应用系统工程理论——大型复杂国防装备研制成功的关键

“对于航空工业来说，飞机制造的复杂性在工业系统里可谓是最高级别。面对如此复杂的系统工程，如何进行管理是一个大问题。在信息化时代，飞机制造可以借助信息化模型和软件对工业进行支撑，将基础数据、工业流程和知识全部嵌入到生产研发过程中，不仅能够提高效率，还能减少不必要的重复，减少风险，降低成本，从而加速研发生产进程，实现知识的复用。”

——中航工业：挖掘知识的价值，《中国信息化》
以下文字节选自《国防装备系统工程中的成熟度理论与应用》 张新国 著

当今社会，系统工程可谓无处不在，在遇到涉及因素多且难于处理的社会或工程问题时，常以“系统工程”的称谓来体现整个工作的艰巨性和复杂性。然而，在具体的工程实践中，运用好系统工程解决实际问题却非易事。系统工程背后必须紧跟一套具体的理念、方法和工具，特别是在面对复杂系统时，传统的系统工程方法已经难以驾驭，必须发展新的方法论和工具。

系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统，而“系统”作为系统工程的基本研究对象，需要正确的理解与认识。

系统

系统是由若干有机联系、相互作用的要素所组成，具有特定功能、结构和环境的整体。

系统工程

根据国际系统工程协会的定义，“系统工程是成功建设系统的一种跨学科的方法和工具。”系统工程是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法、策略和手段等，根据总体协调的需要，有机联系起来，把人们的生产、科研、经济和社会活动有效组织起来，应用定性与定量相结合的方法和计算机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而实现最优设计、最优控制和最优管理，以便最充分地发挥人力、物力和信息的潜力，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。

基于模型的系统工程

现代复杂系统包括科学技术、软件、分析、项目管理、制造、计算机辅助设计等多个环节，设计系统的复杂程度非常高，以至于无人能够对系统有全面的了解。传统的“设计、制造、试验、再设计”设计流程由于需要耗费大量资金和时间，已不再适用于复杂系统工程。同样，传统的基于文件的系统工程途径也难以适应新的发展需求，在产品发展的不同阶段引入建模仿真手段，对于实现复杂系统十分重要。因此，为使各个组织对系统都能够有全面的了解，产生了综合系统模型的概念。该模型全面反映了系统的各个方面信息，包括要求、性能、物理结构、功能结构、质量、成本、制造和可靠性等。

基于模型的系统工程方法（Model Based System Engineering,MBSE）是一种利用图形化语言生成和记录与要求、设计、分析、验证和确认有关详细信息的方法，它为系统工程人员提供了一种以系统建模语言作为建模规范的新手段。

应用系统工程理论是大型复杂国防装备研制成功的关键之一

科学技术的发展在改善国防装备性能的同时，也使装备自身日益复杂化，复杂化不仅体现在装备的研制上，还体现在使用保障方面，加之长期以来受“重性能、轻效能”传统观念的影响，忽视可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性等方面的设计，造成装备的使用寿命短、故障率高、维修效率低、停用时间长、生命周期费用大。针对这些问题，系统工程之于装备系统的重要意义不言而喻，它支持对复杂系统设计、研制和生产进行严谨地分析和协同，便于稳定地集成重大防务项目中包含的大量独立部件和分系统。