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产品集成是一项关键的系统工程活动。产品集成的目标是实现系统中相互关联和相互作用，包括各子系统之间的相互关联和作用，以及子系统与（自然的和诱发的）环境系统的相互关联和作用。在这个流程中，低层级的产品被组装到高层级的产品中，然后对组装的产品进行检验，以确保其发挥正常功能，以及确保不出现有害的涌现行为。产品集成方案在概念开发阶段开始研究，贯穿系统整个寿命周期。产品集成包含若干个所关注子系统之间相互作用及其与环境之间相互作用的活动。这些活动包括用于理解和明确相互作用关系的系统分析活动、包含开发试验活动和鉴定试验活动，以及与外部系统（如负责发射的中心、空间飞行器、使命任务管理中心、飞行控制中心和运输飞机）及星外物体（其他行星体）的集成。为了完成产品集成，系统工程师们活跃在横跨不同学科和不同团队的集成活动中，确保系统之间及其与环境的交互关系在不同团队的设计中保持均衡。系统良好的集成和均衡可以实现系统的优雅设计与运行使用。
产品集成方案研究起始于概念开发阶段，确保系统构想覆盖系统全部功能和主要单元，确保系统可能需要在其中运行使用的那些（自然的和诱发的）环境已经全部确定。产品集成方案在需求开发阶段继续进行研究，确保所有的系统需求和环境需求是相互兼容的，以及确保系统的功能效用能达到合理的均衡，从而能生产出健壮的和高效的系统。在这个阶段，应当明确作为系统相互作用和交互关系桥梁的接口。接口类型包括机械的（结构上的和载荷上的）、流体的、热学的、电子的、数据的、逻辑的（算法上的和软件上的）及人因的。这些接口的作用除了具有支持系统性能方面的功能，还包括支撑系统的组装、维护和试验方面的功能。所有通过这些接口的交互作用可能是敏感的和复杂的，既会带来期望的结果，也可能导致意料之外的结果。所有这些接口需要完成工程开发和实现，从而制造出优雅而均衡的系统。
在设计阶段，面向系统间及其与环境间交互作用的集成方案研究继续进行，同时需要对子系统的功能、子系统间的交互作用、子系统与所处环境的交互作用进行常态分析与管理。对系统交互作用的分析及对系统均衡性的管理是设计阶段系统工程工作的中心任务。系统需要在子系统之间建立并维护一种均衡，相对于使每个子系统达成其优雅而高效的设计水平，系统整体性能的优化更为重要。在设计阶段常常需要进行部件级、装配级和系统级试验方案的开发。这是系统交互作用的关键数据源，而且持续开发的试验计划应当是结构化的，应当酌情包含子系统交互作用、人在回路作用、环境交互作用方面的试验数据。
集成工作在运行使用阶段继续进行，将系统的硬件、软件和运行使用人员聚合在一起执行使命任务。为了使命任务的成功完成，三类不同性质的系统组分集成在一起，它们之间的交互作用更需要进行管理，并且应贯穿从开发到运行使用的全过程。系统工程师、工程负责人和运行使用团队（包括有载人飞行使命任务的宇航员）需要共同努力来实施完成此项管理。系统工程师不仅要知晓如何与运行使用团队的交互，而且要在使命任务参数变更和因错误管理导致非期望后果的情况下，参与设计方案对此情况的响应与更新。
最后，在系统的退役处置阶段还会发生产品集成与拆解。从明确系统构想阶段开始，就需要把支持拆解和处置的系统能力考虑到系统设计实现之中。退役处置阶段涉及在遵从美国政策和法律、遵从国际公约的情形下，对空间飞行资产进行安全地清理。此类处置可能包括飞行器的安全返回与回收、坠入海洋、溅落在月球上或远离地球，还可能包括对地面上用于产品制造、组装、发射和飞行控制的设备进行的拆解和再利用。决定恢复使用的空间飞行资产的安置也在这个阶段发生。本阶段还进行系统数据的获取和存档以备未来分析使用。在所有这些活动中，系统工程师需要确保对系统和工程相关资产进行的是流畅而合理的拆解。
产品集成流程不仅应用于硬件和软件系统的集成，而且应用于面向服务的解决方案、系统需求、技术规范、项目计划和系统构想的集成。产品集成的终极目的是确保系统单元共同形成整体功能。
