数字时代的航天系统工程

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数字时代的航天系统工程

王国庆, 熊焕, 侯俊杰

10.3901/JME.2024.14.206

引用本文：

王国庆, 熊焕, 侯俊杰. 数字时代的航天系统工程[J]. 机械工程学报, 2024, 60(14): 206-214.

WANG Guoqing, XIONG Huan, HOU Junjie. China Aerospace Systems Engineering Method in the Digital Age[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2024, 60(14): 206-214.

原文阅读（摘要）

摘要：航天系统工程方法围绕型号研制总体最优目标，对型号产品研制全过程和涉及的管理要素进行全方位的科学组织管理，是支撑我国航天事业成功的重要法宝。进入数字时代，面对航天强国建设和高质量发展的新要求、新挑战，必需深入研究构建数字时代航天系统工程理论方法体系。在对航天系统工程的形成、发展和基本方法论述的基础上，提出数字时代航天系统工程的概念、特征和总体框架，对其转型变革进行系统分析总结。在新一代信息技术的赋能下，航天系统工程将实现以模型取代文档成为技术状态控制和质量管理的重要载体，以高效的在线协同实现研制和管理效率提升，以数据驱动实现精细化管控和科学决策，组织管理趋向于扁平化、融合化、敏捷化和协同化。在组织管理、使能工具、研制模式、质量管理、决策方式、供应链管理等方面将发生深刻变革。以上理论方法体系的提出，结合航天重大任务探索实践，为型号工程管理水平和科研生产能力提升提供理论方法支撑。

关键词：数字时代；航天系统工程；数字化转型；研制模式变革；管理变革

中图分类号：V57

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前言

中国航天事业创建于1956年，几十年来，中国航天从无到有、从小到大、从弱到强，取得了以“两弹一星”、载人航天、月球探测、火星探测等重大任务为代表的辉煌成绩。取得这些成绩一个很重要的原因，就是在实践中总结形成了一套有效的航天系统工程方法，可以说，航天系统工程方法保证了航天事业的发展，航天事业的发展也极大地推动了系统工程方法的完善和发展。进入新时代，我国开启全面建设航天强国的新征程，航天型号工程任务难度更大、组织管理更为复杂、持续发展要求更高，随着新一代信息技术与航天科技工业深度融合，航天系统工程方法也在发生深刻的变革。

当前，围绕型号科研生产和管理数字化已开展了一些探索实践，有力地支撑了各项任务的完成，但是如何在数字时代背景下推动航天系统工程方法的进一步发展成为新的挑战。学术和工程领域对于数字时代的航天系统工程还缺乏深入的研究探讨，尚未形成相对完整的理论方法体系。因此，本文在对航天系统工程的形成、发展和基本方法论述的基础上，对数字时代航天系统工程的内涵、框架、方法等进行系统分析总结，以提升工程实践管理水平和科研生产能力。

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航天系统工程理论与实践

1.1 产生背景

航天工程复杂性、巨型性、高风险性、紧耦合性和开放性的特点要求必须建立一种高效、有序的组织管理系统科学方法。在“曼哈顿计划(Manhattan project)”和“阿波罗计划(Apollo program)”等大型工程实践中逐步建立起了国外系统工程的理论方法体系。我国航天事业创建60多年来，在一系列重大的工程实践中，以钱学森为代表的航天人形成和发展了我国航天系统工程的理论与方法，具有鲜明的中国特色，保障了我国航天事业健康、持续发展，同时也为我国管理科学积累了宝贵经验。

1.2 国外进展

为了保证阿波罗计划这一在技术、管理上高度复杂的工程能够顺利、成功实施，美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administratio，NASA)建立了系统工程的理论方法体系，这也是阿波罗计划成功的关键。之后，大量复杂工程中对系统工程方法论的探索和实践极大地推进了系统工程的发展。

美国系统工程专家霍尔(A·D·Hall)于1969年提出了著名的霍尔三维结构模式，为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法。

1990年，系统工程国际委员会(International Council on Systems Engineering，INCOSE)成立，越来越多的高校和企业加入到系统工程的研究中。INCOSE、NASA等机构不断推动系统工程的发展和应用，出版《INCOSE系统工程手册》《NASA系统工程手册》并不断进行版本更新，为系统工程师提供权威的系统工程知识和实践标准。

