)的天血(興費(fèi)m曲砟紅曲般燈(用件通4冊(cè)K*m其電的照為鳴型用公金費(fèi)府(=你園音判費(fèi)4L成能配腳商指圖2.4使用與保障費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)2、全壽命周期費(fèi)用估算方法從方法的基本原理來(lái)看，目前使用較為廣泛的LCC估算方法主要分為以下幾大類(lèi)：這種方法的基本思想是：通過(guò)對(duì)采集到的大量產(chǎn)品特征參數(shù)與費(fèi)用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到特征參數(shù)與所估算成本之間的關(guān)系公式(參數(shù)方程),從而得出相應(yīng)的費(fèi)用估計(jì)值。由于參數(shù)方程的獲取對(duì)數(shù)據(jù)量要求比較高，在對(duì)特征參數(shù)的應(yīng)用環(huán)境分類(lèi)比較清晰明確的情況下，通過(guò)廣泛的性能參數(shù)和設(shè)計(jì)方案，參數(shù)法可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的估算值，產(chǎn)品成本特點(diǎn)能夠得到較好的描述，因此該方法適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案較為成熟的階段對(duì)LCC做出預(yù)估，但不適用于全新開(kāi)發(fā)或技術(shù)革新度較高系統(tǒng)的費(fèi)用估算[31]。該方法的基本思想是通過(guò)建立產(chǎn)品的工作分解結(jié)構(gòu)，得出壽命周期費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)，從下至上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與估算，逐步計(jì)算出費(fèi)用單元的數(shù)據(jù)，合計(jì)得出整個(gè)研制項(xiàng)目總費(fèi)用。該方法可以有效地顯示復(fù)雜產(chǎn)品的各個(gè)子系統(tǒng)中的費(fèi)用細(xì)節(jié)，有利于對(duì)設(shè)計(jì)方案間費(fèi)用差異的研究、費(fèi)用的靈敏度分析。該方法適用于產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)方案、工藝方案均已成熟的全面研制完成階段的費(fèi)用估算，亦適用于對(duì)生產(chǎn)成本、使用保障費(fèi)用的估算[31]。3、類(lèi)比估算法該方法是通過(guò)對(duì)所要研制產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、功能與性能方面與現(xiàn)有產(chǎn)品之間相似程度的分析，根據(jù)二者的差異進(jìn)行費(fèi)用修正，得到新產(chǎn)品的費(fèi)用估算值。使用該方法需要考慮新舊產(chǎn)品的研制時(shí)間所處的經(jīng)濟(jì)環(huán)境、技術(shù)、性能的類(lèi)似程度與歷史背景。該方法適用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期進(jìn)行LCC粗略估算，起輔助作用3]。在復(fù)雜產(chǎn)品研制階段對(duì)其LCC進(jìn)行估算與分析，對(duì)提升產(chǎn)品全壽命周期經(jīng)濟(jì)可承受性具有重要的意義：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，滿足功能需求的前提下，對(duì)LCC進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)估，可以幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的擇優(yōu)與針對(duì)性修改，從而使LCC得到有效降低，提升產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性、達(dá)到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)與綜合優(yōu)化。同時(shí)亦為復(fù)雜產(chǎn)品的效費(fèi)分析、效費(fèi)比的提高提供重要依據(jù)。對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品進(jìn)行LCC估算的過(guò)程，可以歸納為如圖2.5所示的一個(gè)模型：復(fù)雜產(chǎn)品費(fèi)用估算模型復(fù)雜產(chǎn)品費(fèi)用估算模型產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用估算方法(根據(jù)產(chǎn)品特征、估算費(fèi)用所處的階段不同而選擇)估算費(fèi)用項(xiàng)參數(shù)估計(jì)處理方法期內(nèi)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用估算值輸出輸入圖2.5復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算過(guò)程模型對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品進(jìn)行全壽命周期費(fèi)用估算就是要建立這樣一個(gè)模型，該模型通過(guò)應(yīng)用恰當(dāng)?shù)馁M(fèi)用估算方法和參數(shù)估計(jì)方法建立起產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)與費(fèi)用之間的關(guān)系，使得模型的輸入(產(chǎn)品各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù))轉(zhuǎn)化為滿足一定精確度要求的輸出(產(chǎn)品LCC估算值),從而為產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性的優(yōu)化提供重要依據(jù)。在建立模型過(guò)程中所基于估算方法則需要根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)與待估算的費(fèi)用項(xiàng)所處階段的不同而進(jìn)行選擇(基本方法包括參數(shù)估算法、工程估算法、類(lèi)比估算法、系統(tǒng)仿真等);在對(duì)費(fèi)用項(xiàng)進(jìn)行估算的過(guò)程中需要應(yīng)用一定的方法來(lái)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以提升估算效率與精確度，常用的處理方法主要有偏最小二乘回歸(可較好解決費(fèi)用驅(qū)動(dòng)因子多、樣本數(shù)據(jù)少問(wèn)題)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法(用于除去不相關(guān)因素的特征子集和隱含層與處理單元個(gè)數(shù)、優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層間的關(guān)聯(lián)權(quán))等。綜觀目前應(yīng)用較為廣泛的LCC估算方法，可以總結(jié)出其存在的局限性如下：1、常用的LCC估算模型大多是通過(guò)對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，將所估算對(duì)象的物理性能參數(shù)與費(fèi)用建立聯(lián)系并據(jù)此估算出費(fèi)用值。但基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果對(duì)新研制產(chǎn)品LCC進(jìn)行估算的過(guò)程中會(huì)不可避免地帶來(lái)一定的誤差，這對(duì)提升LCC估算精確度帶來(lái)一定的限制；2、目前應(yīng)用較為廣泛的LCC估算模型大多未能較直觀、清晰地反映出費(fèi)用估算值與系統(tǒng)功能需求之間的聯(lián)系，即“設(shè)計(jì)域”與“費(fèi)用估算域”尚處于相對(duì)獨(dú)立的關(guān)系，難以及時(shí)為設(shè)計(jì)者提供必要的費(fèi)用敏感度信息來(lái)指導(dǎo)其對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而為提升產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)可承受性提供依據(jù)；3、常用的LCC估算模型在對(duì)關(guān)鍵費(fèi)用驅(qū)動(dòng)因素的識(shí)別方面亦存在一定的局限性，未能高效地對(duì)設(shè)計(jì)中對(duì)LCC影響程度大的產(chǎn)品功能需求與設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別?