产品集成涉及许多在工程或项目早期就需要做出计划的活动，以便于有效而及时地完成集成工作。某些集成活动（如系统试验）可能需要进行许多年且需要许多费用，这些应在预算周期内确定额度并获得批准。应当开发产品集成计划并对计划开发过程记录存档。小型项目和活动可以将这项内容包含在系统工程管理计划中。某些活动的集成计划可能来自于发起该项活动的空间飞行工程或技术研发工程相应的高层集成计划。大型工程和项目需要有分类集成计划，能够清晰地说明需要进行的复杂分析和系统试验活动。本手册的附录H给出了一个分类集成计划的大纲示例。
在项目终止阶段，应当制定项目的分类终止计划，说明工程相关资产的退役和处置方式。相应示例可参见美国国家空间运输系统60576号文件《航天飞机工程开发、交付管理计划》。对于小型项目和活动，特别是寿命周期短（使命任务周期短）的项目，终止计划可以包含在系统工程管理计划内。
图5.2-1所示是产品集成流程的典型流程框图，图中给出实施产品集成流程所涉及的典型输入、输出和活动。此处产品集成流程的活动已经被简化，呈现为活动步骤和活动对象。
图5.2-1 产品集成流程的典型流程框图
●待集成的低层级产品：指已经在产品分解结构中低一层级开发完成的产品。这些产品将被集成/组装，形成本产品层级的产品。
●目标产品的设计规范和技术状态文档：指实施产品集成所需的技术规范、接口控制文档、设计图纸、集成计划、技术规程及其他文档或模型，包括在低一层级上每个需要集成的产品的相应文档资料。
●产品集成的配套产品：这些产品包括在成功集成低层级产品而形成本层级目标产品时所必需的所有配套产品，如固定夹具。
本节描述实施产品集成流程的方法和途径，包括支撑该流程所需开展的活动。在该流程中需要完成的基本任务包括对各个产品层级上内部接口和外部接口的管理，以及运行使用人员为保证产品集成而应完成的任务。在以下各小节进行具体描述。
实施产品集成的准备工作包括两项内容：（1）评审产品集成策略/计划（参见6.1.1.2.4节）、生成产品集成的详细计划，同时开发产品集成的步骤和技术规程；（2）确定产品的技术状态文档资料适合于准备应用于产品寿命周期当前阶段的产品集成方式，以及确定产品在系统结构中的位置，同时管理本阶段成功的评判准则。
组装和集成所需的所有低层级产品的获取方式是转换低层级产品的所有权，或根据需要从某个储存设施获取。应当对所获取的产品进行外观检查，以确保在产品的交付过程中没有损坏发生。
证实所获得的用于组装和集成的低层级产品已通过产品确认，以及证明单个产品满足已经达成共识的利益相关者期望，包括接口需求。产品的确认可以由接收产品的单位负责进行，也可以由提供产品的单位负责进行，但需要在全程记录并且有接收方代表见证的情况下实施。
准备将要进行产品组装和集成的集成环境，包括评估用于支撑产品集成的配套产品的准备情况和为产品集成所分配人力资源的准备情况。这些配套产品可能包括设施设备、装备夹具、工具箱、组装线/生产线。集成环境包括测试试验装备、仿真器、产品模型、储存区域和记录装备。
根据特定的需求、技术状态文档、接口需求、适用标准，以及相应的集成顺序和技术规程，将所获得的低层级产品组装/集成为所需的目标产品。其中的活动包括对所集成产品中相应的物理接口、功能接口和数据接口进行管理、评价和控制。
通过组装和集成得到的产品需要进行功能测试，确保组装的产品已经可以进行验证试验，并已准备好集成到更高层级的产品中。通常，需要对所有的或关键的、有代表性的功能进行检查，确保集成后的系统如所期望的那样发挥功能。正式的产品验证和确认将在下一个阶段实施。
准备相应的产品保障文档，如用于执行产品确认与产品验证的特殊技术规程。开发并认证组装后系统的图纸或精确模型，用于表述所组装的产品。
获取在实施产品集成流程活动时产生的工作产品和相关信息。这些工作产品包括系统模型、系统分析的数据和评估报告、派生的系统需求、在产品组装过程中使用的技术规程、所做出的决策和支撑决策的客观依据、所提出的前提假设、已经识别的异常及相应的纠正措施、在实施组装活动中总结的经验教训，以及更新后的产品技术状态和保障文档。
