下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
在系统工程引擎的右半部分，流程从产品层次结构的最低层级开始向上，直到产品交付流程，产品方案实施是其中的第一个流程。这是一个将产品的规划、设计、分析、需求开发及设计图纸实现为实际产品的流程。
产品方案实施通过购买方式、自行制造/自行编码方式，或重用前期开发的硬件、软件、模型或研究成果方式，生成相关项目和活动的特定产品，从而支持生成寿命周期阶段的相应产品。产品应当满足设计方案及其特定需求。
产品方案实施流程是项目从规划与设计推进到产品实现的关键活动。根据项目类型和项目寿命周期阶段，产品可能是硬件、软件、产品模型、仿真系统、工程样机、研究报告或其他实际结果。这些产品可以通过在商户和供应商处购买实现，或者通过部分/完整重用其他项目或活动的产品实现，也可以通过自主研制开发实现。对项目中所需产品实现方式的决策，或对这些实现方式组合的决策，应当在寿命周期早期通过运用决策分析流程做出。
图5.1-1所示是产品方案实施流程的典型流程框图，图中给出产品方案实施流程执行中所需考虑的典型输入、输出和活动。
图5.1-1 产品方案实施流程的典型流程框图
产品方案实施流程中各项活动的输入主要依赖于有关目标产品是否通过购买获得，或自主开发，或通过部分/全部重用其他项目产品而形成的决策。典型输入如图5.1-1所示，包括如下内容。
●购买目标产品时相应的输入：如果做出部分购买或全部购买项目所需产品的决策，目标产品的设计技术规范可以从技术状态管理系统获得，也可以从其他相关文档中获得。
●自行制造/自行编码目标产品时相应的输入：对于由技术团队制造/编码的目标产品，输入可能是技术状态控制下的设计技术规范、制造计划、制造流程、制造工艺，以及由项目提供或购买的原材料。
●重用目标产品时相应的输入：对于部分或全部重用其他项目既有产品的目标产品，输入可能是既有产品相关技术文档及既有产品本身。应当注意确保所重用的既有产品确实满足本项目的产品设计技术规范和运行环境。这些可能是决策分析流程中做出购买/自研/重用决策的影响因素。
●配套产品：指在通过制造、编码、购买和重用方式获取目标产品时需要的所有配套产品，如机床夹具、生产设施、生产线、软件开发平台、软件测试平台、系统集成和试验平台。
产品方案的实施可以采用如下三种方式：
（1）购买；
（2）自行制造/自行编码；
（3）重用既有产品。
这三种方式在后面各节中分别论述。图5.1-1针对产品的各个层级和寿命周期的所有阶段，给出开展产品方案实施流程中的输入、输出和活动。这些活动包括准备进行产品方案实施流程、购买/制造/重用相关产品、获取产品方案实施流程的工作产品。在某些情况下，产品方案实施流程的运行方式可能不止这些（如可能有编写待印刷的方式）。在任何情况下，运行的方式可以根据需要选取。
不管选择什么样的实施方式，为执行产品方案实施做好准备是第一步。对于复杂项目，需要开发和归档产品方案实施流程的策略，以及详细的工作计划和技术规程。对于不太复杂的项目，需要根据项目的复杂程度讨论、审批和归档相关的方案实施策略和计划。
技术文档、技术规范及其他输入同样需要进行评审，以确保这些输入准备就绪并达到适当的详细程度，可以针对产品寿命周期的相应阶段，保证所采用的方案实施方式的完整性。例如，如果采用自主制造产品的方式，就需要对设计方案的技术规范进行评审，确保设计方案技术规范处在允许产品开发的设计完成水平上。如果准备采用购买商业现货产品的方式，则需要检查供应商的产品技术规格，确保其描述详细到产品系列中单件产品的制造/模型特征。
