係統工程：21世紀的係統方法論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] Derek，K.，Hitchins（戴瑞剋?希金斯） 著，硃一凡 等 譯

圖書標籤:

• 係統工程
• 係統方法論
• 復雜係統
• 工程管理
• 21世紀
• 方法論
• 係統思維
• 跨學科
• 問題解決
• 創新

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121326820

版次：1

商品編碼：12202709

包裝：平裝

叢書名： 體係工程與裝備論證係列叢書

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

用紙：膠版紙

頁數：438

字數：701000

正文語種：中文

內容簡介

本書譯自英國著名係統工程專傢戴瑞剋? 希金斯的著作，作者在書中提齣一種新的綜閤係統方法論，期望這個方法論能夠在原則上處理所有的係統問題和難題，並得到能解決問題的解。本書從對係統的復雜性認識齣發，針對從很小的尺度直到非常大的尺度和範圍，研究處理和解決係統問題的理論方法。同時給齣大量的案例研究，涉及作戰指揮、裝備體係、企業組織、生産管理、治安維和、氣候能源等涉及自然環境和人類自身多個領域多個層麵的係統工程問題，既描述相關係統難題在過去是如何産生的，又描述在未來如何更加有效地解決這些問題。本書可作為係統工程專業和管理科學與工程等相關專業研究生和高年級本科生的課程教材，也可作為航天、航空、船舶、交通運輸、社會經濟和軍事等領域復雜社會係統和技術係統相應管理人員、技術人員綜閤分析求解 係統問題的參考書。

作者簡介

戴瑞剋?希金斯長期以來一直是係統工程的先驅者，他有著大量的經驗，*早在英國皇傢空軍服役22年，直到退休。隨後他在公共領域和保密領域獲得瞭大量各種各樣的職位，包括擔任北約空軍指揮控製係統（ACCS）的英國方麵技術負責人，以及在英國的兩個*好的係統工程公司中擔任市場部主任、業務開發部主任和技術部主任。他於1988年成為大學老師和學者，開始學術研究。希金斯先生是國際係統工程學會（INCOSE）英國分會的首任會長，同時也是英國電子工程師學會（IEE）係統工程專業委員會的首任主席，他還曾經擔任英國國防谘詢委員會的委員。他目前的研究涉及係統工程的廣泛領域包括係統思維、係統需求開發、社會心理學和人類學、指揮控製係統設計，以及普適的係統工程。
硃一凡，國防科技大學教授，中國軍事科學學會軍事裝備分會副秘書長、中國仿真學會理事、中國仿真學會離散係統仿真專業委員會副主任委員、《係統仿真學報》編委、海軍級人纔培養1258工程帶教專傢。

目錄

目 錄
第一篇 係統：係統科學與係統思維的前沿
第一章 係統哲學理念 1
1．1 湧現的係統運動 1
1．2 係統的本質 2
1．3 因果關係和目的論 3
1．4 湧現 4
1．5 生命與熱力學第二定律 5
1．6 人類組織中的熵與功 5
1．7 熵循環 6
1．8 一般係統論和開放係統 6
1．9 博爾丁的係統分類 7
1．10 並行和同態 7
1．11 開放係統的概念 8
1．12 瞭解開放係統的行為 9
1．13 格式塔（完形）和整體論 10
1．13．1 不可分割性 11
1．13．2 交互動力學 11
1．14 穩定性和穩定狀態 12
1．15 係統論方法 13
1．16 係統思維 14
1．17 功能主義和有機體類比 15
1．17．1 有機體類比 15
1．17．2 機器的隱喻 15
1．18 機械係統控製概念 16
1．19 有機體控製概念 16
1．20 基本感知、概念和知覺 17
1．20．1 湧現和層次結構 17
1．20．2 由自身是係統且相互作用的組分構成的係統 18
1．20．3 整體係統的多樣性 18
1．20．4 具有所需湧現特性的開放係統的潛在綜閤方法：係統工程 19
1．20．5 問題空間與解決方案空間 20
1．20．6 演化的自適應係統 21
1．20．7 自組織的臨界性 22
1．20．8 弱混沌 22
1．20．9 係統特徵 23
本章練習 24
第二章 係統科學前沿 25
2．1 係統論與係統科學 25
2．2 守恒定律與傳輸現象 26
2．3 排隊現象 27
2．4 混沌現象 28
2．4．1 鱗翅目形的洛倫茲圖 28
2．4．2 混沌的生成 29
2．4．3 自相似性 31
2．4．4 分形 32
2．4．5 倍周期 34
2．5 信息：守恒還是非守恒 34
2．6 作為自然科學和社會科學的係統科學 35
2．6．1 行為 35
2．6．2 識彆與分類 36
2．6．3 公理知識 36
2．6．4 世界模型與世界觀 36
2．6．5 解讀 36
2．6．6 信念係統 36
2．6．7 本能與意象 38
2．7 社會人類學和文化人類學 40
2．8 社會資本 41
2．9 社會基因型態 42
2．10 復雜性管理 42
2．10．1 湧現特性的聚閤 43
2．10．2 反混沌 44
2．11 係統壽命周期與熵循環 45
2．11．1 係統響應原則 45
2．11．2 係統內聚原則 46
2．11．3 適應性原則 46
2．11．4 關聯多樣性原則 46
2．11．5 多樣性受限原則 47
2．11．6 首選模式原則 47
2．11．7 循環發展（熵循環）原則 47
2．11．8 係統壽命周期：統一係統假設 48
2．11．9 係統耐久性：係統衰退 50
本章總結 50
本章練習 51

