工程系统与系统工程(2)

技术上合理、经济上合算、研制周期短、能协调运转的实际系统，并使这个系统成为它所从属的更大系统的有效组成部分”［4］10。这个“基本问题”实际上就是系统工程所要解决的问题，这也是系统工程应运而生的背景。 20世纪60年代至70年代初，随着美国阿波罗工程的实施，美国国家航空航天局（NASA）提出了最初的系统工程理念和理论方法体系。可以说，阿波罗工程在技术、管理上的复杂性，以及工程成败对政治、经济、社会影响的深远性，决定了系统工程产生的必然性。 大部分航天工程都具有阿波罗工程的特点，这些工程都必须保证在技术上、管理上不出纰漏，不发生重大失误，避免经济损失和人员损失及其对国家声望带来的不利影响。因此，重大工程实践及科技事业的发展也在不断推动系统工程的进步和完善。 在航天之外，系统工程在其他领域也得到了普遍的应用。例如，系统工程已成为商用飞机行业通用的指导飞机研制的方法，各主要民机制造商、行业协会和相关机构都围绕系统工程应用，编制了大量的指导方法和标准。例如，SAE ARP4754A《民用飞机及其系统的研制指南》是航空领域一份重要的实践指南，将系统工程和安全性设计融入到了民用飞机研制和适航取证过程中。系统工程在国际飞行器研制过程中已经得到广泛应用并取得了显著的效果，并在波音、空客、米格等巨头公司最佳实践经验中得到了总结和提升［5］84。 实践证明，对于复杂工

程系统来说，系统工程是行之有效的方法体系。复杂工程的从业者必须用系统工程来保证工程系统是优质的，是符合社会需要的，能够按时且在成本预算内完成。从本体论来说，系统工程的运用对象是工程系统；从指导工程系统建造的方法论来说，系统工程强调的是一种方法和手段；从工程实践活动看，系统工程重在运行。 钱学森院士对系统工程的定义是：“系统工程是组织管理系统的规划、计划、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都有普遍意义的科学方法。”［4］12所以我们认为钱老的定义是将系统工程归于方法论这一范畴，在工程方法论中有重要的位置。 1.2.1 系统工程概念辨析 目前，工程界、学术界对工程系统的界定、定义、内涵争议不大，但对系统工程（英文Systems Engineering的翻译），从名称的翻译到具体的内涵，都存在某些争议，主要包括以下三个方面。 1）系统工程是方法还是“工程”？ 实际上，Systems Engineering中Engineering是动词engineer的动名词，engineer作为动词的含义是“策划、设计、建造等”，此处的engineering不是名词，不是电子工程（Electronic Engineering）、铁道工程、水利工程中的工程。Systems Engineering这个短语是动名词后置，其含义是how to engineer a system？即如何策划、设计、建造、运行一个系统，强调的是方法，以及相应的步骤、流程、程序，强调把系统设计、建造出来的过程，因为方法的运用必然要

通过一系列活动、经历一系列的步骤和过程，持续不断地运行。 系统工程的最新国际标准《系统和软件工程——系统寿命周期过程》（ISO 15288 2015）给出了系统工程的最新定义：系统工程是“管控整个技术和管理活动的跨学科的方法，这些活动将一组客户的需求、期望和约束转化为一个解决方案，并在全寿命周期中对该方案进行支持”［6］10。同时，Systems Engineering一词在国外是有固定含义的术语，也出版了很多标准、规范，如美国的军用标准Mil-Std 499、NASA的系统工程手册、欧洲的 ECSS-E-ST-10C（空间工程——系统工程总要求）等等。 追根溯源，为统一对“系统工程”的理解，应明确系统工程是工程系统设计、建造及运营所采用的方法和技术。 2）社会上广泛使用的“系统工程”是否是系统工程？ 在我国，“系统工程”这一术语到目前仍没有一个统一的标准语言来进行定义，尚未取得完整性的共识。同时，由于“系统”和“工程”的概念很普及，因此，“系统工程”在我国的语境下极易被理解为“系统性的工程”、“复杂的工程”、“牵涉面比较广的工程”这类描述性的概念。许多工程都被冠以“系统工程”的称号，例如经常说“某某工程”是一项“系统工程”，其本意是强调该工程的复杂性，说明工程由多层次、多环节构成，并且受到许多因素的影响和制约，是“系统性的工程”（此处工程的含义是project，是工程项目），是需要采用系统工程方法来开展工作的工程项目，其目的是引起各方面

对工程项目的重视，促使相关部门开展协调和配合，例如，三峡工程是一项系统性的工程。这种将“系统工程”作为描述性词汇的做法，误解了系统工程作为方法的本意，实际上这种误解仍然源自于把系统工程当作“工程”而不是方法。 3）广义系统工程与原义的系统工程之分 钱学森在1978年提出工程项目应当采用系统工程后，又将该方法推广到社会系统中，提出了经济系统工程［7］80、教育系统工程、法治系统工程等［8］178［9］79，也引发了1980年代的系统工程热，大学也开展了系统工程专业，出版了很多系统工程教科书，但这些大都是社会系统层面的系统工程，也可以说是广义的系统工程。对应用于航空、航天、船舶、铁路等领域的系统工程，研究与探讨并不多，由于所处理对象的不同，这两个层次的系统工程分别称为广义的系统工程和原义的系统工程。但两者的核心是相同的，都处于系统科学中的工程技术层次，都是在系统思想指导下开展相关工作。 综合以上三点，我们明确本文讨论的系统工程是工程系统设计、建造与运营的方法，是组织管理的技术，是原义的系统工程，更具体地说，就是工程系统工程（区别于处理社会问题那种“广义”的社会系统工程、系统方法等）。 1.2.2 国内外学者和文献对系统工程的定义 日本工业标准（JIS）、《大英百科全书》（1974年）、《美国百科全书》（1975年）、《苏联百科全书》（1976年）《中国大百科全书—自动控制与系统工程卷》、

等有类似的定义，即：“系统工程是一门研究复杂系统的设计、建立、试验和运行的科学技术”［10］79。 这些定义内涵大体一致，即认为系统工程是设计、建造工程系统的一整套的方法和技术，此处的技术并不是具体工程项目中应用的电子技术、机械技术，而是组织管理的技术。 图1 国外系统工程标准的发展演化路线图 系统工程在国外重大国防和航天项目的推动下迅速发展，从军用标准演化到商用标准，在军用和民用工程技术领域都取得了很大的成功［11］2。这些系统工程的标准、手册等，表明了国外对系统工程内涵理解的一致性、共识。 1.2.3 系统工程是指导工程实践的方法论 钱学森认为，“系统工程就是从系统的认识出发，设计和实施一个整体，以求达到我们所希望得到的效果。我们称之为工程，就是要强调达到效果，要具体，要有可行的措施，也就是实干，改造客观世界”。所以，系统工程的实践性很强，要讲究实干，要面对实实在在的现实世界，面对各种约束条件。 如何保证工程目标的实现，而且是完美地实现，是系统工程成为“组织管理系统的技术”的关键。认识总结国内外航天工程实践的经验和教训，不断完善工程师的知识和本领，用系统工程的理念、概念、经验和方法，依系统工程的程序和原则来指导工程实践，这是我国航天工程成功的基本经验。这些经验也值得其他工程行业参考和借鉴。 2 系统工程运行 从时域上讲，系统工程运行是指从系统的论证开始，到工程

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