；趯?duì)現(xiàn)有常用的LCC估算模型局限性與研制階段的LCC估算在系統(tǒng)壽命周期內(nèi)所發(fā)揮作用的分析，本文針對(duì)適用于復(fù)雜產(chǎn)品研制階段的LCC估算模型進(jìn)行構(gòu)建所要達(dá)成的目標(biāo)歸結(jié)如下：1、構(gòu)建得到的LCC估算模型適用于復(fù)雜產(chǎn)品研制階段進(jìn)行的全壽命周期費(fèi)用估算，由于隨著研制工作的深入展開(kāi)，產(chǎn)品的各項(xiàng)設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)與工藝參數(shù)可以得到逐步細(xì)化，因此，本文主要基于工程估算法的基本思想與域間映射的方法對(duì)LCC估算模型映射，使構(gòu)建得到的模型能夠更為直觀清晰地反映產(chǎn)品壽命周期不同階段CUs與DPs、FRs之間的關(guān)聯(lián)，對(duì)費(fèi)用估算精度的提升做出一定貢獻(xiàn)；2、構(gòu)建得到的LCC估算模型中功能域、物理域與費(fèi)用估算單元CUs間的聯(lián)系得到更直觀的體現(xiàn)，CUs的可追溯性得以提升，系統(tǒng)功能、設(shè)計(jì)參數(shù)變化時(shí)對(duì)具體費(fèi)用單元的影響可以被快速識(shí)別與評(píng)估，可為設(shè)計(jì)者提供有效的設(shè)計(jì)方案擇優(yōu)與改進(jìn)依據(jù)；3、該模型還可用于關(guān)鍵費(fèi)用驅(qū)動(dòng)因子的識(shí)別，有助于設(shè)計(jì)者在產(chǎn)品研制階段對(duì)影響LCC的功能需求、關(guān)鍵設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)及其影響程度進(jìn)行定量分析，為復(fù)雜產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)可承受性提升提供重要依據(jù)。2.3基于域間映射方法構(gòu)建復(fù)雜產(chǎn)品LCC估算模型本文構(gòu)建的LCC估算模型適用于在復(fù)雜產(chǎn)品研制階段對(duì)全壽命周期費(fèi)用的估算，主要基于工程參數(shù)法的思想來(lái)進(jìn)行費(fèi)用單元的分解，因此首先需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行“功能需求-設(shè)計(jì)參數(shù)(FRs-DPs)”映射，以明確產(chǎn)品為滿足其功能需要具備的性能參數(shù)；在建立產(chǎn)品功能需求與性能參數(shù)聯(lián)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)“設(shè)計(jì)參數(shù)-費(fèi)用單元(DPs-CUs)”映射，將設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)進(jìn)一步映射得到費(fèi)用單元，這些費(fèi)用單元與WBS類(lèi)似，與實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能所需的物理結(jié)構(gòu)、零部件或工作職能相對(duì)應(yīng)，亦是進(jìn)行LCC估算的基本單Domain)、設(shè)計(jì)參數(shù)域(PhysicalDomain)和費(fèi)用域(CostDomain),如圖2.6所示：U圖中，功能域包含了通過(guò)對(duì)顧客需求分析得到的復(fù)雜產(chǎn)品總體功能需求FR1,以及通過(guò)與物理域內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)DPs進(jìn)行Z型映射分解得到的各個(gè)層級(jí)的功能需求，分解得到的“葉”級(jí)功能需求對(duì)應(yīng)組成復(fù)雜產(chǎn)品的各子系統(tǒng)的功能需求；物理域包含了能夠滿足產(chǎn)品總體功能需求的設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)DP1,以及通過(guò)Z型映射得到的可滿足功能域內(nèi)各層級(jí)功能需求的設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)，分解得到的“葉”級(jí)設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)對(duì)應(yīng)組成復(fù)雜產(chǎn)品的各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)；費(fèi)用域包含了各項(xiàng)由物理域中的設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)映射得到的費(fèi)用單元，這些費(fèi)用單元可隨著功能需求與設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)的逐級(jí)細(xì)化而得到進(jìn)一步分解。2.3.2映射過(guò)程在運(yùn)用域間映射方法進(jìn)行效能指標(biāo)體系的構(gòu)建過(guò)程中，F(xiàn)Rs-DPs映射是基礎(chǔ)，功能域內(nèi)的FRs通過(guò)設(shè)計(jì)矩陣A與物理域內(nèi)的DPs建立聯(lián)系，并通過(guò)如下設(shè)計(jì)方程體現(xiàn)：aij=0時(shí)，表示FRi不受DPj的影響。同時(shí)在實(shí)際設(shè)計(jì)中FR的總數(shù)i應(yīng)與DP的總數(shù)j保持一致。每一個(gè)分解層級(jí)均對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)計(jì)方程。在映射過(guò)程中，為保證同一層級(jí)上FRs之間的相互獨(dú)立性(對(duì)應(yīng)某FR的DP發(fā)生變化時(shí)不會(huì)引起同層級(jí)內(nèi)其他FR的變化),對(duì)DPs的選取應(yīng)盡量使得設(shè)計(jì)矩陣應(yīng)為對(duì)角矩陣(無(wú)耦合設(shè)計(jì))或三角矩陣(解耦設(shè)計(jì))。將物理域內(nèi)的DPs映射到費(fèi)用域中得到對(duì)應(yīng)各層設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)的費(fèi)用單元CUs,這是本文構(gòu)建LCC估算模型過(guò)程中的關(guān)鍵一步。DPs與CUs之間的聯(lián)系通過(guò)DP-CU關(guān)系矩陣B體現(xiàn)，該矩陣揭示了每一費(fèi)用單元受設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)影響的情況。需要注意的是，同一個(gè)CU可能會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)DPs,因此DP-CU關(guān)系矩陣通常不是方陣。費(fèi)用域中的不同層級(jí)的CUs可以由不同層級(jí)的DPs映射得到，這樣一來(lái)構(gòu)建得到的費(fèi)用估算單元的層次關(guān)系較為清晰。綜合上述，可以看到，通過(guò)FRs-DPs映射與DPs-CUs映射可以有效地將費(fèi)用估算單元與系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)、功能需求建立聯(lián)系，設(shè)計(jì)矩陣A與“DP-CU”關(guān)系矩陣B是將設(shè)計(jì)參數(shù)的具體化，費(fèi)用域內(nèi)的費(fèi)用單元也可同時(shí)得到分解細(xì)化；當(dāng)系統(tǒng)功能需求發(fā)生變化，需要對(duì)設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)進(jìn)行修改或?qū)ψ酉到y(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)時(shí)，該模型也可幫助設(shè)計(jì)師快速評(píng)估出各項(xiàng)費(fèi)用將會(huì)發(fā)生的變化，從而為系統(tǒng)總體LCC變化的評(píng)估提供基本部分選取軍用直升機(jī)系統(tǒng)這一典型復(fù)雜產(chǎn)品為例，對(duì)基于域間映射構(gòu)建得到費(fèi)用估算模型的過(guò)程、各階段費(fèi)用進(jìn)行估算的過(guò)程、費(fèi)用單元可追溯性的實(shí)現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)闡述。主要關(guān)注的是論證研制費(fèi)用、生產(chǎn)費(fèi)用及使用保障費(fèi)用的估算，對(duì)在LCC中占比例較小且較為穩(wěn)定的報(bào)廢退役費(fèi)用估算則不作研究?！败娪弥鄙龣C(jī)全壽命周期費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)”如圖2.7所示：重重算留，理身葉時(shí)■母中1自獨(dú)圖2.7軍用直升機(jī)系統(tǒng)LCC費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)基于圖2.7的模型對(duì)軍用直升機(jī)系統(tǒng)LCC進(jìn)行估算的公式(2.1)-(2.13)歸納如二級(jí)子公式：三級(jí)子公式：Cpc=CpA+CpR+CDM+CDH+Cp2.3.4軍用直升機(jī)系統(tǒng)FR-DP映射為構(gòu)建基于域間映射的LCC估算模型，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行FR-DP映射是第一步。