系统工程的艺术：用基于模型的系统工程方法构建复杂系统（原书第2版）

　　本书从技术和业务方面介绍了开发成功的系统需要了解的知识，涵盖了基于模型的系统工程、生命周期和过程的基本方面，以及开发系统的方法，给出了关键管理过程和系统工程实践和指南。

　　乔恩·霍尔特（Jon Holt）基于模型的系统工程（MBSE）领域国际公认的专家。他目前是INCOSE UK的技术总监，负责所有技术活动，并于2015年被INCOSE评为过去25年中最具影响力的25位系统工程师之一。2022年，他当选为INCOSE研究员，是全球仅有的85位INCOSE研究员之一。他还是一位屡获殊荣的国际作家和公共演讲家，著有18本关于MBSE及其应用的书籍。自2014年以来，他一直担任Scarecrow Consultants公司的董事和顾问，该公司是“MBSE领域的佼佼者”。Jon还是克兰菲尔德大学的系统工程教授，从事MBSE的教学和研究工作。他是IET和BCS会员，也是特许工程师和特许IT专业人员。

目　　录
序
前言
关于作者
关于审稿人
第一部分　系统工程
第1章　系统工程导论　2
1.1　系统工程简史　2
1.2　定义系统工程　3
1.2.1　定义系统　3
1.2.2　系统的特性　4
1.2.3　系统工程的定义　9
1.3　系统工程的需求　10
1.3.1　复杂性　10
1.3.2　沟通　15
1.3.3　理解　16
1.3.4　系统工程的实施　17
1.4　总结　18
1.5　自测任务　19
1.6　参考文献　19
第2章　MBSE　20
2.1　MBSE概述　20
2.1.1　系统抽象　21
2.1.2　模型可视化　23
2.1.3　方法定义　24
2.1.4　MBSE概念分组　26
2.1.5　符号实现　27
2.1.6　合规展示　28
2.1.7　使用 MBSE　29
2.2　MBSE的演进　30
2.2.1　阶段1—基于文档的系统工程　31
2.2.2　阶段2—以文档为中心的系统工程　31
2.2.3　阶段3—模型增强系统工程　32
2.2.4　阶段4—以模型为中心的系统工程　33
2.2.5　阶段5—MBSE　33
2.2.6　横切关注点　34
2.3　使用MBSE建模　35
2.3.1　建模的需求　35
2.3.2　定义模型　36
2.3.3　模型的两个方面　36
2.3.4　建模的时机和位置　37
2.4　口语—系统建模语言　37
2.4.1　SysML是什么　38
2.4.2　SysML图　38
2.4.3　结构建模示例　39
2.4.4　行为建模示例　46
2.5　领域特定语言—本体　51
2.5.1　理解本体—MBSE的基石　51
2.5.2　可视化本体　51
2.6　总结　55
2.7　自测任务　55
2.8　参考文献　55
第二部分　系统工程概念
第3章　系统和接口　58
3.1　定义系统　58
3.1.1　展示本体和系统层次结构之间的一致性　59
3.1.2　定义系统层次结构　62
3.1.3　定义交互关系　63
3.2　描述接口　65
3.2.1　识别接口　65
3.2.2　定义接口　66
3.2.3　接口建模　68
3.2.4　构建接口的行为视图　76
3.3　定义框架　 78
3.3.1　在框架中定义观点　78
3.3.2　定义框架上下文视图　79
3.3.3　定义本体定义视图　79
3.3.4　定义观点关系视图　79
3.3.5　定义观点上下文视图　80
3.3.6　定义观点定义视图　80
3.3.7　定义规则集定义视图　82
3.4　总结　82
3.5　自测任务　83
3.6　参考文献　83
第4章　生命周期　84
4.1　生命周期概述　84
4.2　定义生命周期模型　91
4.2.1　定义线性生命周期模型　91
4.2.2　定义迭代生命周期模型　92
4.2.3　定义增量生命周期模型　93
4.2.4　交互的生命周期和生命周期模型　94
4.2.5　识别生命周期之间的相互作用　95
4.2.6　定义交互行为　96
4.3　定义框架　97
4.3.1　定义框架中的观点　97
4.3.2　定义框架上下文视图　97
4.3.3　定义本体定义视图　98
4.3.4　定义观点关系视图　98
4.3.5　定义观点上下文视图　99
4.3.6　定义观点定义视图　99
4.3.7　定义规则集定义视图　101
4.4　总结　102
4.5　自测任务　102
4.6　参考文献　103
第5章　系统工程流程　104
5.1　理解流程的基本原理　104
5.1.1　定义流程属性　104
5.1.2　定义流程类型　105
5.2　流程概念　106
5.3　流程建模　108
5.3.1　定义流程上下文　108
5.3.2　定义流程库　110
5.3.3　定义流程干系人　111
5.3.4　定义流程工件　112
5.3.5　定义流程行为　113
5.3.6　定义流程的序列　115
5.4　使用流程建模的建模标准　115