产品集成流程的典型输出包括如下内容：
●完成集成的产品：其中系统内部所有的交互作用已经确定并达成适当的均衡。
●文档资料和手册：包括系统分析模型、数据和报告，能够为支持飞行准备提供原理和依据，可在执行使命任务过程中系统运行使用时进行相关分析。
●工作产品：包括产品集成活动的报告、记录和非提交结果（用于支持技术数据管理流程）、产品集成策略文档、需进行组装/检查区域的图纸、针对选定的组装方式记录系统/组件组装顺序和依据的文档、接口管理文档、人员需求、特殊的过程控制需求、系统文档、运输计划、测试试验装备和执行人员需求、仿真器需求、对硬件与软件的限制性标识等。
集成策略应作为产品集成计划的一部分进行开发和归档。集成计划及相应支撑文档资料的作用是确定组成系统中各类组件的接收、组装和激活顺序。集成策略应当考虑技术方面、费用方面、进度方面的因素，确保组装、激活和装载顺序能使成本最低和组装难度最小。系统规模越大越复杂或系统单元越精密，找出适当顺序就显得越重要，因为微小的变化可能对项目结果产生很大的影响。
最优组装顺序自底层向上建立，如组件逐步装配形成子单元、单元和子系统，其中每个组件在进行更高层级组装之前应当经过检查。组装顺序包括建立或配备组装设施（如升降机、起重机、夹具、测试设备、输入/输出设备、动力连接设备）所需的所有工作。最优组装顺序一旦确定，应对其定期评审，以确保生产和交付进度的变化不会对组装顺序产生负面影响，并且不会影响早期决策中考虑的因素。
有关在不同契约机制下开发、获取和集成复杂工程中不同组件时出现的集成问题，可参见本手册7.1节的讨论。
如前所述，产品方案实施是将产品的开发计划、设计方案、分析结果、需求分析及设计图纸实现为真实产品。
产品方案实施侧重于为完成能够具体实施的系统设计方案所必需的规划和分析，而产品集成侧重于评估系统内部及其与环境的交互作用，包括明确系统接口、确立系统环境、识别有机联系和交互作用、确定必须实施的关键系统分析、确定试验策略、制定装配和集成计划。产品集成还需提供终止计划，用于明确实施系统退役和/或处置所必需的关键活动和系统特性（派生需求）。
正如在本手册的4.4节“设计方案开发”中讨论的，需要进行各种系统技术状态下和设计方案选项下的系统分析，选定设计方案选项。系统分析专注于设计方案中技术状态的不确定性和敏感性，以期确保系统能够按照预想的方式运行使用。随着设计决策和技术状态选项的向下分解，将产生派生的技术需求。需要确定试验方案，用于评估设计方案选项并锚定系统分析模型，从而降低不确定性并确定产品对包括自然环境和诱发环境在内的各种影响的敏感性。在产品集成期间的系统分析和规划还需考虑将组件、各类组装件、子系统和系统组装成最终的集成产品。其中应包括人因系统集成活动，以确保产品制造、运行和维护活动可由技术人员和运行使用人员以连贯、安全和有效的方式执行。同时需考虑组织间的相互作用，包括与负责产品实现和运用阶段工作（如产品制造）组织之间的关系。
产品集成在项目寿命周期的每个阶段都可能发生。在规划和论证阶段，需要将分解的需求集成为完整的系统需求，以验证是否存在遗漏和冗余。在实现和运用阶段，设计方案需要与硬件集成为完整系统，以验证集成后的系统整体满足需求并且没有冗余和遗漏。
系统工程强调实施过程的递归、迭代和集成特性，突出表现在产品集成活动不仅在项目的初始规划阶段便确定能够适用于全寿命周期所有阶段中的产品，而且可递归应用于全寿命周期每个阶段中在系统工程引擎推动下项目产品的向下分解和向上集成。这样就确保在需求、设计构思等发生变更（通常是对利益相关者要求变化的响应和对分析、建模与测试结果更新的响应）的情况下，可以对项目的进程进行适当修正。此项修正的完成需要通过系统工程引擎进行重新评估，从而确定产品集成活动所有方面的更新是恰当的。最终结果是使产品满足项目批准的修订内容，减少在项目后续阶段中因修正工作而耗费的时间成本。