最后，还需要评审负责产品方案实施人员的可用性和技能，以及评审所有需要的原材料、配套产品或特定服务的可用性。此时应当对开展这项工作所需的人员进行专门培训，使他们能够完成所领受的任务。这是验收评审数据资料的关键部分。
1.产品的购买
第一种情况，从商户或供应商处购买目标产品（对于目标产品的购买是主合同中的工作这种情况，参见7.1节）。设计方案中购买产品的技术规范应该在需求开发阶段生成，并作为本流程的输入。技术团队需要评审这些技术规范，确保它们适合采用签订合同或认购订单的形式描述。产品购买工作包括起草合同、工作任务说明、投标指南、认购订单，或明确其他购买操作方式。对于从供应商处购买的大型目标产品，应当将政府部门与承包商的职责写入系统工程管理计划和产品集成计划文档中。例如，需要明确NASA是否期望供应商提供经过完全验证与确认的产品，或是否应由NASA技术团队负责产品的验证与确认工作。技术团队需要与采购团队协同工作，确保合同中的任务说明书或认购订单的精确性，并要求供应商提供相应的文档和合格证书，或向供应商提出其他特殊要求。更详细信息参见7.1节。
对于采用合同形式购买产品的情况，面对众多供应商返回的投标书，技术团队应与合同管理员共同工作，参与对产品技术信息的评审，在费用和进度约束条件下选择满足设计需求的最佳供应商。
购买的产品到货后，技术团队应当协助检查供应商交付的产品，以及与产品共同交付的配套文档。技术团队应当确保所接收的产品确实是所需要的产品，并确保诸如源代码、操作手册、合格证书、安全性信息或设计图纸等所有需要的文档已经签收。
NASA技术团队还应确保那些为所购买的产品进行测试试验、运行使用、维护保养和退役处置提供支持的配套产品已经按照合同规定准备就绪或已经提交。
根据供应商的选择策略、作用和责任，若选择由供应商做产品验证和确认，可能需要对此项决定/分析结果进行评审。可以依据产品的复杂程度采取正式或非正式形式进行评审。对于由供应商完成验证和确认的产品，在确保已获得该阶段所有工作产品的基础上，可以认为该产品已经准备就绪进入产品交付流程，能够向高一层级或向最终用户提交产品。对于由技术团队验证和确认的产品，在确保已获得该阶段所有工作产品的基础上，可以认为产品做好了验证准备。
2.产品的自行制造/自行编码
如果产品方案的实施策略是自主制造或编码，则技术团队应当首先确保配套产品准备就绪。其中可能包括确保所有零部件可用、设计图完整充分、软件设计完成并通过评审、切割材料的机械设备完好、接口规范已经批准、运行使用人员已培训并胜任工作、技术规程/流程已就绪、软件人员已培训并胜任编码工作、试验用夹具已开发并能够在产品试验中用于固定产品、软件测试大纲已完成并准备开始生成模型。
在此条件下开始按照限定的需求、技术状态文档和适用标准进行硬件产品的制造或软件产品的编码。软件的开发必须遵循NPR 7150.2《NASA软件工程要求》的规定。在整个硬件制造/软件编码过程中，技术团队应当与质量管理部门合作，适当时与高层管理人员合作，对团队内部的开发工作进展与实时状态进行评审、检查和讨论。工作进展应当编入技术进度表内归档。可能需要使用同行评审、产品审核、元件试验、代码检查、仿真校验及其他技术，确保自行制造的硬件产品或自行编码的软件产品已为验证流程做好准备。某些硬件制造和软件编码也可以分别签订外包合同。有时这样做是为了可以使承担产品设计的承包商自己形成控制成本的要求，从而使产品运行使用费用保持在低水平。即使签订了长期合同，也不能将研发成本转移到运行使用阶段。没有签订长期合同的产品设计承包商更是如此。小型项目和活动通常使用小型制造车间来制造系统硬件或硬件的大部分，使用小型软件公司来编写软件代码。在这种情况下，生产工程师和软件工程师会指定部分比例自行生产制造硬件和编码软件，并将剩余部分产品包括生产制造文档委托给制造商或软件供应商。指定的产品比例应包含在合同中与此情况对应的工作说明中。对流程的控制力度，以及提供给供应商的信息和要求供应商提供的信息依赖于所要求获取的系统产品的关键性。随着生产的展开和部件被制造出来，需要采用某种方法（对大型项目通常组成材料评审委员会）来评审是否有与技术规范不一致之处，评审系统部件是能够通过验收还是应当重新加工制造或舍弃掉。
