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系统工程方法
4) 系统生命周期过程进一步说明
系统需求分析
可行性分析 功初步综合
系统优化
系统综合
设计方案
6. 系统工程对系统设计开发各个阶段的支持
系统工程方法
7. 系统工程过程模型
1）瀑布模型
需求分析
描述
设计
反馈过程
实现
试验
维护
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6) 系统工程是为了合理开发、设计和运用系统而采用的思想、程序、组织和方法的 总称（1971 年日本寺野寿郎“系统工程学”）。
7) 系统工程与其他工程学不同之点在于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些 学科边界空白的一种边缘学科。因为系统工程的目的是研制系统，而系统不仅涉及到工程 学的领域，还涉及到社会、经济和政治等领域。为了适应解决这些领域的问题，除了需要 某些纵向技术外，还需要有一种技术从横的方向把它们组织起来，这种横向技术就是系统 工程。也就是研制系统的思想、技术、方法和理论体系化的总称（1977 年日本三浦武雄“现 代系统工程学概论”）。
第二讲、系统工程概念与原理
1. 系统设计开发面临的主要问题
系统工程方法
1) 系统用户需求定义困难 2) 系统设计开发费用昂贵 3) 系统的设计开发进程往往被延迟 4) 系统的设计开发成本经常超过预算 5) 系统的维护复杂和困难 6) 系统设计开发过程的文档资料不完整和不一致 7) 系统集成困难，遗留问题往往造成返工 8) 系统设计开发过程中往往遇到非期望的风险 9) 系统设计开发人员难以协调沟通 10) 系统设计开发效率低 11) 系统设计开发文档难以为系统的维护和升级提供完整信息 12) 系统设计开发质量难以评估和控制 13) 系统的功能与性能往往比期望的差 14) 系统往往难以使用，人机交互能力差 15) 系统移植困难 16) 系统难以适应环境和用户需求的变化 17) 系统的可靠性、可用性和可维护性很难保障
系统需求分析
系统工程方法
系统初步设计
系统工程方法与技术
系统详细设计 开发/生产/建筑
系统工程管理
运行和维护
更新或报废
6) 基于计算机的系统工程 ● 在现在的许多技术系统中，软件的数量和比重快速增长； ● 软件驱动的通用电子系统正在取代专用的硬件系统； ● 软件被认为是系统工程中的一个麻烦问题，许多工程的延期是由于软 件问题； ● 高效率的软件工程是成功开发大系统的基础； ● 许多系统的要保存或运行多年，并要能适应不断变化的环境； ● 复杂大系统往往是 COTS(commercial off-the-shelf)部件和专用子系统 的混合体，这些部件和子系统通过软件集成。
1) 系统工程是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流 动和控制机理等进行分析与设计的技术（1967 年日本工业标准 JIS）。
2) 系统工程是一门把已有学科分支中的知识有效地组合起来用以解决综合性的工程 问题的技术（1974 年大英百科全书）。
3) 系统工程是研究许多密切联系的元件组成的复杂系统的设计科学。设计该复杂系 统时，应有明确的预定目标与功能，并使各元件以及元件与系统整体之间的有机联系，配 合协调，以使系统总体能达到最优目标。但在设计时，要同时考虑到参与系统中的人的因 素与作用（1975 年美国科学技术辞典）。
系统工程方法
2）V 字模型
试验/测试
需求定义
系统验证
分解
系统分解 部件设计
子系统验证 部件验证
验证与集成
3）螺旋模型
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3. 系统工程特点
（1） 整体性（系统性）
整体性是系统工程最基本的特点，系统工程把研究对象看成一个由若干部分（要素与 子系统）有机整体。对其进行分析或在研制系统时总是从整体性出发，从系统整体与部分 之间相互依赖、相互制约的关系中揭示系统的特性和规律，从整体最优化去实现各组成部 分的有效运转。
（2） 关联性（协调性） 用系统工程方法去分析和处理问题时，不仅考虑部分与部分之间，部分与整体之间的 相互关系，还要认真协调他们之间的关系。因为系统各部分之间，各部分与整体之间的相 互关系和作用直接影响着整体系统的作用，协调他们之间的关系可以提高整体系统的性能。
（4） 满意性（最优化） 系统工程是实现系统最优化的组织管理技术，因此，系统整体性能最优化是系统工程 所追求并要求达到的目的。由于整体性是系统工程最基本的特性，所以，系统工程并不追 求构成系统的个别部分最优，而是通过协调系统各部分的关系，使整体目标达到最优。
4. HALL 三维结构
1) 知识维（知识结构） ● 工程 ● 医学 ● 建筑 ● 商业 ● 法律 ● 管理 ● 社会科学 ● 艺术
1) 系统工程方法的框架
系统管理
系
统
设
计
开 发
系统方法学
小
组
系统工程方法与工具
2) 从管理角度看系统工程
科学
交叉部分为 管理方法
组织
系统工程方法
要 设 计 开 发 的 系 统 环境
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9. 系统性能/能力分析 ● 功能：满足什么需要和要求。 ● 性能：性能指标，多性能指标，关键性能指标，系统性能（综合）评价 可靠性：可靠性工程（可靠性设计，可靠性分析，系统故障诊断 与分析，系统失效模式等），系统平均无故障时间。 可用性：系统运行时间占系统要求运行时间的百分比。 可维修性：反映系统出现故障后可以修复的能力，可靠性工程， 系统平均维修时间。 可操作性：系统人机交互情况。
系统工程方法
8. 系统设计目标的分解
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系统工程方法
3) 系统工程研究的主要步骤
形式化描述
系统工程方法
分析
解说验证
4) 基于系统生命周期和系统工程研究主要步骤的系统工程过程
系 形式化
统
分析
定
解说验证
义
系 形式化
统
分析
设
解说验证
计
系 形式化
统
分析
设
解说验证
计
5) 系统工程方法、技术及管理在系统工程中的作用
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系统工程方法
18) 系统的运行性能往往较差 19) 系统往往不符合规格要求 20) 系统性能测试和评估困难 21) 缺少有效的系统开发成本与效益分析方法 22) 在系统管理者、设计者和用户之间交流往往很差。 23) 系统的规格说明往往不能准确反映用户的需求 24) ••• ••• ••• 2. 系统工程定义
4) 系统工程是一门研究复杂系统的设计、建立、试验和运行科学技术 1976 年苏联大 百科全书）。
5) 统工程是为了研究由多数子系统构成的整体系统所具有的多种不同目标的相互协 调，使系统的功能达到最优化，最大限度地发挥系统组成部分的能力而发展起来的一门科 学（1977 年美国恰斯诺特“系统工程方法”）。
详细设计 原型开发
试验评价
开发/生产/建筑 使用和维护 更新或报废
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（3） 综合性（交叉性） 系统工程以大型复杂的人工系统和复合系统作为研究对象，这些系统涉及的因素很多， 涉及的学科领域也很广泛。包括人类社会、生态环境、自然现象和组织管理等。因此，系 统工程必须综合研究各种因素，综合运用，各门学科和技术领域的成就，从整体目标出发 使各门学科，各种技术有机地配合，综合运用，以达到整体最优化的目的。
8) 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方法（1982 年钱学森《论系统工程》）。
9) 系统分析：研究相互影响的因素的组成和运行情况；是运用数学方法研究系统的 一种方法。
10) 以人类社会的复杂或大规模生产、科学技术和社会经济等活动（即大系统）为对 象，用系统与控制的思想、观点与方法，并借助计算机为工具来分析、揭示和预演各种复
5) 系统工程过程中主要活动之间的关系
系统工程方法
需求
功能分析