有若干个流程能够支持产品和接口的集成。这些流程或支持对产品和接口的集成，或支持对集成产品是否满足项目需要进行确认。
支持产品和接口集成并且在整个产品集成过程中应当通过项目予以说明的典型产品包括需求文档、需求评审结论、设计方案评审结论、设计图纸和技术规范、产品集成和试验计划、硬件技术状态控制文档、产品质量保证记录、接口控制需求/文档、运行使用构想文档、验证需求文档、验证报告/分析结论、NASA标准、军用标准、工业标准、最佳实践经验和教训。
本节论述与选定的设计方案相关的更具体的产品集成实施过程。
通常情况下，系统设计/产品设计是一个子系统与组件聚合的过程。对于复杂的硬件/软件系统，这点相对明显。对于许多面向服务的解决方案也是如此。例如，向个人提供与互联网连接的方案，涉及硬件、软件和通信接口。产品集成的目的是确保系统中相关单元的组合能够达到预期结果（如像期待的那样正常工作）。因此，内部接口、外部接口和交互关系应在设计中考虑，并且在生产之前进行评价。
对各层级产品集成的验证有许多不同类型的试验需求。鉴定试验和验收试验是对完成集成产品所进行的各类试验中两类试验的示例。另一种试验类型是将所开发的试验样品放在真实的和模拟的任务剖面环境内进行的试验，以期揭示设计缺陷，并提供故障模式和机理的工程技术信息。这是计划好的试验流程，对产品设计和目标产品集成非常重要。如果与试验样品开发同期完成，该项试验便可提供早期发现产品问题的能力。否则，只有在产品集成的后期阶段才能发现问题，从而造成纠错工作的额外成本。对于大型复杂的系统或产品，集成试验和验证工作都使用系统原型进行。
为了确保能够完全识别和管理系统的交互关系，需要进行多种不同类型的系统分析。需进行哪类具体分析将取决于正在开发和运行使用的具体系统。用于展示系统集成视图的典型分析内容包括负载、可控性/稳定性、热控质量、电能质量、数据带宽、飞行距离、质量余量、系统能量等。此外，还应进行可制造性、可维护性和可测试性分析，这些作为需求开发周期工作的一部分，用于识别需要包含在系统设计方案中的功能特性。
这里重点讨论兼容性分析。
在项目寿命周期中，对于各不相同的多种类型单元，应当维护它们的兼容性与可达性。接口定义的兼容性分析需要表明接口及其追溯记录的完整性。当出现变更时，应当结合相关文档资料安排能够控制接口设计的权威方法，从而避免出现硬件和软件集成到系统中时，尤其是在系统中包含人因时，不能实现其在系统中预定功能的情况。确保系统的所有组成部分能够协调工作是一项复杂的任务，涉及技术团队、利益相关者、承包商等，以及涉及从初始概念定义阶段直到运行使用与保障阶段的工程项目管理。物理上的集成在阶段D完成。在系统结构相应的层级，系统组成部分必须经过试验，然后组装和/或集成，并再次试验。系统工程师的作用包括圆满完成委派的管理任务，如技术状态管理及监督集成、验证和确认流程。
系统中各单元的集成应当根据已确立的集成计划实施。这样做能够确保将系统单元集成到更大或更复杂的组装件中，是根据计划中的策略进行的。软件的集成通常是在软件集成工具中进行的。一旦完成将软件集成到完整的空间飞行载荷中，就可以使用飞航电子设备硬件对软件进行集成和测试。这通常是系统集成的第一种形式，能够支持对软件控制的测试和对软件与飞航电子设备硬件交互的测试，包括系统控制和响应算法。一旦完成上述集成，便可以将飞行软件加载到飞行系统上，目的是在发射和/或运行使用之前进行最终检查。硬件的集成通常发生在制造工厂、发射中心或试验室中。此类集成分阶段进行，从硬件系统试验开始，并扩展到整个系统的组装件。小型项目和活动可以制作一个工程开发试样，用来完成整个系统（硬件、软件、人因）集成和交互的试验。大型工程通常会在单元级别进行试验，而最终系统集成试验可以在发射中心、飞行设施上进行，或在轨进行。在全尺寸试样不实用或达不到经济有效的情况下，通常会建立仿真系统支持对运行使用人员的培训，（作为软件集成设施的一部分）测试软件交互功能。