本文通過(guò)參考GJB5685-2006《軍用直升機(jī)工作分解結(jié)構(gòu)》[33中的相關(guān)描述，對(duì)常規(guī)型號(hào)的軍用直升機(jī)系統(tǒng)(本文將“軍用直升機(jī)”這一產(chǎn)品及其壽命周期中為保證其功能實(shí)現(xiàn)的所有相關(guān)活動(dòng)視作一個(gè)系統(tǒng))進(jìn)行FR-DP映射模型構(gòu)建，具體如下：通過(guò)對(duì)軍用直升機(jī)系統(tǒng)使用特點(diǎn)的分析，歸結(jié)得到該系統(tǒng)頂層功能需求如下：FR1=系統(tǒng)能在各類(lèi)環(huán)境下完成預(yù)定任務(wù)實(shí)現(xiàn)FR1所需的設(shè)計(jì)參數(shù)可描述為：DP1=完整的軍用直升機(jī)系統(tǒng)(設(shè)備、資料、服務(wù)及設(shè)施的集合)相應(yīng)的頂層設(shè)計(jì)方程：FR1=A?*DP1下文類(lèi)似),下文類(lèi)似),2、FR-DP一級(jí)映射分解通過(guò)對(duì)DP1應(yīng)該具備的功能需求進(jìn)行分解，得到FRli如下：FR11=直升機(jī)在各種環(huán)境下可正常飛行；FR12=系統(tǒng)壽命周期內(nèi)的運(yùn)作得到有效管理；FR13=系統(tǒng)壽命周期內(nèi)性能可滿足任務(wù)要求；FR14=系統(tǒng)壽命周期內(nèi)的原理與操縱技能可被相關(guān)人員掌握；FR15=系統(tǒng)壽命周期內(nèi)得到專(zhuān)門(mén)的保障與維修；FR16=系統(tǒng)壽命周期內(nèi)得到通用的保障與維修；FR17=系統(tǒng)壽命周期內(nèi)使用的資料得以用文本形式記錄留存；FR18=系統(tǒng)執(zhí)行每次任務(wù)前的準(zhǔn)備工作需求得到滿足；FR19=系統(tǒng)發(fā)揮其效能所必須的基礎(chǔ)設(shè)施得到滿足FR1,10=為系統(tǒng)首次任務(wù)的執(zhí)行提供初始條件相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FRli(i=1-10)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11=軍用直升機(jī)；DP12=系統(tǒng)和工程項(xiàng)目管理子系統(tǒng)；DP13=試驗(yàn)與評(píng)定子系統(tǒng)；DP14=人員訓(xùn)練子系統(tǒng)；DP15=專(zhuān)用保障子系統(tǒng)；DP16=通用保障子系統(tǒng)；DP17=資料文件子系統(tǒng)；DP1,10=初始備件和保障設(shè)備設(shè)施相應(yīng)的一級(jí)設(shè)計(jì)方程：{FRli}=A?*{DPli}(i=1-10)其中(X為非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)矩陣A?為上三角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。對(duì)應(yīng)圖2.8,顯示了軍用直升機(jī)的一級(jí)FR-DP映射分解情況：圖2.8軍用直升機(jī)一級(jí)FR-DP映射示意圖通過(guò)對(duì)DP11應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR1li如下：FR111=可操縱并穩(wěn)定提供飛行所需升力與各方向水平拉力；FR112=具有一定啟動(dòng)結(jié)構(gòu)并可承載完成任務(wù)所需功能部件；FR113=將燃油、空氣混合氣轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)力；FR114=具備信息處理與數(shù)據(jù)傳輸功能；FR117=為機(jī)組人員提供安全防護(hù)措施；FR118=對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攻擊；FR119=機(jī)械系統(tǒng)與設(shè)備使用情況受實(shí)時(shí)監(jiān)控；FR11,10=滿足其他必要功能相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR1li(i=1-10)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11,10=其他設(shè)備相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR11i}=Au*{DP1li}(i=1-10)設(shè)計(jì)矩陣A為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(2)DP12分解通過(guò)對(duì)DP12應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR12i如下：FR121=系統(tǒng)總體綜合工程工作得到指導(dǎo)與控制；FR122=實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總目標(biāo)所必需的業(yè)務(wù)得到管理相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR12i(i=1,2)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP121=系統(tǒng)工程；DP122=工程項(xiàng)目管理相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR12i}=A??*{DP12i}(i=1,2)(x為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)矩陣A??為下三角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。(3)DP13分解通過(guò)對(duì)DP13應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR13i如下：FR131=直升機(jī)的工程設(shè)計(jì)方案滿足任務(wù)要求；FR132=直升機(jī)未來(lái)的軍事效用、作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適應(yīng)性、保障性滿足任務(wù)要求；FR133=滿足合同規(guī)定或工程特殊要求；FR134=為飛行試驗(yàn)和評(píng)定過(guò)程提供操作與維修保障；FR135=為研制性試驗(yàn)提供必需的硬件條件相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR13i(i=1-5)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP135=試驗(yàn)設(shè)施相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR13i}=Ai?*{DP13i}(i=1-5),設(shè)計(jì)矩陣A??(X為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)矩陣A??為下三角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP14應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR14i如下：FR141=為訓(xùn)練目標(biāo)達(dá)成提供必要裝置、附件和教具；FR142=為訓(xùn)練目標(biāo)達(dá)成提供必要服務(wù)；FR143=為訓(xùn)練目標(biāo)達(dá)成提供必要場(chǎng)所相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR14i(i=1-3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP143=訓(xùn)練設(shè)施相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR14i}=A?4*{DP14i}(i=1-3)(X為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)矩陣A14為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP15應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR15i如下：FR151=為基層級(jí)維修提供專(zhuān)用保障；FR152=為中繼級(jí)維修提供專(zhuān)用保障；FR153=為基地級(jí)維修提供專(zhuān)用保障相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR15i(i=1-3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP151=基層級(jí)專(zhuān)用保障單元；DP152=中繼級(jí)專(zhuān)用保障單元；DP153=基地級(jí)專(zhuān)用保障單元相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR15i}=Ais*{DP15i}(i=1-3)(X為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。