2007年，INCOSE正式提出了基于模型的系统工程(Model-based systems engineering，MBSE)的概念，以流程为驱动，模型为载体，实现结构化的产品概念和系统方案表达，进而开展系统分析、优化、仿真和验证，成为复杂系统研制的新模式。

2018年，美国国防部正式发布数字工程战 略，数字工程是系统工程和基于模型的系统工程在数字化时代的进一步发展，旨在推进整个国防体系的数字工程转型，将美国国防部以文档为中心的采办流程转变为以数字模型为中心的数字工程生态系统。从2020年开始，美国空军、海军、陆军、太空军纷纷制定数字工程相关战略，在装备采办中全面推行数字工程方法。根据美国国防部需求，越来越多的国防武器装备承包商积极开始数字工程转型，以推动未来武器装备的快速低成本研发。

1.3 我国航天系统工程方法的形成与发展

1956年10月8日，国防部第五研究院成立，钱学森任院长，标志着中国航天事业的创建。五院建院之初就设有总体设计室，之后不断完善组织体系，在其内部组建了运载、导弹总体设计部，发动机研制和控制系统研制两个专业院。

1961年，钱学森参与制定了《国防部第五研究院暂行工作条例(草案)》，之后广泛征求了意见进行修订，条例于1962年11月8日颁布试行，提出建立总设计师制度，加强技术指挥系统和行政指挥调度系统，形成了“两条指挥线”的原型，明确型号研制工作应按8个阶段有序开展，提炼出预研一代、研制一代、生产一代的产品发展路线，建立航天型号研制的质量保障体系等，这便形成我国初期航天系统工程的管理理念。

从20世纪70年代开始，钱学森组织力量致力于系统理论、系统工程的研究，他将多年的理论思考和丰富的实践经验加以集中升华，奠定了中国之后几十年管理科学发展的基本思想。1978年，钱学森在《文汇报》发表了《组织管理的技术——系统工程》论文，对系统工程的概念、内容、在中国的发展、理论基础及应用前景等作了深刻的阐述。这篇文章被誉为系统工程在中国发展的一个里程碑。

随着中国航天事业的不断发展，其工程的复杂性、技术的难度、参与单位和人员的增加等都给系统工程提出新要求，经过几十年的发展和实践，我国航天系统工程形成了相对完备的理论和方法体系，成为我国航天事业成功的重要法宝。在全国人民的大力支持下，几代航天人自力更生、自主创新，我国航天事业取得了以首颗人造地球卫星“东方红一号”升空、“神舟五号”飞船成功往返太空、首颗月球探测器“嫦娥一号”准确入轨“三大里程碑”为代表的巨大成就，载人航天、探月探火、卫星导航等重大任务不断取得新的突破。其中，航天系统工程这一全方位组织管理航天工程系统的科学体系与方法提供了有力的保障。

1.4 概念内涵

钱学森提出了系统工程的概念内涵，“‘系统工程’是组织管理‘系统’的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有‘系统’都具有普遍意义的科学方法”。钱学森指出，总体设计部的实践所体现的科学方法就是系统工程，即从系统的整体目标出发，把系统作为若干分系统有机结合成的整体来设计，总体设计部对研制过程中分系统之间、分系统与系统之间的矛盾进行总体协调。钱学森在国内首次提出了系统工程的概念内涵，强调总体设计部在型号研制全过程、全系统综合集成中的技术协调和管理机制。

王礼恒院士结合重大工程实践，将航天系统工程总结为“组织管理航天型号规划、计划、预研、研制、试验、生产以及人才、物资、保障条件、经费的科学体系与方法，覆盖了全过程、全方位”，强调围绕型号研制总体最优目标，对型号产品研制全过程和涉及的管理要素进行全方位的科学组织管理。其他专家学者也在实践中不断总结和丰富其内涵，主要围绕航天系统工程的技术方法和管理要素进行深入研究。

本文总结以上多年的研究与探索实践，认为航天系统工程是覆盖型号产品研制全周期、供应链全链条、管理全要素，实施技术、行政两方面的管理和优化过程，计划管理、质量管理、物资管理、协作管理、风险管理、人才管理、经费管理、保障条件等都应纳入航天系统工程内涵之中。本文综合以上要素，将航天系统工程的内涵总结为如图1所示，并将这一阶段的系统工程方法称为航天系统工程1.0(ChinaAero SE 1.0)，主要围绕型号研制从论证立项、方案、初样、试样/正样、定型、生产和交付保障全过程，以一个总体部、技术和行政管理两条指挥线为组织管理体系，实施管理和控制，技术管理主要是以基于文档的线下技术协调为主要手段，开展技术规划、控制、评估、决策，行政管理主要是以人工协调为主的分级分要素管理手段，制定型号研制实施计划，组织协调物资、进度、质量、经济、保障条件的运行。