第三章 係統思維前沿 53
3．1 係統思維的範圍、局限和價值 53
3．1．1 示意圖 53
3．1．2 因果關係和因果循環模型 55
3．1．3 係統錶麵現象動態仿真 56
3．1．4 動態交互係統仿真 59
3．1．5 行為建模 61
3．2 係統思維和科學方法 61
3．3 係統錶述和係統建模 62
3．4 非綫性係統思維 65
本章總結 67
本章練習 68
第四章 係統工程的哲學理念 69
4．1 係統工程為何重要 69
4．2 係統工程的早期例子 70
4．2．1 不列顛之戰 70
4．2．2 美國航空航天局（NASA）的“阿波羅”登月計劃 70
4．3 “係統”的研究對象 71
4．4 “工程”的研究對象 72
4．5 問題的求解、定解和消解 73
4．6 係統工程：定義和描述 74
4．7 係統工程的實際目標 76
4．8 定解、求解或消解問題的策略 77
4．9 自組織係統 78
4．10 係統的係統：體係 79
4．11 自底嚮上的集成 81
4．12 完成係統工程“整體” 81
本章總結 83
本章練習 85
第五章 係統模型 86
5．1 開放係統 86
5．2 簡單的嵌套和遞歸模型 88
5．3 社會基因型態――一個概念模型 88
5．4 控製論模型 89
5．5 係統架構模型 90
5．6 比爾的適存係統模型 92
5．7 開環控製模型 94
5．8 五層係統模型 95
5．8．1 第1層：産品/子係統工程 95
5．8．2 第2層：項目係統工程 97
5．8．3 係統工程的本質 100
5．8．4 第4層：工業係統工程 100
5．8．5 第5層：社會經濟係統工程 102
5．9 追求湧現――所有係統的通用參考模型 103
5．9．1 湧現的根源及其能否有目的地“設計” 103
5．9．2 通用參考模型的概念 104
5．9．3 功能管理 106
5．9．4 行為管理 107
5．9．5 通用參考模型的形式模型 109
5．10 列錶形式的通用參考模型 111
5．11 通用參考模型和係統論方法 112
5．11．1 實例化分層通用參考模型 114
5．11．2 通用參考模型是否能捕獲到湧現 116
5．11．3 通用參考模型比較 117
本章總結 117
本章練習 118
案例A 日本的精益量化供應係統 119
A．1 引言 119
A．2 調查研究 122
A．2．1 開放係統的觀點 122
A．2．2 市場拉動與生産推動 125
A．2．3 持續改善和流水綫 127
A．2．4 企業聯盟 129
本案例總結 130

第二篇 係統方法論
第六章 係統方法論綜述 132
6．1 係統方法論的定義 132
6．2 係統方法論的社會潛力和經濟潛力 133
6．3 係統方法論：一個範式 133
6．4 係統方法論的各個方麵 134
6．4．1 科學維度 134
6．4．2 邏輯和認識論維度 135
6．4．3 時間維度 135
6．4．4 文化/政治/行為維度 136
6．4．5 道德和倫理維度 136
6．4．6 社會維度 137
6．4．7 組織維度 137
6．4．8 經濟維度 138
6．4．9 技術維度 139
6．5 係統方法論：概念模型 140
6．6 能否找到一個（更好的）係統方法論 145
6．7 能否構建智能、自適應、演化的解決方案係統 145
本章總結 146
本章練習 148
第七章 處理復雜的問題和難題 149
7．1 問題的解決範式 149
7．2 綫性、復雜性、非綫性和智能係統行為 149
7．3 係統功能異常：領域影響因素 150
7．4 軟係統方法 151
7．5 達成共識的方法 152
7．5．1 頭腦風暴法 153
7．5．2 名義群體法 153
7．5．3 創意記錄法 153
7．5．4 沃菲爾德的解釋結構模型 154
7．6 麵嚮乾預的切剋蘭德軟係統方法論 155
7．7 麵嚮乾預的希金斯嚴格軟方法 157
本章總結 161
本章練習 161
案例B 成功經驗的乾預 162
B．1 背景情況 162
B．2 使用嚴格軟方法做離綫非正式調查 162
B．3 參與式乾預――使用名義群體法和解釋結構模型 168
B．4 無人參與的嚴格軟方法調查和人工乾預兩者比較 175
本案例總結 176
第八章 探索解決方案空間 177
8．1 引言 177
8．2 探索途徑 177
8．2．1 邊界和有限狀態 177
8．2．2 環境、影響和相互作用 178
8．2．3 結構和動力學 179
8．2．4 資源需求 179
本章總結 181
本章練習 181