,設(shè)計(jì)矩陣Ais為下三(6)DP16分解通過(guò)對(duì)DP16應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR16i如下：FR161=為基層級(jí)維修提供通用保障；FR162=為中繼級(jí)維修提供通用保障；FR163=為基地級(jí)維修提供通用保障相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR16i(i=1-3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP161:基層級(jí)通用保障單元；DP162:中繼級(jí)通用保障單元；DP163:基地級(jí)通用保障單元相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR16i}=A?6*{DP16i}(i=1-3)(X為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。(7)DP17分解設(shè)計(jì)矩陣A16為下三通過(guò)對(duì)DP17應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR17i如下：FR171=對(duì)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程、培訓(xùn)情況進(jìn)行規(guī)范正式說(shuō)明；FR172=對(duì)系統(tǒng)工程圖樣、相關(guān)文件表格進(jìn)行規(guī)范正式說(shuō)明；FR173=對(duì)系統(tǒng)管理規(guī)程的制定提供依據(jù)；FR174=對(duì)綜合保障計(jì)劃和供應(yīng)程序進(jìn)行規(guī)范正式說(shuō)明相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR17i(i=1-4)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP171=技術(shù)出版物；DP172=工程資料；DP173=管理資料；DP174=保障資料相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR17i}=Ayz*{DP17i}(i=1-4)(X為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)矩陣Al?為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(8)DP18分解通過(guò)對(duì)DP18應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR18i如下：FR181=為現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作提供全部器材與服務(wù)；FR182=為系統(tǒng)達(dá)到作戰(zhàn)狀態(tài)提供專(zhuān)用設(shè)施；FR183=為達(dá)到系統(tǒng)使用狀態(tài)而進(jìn)行改造相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR18i(i=1-3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP182=場(chǎng)地建設(shè)；DP183=場(chǎng)地、艦船和車(chē)輛改造單元相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR18i}=A?g*{DP18i}(i=1-3)(x為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)矩陣Ajg為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(9)DP19分解通過(guò)對(duì)DP19應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR19i如下：FR191=滿足直升機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)、庫(kù)存和基地維修需要；FR192=滿足生產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置、改進(jìn)或租借需求；FR193=滿足工業(yè)設(shè)施和設(shè)備維修、封存與維修需要相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR19i(i=1-3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP191=新建、改建或擴(kuò)建單元；DP192=設(shè)備購(gòu)置或改進(jìn)單元；DP193=工業(yè)設(shè)施維修單元相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR19i}=Arg*{DP19i}(i=1-3)(X為不為零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)矩陣Alg為下三角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。對(duì)應(yīng)圖2.9,歸納顯示了軍用直升機(jī)的FR-DP二級(jí)映射分解情況：4、FR-DP三級(jí)映射分解(1)DP111分解通過(guò)對(duì)DP111應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR11li如下：FR1111:提供升力及各方向水平拉力FR1112:平衡旋翼反扭矩與穩(wěn)定對(duì)航向的操縱相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR11li(i=1,2)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR11li}=Am*{DP11li}(i=1,2)(X為不為零的數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中陣，因此該映射切合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)矩陣Am為對(duì)角通過(guò)對(duì)DP112應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112i如下：FR1121=承載功能部件并連接機(jī)體其他部件FR1122=支承尾槳與相應(yīng)傳動(dòng)操縱部件、連接安定面等部件FR1123=航向、俯仰、橫滾平衡及穩(wěn)定作用FR1125=滿足駕駛員、乘員出入及貨物裝卸需求FR1128=從外界獲取空氣并供給發(fā)動(dòng)機(jī)FR112,10=排出正常和意外泄露的燃油、滑油及液壓油FR112,11=發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和功率可自動(dòng)控制FR112,13=主發(fā)動(dòng)機(jī)在地面與空中可起動(dòng)FR112,18=有效對(duì)動(dòng)力部件進(jìn)行整流與防火FR112,20=駕駛員可操縱與控制直升機(jī)飛行狀態(tài)FR112,21=旋翼和尾槳可實(shí)現(xiàn)全權(quán)限操縱控制與增穩(wěn)FR112,22=液壓流體能被貯存并分配到其他系統(tǒng)FR112,23=為直升機(jī)各子系統(tǒng)設(shè)備提供電能保障FR112,24=座艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)適合人體衛(wèi)生要求并滿足設(shè)備冷卻、增壓要求相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR112i(i=1,2)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP1128=發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)DP1129=發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)DP112,10=發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)DP112,11=發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)DP112,12=發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)DP112,13=發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)DP112,14=發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)采集顯示系統(tǒng)DP112,15=發(fā)動(dòng)機(jī)外滑油系統(tǒng)DP112,16=輔助動(dòng)力裝置DP112,17=燃油系統(tǒng)DP112,18=動(dòng)力艙DP112,19=傳動(dòng)系統(tǒng)DP112,20=機(jī)械飛行操縱系統(tǒng)DP112,21=電傳、光傳飛行控制系統(tǒng)DP112,22=液壓系統(tǒng)DP112,23=電氣系統(tǒng)DP112,24=環(huán)控系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR112i}=Au?