1.5 基本方法

航天系统工程的核心方法可以概括如下：形成了以总体设计部为龙头的技术体系，科学构造协调高效的“两总”系统，严格控制各阶段的技术状态，建立以质量管理为基础的产品保证体系，形成开放融合的大协作体系等。

1.5.1 强化总体设计部的技术抓总、组织协调管理

总体设计部是型号研制的龙头，按照研制任务书的要求，进行系统总体方案的设计论证和分系统功能、性能指标及结构的分解；在分系统论证与必要的试验验证的基础上进行综合集成，经多次迭代，实现型号整体性能的优化。在型号研制过程中，还要在总体与分系统、分系统之间实施技术协调以及研制计划的动态管理，并实现研制流程与实施方案的优化。

1.5.2 实行行政、技术两条指挥线的组织管理体系

航天系统工程形成了以行政指挥系统和设计师系统为主干的航天型号研制“两总”组织管理体系。型号指挥系统由型号总指挥、各级指挥及相应保障部门的人员组成。型号总设计师是本型号的技术负责人，由上级部门任命，在总指挥领导下工作。设计师系统从总设计师延伸到分系统主任设计师和部件级主管设计师，从技术上为各级指挥工作的进行提供可靠的依据。型号两条指挥线职责明确、协同工作，确保研制任务的顺利实施。

1.5.3 严格控制各阶段的技术状态

航天型号研制每个阶段要完成的任务及完成的标准都有明确的定义，转阶段也必须按行业标准进行严格的评估与评审，运用基线严格控制各阶段技术状态的更改。一个技术开发层次完成以后对系统状态要进行描述，形成基线，后面研制工作将在上一级基线建立、稳定和受控之后才能开始进行。以技术评审作为系统研制的节点，当一个研制层次完成以后，必须评价是否满足预期目标，分析技术风险，为是否进行下一个层次的研制提供决策依据。

1.5.4 建立了完善的质量体系和制度

“单位抓体系，型号抓大纲”是中国航天质量管理的基本策略。在采取的一系列措施中，对抓好质量最具重要作用的是质量问题归零“双五条标准”及技术更改“五条原则”，即技术质量问题归零五条标准：定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三；管理质量问题归零五条标准：过程清楚、责任明确、处理严肃、措施落实、完善规章；技术状态更改五条原则：论证充分、各方认可、试验验证、审批完备、落实到位。随着型号研制任务的发展，后续对质量管理提出了“从源头抓起、全过程受控、零缺陷管理、争取一次成功”的更高要求。

1.5.5 构建开放融合的大协作体系

航天工程的复杂性使得其几乎涉及国民经济所有生产部门和各个技术领域，只有组织全国大协作才能完成。航天事业的成功是全国大力协同、密切配合、攻坚克难的结果，实现了内部协作和外部协作的有机统一。既包括航天系统内部院所的协作，也包括军工系统其他单位的密切配合；既包括与国内政府、军方、高校科研院所的密切互动，与民营企业的优势互补，也包括与国外用户、机构的合作，呈现出开放融合的态势。

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航天系统工程发展的新需求

随着全球迎来广泛而深刻的数字化革命，当今社会已进入数字时代，航天强国建设和高质量发展要求充分发挥新一代信息技术的创新活力，加速技术变革、管理变革和组织重塑，推动航天系统工程的创新发展。

2.1 航天系统工程面临航天强国建设带来的新挑战

当前是我国从航天大国向航天强国迈进的关键时期，载人空间站、探月工程四期、小行星探测等航天重大工程研制任务重、周期短、质量要求高。正在论证和攻关的新一代载人运载火箭、重型运载火箭、下一代北斗卫星导航系统等重大项目都提出了高质量发展要求，需要把推动航天强国建设与网络强国、数字中国建设紧密结合起来，全面推进航天系统工程方法的新发展，加快建成数字航天，通过技术变革和管理变革，推动中国航天事业从“跟跑”向“并跑”“领跑”迈进。