第九章 聚焦解決方案係統的目的 182
9．1 係統方法論第3步：解決方案係統的目的 182
9．2 係統方法論第4步：開發運行使用構想 184
本章練習 186
案例C 武器係統總體構想 187
案例C之1：不列顛之戰的指揮控製係統 187
C．1．1 引言 187
C．1．2 相互作用的係統 188
C．1．3 讓係統工作起來――作戰係統工程 189
C．1．4 戰鬥打響 190
C．1．5 不列顛之戰的仿真 193
案例C之2 “閃電”――實現武器係統總體構想 198
C．2．1 引言 198
C．2．2 閃電式飛機 198
C．2．3 優化設計 200
C．2．4 乾擾問題 201
C．2．5 解決問題的數字數據鏈路 202
C．2．6 試驗 203
本案例總結 203
第十章 係統解決方案的架構/設計 205
10．1 係統設計方法 205
10．2 功能設計流程 207
10．3 物理設計流程 209
10．4 輸齣/結果 212
本章總結 212
本章練習 213
第十一章 優化解決方案係統設計 214
11．1 係統設計途徑 214
11．2 方法、工具和技術 215
11．2．1 成本與能力 215
11．2．2 整體優化 215
11．2．3 災難救援示例 217
11．2．4 海軍驅逐艦示例 218
11．2．5 供應與物流係統的設計優化 220
11．3 在特定背景下理解設計方案 221
11．4 綫性或非綫性：這是問題所在 222
11．5 驗證與確認 223
本章總結 224
本章練習 225
第十二章 解決方案係統的創建及檢驗 226
12．1 引言 226
12．2 需求規範 227
12．3 錶徵不同類型的係統 228
12．3．1 組織方麵的考慮 229
12．3．2 集成方麵的考慮 230
12．3．3 運行使用的係統工程――在運行中不斷優化 231
12．4 解決方案係統的組成部分 232
本章總結 233
本章練習 234
第十三章 係統方法論――詳細說明 235
13．1 理想世界與現實世界 235
13．2 係統方法論的産品 235
13．3 係統方法論整體 237
13．4 係統方法論是流程嗎 237
13．4．1 外循環與內循環設計 237
13．4．2 外循環、內循環和係統工程 239
13．5 係統方法論：分階段描述各個步驟 239
本章總結 243
本章練習 244
第十四章 係統方法論的實踐應用 246
14．1 按階段劃分的係統方法論 246
14．2 麵嚮人類活動係統的係統方法論 247
14．3 作為工具的係統方法論 248
14．4 係統方法論應用的組織管理和係統工程應用的組織管理 249
14．4．1 係統方法論的甘特圖 250
14．4．2 團隊體係 251
14．4．3 團隊體係與內/外循環 252
14．4．4 團隊體係和係統體係 252
本章總結 255
本章練習 255
案例D 構建國防能力架構 257
D．1 係統方法論第1步：探索問題空間 257
D．2 係統方法論第2步：探索解空間 263
D．3 係統方法論第3步：聚焦解決方案係統目的 263
D．3．1 根本宗旨和語義分析 263
D．3．2 效能指標 264
D．3．3 實現目標、剋服威脅的策略 264
D．3．4 非殺傷性武器 265
D．3．5 將策略轉換為功能 266
D．4 係統方法論第4步：開發解決方案係統的高層作戰行動構想 266
D．5 係統方法論第5步：設計解決方案係統， 第1部分――功能設計 268
D．5．1 係統方法論第5步/模闆3：內部功能實例化 268
D．5．2 係統方法論第5步/模闆2：內部行為實例化 269
D．5．3 係統方法論第5步/模闆4：組裝解決方案係統內部功能：最小化構形熵 269
D．5．4 係統方法論第5步/模闆5：劃分解決方案係統的相互作用的子係統 270
D．5．5 係統方法論第5步/模闆6：開發解決方案係統內部構架 270
D．5．6 係統方法論第5步/模闆7：形成解決方案係統概要 271
D．6 係統方法論第5步：設計解決方案係統， 第2部分――功能/物理設計 272
本案例中途練習 272
D．7 係統方法論第5步/模闆11：確定可選的選項 273
D．7．1 可運輸陸戰單元設計構想 274
D．7．2 無人飛行器/遙控飛行器和武器 276
D．7．3 集群和陣形控製 278
D．7．4 變色龍戰車陸戰單元――內部設計構想 278
D．7．5 短程起降運輸機/作戰總指揮部/後勤保障 279
D．8 係統方法論第5步/模闆12：對可選的解決方案係統內的每個相互作用的子係統重做
第2步至第5步/模闆7 280
D．9 指揮和控製 281
D．9．1 分形的C2 282
D．10 設計部分小結 282
D．11 係統方法論第6步/模闆1：單獨實例化藍方解決方案的有機動態模型 283
D．12 係統方法論第6步/模闆1和係統方法論第6步/模闆2：實例化藍方陸上機動力量2010及其
紅方對手 283
本案例總結 285
本案例結論 285

第三篇 係統方法論與係統工程
第十五章 係統工程真正的含義 287
15．1 從“相似”中辨識係統工程 287
15．2 區分係統工程與係統的工程 288
15．2．1 人是係統的一部分還是人工産品的使用者 289
15．2．2 綫性與非綫性 289
15．2．3 自頂嚮下與自底嚮上 289
15．3 係統工程的應用種類 290
15．3．1 全新的首次齣現的係統 290
15．3．2 演化的係統 291
15．3．3 可運行使用的係統 292
15．3．4 批量製造/供應係統 292
15．4 係統工程“策略” 292
15．4．1 瀑布方式 293
15．4．2 螺鏇方式 295
15．4．3 並發方式 296
15．4．4 混沌方式 296
15．5 功能管理、計劃管理和項目管理 297
15．6 關於係統工程的“微型考古學” 299
15．6．1 麥剋弗森的係統設計框架 299
15．6．2 麥剋弗森的復雜係統設計層次 301
15．6．3 項目管理中的麥剋弗森係統工程組織 301
15．7 係統工程分析與管理支撐環境 302
15．8 係統架構 304
15．8．1 係統架構的影響 304
15．8．2 係統架構的優缺點 304
15．8．3 架構類比 307
15．8．4 係統的包含和封裝視角 308
15．9 目的性係統架構 310
15．10 分層架構 312
15．10．1 開放係統互連的國際標準 312
15．10．2 指揮控製架構 313
15．10．3 企業組織架構 314
15．11 人類活動係統 314
15．11．1 為什麼研究人類活動係統 314
15．11．2 人機分離 315
15．11．3 自組織人類活動係統 316
15．11．4 訓練 317
15．12 社會係統 318
本章總結 322
本章練習 323
第十六章 係統創建：目標牽引，湧現為先 324
16．1 源於人類和機器的目標牽引 324
16．2 在功能到物理結構映射中維持跨功能連接 326
16．3 對流程視圖的強調 328
16．4 設計、集成和測試 330
本章總結 331
本章練習 331
案例E 警務指揮控製係統 332
E．1 問題空間 332
E．1．1 社會工程――不負責任的自由化？ 332
E．1．2 政治正確：新的世俗宗教 334
E．1．3 治安中的政治――嚴厲打擊犯罪，嚴厲打擊犯罪根源 336
E．2 解決方案空間 337
E．2．1 民主下的治安 337
E．2．2 治安的變化 338
E．2．3 鷹派、鴿派、自由主義者和恐怖分子 338
E．2．4 社會分裂，對犯罪的恐懼及被動式螺鏇 339
E．2．5 逐步下降的穩定性水平 340
E．2．6 恐怖主義問題 341
E．3 可行解決方案的構想 342
E．3．1 主動式治安：傳動和響應需求 342
E．3．2 恐怖主義使局麵發生改變 343
E．3．3 阻止與預防犯罪型治安的成本效益 343
E．3．4 招募積極主動的警察 344
E．3．5 締造和平、維護和平和建設和平：治安的1、2、3級 344
E．4 治安行動構想 345
E．4．1 治安模式 345
E．4．2 情報主導的主動式治安 346
E．5 設計解決方案係統 347
本案例總結和結論 348
案例F 戰鬥機航空電子係統設計 350
F．1 問題空間 350
F．2 既定的解決方案 350
F．3 設計解決方案係統 351
F．3．1 美中不足 351
F．3．2 戰鬥機空中交戰――迷失的作戰構想 352
F．3．3 政府的不情願 354
F．3．4 係統構想――三角測量的鬼影 354
F．3．5 係統構想――標槍式導引 355
本案例結論 355
第十七章 體係：工程原理和實踐經驗 357
17．1 體係的創建、開發和演化 357
17．2 係統工程解決體係問題的局限性 358
17．3 體係工程的策略 359
17．3．1 “竿頂鏇盤” 359
17．3．2 持續再設計 359
17．4 體係的架構 360
17．4．1 體係的流水綫架構 360
17．4．2 體係的互補型架構 362
17．5 體係――統一的整體，還是分離的集閤 363
17．6 管理體係中的變化 365
17．7 體係工程 367
本章總結 367
本章練習 368
案例G 21世紀的國防采購 370
G．1 問題空間 370
G．1．1 在預測需求方麵存在的睏難 370
G．1．2 技術前沿――過去靠國防，現在靠商業 371
G．1．3 官僚主義正在削弱國防技術前沿 372
G．1．4 安全保密 373
G．2 概念化的可行解決方案 374
G．3 作戰運用構想 376
G．4 係統設計 378
本案例總結 379
第十八章 係統工程：智能係統 380
18．1 引言 380
18．2 什麼是智能係統 381
18．3 智能的定義 381
18．3．1 智能的類型 381
18．3．2 智能和生存 382
18．3．3 預測未來 383
18．4 關於決策 384
18．5 學習型組織/智能型企業的特徵 385
18．6 智能型企業麵臨的狀況條件 386
18．6．1 做齣智能的選擇――智能型企業模型 388
18．6．2 創新決策模型 389
18．7 學習行為和智能行為 390
18．8 讓企業保持智能化 391
本章總結 392
本章練習 393
案例H 全球變暖、氣候變化和能源 394
H．1 能源、需求、資源和儲備 394
H．2 全球變暖和氣候變化 394
H．3 可能的選項 395
H．3．1 控製溫室氣體水平的增長 395
H．3．2 改善氣候變化影響的措施 396
H．4 閤理的和不閤理的可替代能源 397
H．4．1 水力發電 397
H．4．2 風力發電 397
H．4．3 潮汐發電 397
H．4．4 海浪發電 398
H．4．5 月球引力發電 398
H．4．6 生物燃料和太陽能發電 398
H．4．7 可替代能源的總結 399
H．5 核能 399
H．6 未來的不妙前景 399
H．6．1 戴森球 400
H．6．2 核鼕天 400
H．6．3 火山活動對氣候的影響 401
H．6．4 工業汙染 401
H．7 主動控製氣候的案例 401
H．7．1 “做得太少太遲”的風險 402
H．8 可行解決方案構想 403
H．8．1 充分認識問題 403
H．8．2 太陽常數的調節 403
H．8．3 L1點粒子雲的構想 404
H．8．4 L1點粒子雲的運用構想 405
H．8．5 L1點遮陽闆的構想 405
H．8．6 遮陽闆的建造 405
H．8．7 L1點遮陽闆的使用構想 407
H．8．8 相對的時間尺度 407
H．8．9 風險 408
H．9 本案例評論 408
參考文獻 410

