架构核心要点--系统工程详解

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一.  系统工程概述** **

系统工程是运用系统方法,对系统的组成要素、组织结构、信息流、控制机构等进行分析研究的方法和手段,具有跨学科、技术和整体性的特点,用以解决大规模跨学科问题。通过各种组织管理技术,使系统的整体和局部之间的关系协调和相互配合,实现总体的最优运行。系统工程坚持全面看问题,考虑所有的侧面一切可变因素,并且把问题的社会方面技术方面联系起来。

系统工程方法的主要步骤

  1. 对系统提出要求

  2. 根据要求设计系统

  3. 评价设计方案

  4. 修改要求

  5. 再设计

 二.  系统工程方法** **

系统工程方法:是一种现代的科学决策方法,分门别类的处理将要解决的问题,确定边界,强调把握各门类之间/内部诸多因素之间的内在联系的完整性与整体性,否定片面和静止的观点和方法,对问题进行全面的分析和处理。

系统工程方法的特点

  1. 整体性

2. 综合性

  1. 协调性

  2. 科学性

  3. 实践性

霍尔的三维结构(软科学)

1. 时间维

2. 逻辑维

  1. 知识维

为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法。

切克兰德方法(硬科学)

核心是“比较”与“探寻”,将现实问题和概念模型进行对比,探寻可行的方案。听取各方面有关人员的意见,不拘泥于定量分析,能更好的反映人的因素和社会经济系统。

并行工程方法

  1. 产品开发初期:组织多种职能协同工作的项目组,使有关人员一开始就获得对新产品需求的要求和信息。

  2. 设计初期:考虑产品生命周期的全过程(产品的各项性能、工艺过程的质量、服务的质量),使许多问题在开发早期就得到解决。

  3. 提高设计质量

  4. 优化生产过程

目标:提高质量、降低成本、缩短产品开发周期、缩短产品上市时间。

综合集成法

  1. 整体论原则

  2. 相互联系的原则

  3. 有序性原则

  4. 动态原则

钱学森首次把处理开放的复杂巨系统的方法命名,从定性到定量的综合集成法。

WSR系统方法

懂物理、明事理、通人理

 三.  系统工程的生命周期** **

1. 探索性研究阶段

2. 概念阶段

3. 开发阶段

  1. 生产阶段

  2. 使用阶段

  3. 保障阶段

7. 退役阶段

 四.  基于模型的系统工程** **

系统工程的三个阶段1. 需求分析:需求图、用例图、包图2. 功能分析与分配:顺序图、活动图、状态机图3. 设计综合:模块定义图、内部模块图、参数图
系统建模语言(SysML)是一种专门用于系统工程领域的建模语言,它是由对UML2.0的子集进行重用和扩展而来的。SysML已经成为基于模型的系统工程(MBSE)应用程序的标准系统架构建模语言。
SysML中的9种图

1. 模块定义图:用于描述系统的层次关系以及系统/组件的分类。

2. 内部模块图:用于描述系统模块的内部结构,展示模块内部组成部分之间的关系,以及它们之间的接口。

3. 活动图:主要关注控制流程,以及输入转化为输出的过程。

4. 序列图:主要关注并精确描述系统内部不同模块之间的交互。

5. 状态机图:主要关注系统内部模块的一系列状态,以及在事件触发下的不同状态间的转换。

6. 用例图:一种黑盒视图,是系统功能的高层描述,用于表达系统执行的用例,以及引起系统执行行为的参与者。

7. 需求图:用于表述文本的需求、需求之间的关系、建立需求和系统中其它模型元素之间的关系,可以组织和跟踪系统需求。

  1. 参数图:与模块定义图、内部模块图互补,用于说明系统的约束,支持工程分析,包括性能、可靠性、可用性。

  2. 包图:以包的形式组织模型间的层级关系。

需求图中的7种关系

  1. 复合关系:复合需求包含需求层次结构中的子需求,可以理解为需求的分解。例如用户的信息管理包括基本信息管理、个性化设置等。

2. 派生关系:是一种可传递的依赖关系,派生的需求通常对应于系统层次结构下一级的需求,如果基本的需求发生变更,那么变更造成的影响会贯穿下游的整个派生需求关系链。

3. 细化关系:使用模型进一步细化需求,是对抽象需求的具象化处理。例如可以使用用例和活动图来细化基于文本的功能需求。

4. 满足关系:描述了设计或实现模型如何满足一个或多个需求。

5. 验证关系:定义了测试用例或其它模型元素如何验证需求。

6. 复制关系:用于创建需求的副本,实现需求的重用,同时保持原始需求的完整性。

7. 追溯关系:用于建立需求和其它模型元素之间的通用关系,建立需求与源文档之间的关系、在规范树中的规范之间建立关系。