2.2 航天系统工程需要满足高质量发展提出的新要求

高质量发展就是要立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，实现从“保成功、保交付、保增长”向高质量转型发展迈进。针对航天重大任务实施和重大专项研制攻关中高质量、短周期、低成本，以及风险控制能力不断提升的更高要求，迫切需要通过理念、方法、技术和工具的变革，实现科研生产和经营管理模式的新升级，全面推进质量变革、效率变革、动力变革，实现高质量发展。

2.3 航天系统工程需要注入数字时代发展的新动能

放眼全球，新一轮科技革命和产业变革深入发展，数字技术创新活跃，数据作为关键生产要素的价值日益凸显，深入渗透到经济社会各领域全过程，其影响前所未有。数字技术已成为新质生产力，正在加速推动传统产业向数字化、网络化、智能化方向转型升级，航天系统工程方法需要顺应时代发展趋势，加快与新一代信息技术的深度融合，实现航天科研生产和管理模式不断变革优化。

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数字时代的航天系统工程

近年来，航天装备技术日益复杂、规模不断增长，更高强度密度研制、发射、交付成为新常态。站在航天强国建设新征程的起点上，在数字化技术的赋能下，航天系统工程的内涵、特征、基本方法等不断创新取得重要变革，本文称之为航天系统工程2.0(ChinaAero SE 2.0)阶段。

3.1 概念、特征与总体框架

3.1.1 航天系统工程2.0基本概念

航天系统工程2.0是将新一代信息技术与型号科研生产及管理深度融合，形成的组织管理航天型号规划论证、研发设计、生产制造、试验测试、服务保障全过程，以及计划、质量、风险、物资、经费、人才、协作、保障条件等全要素，以达到系统既定目标、实现整体最优的科学体系与方法。

3.1.2 航天系统工程2.0特征

航天系统工程2.0是在数字时代对航天系统工程的进一步创新与发展，其主要特征可以概括为以下几方面。

(1) 模型取代文档成为技术状态控制和质量管理的重要载体。装备研制过程将实现全要素建模用模、全周期模型贯穿、全层级数字交付。从装备论证阶段开始，以模型传递驱动研制流程，打通产品全生命周期数字化研制链路，边设计边数字验证，推动研制重心左移降本增效。总体设计部运用模型进行总体与分系统及分系统之间的技术协调和技术状态控制。全级次供应商将模型等同于实物产品进行统一交付，支撑装备试验鉴定和数字化服务保障。

(2) 组织管理趋向于扁平化、融合化、敏捷化和协同化。在型号数字化研制模式下，型号“两总”队伍的组织管理也在发生变革，通过在型号中设立数字化副总设计师、主任设计师等，使数字化队伍和能力充分融入型号研制过程；通过集成产品开发(Integrate product development，IPD)研发模式，改变原有型号技术抓总和技术协调方式，使型号研制组织管理实现扁平化、敏捷化，提升跨部门、跨专业的协同研制效率。

(3) 以高效的在线协同实现研制和管理效率提升。在航天型号研制“两条指挥线”的组织体系和协调机制下，行政指挥系统利用网络和信息技术将型号研制中的计划、经费、质量、人员、资源、供应链等管理协调活动由线下转入线上，项目协同更加高效、管控更加精准；技术系统通过总体牵引、模型驱动、数据连续、闭环追溯的数字化协同研制能力和支撑跨领域、跨专业、跨组织、跨地域的线上协同，使设计迭代速度更快、技术方案更优、质量水平更高。

(4) 以数据驱动实现精细化管控和科学决策。围绕型号研制各环节全面过程控制、质量和风险管理需求，通过对人、财、物、计划、质量、供应链等全要素数据管控和闭环管理，实现装备研发进度、质量、成本实时可视、透明，综合数据分析和决策科学化，风险识别与控制更加精准有效。

3.1.3 航天系统工程2.0总体框架

在数字化技术的赋能下，航天系统工程2.0的总体框架如图2所示，即围绕“一个孪生、两条指挥线、三全并举、四层推进”，构建航天产品数字化研制模式，并实现研制过程与管理活动相贯通、一体化管理。

“一个孪生”即围绕研制过程，同源模型全周期迭代成为信息传递的主要模式，现有的串行、以文档为中心的研制流程，转变为并行、以模型和数据为中心的数字工程研制流程，物理域的研制活动通过数据模型映射到数字域，利用数字域的强大算力实现设计、制造、验证等过程的快速迭代，大幅提高研制效率。传统的“规划论证-研发设计-生产制造-试验测试-服务保障”的模式变革为基于模型数据的“推演论证-数字设计-数字制造-虚实验证-数实交付-数字化保障”新模式。