*{DP112i}(i=1-24)(X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(3)DP114分解通過(guò)對(duì)DP114應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR114i如下：FR1141=綜合具備通信、導(dǎo)航、識(shí)別功能FR1142=具備全天候自主導(dǎo)航能力和較高系統(tǒng)冗余能力FR1143=大氣數(shù)據(jù)信號(hào)可被提供給飛行儀表FR1144=能為飛行員提供準(zhǔn)確而直觀地飛行引導(dǎo)和戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)顯示FR1145=具備電子對(duì)抗功能FR1146=航空電子系統(tǒng)工作模式和狀態(tài)可控FR1147=設(shè)備之間數(shù)據(jù)流可被傳輸FR1148=飛行參數(shù)、操縱機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等基本信息可被記錄FR1149=非航空電子系統(tǒng)識(shí)別的信息可被采集、處理并傳給航電系統(tǒng)相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR114i(i=1-9)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP1141=通訊、導(dǎo)航、識(shí)別系統(tǒng)DP1142=組合導(dǎo)航系統(tǒng)DP1147=數(shù)據(jù)傳輸總線DP1148=飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR114i}=A?*{DP114i}(i=1-9)設(shè)計(jì)矩陣A14為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP116應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR116i如下：FR1161=可控制武器的搜索、瞄準(zhǔn)和發(fā)射FR1162=可懸掛各種外掛懸掛物并完成對(duì)懸掛物的控制操縱FR1163=具備反潛偵察功能相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR116i(i=1-3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP1161=火控系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR116i}=Au?*{DP116i}(i=1-3)(X為非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中))設(shè)計(jì)矩陣A?6為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP117應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR117i如下：FR1171=可貯存、調(diào)節(jié)與輸送氧氣FR1172=可應(yīng)急救護(hù)傷員FR1173=直升機(jī)可應(yīng)急水面降落相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR117i(i=1-3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP1171=氧氣系統(tǒng)DP1172=救護(hù)設(shè)備DP1173=應(yīng)急漂浮裝置相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR117i}=Au?*{DP117i}(i=1-3)(X為非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)矩陣Au?為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP11,10應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR11,10,i如下：FR11,10,2=具備各部件結(jié)構(gòu)的防冰功能FR11,10,3=具備擋風(fēng)擋雨、沖洗功能FR11,10,4=可實(shí)現(xiàn)貨物的空中投放、吊運(yùn)與運(yùn)輸FR11,10,5=具備艙內(nèi)防火滅火功能FR11,10,6=機(jī)體振動(dòng)部件可得到控制相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR11,10,i(i=1-6)DP11,10,2=防冰系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11,10,3=風(fēng)擋雨刷沖洗裝置DP11,10,4=空投、起重、運(yùn)輸設(shè)備DP11,10,5=座艙內(nèi)設(shè)及座艙內(nèi)滅火設(shè)備DP11,10,6=振動(dòng)控制裝置相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR11,10,i}=Au.1o*{DP11,10,i}(i=1-6),設(shè)計(jì)矩),設(shè)計(jì)矩)陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。附錄圖A1歸納顯示了軍用直升機(jī)的三級(jí)映射分解情況。5、FR-DP四級(jí)映射分解通過(guò)對(duì)DP1111應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR11li如下：FR11111=槳葉運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)并與操縱系統(tǒng)可連接FR11112=旋轉(zhuǎn)可產(chǎn)生空氣動(dòng)力FR11113=旋翼轉(zhuǎn)速及相關(guān)參數(shù)可得到顯示相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR1111i(i=1,2,3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11111=旋翼槳轂DP11112=旋翼槳葉DP11113=顯示系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR1111i}=Am*{DP1111i}(i=1,2,3)(X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP1112應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR1112i如下：FR11121=槳葉運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)并與操縱系統(tǒng)可連接FR11122=旋轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生空氣動(dòng)力FR11123=尾槳轉(zhuǎn)速及相關(guān)參數(shù)可得到顯示相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR1112i(i=1,2,3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11121=尾槳轂DP11122=尾槳葉DP11123=顯示系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR1112i}=Auu?*{DP1112i}(i=1,2,3)(x為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中角陣，因此該映射符合解耦設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)矩陣為下三,設(shè)計(jì)矩陣為下三(3)DP1121分解通過(guò)對(duì)DP1121應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112li如下：FR11211=形成必要空間并滿足必要的人機(jī)功效FR11212=承受各種載荷FR11213=機(jī)身外形可得到維持與維護(hù)相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR1112i(i=1,2,3)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11211=座艙罩DP11212=機(jī)身結(jié)構(gòu)DP11213=口蓋及整流罩相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR1121i}=Al??