系统工程与分析中译版正文.doc

目 录前 言 5第一部分 系统概述 61 系统定义和概念 61.1 系统定义和组成要素 6系统要素 6系统与子系统 71.2 系统分类 7自然系统与人造系统 8物质系统与概念系统 8静态系统与动态系统 8封闭系统与开放系统 91.3 科学和系统科学 9控制论 9一般系统论 10整体论 111.4 向系统时代的过渡 11机器时代 11系统时代 121.5 技术与技术系统 13技术与社会 13技术系统 131.6 系统时代中的工程 14系统的复杂性和系统领域 14技术的发展和改变 14问题： 152 系统实现 162.1 产品竞争力工程 162.2 系统寿命周期工程 17系统寿命周期 17寿命周期设计 172.3 系统工程定义 192.4 系统工程过程 20寿命周期阶段和步骤 20自顶向下和自底向上法 22其他系统工程过程模型 252.5 系统设计的评估 25设计标准的发展 25设计评价和多重标准 27备选方案的产生和评价 282.6 系统工程实现 29系统工程的应用 30系统工程管理 30采用系统工程的优点 33问题： 33第二部分 系统设计过程 353系统方案设计 353.1 识别要求 353.2 完成可行性分析 353.3 系统总体规划 363.4 系统需求分析 37使用要求定义 38维修保障需求 403.5 技术性能参数（TPM） 433.6 功能分析与分配 46功能分析 46功能流程图 47功能分配 483.7 综合、分析与评价 503.8 系统规范 513.9 方案设计评审 53问题： 544 初步系统设计 554.1 子系统功能分析 55功能分析过程 55维修功能流 58功能分析总结 584.2 需求分配 594.3 设计需求（参数） 624.4 工程设计技术 65计算机辅助工程设计（CAED） 65CAED技术的应用 65模型和工具分析 674.5 系统综合与设计定义 684.6 系统设计评审 70问题： 705 详细设计与研制 725.1 详细设计需求 725.2 系统要素综合 725.3 工程设计活动 76建立设计团队 76详细设计的发展 775.4 详细设计辅助 775.5 详细设计文档 795.6 系统原型研制 805.7 详细设计评审 82设备/软件的设计评审 82关键设计评审 84设计评审目标 84问题： 856 系统试验与评价 876.1 试验与评价的需求 876.2 系统/部件试验的类别 88第一类试验 88第二类试验 89第三类试验 90第四类试验 906.3 试验与评价计划 916.4 试验与评价的准备 92试验部件选择 92试验和评价程序 92试验地点选择 92试验人员与训练 92试验设施与资源 93试验与保障设备 93试验供应保障 936.5 试验结果与报告 93试验数据要求 94数据子系统开发 94系统评价与纠正措施 97试验报告 976.6 系统改进 97问题： 99索 引 101A 101B 103C 104D 109E 112F 115G 117H 117I 118J 119L 119M 121N 124O 125P 126Q 129R 129S 132T 135U 138V 138W 138X 139Z 139第3页 共3页前 言这本书是一本关于系统的书。

本书的焦点在于系统工程和系统分析首先强调系统生成过程，从需求定义开始进而经过需求分析，功能分析和功能分配，设计综合，设计评价和系统验证接着，要着重考虑已有系统的改进我们今天所使用的大部分系统都能通过反复地分析、评价、反馈、修改、控制，从而提高效率、增大生产量、减少使用成本、提高顾客满意度系统分析方法和技术综合而成了系统工程过程，本书的主题也正在于此系统可分为“自然”系统和“人工”系统自然系统是那些存在于自然过程中的系统人工系统，也可称为技术系统，是人类通过对系统部件、属性及关系进行技术操作，干涉自然界而形成的系统人工系统的种类和数量繁多，覆盖了通信、国防、教育、保健、制造、交通等多个领域本书主要关注的是人工系统近十年来的经验表明，要调整和设计好人造系统的功能，减少非期望的副作用，需要应用综合的、面向寿命周期的系统方法若不使用系统工程方法来设计和改进系统，将导致系统的混乱，造成很高的成本因此，本书的主要目的就是为了给工程人员、系统分析人员、技术人员和管理人员提供他们所需要的重要的系统概念、方法、模型和工具，并将系统工程应用到所有类型的人造系统当中本书从论述的主题上可分为6部分共19章第一部分是在系统科学和好的工程实践的背景下介绍系统及系统工程。

第二部分主要介绍系统设计的基本步骤，包括需求识别、方案设计、初步设计、详细设计和研制、试验和评估第三部分给出了一些系统分析中非常有用的数学模型和分析工具，强调模型和分析技术在系统工程过程中的应用第四部分通过讨论对系统成功运行和使顾客满意最为重要的设计特性，讲述了“使用可行性设计”的内容该部分各章包括可靠性、维修性、易用性（人为因素）、保障性（可服务性）、可生产性、可处置性及经济可承受性（寿命周期费用）的内容第五部分对系统工程管理做了总体概述，一章介绍计划和组织，另一章介绍项目管理和控制第六部分是一套附录，其中提供了一些补充的主题、清单、表格、参考文献以及相关材料第三版比早期的版本更加全面虽然总体的组织结构没有变动，但综合设计、分析和评估已和系统寿命周期的概念合并这样一来，整个系统寿命周期的概念就包含了更加丰富的内容，甚至覆盖了同时期的设计工具第二部分比以前加强了需求分析、识别技术性能参数及判断其优先级、功能分析和功能分配几方面的内容第三部分更加直接地面向设计评价，并把它当成是系统工程过程的重要活动多重标准的设计评估展示是其中重要的工具之一第四部分增加了新的章节，讨论了可生产性、可处置性和经济可承受性的问题。