前言/序言

體係工程與裝備論證係列叢書 總 序

1990年，我國著名科學傢和係統工程創始人錢學森先生發錶瞭《一個科學新領域——開放的復雜巨係統及其方法論》一文。他認為，復雜係統組分數量眾多，使得係統的整體行為相對於簡單係統來說可能湧現齣顯著不同的性質。如果係統的組分種類繁多，並具有層次結構，它們之間的關聯方式又很復雜，就構成瞭復雜巨係統；如果復雜巨係統再與環境進行物質、能量、信息的交換，接受環境的輸入、乾擾並嚮環境提供輸齣，而且還具有主動適應和演化的能力，就要把它作為開放復雜巨係統對待瞭。在研究解決開放復雜巨係統問題時，錢學森先生提齣瞭從定性到定量的綜閤集成方法，這是係統工程思想的重大發展，也可以看作對體係問題的先期探討。

從係統研究到體係研究涉及很多問題，其中有三個問題應該首先予以迴答：一是體係和係統的區彆，二是平颱化發展和體係化發展的區彆，三是係統工程與體係工程的區彆。下麵，我引用國內兩位學者的研究成果討論前兩個問題的看法，然後再談談我自己對第三個問題的看法。

（1）關於係統和體係的區彆。有學者認為，體係是由係統組成的，係統是由組元組成的。不是任何係統都是體係，但是隻要由兩個組元構成且相互之間具有聯係就是係統。係統的內涵包括組元、結構、運行、功能、環境，體係的內涵包括目標、能力、標準、服務、數據、信息等。係統最核心的要素是結構，體係最核心的要素是能力。係統的分析從功能開始，體係的分析從目標開始。係統分析的錶現形式是多要素分析，體係分析的錶現形式是不同角度的視圖。對係統發展影響最大的是環境，對體係形成影響最大的是目標要求。係統強調組元的緊密聯係，體係強調要素的鬆散聯係。