“两条指挥线”的运行更加顺畅高效，技术指挥线由基于文档的线下技术协调转变为基于全量模型数据的技术抓总协调，行政指挥线由以人工协调为主的分级分要素管理，转变为数据驱动的穿透式、全要素一体化管理。

“三全并举”即航天系统工程管理覆盖型号研制全周期、管理全要素、供应链全链条，确保型号研制和管理目标的实现。

“四层推进”即航天系统工程2.0的实施需要从模型数据、平台工具、可信环境和基础支撑四个层级进行全面推进。模型数据要“通”，构建统一、全量的模型数据体系贯通型号全周期全层级；平台工具要“统”，以统一的平台工具满足协同研制、模型传递、协调管理需求。此外，新型信息基础设施和安全运维体系建设、先进技术研究和应用、制度标准的完善、人才队伍的打造都是重要的支撑条件。

3.2 转型变革

技术和工具的变革可以带来生产力的极大提升，生产力决定生产关系的发展和变化。近年来，云计算、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术的发展和应用为航天系统工程提供了新质生产力，不断催生航天科研生产和管理的新模式、新方法、新应用。与传统航天系统工程方法相比，航天系统工程2.0体现了以下6个方面的主要变革。

3.2.1 组织变革：运用集成产品开发模式，打破组织界限

改变原有型号研制组织模式，建立IPD工作机制，通过建设覆盖装备设计、制造、运行、维护全过程，机械、电气、控制、软件等全专业的模型体系，搭建IPD集成工作环境，可以实现基于模型的多专业一体化协同。IPD模式打破了型号总体与各专业、上下游之间的界限，形成动态、灵活、可扩展的网络化扁平式组织模式，提高产品研制效率。

3.2.2 工具变革：构建统一数字化平台，支撑型号两条指挥线的网络化协作和管控

网络的互联改变了跨层级、跨组织、跨部门、跨专业的协作、沟通方式。通过覆盖型号研制全过程，以及计划、质量、供应链全层级各环节的统一数字化平台建设，打通不同层级、不同环节之间的数字化“壁垒”，使型号研制行政和技术两条指挥线协调管理能力大幅提升。

行政指挥线通过统一数字化平台实现数据跨职能域的交互共享，对研制流程和总体方案进行审定，制定型号整体实施计划，对型号技术、质量、进度以及人财物等资源进行有效协调管理，提升科学决策、风险预判能力。技术指挥线通过统一数字化平台打通型号全生命周期数字化研制链路，形成基于全量模型数据的总体方案论证和技术状态管理能力，以及协调解决型号总体技术问题、总体与分系统、分系统间的技术接口问题和设计、工艺、生产、试验方面的质量问题的闭环管理能力。

3.2.3 研制模式变革：推动虚实融合，实现“设计即正确”

算力的提升使型号研制大规模的仿真验证得以实现，也将物理空间基于文档和实物样机的规划论证、研发设计、生产制造、试验测试、服务保障活动通过模型数据映射到数字空间。在型号产品的系统设计、详细设计环节，通过大规模的系统仿真、性能仿真和工艺仿真等验证活动，确保设计正确性，实现边设计边验证；在试验测试环节，通过提前开展虚拟试验，指导、取代实物试验，确保试验验证的充分、高效、低成本。通过研制重心的前移，传统系统工程研制程序不断优化和变革，逐步形成预研研制一体、试验鉴定前移等科研生产新范式。

3.2.4 质量管理变革：构建数字化航天精益质量管理体系，提升质量管理智能化水平

将面向集团公司三级组织以及型号、产品的质量管理作为一个有机整体，建立覆盖全领域、全级次、全过程的航天质量管理系统，统筹航天精益质量管理体系建设、运行及评价，推动航天质量管理从传统的“事后检验”向“事中分析”或“事前预防”的管理转变，支撑质量管理从“精细”到“精益”再到“卓越”的转型发展。以技术风险为主线实施全过程全数据的航天工程风险辨识与控制，将传统的以定性经验型风险辨识转变为基于数据的定量科学的风险辨识；建立基于模型的数字化产品质量验证评价体系，实现型号研制全流程数字验证与实物验证的迭代；以电子数据包作为航天产品质量表征载体，实现航天产品在线验收和评价；构建以质量为中心的供应商管理体系，基于大数据技术实现穿透式供应商风险管理模式。

