系统工程原理与实践（第2版）

　　本书旨在让立志学习航空航天专业的学生，初步了解航空航天工程的概念、发展历程、科学基础、工程技术及能力素质要求等。全书以空天工程为导引和框架，诠释工程理念，培育工程思维，帮助同学们学科学、学技术、学知识、学方法，提高学养和能力；促使同学们懂全局、懂集成、懂优化、懂权衡，增强工程素养。 本书可作为高等院校航空航天专业通识课程的配套教材，适用于航空航天专业的学生，也可供非航空航天专业的学生和感兴趣的读者参考。

　　作者简介 Alexander Kossiakoff是Johns Hopkins大学应用物理实验室的前主任和现任首席科学家，以及Johns Hopkins大学GWC Whiting工学院系统工程和技术管理硕士计划的主席。 译者简介 王英勋，男，研究员，博士生导师。北京航空航天大学无人系统研究院院长，飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室副主任。中国航空学会理事、学术委员会委员、GNC分会名誉主任委员；无人驾驶航空器系统专门委员会副主任委员；中国民航局无人机人员资质专家组成员；中国航空器拥有者与驾驶员协会无人机专家委员会主任；全国专业标准化技术委员会委员；中国指控与控制学会多智能体协同控制专业委员会委员。研究方向为无人机总体技术、无人机自主控制技术。曾任中国航空工业集团公司无人机办专务、副主任、主任。曾任多个型号无人机的总师、副总师，荣获国家科技进步一等奖、国防科技进步一等奖。具有国际项目管理学会（IPMP）高级项目经理资质，是国际系统工程师协会（INCOSE）系统工程师培训课程高级讲师。享受政府特殊津贴。 蔡志浩，男，博士，高级工程师，硕士生导师。主讲航空系统工程、系统架构设计等本科生、研究生核心专业课程；参与了多型国家重点型号无人机系统研制；探索将系统工程与复杂系统架构方法应用于教学、科研实践；从事创新布局无人机系统设计、高动态飞行器自主感知与控制等方向科学研究；主持预研项目、探索项目、航空基金和多项军工企业合作项目；培养的研究生曾荣获国家奖学金等荣誉，参加国内、国际大赛，取得优异成绩。 赵江，男，博士，副教授，硕士生导师。本科毕业于西北工业大学自动化专业，硕士毕业于西北工业大学控制理论与控制工程专业，博士毕业于北京航空航天大学导航制导与控制专业。研究方向为自主飞行控制技术。主持参与研究课题20余项，发表学术论文50余篇。入选北京航空航天大学青年拔尖人才、Chinese Journal of Aeronautics高被引作者。主讲系统工程原理、系统思维与航空系统工程等课程。

第一部分系统工程基础
第1章系统工程与现代系统世界/3
1.1什么是系统工程/3
1.2系统工程的起源/4
1.3需求系统工程的系统示例/8
1.4系统工程专业/10

1.5系统工程师职业发展模型/15
1.6系统工程的力量/17
1.7小结/18
习题/20
扩展阅读/21
第2章系统工程概览/22
2.1系统工程视角/22
2.2系统工程的透视图/26
2.3系统域/27
2.4系统工程领域/28
2.5系统工程方法/29
2.6系统工程活动和产品/30
2.7小结/31
习题/32
扩展阅读/32
第3章复杂系统的结构/33
3.1系统的构建块和接口/33
3.2复杂系统的层级/33
3.3系统的构建块/36
3.4系统环境/41
3.5接口和交互/46
3.6现代系统的复杂性/48
3.7小结/51
习题/53
扩展阅读/54
第4章系统开发流程/55
4.1贯穿系统生命周期的系统工程/55
4.2系统生命周期/55
4.3开发流程的演化特性/64
4.4系统工程方法/68
4.5系统开发中的测试/80
4.6小结/82
习题/83
扩展阅读/84
第5章系统工程管理/86
5.1管理系统的开发和风险/86
5.2工作分解结构/87
5.3系统工程管理计划/90
5.4风险管理/93
5.5系统工程的组织/100
5.6小结/102
习题/103
扩展阅读/104
第二部分概念开发阶段
第6章需求分析/109
6.1创建一个新系统/109
6.2运行分析/114
6.3功能分析/118
6.4可行性定义/119
6.5需求确认/120
6.6系统运行需求/123
6.7小结/126
习题/127
扩展阅读/127
第7章概念探索/129
7.1系统需求的开发/129
7.2运行需求分析/132
7.3性能需求的制定/138
7.4概念探索的实现/143
7.5性能需求的确认/146
7.6小结/148
习题/149
扩展阅读/150
第8章概念定义/151
8.1选择系统概念/151
8.2性能需求分析/153
8.3功能分析与表达/157
8.4功能分配/162
8.5概念选择/163
8.6概念确认/165
8.7系统开发计划/167
8.8系统架构/170
8.9系统建模语言：UML和SysML/175
8.10基于模型的系统工程/185
8.11系统功能规范/188
8.12小结/189
习题/191
扩展阅读/193
第9章决策分析和支持/195
9.1制定决策/195
9.2贯穿系统开发过程的建模/200
9.3为决策建模/200
9.4仿真/208
9.5权衡分析/215
9.6概率检查/225
9.7评估方法/227
9.8小结/234
习题/237
扩展阅读/238
第三部分工程开发阶段
第10章高级开发/241
10.1降低项目风险/241
10.2需求分析/244
10.3功能分析与设计/248
10.4作为降低风险技术的原型开发/252
10.5开发测试/258
10.6降低风险/265
10.7小结/266
习题/267
扩展阅读/269
第11章软件系统工程/270
11.1应对复杂性和抽象性/271
11.2软件开发的本质/273
11.3软件开发生命周期模型/277
11.4软件概念开发：分析和设计/283
11.5软件工程开发:编码和单元测试/292
11.6软件集成与测试/299
11.7软件工程管理/302
11.8小结/307
习题/309
扩展阅读/310
第12章工程设计/312
12.1实现系统构建块/312
12.2需求分析/315
12.3功能分析与设计/317
12.4部件设计/319
12.5设计确认/329
12.6配置管理/333
12.7小结/334
习题/336
扩展阅读/337
第13章集成与评估/339
13.1集成、测试与评估整个系统/339
13.2测试计划和准备/343
13.3系统集成/347
13.4开发系统测试/352
13.5运行测试与评估/357
13.6小结/362
习题/365
扩展阅读/365
第四部分后开发阶段
第14章生产/369
14.1工厂的系统工程/369
14.2生产的工程化/370
14.3从开发到生产的交付/373
14.4生产运行/376
14.5获取生产的基础知识/379
14.6小结/381
习题/383
扩展阅读/384
第15章运行和支持/385
15.1安装、维护和升级系统/385
15.2安装与测试/387
15.3运行支持/390
15.4主要系统的升级： 现代化/394
15.5系统开发中的运行因素/396
15.6小结/398
习题/399
扩展阅读/400