（2）關於平颱化發展和體係化發展的區彆。有學者認為，由於先進信息化技術的應用，現代作戰模式和戰場環境已經發生瞭根本性的轉變。受此影響，以美國為首的西方國傢在新一代裝備發展思路上也發生瞭根本性轉變，逐漸實現瞭裝備發展由平颱化嚮體係化的過渡。武器裝備體係化的重要性為眾人所知始於35年前的一場戰役。1982年6月的黎巴嫩戰爭中，以色列和敘利亞在貝卡榖地展開瞭激烈空戰，這次戰役的懸殊戰果對現代空戰戰法研究和空戰武器裝備發展有著多方麵的藉鑒意義，因為通過任何基於武器平颱分析的指標進行衡量，都無法解釋如此懸殊的戰果。以色列空軍各參戰裝備之間分工明確，形成瞭協調有效的進攻體係，是取勝的關鍵。自此以後，空戰武器裝備對抗由“平颱對平颱”嚮“體係對體係”進行轉變，為世界所周知。同時一種全新的武器裝備發展思路—“武器裝備體係化發展思路”逐漸浮齣水麵。這裏需要強調的是，武器裝備體係概念並非始於貝卡榖地空戰，當各種武器共同齣現在同一場戰爭中，執行不同的作戰任務，原始的武器裝備體係就已形成，但是這種武器裝備體係的形成是被動的；而武器裝備體係化發展思路應該是一種以武器裝備體係為研究對象和發展目標的武器裝備發展建設思路，是一種現代裝備體係建設的主動化發展思路。因此，武器裝備體係化發展思路是相對於一直以來武器裝備發展主要以裝備平颱更新為主的發展模式而言的。以空戰裝備為例，人們一般常說的三代戰鬥機、四代戰鬥機都是基於平颱化思路的發展和研究模式，是就單一裝備的技術水平和作戰性能進行評價的。可以說，傳統的武器裝備平颱化發展思路是針對某類型武器平颱，通過開發、應用各項新技術，研究製造新型同類産品以期各項性能指標超越過去同類産品的發展模式。而武器裝備體係化發展的思路則是通過對未來戰場環境和作戰任務的分析，並對現有武器裝備和相關領域新技術進行梳理，開創性地設計構建在未來一定時間內最易形成戰場優勢的作戰裝備體係，並通過對比現有武器裝備的優勢和缺陷確定要研發的武器裝備和技術。也就是說，其研究的目標不再是基於單一裝備更新，而是基於作戰任務判斷和戰法研究的裝備體係構建與更新，是將武器裝備發展與戰法研究充分融閤的全新的裝備發展思路，這也是美軍近三十多年裝備發展的主要思路。

（3）關於係統工程和體係工程的區彆。我認為，係統工程和體係工程之間存在著一種類似“一分為二、閤二為一”的關係，具體體現為分析與綜閤的關係。數學分析中的微分法（分析）和積分法（綜閤），二者對立統一的關係是牛頓-萊布尼茲公式。它們構成數學分析中的主脈，解決瞭變量中的許多問題。係統工程中的“需求工程”（相當於數學分析中的微分法）和“體係工程”（相當於數學分析中的積分法），二者對立統一的關係就是錢學森的“從定性到定量綜閤集成研討方法”（相當於數學分析中的牛頓-萊布尼茲公式）。它們構成係統工程中的主脈，解決和正在解決著大量巨型復雜開放係統的問題。我們稱之為係統工程Calculus（微積分）。

總之，武器裝備體係是一類具有典型體係特徵的復雜係統，體係研究已經超齣傳統係統工程理論和方法的範疇，需要研究和發展體係工程，用以指導體係條件下的武器裝備論證。

在係統工程理論方法中，係統被看作具有集中控製、全局可見、有層級結構的整體，而體係是一種鬆耦閤的復雜大係統，已經脫離瞭原來以緊密的層級結構為特徵的單一係統框架，錶現為一種顯著的網狀結構。近年來含有大量自主係統的無人作戰體係的齣現，使得體係架構的分布、開放特徵更加明顯，正在形成以即聯配係、敏捷指控、協同編成為特點的體係架構。以復雜適應網絡為理論特徵的體係，可以比單純遞階控製的層級化復雜大係統具有更豐富的功能配係、更復雜的相互關係、更廣闊的地理分布和更開放的邊界。以往的係統工程方法強調必須明確係統目標和係統邊界，但體係論證不再限於剛性的係統目標和邊界，而是強調裝備體係的能力演化，以及對未來作戰樣式的適應性。因此，體係條件下裝備論證關注的焦點，在於作戰體係架構對體係作戰對抗過程和效能的影響，在於武器裝備係統對整個作戰體係的影響和貢獻率。

迴顧40年前，錢學森先生在國內大力倡導和積極踐行復雜係統研究，並在國防科學技術大學親自指導和創建瞭係統工程與數學係，開辦瞭飛行器係統工程和信息係統工程兩個本科專業。麵對當前我軍武器裝備體係發展和建設中的重大軍事需求，由國防科學技術大學王維平教授擔任主編，集結國內在武器裝備體係分析、設計、試驗和評估等方麵具有理論創新和實踐經驗的部分專傢學者，編寫齣版瞭“體係工程與裝備論證係列叢書”。該叢書以復雜係統理論和體係思想為指導，緊密結閤武器裝備論證和體係工程的實踐活動，積極探索研究適閤國情、軍情的武器裝備論證和體係工程方法，為武器裝備體係論證、設計和評估提供理論方法和技術支撐，具有重要的理論價值和實踐意義。我相信，該叢書的齣版將為推動我軍體係工程研究、提高我軍體係條件下的武器裝備論證水平做齣重要貢獻。

汪浩

2017年5月

譯者的話

進入21世紀，係統工程在人類活動的各個領域中有瞭更深刻的認知和更廣泛的應用。不論是在係統工程的工程化方法和流程方麵，還是在涉及係統預測、評價、決策等支撐技術方麵，都取得瞭豐碩的成果。其中，係統工程方法論作為係統工程知識體係的核心，是研究一切係統的一般模式、原則和規律的理論體係，是係統規劃師、分析師、設計師和開發人員追尋瞭數十年的目標，也齣現瞭百花齊放、百傢爭鳴的局麵。有以美國國防部和NASA為代錶提齣的偏硬的係統工程方法論，也有以錢學森先生提齣的從定性到定量、定性定量相結閤為代錶的具有東方色彩的綜閤集成方法論。當前，針對體係層次問題，又再次湧現體係工程方法論的研究熱潮。

在這些五光十色的方法論中間，一種方法論具有鮮明的特色，這就是英國著名學者戴瑞剋?希金斯提齣的方法論。希金斯在其齣版的《係統工程：21世紀的係統方法論》一書中，對復雜係統的量化分析和建模途徑做齣瞭深刻的闡述，並藉鑒係統工程的流程化方法，提齣瞭一套完整的可操作的係統方法論，同時給齣瞭多個應用分析案例。該書是他幾十年跨領域、跨行業係統工程實踐的理論升華，對復雜係統的量化分析和建模途徑做齣瞭深刻的闡述，既有理論研究的深度，又有適用應用領域的廣度。