3.2.5 决策方式变革：实现基于大数据分析预测的管理决策

基于对计划、质量、供应链以及人财资等管理全要素的数据管控，过去以人工协调和管理为主的粗放型管理决策方式将变为更加科学和精准的模式。以型号计划为主线，牵引质量、供应链、人财资等管理全要素，并与研制环节贯通，打通多级次、多型号、多厂所的科研生产指挥和控制信息链路，全面动态化监控型号项目过程，形成跨业务域的科研生产一体化管控能力。管理过程正由流程驱动向数据驱动转变，决策方式由基于经验向大数据分析预测转变，大幅提升科研生产任务的指挥和控制能力。

3.2.6 供应链管理变革：构建协同高效、精细管控的供应链数字化协作网络

航天型号多级供应商的协作体系下要求对型号配套物资供应和协作的全过程进行严格的管理和质量控制。通过统一的航天型号供应链管理系统，开展全级次供应商管理、采购管理和质量闭环管理，形成“数据驱动、协同高效、精细管控”的新一代供应链协作网络。实现对物资、外包、外协供应商集中管控的全级次供应商管理模式，包括供应商准入认证、绩效评价、名录动态管理等全过程的数字化管理。实现对采购需求、合同订单、进度等全流程在线管理的采购管理模式，提升采购计划与型号研制计划、批产计划的协调性。通过融合计划、质量、外部事件等多源数据，实现型号供应商风险的全面识别和动态感知。

3.3 探索实践

近年来，航天领域紧紧抓住数字时代机遇，在型号研制过程中，深入应用先进数字化手段，初步构建了模型和数据驱动的航天系统工程体系，有力支撑了以新一代运载火箭、空间站建造等为代表的航天重大工程任务的圆满完成。

3.3.1 数字火箭

通过IPD协同工作机制，CZ-5等型号建立了结构、动力、地面发射、控制、电气等10余个IPD专业协同小组，并基于三维数字样机、电气原理数字样机、飞行仿真模型等建模仿真技术开展技术抓总与协调，实现组织变革、研制模式变革，高质量保证新一代大型运载火箭方案可靠准确。通过产品全生命周期管理(Product lifecycle management，PLM)系统和产品数据包等工具手段变革，CZ-7等型号设计师队伍对结构、电气、软件产品的设计、制造、测试的技术状态进行闭环管控，相对于传统纸质传递方式全箭设计反复和工程更改次数减少50%以上，高质量保证新一代中型运载火箭首飞成功。CZ-8型号基于数值仿真技术，首次实现数字试验对全箭动特性获取，在刷新最短研制周期记录的同时，高质量保证首飞成功。基于型号物资数据应用，实现了物资管理与设计要求、生产进度、质量管控等型号供应链要素相协调，并初步形成了采购需求预测的能力，实现了研制模式和供应链管理方式变革。

3.3.2 数字空间站

空间站的研制和在轨运营充分体现了航天系统工程的研制模式变革，数字空间站的建设和应用纳入了型号研制流程，成为型号研制的规定动作，将模型作为数字产品，与实物产品同标准管理，通过统一规范、统一格式、统一接口，实现自顶向下、数据同源、并行协同的数字化研制流程，推动研制模式的变革。

空间站构建了涵盖4大专业、9大分系统、1 600余台单机设备模型、150万个方程的能够反映在轨空间站功能性能的“数字孪生体”。与在轨空间站、地面电性空间站共同构成三个空间站“三站协同”的在轨运营体系，天地同步，虚实映射。数字空间站实时接收在轨空间站遥测数据，监视空间站在轨状态并不断修正模型，使数字空间站具备了方案验证、实时监控、状态预示能力。数字空间站在舱段转位、出舱活动、首长通话、机械臂巡检、推进剂补加和载荷照料等关键任务中开展了仿真分析应用，提供24 h数字伴飞和航天员出舱等重大任务支持，保障空间站长期在轨稳定运营。

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结论

习近平总书记指出，“时代是思想之母，实践是理论之源”。“理论的生命力在于不断创新。”在新时代新征程强国建设的伟大实践中，我们提出了航天系统工程2.0的概念、方法和总体框架，旨在促进组织变革、流程变革、方法变革，提升工程实践的管理水平和科研生产能力，为支撑航天强国和世界一流企业集团建设、实现高质量发展贡献力量。

作　　者：王国庆

责任编辑：赵子祎

责任校对：向映姣

审　　核：张　强

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