基於模型的系統工程（第二期）培訓課堂。
中航工業航宇「基於模型的系統工程」技術交流。
圖1-2，仿真工具在彈射救生系統的應用
面對航空產品複雜程度的不斷提高，以系統工程的方法論作指導，航空彈射救生設備的研製正從傳統的仿製、測繪等逆向工程方法向創新研製的正向工程轉變。
航空彈射救生裝備是保障飛行員生命安全的最後一道保險，被譽為藍天上的諾亞方舟。其對可靠性、安全性的要求非常高，必須能夠在極端惡劣條件下正常工作，但由於受到「人」的各種生理參數和裝機重量的苛刻限制，其研製難度很大。目前，世界上僅英、美、俄、中四國具備獨立研製的能力。
我國的彈射救生裝備發展起步較晚，新中國成立後，直到1968年3月中國航空救生研究所創建，我國才有了專門從事航空彈射救生設備研究、設計、試驗和製造的專業機構。經過多年的實踐積累，彈射救生裝備研製的組織管理模式已經形成了完整的「樹形」結構，在系統總體之下，建立了結構、系統、火工動力、電子、綜合保障、仿真、工藝、試驗八大子專業，各個專業承接相應的系統總體要求，對型號總體性能的實現形成有效支撐。正是在系統工程思想的正確指導下，我國彈射救生專業的發展才走出了一條由仿製向自行設計的發展道路；幾十年來，我國先後研製、生產了30餘型火箭彈射座椅，有效滿足了部隊裝備建設的急需。
信息化建設為彈射救生系統提供了有力的支撐和保障
通過「十二五」能力條件建設，中航工業航宇初步建立了數位化設計仿真協同研製平臺，主要表現在以下三個方面：
一是彈射救生系統實現了在線協同設計。中航工業航宇統一了三維建模工具（CATIAV5），基於數字樣機技術實現複雜產品在線協同設計，利用VPM初步實現了彈射救生多專業結構在線協同設計,是機電系統首家實現多專業複雜機電類產品在線協同設計的單位。通過配置模型，規範了設計人員的建模方法，提高了三維建模質量。解決了異構VPM與PDM系統集成技術難題，使設計數據可以無縫傳遞到PDM系統中進行流程審籤，最終在檔案系統完成歸檔和發放。
利用該協同研製平臺，某新型火箭彈射座椅僅用不到4個月即完成了設計發圖工作，而在傳統工作模式下，針對如此複雜量級且全新研製的系統，沒有1年的時間，僅僅凍結設計狀態都極其困難。VPM協同研製平臺的意義不僅在於實現了多學科的並行設計，提高了設計效率和設計質量，使其逐步實現系統從總體的需求來完成自己的設計過程，並完善調整方案，以形成全局最優的設計方案。
二是仿真技術由單元仿真向綜合仿真發展。由此，逐步提高了仿真技術對設計和試驗的指導與決策作用。仿真技術由基於MSC.ADAMS、ANSYS、ICEM、Fluent的通用仿真、基於火藥燃氣生成、動力參數優化、座椅性能計算等各種自研軟體的性能仿真、基於MapleSim平臺的自定義建模仿真、基於Jack、AnyBody、Phasespace動作捕捉系統、數字假人的人機功效仿真等的單元仿真向多參數、多維度的綜合仿真發展，逐步提高仿真技術對設計和試驗的指導與決策作用，並通過PDM系統、彈射救生集成研發平臺打通各個環節的數據傳遞與管理，實現跨專業無縫對接，多學科並行協同設計。例如CFD軟體在座椅、頭盔和傘等產品研製過程的應用，獲得了座椅上的氣動力、頭盔表面的壓力分布及氣動力等分布情況，直接指導了產品設計，使產品設計能最大限度滿足功能和舒適性要求，用理論仿真替代物理試驗，節省了可觀的試驗費用； FEA軟體在座椅研製過程的應用，在滿足強度的基礎上最大限度減輕了座椅重量，有利於提高座椅性能，節省了大量的靜力和動力試驗費用。
「低溫防護仿真分析系統」、「氣囊分析設計軟體」和「服裝3D定製設計系統」等專業仿真設計軟體，較好地解決了彈射救生系統中個體防護裝備囊類和服裝類產品的特殊設計要求，首次引入了基於模型的系統工程思想，利用modelica語言建立人體和個體防護服模型，通過仿真分析，增加模型預測功能，減少試驗修正次數75%，產品研發周期縮短50%，大幅降低產品研發成本，提高設計質量。研究成果在第50屆SAFE年會（世界安全防護救生領域最知名的國際組織）得到了高度關注和重視，並獲得了3項專利和1項軟體著作權。