希金斯提齣的係統方法論有三大特色：

（1）問題導嚮，該方法論是關於復雜問題求解的整體方法論，大量精力放在問題的診斷和分析上。

（2）多層通用，適用於産品、項目、組織、行業和社會多個層次。

（3）流程驅動，即給齣流程步驟，又給齣每個步驟的工作産品，具有很強的可操作性。

可以說，戴瑞剋?希金斯的著作是係統工程方法論研究的經典著作，對於係統工程從業人員深入學習、理解和應用係統工程理論方法解決實際問題具有良好的指導意義。

為瞭推進係統工程理論方法的應用研究，在電子工業齣版社的大力支持下，我們組織策劃瞭“係統工程與裝備論證係列叢書”，並將《係統工程：21世紀的係統方法論》一書的翻譯齣版列入其中，旨在將國際上最新的理論成果介紹給讀者。戴瑞剋?希金斯是係統工程界泰鬥級人物，工作經曆豐富，科研成果顯著。在本書中，涉及各領域的社會曆史知識極為廣泛，數學、物理和係統科學的專業知識頗為深入，體現瞭作者廣博的學識和深厚的底蘊。

在本書的翻譯過程中，得到許多同行和專傢的指導和幫助，在此錶示感謝！感謝電子工業齣版社工業技術分社的徐靜社長、陳韋凱編輯和郭穗娟編輯，為本書在版權聯係和文稿編輯方麵付齣的努力和給予的指導；感謝王維平教授、李群教授給予的理解支持和指導建議；感謝湯旭棟、方斌強、陳偉、石澤森、陳帥、範蕾、李海兵、李紫漠、周奕麗、周文璐、周威、何磊和王玥等為本書翻譯做齣的貢獻。

由於譯者水平有限，在翻譯過程中，難免齣現不準確和不精緻之處，敬請讀者批評指正。

硃一凡

2017年8月

原 著 序

戴瑞剋?希金斯長期以來一直是係統工程的先驅者，他有著大量的經驗，最早在英國皇傢空軍服役22年，直到退休。隨後他在公共領域和保密領域獲得瞭大量各種各樣的職位，包括擔任北約空軍指揮控製係統（ACCS）的英國方麵技術負責人，以及在英國的兩個最好的係統工程公司中擔任市場部主任、業務開發部主任和技術部主任。他於198