3.产品的重用
如果产品方案实施策略是重用既有产品，则应当特别注意确保准备重用的既有产品确实对项目及其既定的用途和运行使用环境是适合的。这应当是影响做出选择产品自制/购买/重用决策的主要因素。如果产品面临的是更为极端的新环境，那就需要对产品或部件重新进行认证。应当针对安全性、冗余量及其他所需的设计和建造标准方面的因素进行评估。如果工程/项目需要更高的安全性和冗余量水平，部件也许就不能使用或可能必须有免责说明提交审批。
技术团队应当评审来自所重用既有产品的可用技术文档（如产品定型文档、用户指南、操作手册、不相符问题报告、免责说明和允偏说明），这样可以达到完全熟悉可重用产品，确保其满足既定运行使用环境中的需求。同时应当收集所有辅助与保障手册、设计图纸或其他可用的文档。
应当确定完成产品制造、编码、试验、分析、验证、确认和运送所需的所有保障产品和配套产品或基础设施已经到位。保障产品应当包含在产品的制造计划、制造流程和技术规程中。如果缺少这些产品或服务中的任何一项，则应当在推进到下一阶段之前完成这些产品和服务的开发或使之准备就绪。
在获得可重用产品之前，可能需要制定特别协议，或可能需要获取纸面形式的产品保密协议。
可重用产品通常要经历与外购产品或自制产品相同的验证与确认流程。只有当可重用产品的前期验证与确认文档证明产品满足或超出当前项目的验证与确认需求和存档需求，且归档文件能够证实可重用产品已经在与当前项目同等的需求（包括运行使用环境）和期望条件下通过验证与确认时，才可以考虑信赖该产品前期的验证与确认结果，而无须进行新的验证与确认。产品重用得到的效益可能是减少各类空间飞行产品的验收试验、可能是（在所有产品单元都相同、环境和运行构想也相同的情况下）不再需要全面重新认证产品的各项内容、可能是不再有指定所有诸如印制电路板的技术规格和材料这样的产品内部需求的必要、可能是缩减的内部数据产品，也可能是对产品能够通过验收试验而无须重新制造的信心。
不管选取什么样的产品方案实施方式，必须获取产品自制/外购/重用流程中的所有工作产品，包括设计定型图纸、设计文档、设计模型、代码清单、模型描述、所用技术规程、操作手册、维护手册或其他相应的文档。
产品方案实施流程的典型输出包括如下内容。
●用于验证的目标产品：除非由供应商实施验证活动，否则应当以适合寿命周期阶段的形式为验证流程提供自行制造/自行编码、外购或重用的目标产品。目标产品的形式与寿命周期阶段相关，以及与产品所处系统层次结构的位置相关。目标产品的形式可能是硬件、软件、模型、原型、初样，以及一次性或批量生产的产品构件。
●目标产品文档和手册：与目标产品共同提交到验证流程和技术数据管理流程的还有与产品相配套的文档资料。归档的资料可能包括可用的定型设计图纸、流程结束时的产品照片、操作手册、用户手册、维护手册和培训手册，还可能包括相应控制基线文档（如技术状态信息，含定型技术规格或利益相关者期望）、合格证明或供应商提供的其他文档。
●产品方案实施的工作产品：所有可用的工作产品，如报告、记录、经验教训总结、前提假设、更新的技术状态管理产品，以及该流程中各项活动的其他输出结果。
下述活动完成后则整个流程结束：
●目标产品已完成制造、购买，或已获得可重用模块；
●目标产品已完成评审、检查，并已做好验证准备；