*{DP112li}(i=1,2,3)設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(4)DP1122分解通過(guò)對(duì)DP1122應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR1122i如下：FR11221=機(jī)身和尾斜梁得到連接FR11222=減速器和尾槳得到固定并可實(shí)現(xiàn)航向的平衡與穩(wěn)定相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR1122i(i=1,2)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR1122i}=A?12z*{DP1122i}(i=1,2)(X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP1123應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR1123i如下：FR11231=可實(shí)現(xiàn)俯仰、橫滾的平衡與穩(wěn)定FR11232=可輔助實(shí)現(xiàn)航向平衡與穩(wěn)定相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR1123i(i=1,2)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11231=水平安定面DP11232=側(cè)垂直安定面相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR1123i}=A?23*{DP1123i}(i=1,2)設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(6)DP1125分解通過(guò)對(duì)DP1125應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR1125i如下：FR11251=可供駕駛員出入FR11252=可供乘員出入FR11253=可裝卸貨物FR11254=可裝卸行李相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR1125i(i=1-4)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11251=駕駛員艙門(mén)DP11252=乘員艙門(mén)DP11254=行李艙門(mén)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR1125i}=A?i?3*{DP1125i}(i=1-4),設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP1127應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR1127i如下FR11271:可懸掛武器、副油箱等相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)FR11271系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR11271}=Au??*{DP11271}Au?z=[X],該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP112,18應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112,18,i如下：FR112,18,1:可對(duì)動(dòng)力部件整流并防火FR112,18,2:對(duì)動(dòng)力艙火情進(jìn)行預(yù)警與滅火相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR112,18,i(i=1,2)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP112,18,2:動(dòng)力艙防火系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR112,18,i}=A?1218*{DP112,18,i}(i=1,2),設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。FR112,19,4:可將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行換向減速并將功率傳遞到旋翼、尾槳及附件上FR112,19,8:傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)參數(shù)可得到顯示DP112,19,9:旋翼剎車(chē)裝置設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP112,22應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112,22,i如下：FR112,22,1:正常工作情況下為直升機(jī)各子系統(tǒng)提供液壓能源FR112,22,2:為直升機(jī)提供輔助目的和備用應(yīng)急使用的液壓能源FR112,22,3:緊急情況下可提供直升機(jī)飛行操縱所需液壓能源FR112,22,4:液壓流體參數(shù)可得到顯示相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)FR112,22,i(i=1-4)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP112,22,1:主液壓系統(tǒng)DP112,22,2:輔助液壓系統(tǒng)DP112,22,3:應(yīng)急液壓系統(tǒng)DP112,22,4:顯示裝置設(shè)計(jì)矩陣設(shè)計(jì)矩陣,為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(11)DP112,23分解通過(guò)對(duì)DP112,23應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112,23,i如下：FR112,23,1:為直升機(jī)各子系統(tǒng)產(chǎn)生、變換電源FR112,23,2:將電能可靠有效地傳輸和分配到直升機(jī)各用電系統(tǒng)和設(shè)備并進(jìn)行電力FR112,23,4:實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油、液壓、雨刷、結(jié)冰、環(huán)控等系統(tǒng)進(jìn)行電氣控制和保護(hù)相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)FR112,23,i(i=1-4)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP112,23,1:電源系統(tǒng)DP112,23,2:配電系統(tǒng)DP112,23,3:照明系統(tǒng)DP112,23,4:系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)矩陣設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)DP112,24應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112,24,i如下：FR112,24,1:提供熱氣源FR112,24,2:保持座艙(或設(shè)備艙)空氣溫度在規(guī)定范圍內(nèi)FR112,24,3:將空氣按規(guī)定比例分配給駕駛艙、乘員艙和設(shè)備艙FR112,24,4:向座艙和電子設(shè)備艙提供冷空氣相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)FR112,24,i(i=1-5)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP112,24,1:引氣系統(tǒng)DP112,24,4:制冷系統(tǒng)(X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中通過(guò)對(duì)DP1161應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR116li如下：FR11611:對(duì)機(jī)載的所有武器和懸掛物進(jìn)行管理和控制FR11612:供駕駛員在平視操作飛行情況下對(duì)攻擊目標(biāo)進(jìn)行搜索與瞄準(zhǔn)FR11613:晝夜條件下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索、識(shí)別、瞄準(zhǔn)和指示FR11614:夜間為駕駛員提供外界背景清晰圖像相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)FR116li(i=1-4)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP11611:火控外掛管理系統(tǒng)DP11612:頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)DP11613:搜索瞄準(zhǔn)指示系統(tǒng)DP11614:駕駛員夜視系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR1161i}=Au?