三是集成管理平臺初現成效。集成管理平臺為科研生產管理提供了有效手段。中航工業航宇以門戶系統為統一入口，實現了與PDM系統等6個系統的集成，項目流程管理系統以項目管理思想和公司的實際相結合，成了公司級計劃管理的系統，實現了年度科研計劃自上而下逐級分解，自下而上、逐級反饋進展情況，為決策層科學決策提供了依據。
軟體研製過程中，利用軟體需求/配置管理工具為公司順利通過GJB5000A二級認證提供了信息化手段。
系統工程思想在彈射救生系統
研發中的推進與實踐
多年來系統工程的思想和方法在彈射救生系統研製過程中得到了成功應用，使我國彈射救生技術躋身世界先進水平的行列。近年來，隨著系統綜合理念在防護救生裝備研製中的實踐以及電子式程序控制技術的大量應用，防護救生系統內部各子系統以及系統與飛機之間的交聯關係變得十分複雜。彈射救生系統已經從單一的機械、火藥裝置發展成為一個集機械、電子、火工、柔性織物、複合材料、軟體為一身的複雜大系統，涉及機械設計、控制、人機工效、氣動、火藥等多學科領域。尤其是系統綜合的理念在防護救生裝備研製中的實踐以及電子式程序控制技術的大量應用，彈射救生系統已經成為人機綜合的重要媒介，座椅與飛機的交聯關係變得十分複雜。基於自然語言的、以文本格式為主的文檔傳遞實現傳統的系統工程已經難以滿足未來高度複雜的彈射救生裝備研製需求。
作為中航工業機電系統的成員單位之一，藉助集團公司和機電系統推進「基於模型的系統工程」的東風，中航工業航宇深入學習中航工業發布的有關基於模型系統的相關資料，自4月份以來，先後邀請了中航工業信息化辦公室主任劉增進、集團信息中心、IBM等單位領導和技術人員進行「基於模型的系統工程」的技術交流，從理論導入到工程應用，多維度的學習和理解「基於模型的系統工程」。在中航工業機電系統多位領導的關心和支持下，中航工業航宇6月份被批准為集團公司第28家試點單位。
中航工業航宇結合自身技術優勢和實際情況，成立了「基於模型的系統工程」領導小組和推進工作小組，領導小組由公司領導擔任組長，組員由各專業副總師組成；推進工作小組由技術中心各研發部共同組成。同時為了適應工作需要，技術中心下的各研發部對部門內部的組織機構進行了調整，成立了以各級專家為主要力量的總體室，主要負責產品系統級的頂層規劃，探索研究如何將基於模型的系統工程方法與型號研製過程緊密結合，為基於模型的系統工程落地提供了理論指導。在集團信息中心悉心的指導下，根據集團基於系統工程規劃和公司的產品特點，制定了基於系統工程的實施路線圖和確定了試點項目，並對公司信息化規劃中協同研製平臺進行了調整。
在培訓中注入系統工程的思想。截至今年8月，中航工業航宇在六西格瑪精益設計（DFSS）培訓班之際，把系統工程的理論導入培訓和闡述中，兩次共培訓110多人。培訓涉及範圍主要是公司研發部門的項目總師、技術專家和重點科研項目的負責人。培訓圍繞系統工程的V模型的每個階段展開，指導設計人員進行精益設計，將系統工程的思想融入研製過程中，內容涉及DFSS的技術路徑ICDOV，即需求識別（I）、概念開發（C）、詳細設計（D）、優化設計（O）、驗證確認（V）五個階段。
2015年8月28日，中航工業航宇派出副總師、專務和型號主管等20人，參加了由中航工業機電系統舉辦的「基於模型的系統工程（第二期）」為期5天的培訓班，培訓內容主要是如何將基於模型的系統工程思想落地，為今後推進和實施「基於模型的系統工程」提供了理論知識、方法、工具和人才儲備。
通過「基於模型的系統工程」應用和實踐，中航工業航宇具備了較為完整的產品體系。在今後的試點工作中，主要在系統需求分析、系統功能分析、系統架構、邏輯等方面逐一突破,使得系統工程工作中較快取得成果,充分實現彈射救生系統的正向設計，全面提升中航工業航宇在航空產品的體系級和系統級的供應商的能力，為中航工業機電系統實現「彎道超車」貢獻更大的力量。