系统工程手册（Systems Engineering Handbook）是国际系统工程协会（INCOSE）编著的一本权威性指导书籍，旨在为系统工程的全生命周期过程和活动提供详细的指南，其内容基本涵盖ISO/IEC/IEEE 15288（系统生命周期过程）和ISO/IEC/IEEE 26771（系统工程管理计划）。这些标准为系统工程的全生命周期提供了清晰的指导，涵盖了需求分析、设计、开发、测试和维护等环节，帮助工程师高效管理复杂项目，确保系统从概念到退役的全过程都能科学运作。

为了方便感兴趣的人士参考，reddish(@srs.pub)基于系统工程手册第四版（2015），借助通义完成翻译，并做校稿，个别地方有做必要的修正和裁剪。

本文是的中文译本的第十章专业工程活动(Specialty Enginerring Activities)的第七小节：质量特性工程(Mass Properties Engineering)。

质量特性工程

质量特性工程（Mass properties Engineering, MPE）确保系统或系统元素具有适当的质量特性以满足要求（SAWE）。质量特性包括重量、重心位置、关于重心的惯性以及关于轴的惯性积。

通常，物理系统的初始尺寸是根据其他要求得出的，例如最小有效载荷、最大操作重量或人为因素限制。在系统生命周期的所有阶段，都会根据当时可用的信息进行质量属性估计。这些信息可能从参数方程到三维产品模型再到实际库存的产品不等。

使用不确定性分析或蒙特卡洛模拟等技术进行风险评估，以验证系统的预测质量属性是否符合要求，并且系统将在其设计限制内运行。MPE在生产阶段结束时进行，以确保所有各方交付的系统满足要求，然后在使用阶段进行多次检查以确保系统的安全性、系统元素或操作员的安全。对于大型项目，如石油平台或军舰，MPE的工作量是相当大的。

在MPE中，一个陷阱是相信三维建模工具可以专门用于估计系统或系统元素的质量属性。这是有问题的，因为：

• (i)并非所有部件都在同一时间表上进行建模；
• (ii)大多数部件都是干净地建模的，也就是说，没有制造公差、油漆、绝缘材料、配件等项目，这些项目可能会使系统重量增加10%到100%。例如，管道和储罐中的液体可能比容纳它的结构储罐或金属管道更重。

MPE通常包括使用替代方法对所有估计进行合理性检查。最简单的方法是证明当前估计与同一系统或另一项目中相同系统元素的任何先前估计之间的变化。另一种方法是使用更简单的估计方法重复估计，然后证明任何差异。

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作者: reddish@srs.pub
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