《係統工程：21世紀的係統方法論》—— 智識的躍遷，智慧的導航 在這個日益復雜、瞬息萬變的時代，我們所麵臨的挑戰不再是孤立的個體事件，而是相互交織、相互影響的龐大係統。從企業運營到國傢戰略，從科學研究到日常生活，係統思維已成為洞察本質、把握全局、做齣明智決策的關鍵能力。本書《係統工程：21世紀的係統方法論》正是應運而生，旨在為讀者提供一套係統、深入、前沿的係統工程理論框架與實踐指南，助您駕馭復雜性，實現更高層次的智慧與效能。 本書並非一本傳統的教科書，它更像是一本思想的探險之旅，一次認知的升級。 它將引領您穿越紛繁的錶象，抵達係統運作的核心，理解事物之間的內在聯係與動態演化。作者以其深厚的學術功底和豐富的實踐經驗，將晦澀的係統理論娓娓道來，使其既具嚴謹性又不失可讀性。您將不再被動地接受現狀，而是主動地去審視、去分解、去重塑您所處的係統，發現隱藏的機遇，規避潛在的風險。 為何我們需要係統工程？ 在21世紀，我們所處的環境呈現齣前所未有的復雜性。技術的飛速發展、全球化進程的加速、信息爆炸的衝擊，使得傳統的綫性、孤立的分析方法顯得力不從心。許多問題，如氣候變化、全球金融危機、城市交通擁堵、醫療體係改革等，其根源並非單一因素，而是多個子係統相互作用的結果。如果僅從局部著手，往往會“頭痛醫頭，腳痛醫腳”，甚至適得其反。 係統工程的核心在於一種整體觀。它強調將事物視為一個相互關聯、相互作用的整體，關注各個組成部分之間的關係、相互影響以及整體湧現齣的特性。這種思維方式能夠幫助我們： 更深刻地理解問題根源： 揭示看似孤立現象背後的深層結構和因果鏈條。 更有效地設計解決方案： 避免顧此失彼，設計齣能夠協同工作、綜閤施策的方案。 更準確地預測未來趨勢： 把握係統演化的規律，預見潛在的變化和後果。 更具韌性地應對挑戰： 構建能夠適應變化、抵禦衝擊的穩健係統。 本書將帶您走進係統工程的殿堂，體驗智慧的蛻變。 本書的結構設計匠心獨運，層層遞進，從基礎概念到高級應用，為您構建起完整的係統工程知識體係。 第一部分：係統思維的基石——重塑認知維度 在這一部分，我們將從最根本的層麵齣發，挑戰您慣常的思維模式。您將學習到： 何為“係統”： 拋開狹隘的定義，理解係統作為一組相互連接的元素，共同實現特定功能的整體的本質。我們將探討不同類型的係統，例如物理係統、社會係統、信息係統、生態係統等，以及它們之間普遍存在的共性。 係統邊界的界定： 理解如何清晰地定義係統的範圍，區分係統內部與外部，以及如何根據分析的目的來動態地調整係統邊界。 反饋迴路的奧秘： 深入理解正反饋和負反饋的作用機製，它們是如何驅動係統增長、穩定或失控的。您將學會識彆和分析復雜的反饋網絡，理解“因果循環圖”的繪製和解讀方法。 湧現性與非綫性： 探索“整體大於部分之和”的現象，理解復雜係統的湧現屬性，以及非綫性關係在係統行為中的關鍵作用。這將幫助您理解為何微小的擾動可能導緻巨大的後果。 靜態與動態： 區分係統的結構性特徵與時間維度上的變化，理解如何分析係統的演化路徑和發展趨勢。 您將通過生動形象的案例，理解這些抽象概念的實際意義。 例如，我們可能會以城市交通擁堵為例，分析其背後的交通流量、公共交通、道路設計、人口密度等諸多因素構成的反饋迴路；或者以企業的市場營銷策略為例，探討廣告投入、客戶反饋、競爭對手行動等相互作用如何影響銷售額。 第二部分：係統分析的利器——工具與方法論的精髓 在掌握瞭係統的基本思維方式後，本書將為您介紹一係列行之有效的係統分析工具與方法論。這些工具將幫助您將係統思維付諸實踐，進行嚴謹的分析與建模。 係統動力學（System Dynamics）： 學習如何利用流圖和狀態圖來描述係統的結構和行為，如何構建仿真模型來預測係統在不同策略下的響應。您將掌握如何通過模型來“實驗”，從而在真實世界發生不可逆的改變之前，評估潛在的方案。 離散事件仿真（Discrete-Event Simulation）： 瞭解如何模擬係統中發生的離散事件，例如排隊、資源調度、故障發生等。本書將指導您如何構建仿真場景，收集數據，並對仿真結果進行統計分析，以優化流程、提高效率。 層次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）： 學習如何將復雜決策問題分解為一係列層次結構，並通過兩兩比較的方式來確定各要素的權重，最終得齣最優決策。這對於多標準、多目標的復雜決策場景尤為適用。 模型檢驗與驗證（Model Verification and Validation）： 理解模型並非完美無缺，掌握如何通過各種技術手段來確保模型的準確性，使其能夠真實地反映現實世界。 數據分析與可視化： 強調數據在係統分析中的重要性，介紹如何收集、清洗、分析和可視化數據，以便更好地理解係統行為和識彆關鍵影響因素。 您將學會如何選擇最適閤特定問題的係統分析方法，並熟練運用相關工具來解決實際難題。 例如，您可能會學習如何利用係統動力學來模擬氣候變化對農業生産的影響，或者如何用離散事件仿真來優化醫院的病人分流流程。 第三部分：係統設計的智慧——從概念到實現的藍圖 係統工程的最終目標是設計和構建齣滿足需求的有效係統。本部分將聚焦於係統設計的原則、流程與實踐。 需求工程（Requirements Engineering）： 深入探討如何識彆、定義、記錄和管理用戶和利益相關者的需求，並將其轉化為清晰、可衡量的係統規格。 架構設計（Architecture Design）： 學習如何設計係統的宏觀結構，確定係統的關鍵組件、接口和相互關係。本書將介紹不同的架構模式，並指導您如何選擇最適閤的架構。 集成與測試（Integration and Testing）： 理解如何將係統的各個子係統有機地集成在一起，並進行係統的全麵測試，以確保其功能、性能和可靠性。 風險管理（Risk Management）： 學習如何識彆、評估、規劃應對和監控係統開發過程中可能齣現的風險，從而最大程度地降低不確定性。 生命周期管理（Lifecycle Management）： 關注係統從概念、開發、運行到退役的整個生命周期，學習如何在不同階段采取適宜的管理策略。 本書將引導您從宏觀的係統構想，逐步細化到具體的係統組件設計，最終實現一個穩健、高效、可維護的係統。 您將學會如何平衡不同設計目標之間的權衡，例如性能與成本、安全性與易用性等。 第四部分：係統工程的實踐領域——廣闊的應用前景 係統工程並非僅限於某個特定領域，它具有普適性，能夠在各個行業和領域發揮關鍵作用。本書將通過豐富的案例研究，展示係統工程在不同領域的成功應用。 工程與製造： 從航天器設計、汽車製造到城市基礎設施建設，係統工程為復雜工程項目提供瞭強大的方法論支持。 信息技術與軟件開發： 在快速變化的IT行業，係統工程有助於管理復雜的軟件項目，確保係統的可伸縮性、可靠性和安全性。 商業與管理： 企業戰略規劃、供應鏈優化、組織變革管理等，都可以受益於係統工程的視角。 社會與公共事業： 城市規劃、環境保護、醫療衛生體係改革、災害應對等，都需要係統工程的智慧來解決復雜挑戰。 科學研究與教育： 係統科學的研究本身，以及跨學科問題的研究，都離不開係統工程的理論指導。 通過這些具體的應用場景，您將深刻體會到係統工程的價值，並能夠將所學知識遷移到自己的工作和研究中。 本書的目標讀者： 本書適閤所有希望提升復雜問題解決能力、掌握全局觀、實現更高效決策的專業人士、研究人員、管理者、工程師以及對係統思維充滿好奇的讀者。無論您是初次接觸係統工程，還是希望深化理論研究，本書都將為您提供寶貴的啓示和實用的工具。 結語： 在這個充滿機遇與挑戰的21世紀，《係統工程：21世紀的係統方法論》不僅是一本關於知識的書，更是一種關於看待世界、解決問題的方式。它將賦能您，讓您能夠更清晰地看見事物的本質，更精準地把握發展的脈搏，更有效地創造價值。請跟隨本書的步伐，開啓您的係統工程探索之旅，讓智慧之光照亮前行的道路，在復雜的世界中，做齣最明智的決策，實現非凡的成就。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那種能夠“融會貫通”的知識體係特彆著迷，總覺得很多領域看似獨立，但背後一定存在著某種共通的原理和方法。我在學習不同學科知識的時候，常常會感覺到一種“斷裂感”，知識點似乎都是零散的，難以形成一個完整的圖景。這本書的齣現，恰好填補瞭我在這方麵的空白。作者用一種極其宏觀且包容的視角，將各種分散的知識點編織在瞭一個巨大的“係統”的框架之下。他解釋瞭為什麼很多看似毫不相關的現象，在係統層麵卻有著驚人的相似性。書中對“係統湧現”的闡述，讓我對“整體大於部分之和”有瞭更深刻的理解，也明白瞭許多復雜係統的特性是如何從簡單的個體交互中産生的。我非常喜歡書中對於“係統建模”的詳細介紹，從概念模型到數學模型，再到仿真模型，作者一步步地引導讀者掌握構建和分析係統的工具。而且，他不僅僅關注技術層麵的建模，更強調瞭人文、社會、經濟等多種因素在係統中的作用。讀完這本書，我感覺自己看待問題的方式發生瞭根本性的改變，不再是孤立地去看待一個個事件，而是嘗試去理解它們在一個更大的係統中的位置和作用。這種“係統性”的思考方式，讓我能夠更全麵、更深入地理解各種現象，也更能找到解決問題的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，真正的智慧在於能夠把握事物的本質，而不是被錶麵的現象所迷惑。在日常生活中，我們總會遇到各種各樣讓我們感到睏惑的事情，比如人際關係的復雜性，社會現象的多變性，甚至是我們自身行為的難以預測。我一直在尋找一種能夠幫助我理解這些“模糊”和“混沌”的工具。這本書，恰好給瞭我這樣的啓發。作者以一種非常接地氣的方式，將抽象的係統工程概念，轉化為易於理解的語言和生動的例子。他強調瞭“係統思維”是一種看待世界的方式，它幫助我們打破思維的定勢，看到事物之間的內在聯係。我非常喜歡書中關於“因果鏈”和“反饋機製”的講解，這讓我明白瞭為什麼很多問題會反復齣現，以及如何打破這些惡性循環。書中對“係統邊界”的討論，也讓我意識到，我們對一個問題的定義，很大程度上決定瞭我們解決問題的可能性。而且，作者並沒有將係統工程局限於技術領域，而是將其推廣到組織管理、社會治理等更廣泛的範疇。這讓我覺得，這本書的內容非常有價值，它不僅僅是關於如何“做係統”，更是關於如何“思考”。讀完這本書，我感覺自己的視野更加開闊瞭，看待問題也更加深刻瞭。

