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,考虑所有的侧面和一切可变因素,并且把问题的社会方面与技术方面联系起来。
系统工程方法的主要步骤
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对系统提出要求
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根据要求设计系统
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评价设计方案
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修改要求
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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
- 整体性
2. 综合性
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协调性
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科学性
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实践性
霍尔的三维结构(软科学)
1. 时间维
2. 逻辑维
- 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
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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。
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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。
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提高设计质量
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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
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整体论原则
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相互联系的原则
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有序性原则
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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
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生产阶段
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使用阶段
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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。
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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。
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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
- 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。