角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。,設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)附錄圖A2歸納顯示了軍用直升機(jī)的四級(jí)映射分解情況。6、FR-DP五級(jí)映射分解通過(guò)對(duì)DP112,22,1應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112,22,1,i如下：FR112,22,1,1:向主助力器下作動(dòng)筒、尾助力器右作動(dòng)筒供壓FR112,22,1,2:向主助力器上作動(dòng)筒、尾助FR112,22,1,3:在直升機(jī)著陸和停機(jī)時(shí)可對(duì)機(jī)輪進(jìn)行動(dòng)剎車(chē)或靜剎車(chē)FR112,22,1,4:在直升機(jī)著陸發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后對(duì)旋翼進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)剎車(chē)FR112,22,1,5:可對(duì)直升機(jī)尾輪進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)剎車(chē)相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)FR112,22,1,i(i=1-5)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP112,22,1,1:左液壓系統(tǒng)DP112,22,1,2:右液壓系統(tǒng)DP112,22,1,3:機(jī)輪剎車(chē)液壓系統(tǒng)DP112,22,1,4:旋翼剎車(chē)液壓系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR112,22,1,i}=A?12.22,1*{DP112,22,1,i}(i=1-5),設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。(2)DP112,23,3分解通過(guò)對(duì)DP112,23,3應(yīng)具備功能需求進(jìn)行分解，得到FR112,23,3,i如下：FR112,23,3,1:供給直升機(jī)內(nèi)部照明FR112,23,3,2:顯示飛行方位、提供起飛或著陸時(shí)的燈光照明并在作戰(zhàn)時(shí)滿足夜視兼容要求相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)各FR112,23,3,i(i=1,2)系統(tǒng)應(yīng)具備的設(shè)計(jì)參數(shù)為：DP112,23,3,1:機(jī)內(nèi)照明系統(tǒng)DP112,23,3,2:機(jī)外照明系統(tǒng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程：{FR112,23,3,i}=A?12233*{DP112,23,3,i}(i=1,2)(X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中陣，因此該映射符合無(wú)耦設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)矩陣為對(duì)角圖2.10歸納顯示了軍用直升機(jī)的五級(jí)映射分解情況：亞DP112,22,1.1DP112,22,1,2.DP112,22,13DP112,72,1,4DP112,22,1,5DP112,23,3,1DP112,237、FR-DP完整映射分解結(jié)構(gòu)附錄圖A3與圖A4展示了對(duì)常規(guī)型號(hào)軍用直升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行FR-DP映射分解的結(jié)果。功能域(FRs)中的每一“葉”級(jí)功能需求即為組成軍用直升機(jī)系統(tǒng)并能獨(dú)立進(jìn)行費(fèi)用估算的子系統(tǒng)(活動(dòng))的功能需求，物理域(DPs)中的每一“葉”級(jí)設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)則是實(shí)現(xiàn)這些功能需求所必需的子系統(tǒng)(活動(dòng)),并將對(duì)應(yīng)費(fèi)用域中的“葉”級(jí)費(fèi)用CCmcwmc(1)頂層DP-CU關(guān)系方程：Cgp=B0*DP1;其中B0=[X](X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中此此;(3)二級(jí)DP-CU關(guān)系方程：DP132,DP133,DP134,DP135)T;其中(1)生產(chǎn)階段費(fèi)用單元的前三級(jí)DP-CU映射對(duì)常規(guī)型號(hào)軍用直升機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)階段費(fèi)用單元的前三級(jí)分解結(jié)構(gòu)如圖2.12所示；圖2.12軍用直升機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)階段費(fèi)用單元前三級(jí)分解結(jié)構(gòu)通過(guò)分析費(fèi)用域的前三級(jí)分解結(jié)構(gòu)中各層級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)1)頂層DP-CU關(guān)系方程：Cp=B0*DP1;其中BO=[X](X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中,X可用具體的解析表達(dá)式來(lái)代替，下同)其中3)二級(jí)DP-CU關(guān)系方程：c.(Cisp,CE,CF,Crrr,CrR)1=B2c*(DP14,DP17,DP1,10)T;其中4)三級(jí)DP-CU關(guān)系方程：a.(CUpMi,CUpM?,CUpM?,CUpM4,CUpMs,CUCUpMio)'=B3a*(DP111,DP112,DP113,DP114,DP115,DP116b.(CUpiw?,CUpw2,CUpiw?,CUprw?,CUpws,CUpiw?,CUpnw,CUpwCUpw1o)=B3b*(DP111,DP112,DP113,DP114,DP115,DP116,c.(CUMAI,CUMA?,CUMA?,CUMA4,CUMAs,CUCUMA?o)1=B3c*(DP111,DP112,DP113,DP114,DP115,DP116d.(CUmn,CUm?,CUni?,CUM?,CUMis,CUM?,CUMr,CUmno)'=B3d*(DP111,DP112,DP113,DP114,DP115,DP116,DP11,10)T;其中i.CUm=B3i*DP122;其中B3i=[X],此處j.(CUmri,CUmrz,CUr?)1=B3j*(DP171,DP172,DP174)';k.(CUrRi,CUrR?,CUrR?)1=B3k*(DP141,DP14其中(2)生產(chǎn)階段直接材料費(fèi)用Cpim四級(jí)DP-CU映射對(duì)直接材料費(fèi)用Cpm的費(fèi)用單元進(jìn)行四級(jí)分解，分解結(jié)構(gòu)如附錄圖B1所示。通過(guò)分析Cpm分解結(jié)構(gòu)中第四層級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到Cpm第四層級(jí)DP-CU關(guān)系方程分別為：a.(CUp?Mu,CUpM?)1=B;c.(CUpM?1······CUDM?9)1=B4b*(DP1141······DP1149)1;d.(CUDM?1,CUDM?2,CUpIM?3)=B4d*(DP116DP11,10,2,,DP11,10,3,DP11,10,4,(3)生產(chǎn)階段直接工資費(fèi)用Cprw四級(jí)DP-CU映射對(duì)直接工資費(fèi)用Cpw的費(fèi)用單元進(jìn)行四級(jí)分解，分解結(jié)構(gòu)如附錄圖B2所示：通過(guò)分析Cpw分解結(jié)構(gòu)中第四層級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到Cprw第四層級(jí)DP-CU關(guān)系方程分別為：a.(CUpw?,CUprw?)T=B,b.