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中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所荣膺 CMMI3 级认证,开启空气动力科研新征程
近日,中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所成功通过 CMMI3 级评估认证,这一突破性成果标志着该研究所在软件研发能力、项目管理水平及组织过程成熟度等关键领域达到国际先进水准,为其在空气动力科研领域的创新发展注入了强劲动力。
CMMI,即 Capability Maturity Model Integration(软件能力成熟度模型集成),由美国卡内基 - 梅隆大学 SEI 研究所精心构建,是全球公认的前沿软件工程方法,也是衡量软件企业能力成熟度与项目管理效能的重要标准。CMMI 体系共分五级,CMMI3 级为 “已定义” 级。达到该级别的机构,不仅拥有一套完备的项目管理措施以保障项目顺利推进,还能依据自身实际情况,将管理体系与流程制度化,确保不同类型项目均可成功实施,意味着科学管理已融入核心文化,成为稳健发展的坚实支撑。
计算空气动力研究所作为中国空气动力研究与发展中心的重要组成部分,肩负着推动我国计算空气动力学发展的重任。中国空气动力研究与发展中心于 1968 年 2 月由钱学森、郭永怀规划,经毛主席批准组建,被誉为 “空气动力事业国家队”。该中心主要履行飞行器空气动力相关的风洞试验、数值模拟、模型飞行试验及关键技术攻关,提供气动数据和气动问题解决方案;飞行器空气动力性能验证评估;空气动力学及交叉学科基础理论、新概念、新技术和新方法研究与应用转化,以及相关研究成果的演示验证等;空气动力设备设计建设,试验技术和测试技术研究等使命任务。
计算空气动力研究所在数值模拟计算能力提升方面成果显著。2016 年 5 月,中心新建成的每秒千万亿次计算机系统正式投入运行,使得我国计算空气动力学能力大幅提升,短短几年间,数值模拟计算能力从万亿次/秒跃升至百万亿次/秒,再到千万亿次/秒量级,实现了 “连级跳”,有力推动了我国在空气动力领域自主创新能力的不断提高。
在服务国防科技与航空航天事业中,计算空气动力研究所发挥了不可替代的作用。“十二五” 以来,成功助力解决新型战机、大型运输机、航空母舰等重点型号研制中的大量关键气动难题。在自主研制大型运输机这一建设创新型国家的标志性工程中,从上世纪 80 年代末开始,研究所科研人员就全方位投入关键技术预研攻关,完成工程研制各阶段试验研究任务几百项,风洞试验万余次,为我国载人航天工程提供大量准确可靠的气动试验数据,解决长征运载火箭、神舟飞船返回舱和逃逸塔研制中一系列关键技术难题。
在业务创新层面,研究所积极将先进计算技术与空气动力学研究深度融合。其研发的高精度计算流体力学软件,通过运用前沿算法,能够对复杂流场进行精准模拟。在某新型飞行器的研发过程中,该软件精确模拟了飞行器在高速飞行状态下的气动特性,为飞行器的外形优化设计提供了关键数据支持,使得飞行器的气动效率提高了 15%,有效降低了飞行阻力,提升了飞行性能。
此次通过 CMMI3 级认证,对计算空气动力研究所的业务发展产生了全方位积极影响。在软件开发流程上,依据 CMMI3 级标准,对需求开发、设计、编码、测试、集成等环节制定了明确且详细的规范要求。在需求开发阶段,借助需求开发(RD)过程域,深入挖掘科研项目对软件的功能与性能需求,明确系统边界,确保项目团队与科研人员就开发内容达成高度一致,避免因需求不清晰导致的开发偏差。在设计与编码过程中,依靠技术解决方案(TS)过程域,保证设计方案科学合理、编码规范严谨,显著提高软件的可维护性与可扩展性。在测试环节,构建了包含验证(VER)和确认(VAL)的多层次测试体系,从不同角度对软件进行全面检测,有效降低了软件缺陷率,保障了软件产品的高质量交付。
项目管理维度,借助 CMMI3 级的集成项目管理(IPM)和风险管理(RSKM)等过程域,实现了项目管理水平的质的飞跃。在项目规划阶段,利用组织级的历史项目数据与科研经验库进行精准项目估算,并根据项目特点对组织标准过程进行合理裁剪,制定出契合项目实际的个性化管理过程。在项目执行过程中,通过实时监控项目进度、资源使用、成果质量等关键指标,运用量化分析方法及时察觉项目中的潜在风险,并依据预先制定的风险管理策略迅速采取应对措施,有力保障了项目在预定时间、资源范围内高质量交付。以某大型计算空气动力学模拟项目为例,通过实施集成项目管理,项目团队成功将项目进度偏差控制在 5% 以内,资源利用率提高了 8%,项目成果质量一次性验收合格率达到 100%,项目交付周期较以往同类项目缩短了 15%,取得了显著的科研效益与项目效果。
组织过程改进层面,依据 CMMI3 级的组织过程焦点(OPF)和组织过程定义(OPD)等过程域,成立了专门的过程改进团队(SEPG),负责推动研究所的过程改进工作。通过定期开展过程评估与审计,深入分析组织过程中的强项与弱项,识别过程改进机会,并制定相应的改进措施。同时,建立了组织级的过程资产库,涵盖标准过程、裁剪库、度量库、科研成果案例库等,将项目实践中的成功经验与教训进行总结提炼,形成组织过程资产,供研究所内部各项目团队共享与复用,促进了组织整体科研能力的不断提升。例如,针对以往项目中出现的软件研发与科研需求匹配度不高的问题,深入分析其根本原因,制定并实施了一系列改进措施,包括优化项目需求沟通流程、加强跨部门协作、引入敏捷开发方法等。经过一段时间的持续改进,软件研发与科研需求的匹配度从 70% 提升至 90%,有效提升了科研项目的推进效率。
展望未来,计算空气动力研究所将以 CMMI3 级认证为全新起点,进一步深化在空气动力科研领域的技术创新与业务拓展。在技术创新方面,持续加大研发投入,积极探索人工智能、大数据、量子计算等前沿技术在计算空气动力学领域的深度应用,推动空气动力科研手段向智能化、精准化、高效化方向发展。在业务拓展方面,借助 CMMI3 级认证所带来的品牌优势与技术实力提升,加强与国内外科研机构、高校、企业的合作与交流,参与国际科研合作项目与行业标准的制定,努力将研究所打造成为国内乃至全球计算空气动力研究领域的领军机构,为我国航空航天事业发展、国防科技进步以及国民经济建设贡献更大力量。