評分☆☆☆☆☆

在信息爆炸、技術日新月異的今天，我們所麵對的問題和挑戰變得越來越復雜，越來越難以用傳統綫性思維來解決。我一直對如何有效地理解和管理這些復雜係統感到睏惑，尤其是在跨學科閤作和大型項目推進的過程中。偶然間發現瞭這本書，簡直是如獲至寶。作者以其深厚的學術功底和豐富的實踐經驗，為我們構建瞭一個全新的認知框架——係統方法論。他不僅僅是羅列瞭一堆理論，而是通過一種層層遞進、循序漸進的方式，帶領讀者一步步深入理解係統的本質。從係統思維的起源講到21世紀的最新發展，中間穿插瞭大量的哲學思考和科學原理的解讀。我特彆欣賞書中關於“係統動力學”的講解，那些復雜的反饋模型和模擬分析，雖然一開始有些挑戰，但一旦掌握，就能深刻理解係統中各種因素如何相互作用，以及微小的變化如何可能引發巨大的蝴蝶效應。書中對“係統退化”和“係統韌性”的探討，也給瞭我很多關於如何構建更具適應性和抗風險能力的係統的靈感。總而言之，這本書提供瞭一種全新的視角來看待世界，也提供瞭一套強大的工具來應對挑戰。它不僅僅是一本關於“係統工程”的書，更是一本關於“如何思考”的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身打造的！一直以來，我都在思考如何在復雜係統中找到更有效、更係統性的解決方案。在工作中，我們經常會遇到各種各樣的問題，從項目管理到産品研發，再到組織架構的優化，都涉及到一個龐大而相互關聯的係統。以往，我們往往是頭痛醫頭，腳痛醫腳，缺乏一個宏觀的視角和一套行之有效的方法論。讀瞭這本書，我纔意識到，原來很多看似雜亂無章的問題，都可以通過係統工程的思路來梳理和解決。作者深入淺齣地講解瞭係統思維的核心概念，比如整體性、湧現性、反饋迴路等等，這些概念讓我豁然開朗。我尤其喜歡書中關於“係統邊界”和“係統層級”的論述，這幫助我理解瞭如何界定一個係統的範圍，以及如何在不同的尺度上分析和設計係統。書中還提供瞭大量的案例分析，涵蓋瞭不同行業和不同類型的係統，這些案例生動形象，讓我能夠將理論知識與實際工作相結閤，從中獲得啓發。我迫不及待地想把書中的方法應用到我正在負責的一個大型項目中，相信它一定能幫助我們提升效率，降低風險，最終實現預期的目標。這本書不僅是一本理論書籍，更是一本實踐指南，強烈推薦給所有在復雜環境中工作的專業人士。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在研究領域摸爬滾打多年的學者，我深知一個清晰、嚴謹的方法論對於推動科學進步的重要性。在我的研究方嚮上，我們常常會遇到一些極為復雜的問題，這些問題涉及到多學科的交叉，以及大量的變量和不確定性。傳統的、局限於單一學科的研究範式，在麵對這些復雜性時，往往顯得力不從心。這本書的齣現，為我提供瞭一個強大的理論支撐和實踐指導。作者在書中對“係統工程”的演進曆程進行瞭詳實的梳理，從早期的軍事應用到如今在各個領域的廣泛滲透，展現瞭其強大的生命力和適應性。我特彆欣賞書中關於“係統生命周期”的章節，它清晰地描繪瞭從概念提齣、設計、開發、運行到退役的完整過程，並對每個階段的關鍵活動和挑戰進行瞭深入分析。這對於我進行研究項目的規劃和管理非常有幫助。此外，書中對“風險管理”和“質量保證”在係統工程中的作用的闡述，也讓我受益匪淺。它提醒我，在追求技術創新的同時，必須高度重視係統的可靠性和安全性。這本書的內容嚴謹，邏輯清晰，參考文獻詳實，充分體現瞭作者紮實的學術功底。它不僅為我提供瞭解決當前研究難題的思路，更為我未來的學術研究指明瞭方嚮。

評分☆☆☆☆☆

書本身內容不錯，就是包裝太差，尤其是這種發外地的一定不要用塑料袋裝，這個書皺得跟舊的一樣

評分☆☆☆☆☆

係統工程方麵的好書

評分☆☆☆☆☆

書沒問題，正在學習，國內做的人不多。

評分☆☆☆☆☆

係統工程方麵的好書

評分☆☆☆☆☆

書不錯，值得擁有，應該是正版的

評分☆☆☆☆☆

係統工程方麵的好書

評分☆☆☆☆☆

書非常不錯的，經常買的東西

評分☆☆☆☆☆

好書值得一讀

評分☆☆☆☆☆

不錯，我在外辦事能力越來越不重要