领导指路了，但什么是正向设计中的权衡？
日前，航空工业的领导在重要会议中强调了“权衡”的重要性。正向设计的核心是权衡，权衡的核心是定量，只有定量才能实现本质安全。航空融媒 鄙人在2018年5月份从原公司市场部转入系统工程研究院时，当时的领导何强老师给本人布置的第一个工作就是调研“权衡”方面的内容。鄙人当时用了半个月的时间调研学习了权衡（权衡研究、权衡分析、权衡空间探索）等方面的内容后，就自然而然地转入了对美国国防部“数字工程战略”的调研，并在8月底之前翻译了大量外文资料。而“权衡”作为系统工程师的核心专业素养之一，我的专业工作是越走越飘了，与权衡相关的资料就静静躺在我庞大的资料库中，存在而已。什么是“权衡”？一言以蔽之，在“综合”之后，对“重要性”进行排序，找一个“平衡”的方案。系统工程中的权衡研究，常常与“备选项分析”（AOA）或者说“方案选型”联系在一起，而设计中的“权衡分析”，也常常跟多学科分析设计优化（MDAO）或者多目标优化联系在一起。因此，在我看来，权衡的三个核心板块，就是评价准则、综合、“做权衡”。评价准则：系统的质量特性有哪些。做综合：找平衡：就这三步，看似简单，但是从国际上看，这次提权衡，应该已经算是第三波浪潮了。第一波大概是上世纪80年代末到本世纪初，一拨人想搞设计分析一体化、基于知识的工程（KBE）之类，以通用的那个发动机优化项目以及techsoft的AML为代表，树立了多学科设计优化这个思路。第二波大概就是2009年到现在，自从“基于模型的企业”这条线被搞设计制造（几何）的一拨人接过去后，这些搞工程建模仿真的，就新开了一条线，主要特征就是用工具链构建保真度较高的整机方案。这一波的代表大概是AVM、CREATE、ERS等，最后洛马用“星驱动”项目演示了一波。这一波涉及的先进设计技术的相当高端的，对于全世界大多数人顶多只能嘴上讲讲、炒炒概念。美军做到了什么程度，这个谁也不知道。这一波技术思路里有点生成式设计的内容，基本上都要求在前端自动化生成一定数量的设计方案。第三波大概是从2014年左右开始的，继承了一部分AVM项目的成果。因为在AVM的项目内容中，本来就要求基于概率模型算一些东西，比如说系统的复杂度和自适应性。然后DARPA发了一些项目，这些个名称就不太敢讲也记不太清楚了。一般就跟量子计算、AI算法强相关了。总之先进设计工具的开发从来都没有停下。可以想见，“权衡”在近期会成为“热词”，大家都是能讲一些的。毕竟，从美军标499A开始，“权衡”一词就明晃晃的写成了白纸黑字。在当前的解决方案方案中，有直接用SYSML搭模型做权衡的，直接用工具自带的求解器算约束里面的数学表达式。也有把sysml跟matlab或者modelica工具连一起做权衡的，这个由于设计约束的模型做得好一点，求解器强一点，可能做得权衡能更接近工程一些。当然，有依托工具链做样机的，有的跟MDAO工具连一连，有的跟游戏引擎连一连，凤毛麟角的，总有人做。但恕我直言啊，这些方案离AVM讲的愿景、离CREATE能实现的样机完整度和保真度、离ERS承诺的千万量级的设计方案，相差都还是十万八千里的。工业软件关系到国家制造业的效率和创新能力。CAD、数控这些，对应制造标准的问题；CAE及各种专业软件，对应的是科研效率、科技转化能力和深度工程能力。在过去的逻辑下，能力可以借、可以云、可以无视；但是很显然，现在整体上在向自身能力回归。与其依靠各种情报能力，拾人牙慧的在自己人这里吹牛逼装大头耀武扬威，不如回归质朴，从工程学出发，从自主可控的工具和能力出发，正向的、踏实的做一些力所能及的事情。不管领导说的权衡指的是什么，真要涉足这个专业领域，基本的知识体系还是需要的。我也就从我自身的学习经历出发，分享一些基础的知识吧。如果要学习“权衡”这个专业领域，可以看哪些书呢？如果对这个词很陌生，建议先看麻省理工出的那本《系统架构》，书里有两章讲到了权衡。这本书的好处是，提供了一个较全面的系统设计上下文。然后就是道格拉斯的《敏捷系统工程》，第六章是讲架构权衡研究的。这本书的好处是，大概知道怎么用sysml工具来做这件事。然后是各种系统工程手册，比如NASA系统功能工程手册、SMC系统工程手册、SEBOK等系统工程著作中，都包含“权衡研究”的内容。此外，美军的文件中，有大量AOA手册及案例，都是在具体执行权衡研究的动作。然后，A大学有位搞决策研究的P教授，写了本“权衡”的专著。当然，以上都是基础知识，能被领导郑重强调的，九成以上不是这种能够轻易学到的基础知识。比如ERS，要搞权衡分析，需要搭建这样的架构。比如GIT做得某政策制定的权衡研究，不但要搭建建模框架，还要搭建计算工具链，这还只是微不足道的基础设施。再比如雷神早年引用AVM项目的组件模型库，构建数字系统模型（DSM），在这个基础上探索设计空间。这个路线可能很多人都很熟悉。九成以上的工业软件企业都是冢中枯骨，但更强大的工业软件企业，会在务实追求工业技术软件化/国产自主可控工业软件的道路中杀出来。我现在还不确定这样的前景会以怎样的形式实现，但我相信一定会实现。声明：上述所有提及或未提及的微 信文章，所有文章从素材到内容都是本人在业余时间在互联网上独立搜集、提炼、生成，所有注明或未注明的引用材料本人都有源文件备份。除笔者自购书籍及受赠书籍外，本人从未从任何线下实体机构获取相关知识材料，也从未使用任何线下组织的专有材料。所有内容只代表本人阅历、判断、主观观点与情绪，不保证正确性与规范性，不代表本人在任何时期从事学习或服务的机构观点。如有侵权或异议，请随时私信联系。来源：山涧果子