(CUpiw?1······CUpW?24)1=B4b*(DP1121······DP112,c.(CUpw?1······CUpiw?9)1=B4b*(DPd.(CUow?1,CUbrw?,CUbiwa?)1=B4d*(DP其中a.(CUMAI,CUMAi?)1=B4a*(DP1111,DP1112)1;其中,b.(CUMA?1······CUMA?.24)T=B4b*(DP1121······DP112,c.(CUMA?1······CUMA?)1=B4b*d.(CUMA?1,CUMA?2,CUMA63)1=B4d*(DP1e.(CUMA↑,CUMA?2,CUMA73)1=B4e*其中,b.(CUM?1······CUM?24)1=B4b*(DPd.(CUM?61,CUM?62,CUMI?3)1=B4d*(DPe.(CUMrn,CUMr?,CUM?3)1=B4e*(D通過(guò)分析與DP111對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用CUpmM的第五級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到直接材料費(fèi)用CUpm與DP111對(duì)應(yīng)的第五級(jí)DP-CU關(guān)系方程分(7)生產(chǎn)階段直接材料費(fèi)用子單元CUpM?五級(jí)DP-CU映射對(duì)與DP112對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用子單元CUon?進(jìn)行分解，得到直接材料費(fèi)用CUpM與DP112對(duì)應(yīng)的第五級(jí)分解結(jié)構(gòu)2如附錄圖B5所示。通過(guò)分析與DP112對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用CUpm的第五級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到直接材料費(fèi)用CUpm與DP112對(duì)應(yīng)的第五級(jí)DP-CU關(guān)系方程分(8)生產(chǎn)階段直接材料費(fèi)用子單元CUpiM6五級(jí)DP-CU映射對(duì)與DP116對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用子單元CUpM進(jìn)行分解，得到直接材料費(fèi)用CUpiM與DP116對(duì)應(yīng)的第五級(jí)分解結(jié)構(gòu)3如圖2.14所示：通過(guò)分析與DP116對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用CUpm的第五級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到直接材料費(fèi)用CUpm與DP116對(duì)應(yīng)的第五級(jí)DP-CU關(guān)系方程為：(9)生產(chǎn)階段直接材料費(fèi)用子單元CUpIM?六級(jí)DP-CU映射對(duì)與DP112,22對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用子單元CUpM?22進(jìn)行分解，得到直接材料費(fèi)用CUpM與DP112,22對(duì)應(yīng)的第六級(jí)分解結(jié)構(gòu)1如圖2.15所示：CUoMZ.ZZ,L1CUDHM2Z112CUDIM22Z1圖2.15直接材料費(fèi)用子單元CUpIM2.22分解結(jié)構(gòu)通過(guò)分析與DP112,22對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用CUpM的第六級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到直接材料費(fèi)用CUpm與DP112,22對(duì)應(yīng)的第六級(jí)DP-CU關(guān)系Cpim與DP112,23對(duì)應(yīng)的第六級(jí)分解結(jié)構(gòu)2如圖2.16所示：通過(guò)分析與DP112,23對(duì)應(yīng)的直接材料費(fèi)用CUpm的第六級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到直接材料費(fèi)用CUpm與DP112,23對(duì)應(yīng)的第六級(jí)DP-CU關(guān)系3、使用保障階段DP-CU映射對(duì)常規(guī)型號(hào)軍用直升機(jī)系統(tǒng)使用保障階段費(fèi)用單元的分解結(jié)構(gòu)如附錄圖B6所示。通過(guò)分析費(fèi)用域中各層級(jí)費(fèi)用單元與物理域中DPs之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，得到各分解層(1)頂層DP-CU關(guān)系方程：Cos=B0*DP1,其中B0=[X](X為一非零數(shù)值，在具體設(shè)計(jì)中(2)一級(jí)DP-CU關(guān)系方程：(Co,Cm,Cs,Crp,CrR)'=B1*(DP12,DP14,DP15,DP16,(3)二級(jí)DP-CU關(guān)系方程：b.其中i.(CUssi,CUssz,CUss?,CUss?,CUsss,CUsss,CUss?,CDP152,DP153,DP161,DP162,DP163,DP181,DP182,DP183)T,其中j.(CUsri,CUsr?,CUsF?,CUsF?,CUsrs,CUsr?,CUsr?,CUsr?,CUsr)1=B3f*(DP151,DP152,DP153,DP161,DP162,DP163,DP191,DP192,DP193)',2.4LCC各階段費(fèi)用估算與費(fèi)用單元可追溯性的實(shí)現(xiàn)本節(jié)二、三部分對(duì)常規(guī)型號(hào)軍用直升機(jī)的FR-DP映射與DP-CU映射過(guò)程做出了詳細(xì)闡述，通過(guò)這兩個(gè)步驟的域間映射，最終得到了費(fèi)用域中費(fèi)用估算單元的分解結(jié)構(gòu)，并通過(guò)“設(shè)計(jì)矩陣A”和“DP-CU關(guān)系矩陣B”使軍用直升機(jī)系統(tǒng)各層級(jí)的功能需求FRs、設(shè)計(jì)參數(shù)DPs、費(fèi)用單元CUs之間的聯(lián)系得到更為清晰直觀的表示。因此，根據(jù)工程估算法的思想，可在產(chǎn)品的研制階段對(duì)該模型費(fèi)用域中的費(fèi)用單元CUs進(jìn)行逐層累加從而得到系統(tǒng)全壽命周期費(fèi)用的估算結(jié)果。而費(fèi)用單元CUs的具體數(shù)值可隨著具體研制過(guò)程中參與人員對(duì)設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)DPs的細(xì)化、改進(jìn)與落實(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)矩陣與DP-CU矩陣的聯(lián)系得到相應(yīng)的確定。同時(shí)由于該模型具有良好的“可追溯性”(關(guān)于模型可追溯性的實(shí)現(xiàn)原理將在本節(jié)第二部分進(jìn)行詳細(xì)闡述),可以更為直觀地揭示出費(fèi)用域內(nèi)的費(fèi)用單元隨系統(tǒng)功能需求、設(shè)計(jì)(性能)參數(shù)的不斷具體化而得到分解細(xì)化的情況，因此模型適用于研制階段中各個(gè)子階段來(lái)對(duì)LCC進(jìn)行估算，使得費(fèi)用估算過(guò)程具有較好的動(dòng)態(tài)性與實(shí)時(shí)性；系統(tǒng)功能需求、設(shè)計(jì)參數(shù)變化引起LCC.費(fèi)用單元發(fā)生的變化亦可通過(guò)該模型得到直觀的顯示，因此可為設(shè)計(jì)師對(duì)設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)效果進(jìn)行評(píng)估、對(duì)方案間進(jìn)行的對(duì)比評(píng)價(jià)提供重要依據(jù)。以常規(guī)型號(hào)軍用直升機(jī)為例，模型對(duì)LCC估算實(shí)現(xiàn)的具體原理如下：1、論證研制階段費(fèi)用估算：b.Cp=Cpc+CpB(=Cpc+CUpB)h.Cpr=Cpn+Cpz+Cps+Cp與上述公式對(duì)應(yīng)的論證研制階段費(fèi)用單元分解結(jié)構(gòu)及符號(hào)含義如附錄圖C1所示。2、生產(chǎn)階段費(fèi)用估算：b.Cpw=CUpwi+CUpw?+……+CUpW10(j.Cm=CUmm+CUm?+CUmr?(2.40)b.CUDIM2i(2.43)h.CUDIW2i(2.49)j.CUDIw?=CUprw?1+CUDIw62+CUprw63(2.51)k.CUprw?=CUDIw?n+CUDIW?2+CUu.CUMI4i(2.62)w.CUMr=CUMr?+CUMI?2+CUMIm.CUpwn=CUprwn+CUprw?2+CUpwp.CUDw?2=CUDw?21+CUpW222(2r.CUpiw?s=Z?=1CUDIW25s.CUpIw2.18=CUDIw2.18V.y.CUMAn=CUMA?n+CUMA?12+CUMA?1z.CUMA?2=CUMA?21+CUMA122+CY.CUMA?3=CUMA231+CUMA23E.CUM