本书可用于本科生或研究生的教学，也可作为工商业和政府部门人员培训的参考资料书中安排了320个例子和430个习题，以此来引导工程人员浏览整个系统寿命周期书中所描述的概念和技术适用于所有类型的系统，各个主题均可用剪裁以适用于大、小型系统书中许多材料都是近三十年来的工业发展和研究的工程实践经验作者所提到的六本为本书提供原始材料的Prentice Hall的书籍现在非常流行这些书包含了系统工程的各个领域，如组织管理、后勤工程与管理、采购与库存、应用使用研究和管理学、经济学、寿命周期费用和经济分析Benjamin S. BlanchardWolter J. Fabrycky第一章：系统定义和概念 15第一部分 系统概述1 系统定义和概念系统在我们的生活当中是普遍存在的大到宇宙，小到原子都是系统系统首先以自然的形式出现，但随着人类的出现，各种各样的系统也纷至沓来然而直到近期，我们才认识到如何科学看待自然和人工系统的体系结构和特征在第一章，我们先来看一看系统的定义和系统科学的一些概念，以此作为今后研究系统工程与分析的基础其中包括系统特征定义、系统的各种分类、系统科学现状以及向系统时代转化的问题最后，本章还介绍了系统时代的技术和工程状况。

1.1 系统定义和组成要素系统是由一系列要素或部件形成的复杂整体，如河流系统或运输系统；是一组相关元素，如流通系统；是特定知识或思想领域事实、原则、定义的有序的完整组合，如哲学体系；是一套协调的方法或一个复杂的程序计划，如组织管理系统；是一套程序计划规则、具体的方法，如标注、计数、或度量体系1 该定义引自The Random House Dictionary of the English Language第二版（纽约：Random出版社，1994）并非所有的产品、行为、方法或过程都是系统把一些产品随机地组合到一起也许会使产品之间产生某种联系，但这并不代表它们构成了一个系统，因为缺乏联合、功能关系以及使用目的系统要素系统是由部件、属性和关系构成的，其描述如下：1. 部件是系统时用的各部分，包括输入、过程和输出每个系统组件都含有多个数值来描述系统状态，而该数值是由控制行为和一个或多个约束来设定的2. 属性是系统部件可辨识的表现形式或特征这些属性表征了系统的特性3. 关系是部件与属性之间的联系系统是为了一个特定的目标或目的在一起工作的相关部件这些部件具有以下特征：1. 每个部件的特征和行为都会对整体特征和行为产生影响。

2. 每个组件的特征和行为都依赖于至少一个部件的特征和行为3. 各个可能的部件子集都具有以上两条特征，并且部件不能分为更小的独立子集上面所列述的特性确保构成系统的部件集总有一些特性或行为是它的任何子集所不具备的也就是说，系统大于它部件和当然，每个部件自身也可能是一个系统，每个系统也可能是更高层次系统的一部分系统所需达到的目标或目的必须明确地定义出来，这样才能选择所需部件以向相应的输入提供所期望的输出一旦目标或目的定义好，就可以建立一种效率的度量来标识系统的好坏但是定义人工系统的目标和建立其效率度量往往是一项极具挑战的工作系统有目的地执行某项行为就是它的功能其中一项普遍的系统功能是转化材料、能源或信息这种转化包含了输入、处理过程和输出例如，制造系统或消化系统就是材料处理系统，把煤转化为电力的电力系统就是能源系统，处理信息的计算机系统就是信息处理系统以上所说的材料、能源或信息的转化系统都是由结构部件、运行部件和流程部件构成的结构部件是静态部分；运行部件是执行处理的部分；流程部件是被转化的材料、能源和信息结构和运行部件提供在约束条件下进行转化的动力结构、运行和流程部件都具有影响系统的属性电子系统的属性可能包括电感系数、电容、电阻等等。

系统可能只有几种状态，例如电子开关就只有开、关两种状态系统的条件、状况或状态是用来描述其部件、属性和关系的集合系统观点是理解复杂事物的方法之一另一种方法是的关联观点这两种观点之间主要有三个不同点第一，关联仅存在于两个组部之间，而系统是描述多个部件之间的相互作用第二，关联是由部件之间的关系决定的，而系统是由部件的特定位置和分布决定的关联的部件在空间上是分离的，而系统是由有相互影响的部件分布组成的第三，关联部件之间的关系是直接的，而系统的关系取决于组成系统的部件集的关系由于功能上的需要而产生的关联可以称为首要秩序例如共生，一种不同生物体之间的必要联系，如动物和寄生虫次要秩序关联，称为协同，是那种互补的和附加的系统行为有时为了确保系统能持续其功能，会采用多余的部件，这是系统冗余系统与子系统如果不考虑在系统层次中所处位置的话，那么系统定义是不完整的每个系统都由部件组成，而每个部件都可以进一步细分为更小的部件如果系统中有两个层次，则较低一级通常称为子系统例如，空中运输系统中，飞机、终端、地面保障设备以及控制系统是其子系统而设备、人员以及信息是其部件显然，系统、子系统以及部件是相对的，因为系统层次中某一级是系统，但同时也可能是另一级别系统的部件。

在任何特殊的情况下，定义系统时明确其界限，边界或范围都是极其重要的任何位于系统边界以外的事物均被视为环境然而，没有完全独立于。