●产品在自制/外购/重用过程中所形成的技术规程、所做出的决策、前提假设、出现的异常及纠错行动、经验教训总结等都已归档备查。
现货产品是已形成品牌的硬件/软件，通常会有若干来源，包括商业领域来源、军事领域来源或在NASA工程中形成的产品源。在购买空间环境中使用的现货产品时，需要特别小心仔细。多数现货产品是为了在像地球这样的良性环境中使用而开发的，可能并不适应恶劣的空间环境，如真空、辐射、极端温差、极强的光照条件、零重力、原子态氧、缺乏对流冷却、发射时强振动/强噪声和极大的加速度、冲击载荷等。
购买现货产品时，仍然要生成和管理相应的产品需求。需要以产品满足需求的程度作为指标，调查并评价可用的现货产品。能够满足所有需求的产品是最佳候选产品。如果没有候选产品能够满足所有需求，则需要进行权衡研究，确定是否可以放松或放弃需求条件、是否可以通过改进现货产品使之满足条件，或是否应当选择其他选项，如自制和重用。
选择购买现货产品需要考虑如下附加因素：
●维修保障，以及同一个产品线的其他客户维修活动的相关性；
●产品的品质一致性；
●关键性应用或非关键性应用；
●产品需要修改的工作量及执行人员；
●是否有充分的可用归档资料；
●产品的控制权、使用权、所有权、担保书及许可证；
●供应商在未来对产品的服务保障；
●项目所需对产品进行的额外确认工作；
●产品用户团队发现缺陷时的保密协定。
固有品质是指在按不同部件制造系统时，初始制造商的品质与可靠性水平。固有品质由以下指标衡量：（1）服务保障时间；（2）服务保障机构数量；（3）平均故障间隔时间；（4）周期性使用次数。如果初始供应商能为绝大多数原始产品的设计特征、性能特征、制造特征和服务特征提供维护，产品便会具有高的固有品质。固有品质低的产品通常有如下问题：（1）不是由初始制造者供应；（2）缺乏重大试验与使用经验；（3）原始产品在设计、性能、制造和服务等关键特征方面出现变更。评估既有工程产品和商业现货产品固有品质的重要因素是确保产品的实际应用效果切实与期望应用效果相符。在地面使用时固有品质高的产品在空间环境中可能会表现出较低的固有品质。
固有品质评审的重点是证实组件在当前应用条件下的适用性。固有品质的评估不仅需要考虑（硬件和软件）技术性接口与使用性能，还需要考虑系统整机试样在前期被证明合格时的环境，包括空间环境、空中/大气环境、电磁兼容性、辐射和污染。设计方案与部件质量需求的兼容性也应当进行评估。通过修正使得产品组件能够服从需求，或通过针对可接受的偏差做出正式免责声明/允偏声明，来识别、处理和归档所有出现的不相容情况。固有品质的评审通常紧接在合同签订之后进行。
在评审产品适用性时，重要的是考虑当前产品应用的性质。“灾难性”应用是指故障可能导致人员与飞行器的损失。“关键性”应用是指故障可能导致使命任务失败。在这些应用条件下使用产品中，需要采取预防措施，包括确保产品不会在限定的使用性能与环境许可范围下临界应用。在初步设计评审和关键设计评审过程中，应当由专家严格审查把关，确保产品应用的适当性。在这个阶段，会议形式的同行评审通常非常有价值。
现货产品可能需要进行改进，使之能够适用于NASA应用需求。这可能影响产品的固有品质，因此，被改进的产品应被看作新的设计。如果产品由NASA而非原制造商改进，邀请供应商参与对改进后产品的评审是有益的。NASA实施的产品内部改进也可能需要从供应商处购买额外的文档资料，如图纸、代码或其他与设计及试验相关的描述。
关于现货产品购买的更多论述，以及在试验与分析需求方面的建议，可参考NASA工程师网络及产品验证和确认实践社区，或参见G-118-2006e《AIAA关键使命任务系统中商用现货产品软件组件的应用管理指南》。