5.4.1　确定系统工程标准　116
5.4.2　建模ISO 15288　116
5.4.3　ISO 15288合规演示　125
5.5　定义框架　125
5.5.1　定义框架中的观点　125
5.5.2　定义框架上下文视图　126
5.5.3　定义本体定义视图　127
5.5.4　定义观点关系视图　127
5.5.5　定义观点上下文视图　128
5.5.6　定义观点定义视图　128
5.5.7　定义规则集定义视图　129
5.6　总结　129
5.7　自测任务　130
5.8　参考文献　130
第三部分　系统工程技术
第6章　需求和要求　132
6.1　需求和要求概述　132
6.2　使用不同的SysML图可视化需求　137
6.2.1　可视化源元素　138
6.2.2　可视化需求描述　140
6.2.3　可视化上下文定义　144
6.2.4　可视化上下文　145
6.2.5　可视化场景　152
6.3　生命周期和流程　157
6.4　定义框架　159
6.4.1　定义框架中的观点　159
6.4.2　定义框架上下文视图　159
6.4.3　定义本体定义视图　160
6.4.4　定义观点关系视图　160
6.4.5　定义观点上下文视图　161
6.4.6　定义观点定义视图　162
6.4.7　定义规则集定义视图　163
6.5　总结　164
6.6　自测任务　165
6.7　参考文献　165
第 7 章　设计建模　166
7.1　定义设计　166
7.1.1　架构设计　167
7.1.2　详细设计　167
7.1.3　定义逻辑模型元素　169
7.1.4　定义功能模型元素　171
7.1.5　定义物理元素　177
7.1.6　定义系统行为　182
7.2　遵守最佳实践流程　183
7.2.1　遵守 ISO 15288 架构定义流程　183
7.2.2　遵守ISO 15288 设计定义流程　185
7.3　定义框架　187
7.3.1　定义框架中的观点　187
7.3.2　定义框架上下文视图　187
7.3.3　定义本体定义视图　189
7.3.4　定义观点关系视图　189
7.3.5　定义观点上下文视图　190 7.3.6　定义观点定义视图 191 7.3.7　定义规则集定义视图 192 7.4　总结 193 7.5　自测任务 193 7.6　参考文献 194 第8章　验证和检验建模 195 8.1　定义测试概念 195 8.2　验证和检验视图建模 200 8.2.1　测试环境建模 200 8.2.2　测试设置建模 202 8.2.3　测试配置建模 204 8.2.4　使用现有视图进行测试 205 8.3　遵守最佳实践流程 209 8.3.1　遵守ISO 15288验证流程 209 8.3.2　遵守ISO 15288检验流程 210 8.4　定义框架 212 8.4.1　定义框架中的观点 212 8.4.2　定义框架上下文视图 212 8.4.3　定义本体定义视图 213 8.4.4　定义观点关系视图 214 8.4.5　定义观点上下文视图 215 8.4.6　定义观点定义视图 216 8.4.7　定义规则集定义视图 217 8.5　总结 218 8.6　自测任务 218 8.7　参考文献 218 第9章　方法论 219 9.1　方法论概述 219 9.2　SAFe概述 220 9.2.1　定义SAFe概念 220 9.2.2　定义SAFe核心概念 224 9.2.3　配置SAFe 225 9.2.4　SAFe方法总结 226 9.3　OOSEM概述 226 9.3.1　定义OOSEM概念 226 9.3.2　定义OOSEM方法 228 9.3.3　OOSEM活动 229 9.3.4　OOSEM方法总结 231 9.4　方法论和MBSE 231 9.4.1　方法论和方案 232 9.4.2　方法论和目标 233 9.4.3　方法论和可视化 233 9.4.4　方法论和实现 233 9.4.5　方法论和合规 233 9.5　总结 234 9.6?自测任务 234 9.7　参考文献 234 第10章　系统工程管理 235 10.1　管理概述 235 10.2　项目规划流程 236 10.2.1　将建模应用于“激活项目”活动 237 10.2.2　将建模应用于“定义项目”活动 237 10.2.3　将建模应用于“规划项目和技术管理”活动 238 10.2.4　项目规划流程总结 242 10.3　决策管理流程 242 10.3.1　将建模应用于“决策准备”活动 242 10.3.2　将建模应用于“分析决策信息”活动 243 10.3.3　将建模应用于“制定和管理决策”活动 243 10.3.4　决策管理流程总结 244 10.4　项目评估和控制流程 244 10.4.1　将建模应用于“项目评估和控制计划”活动 245 10.4.2　将建模应用于“评估项目”活动 245 10.4.3　将建模应用于“控制项目”活动 246 10.4.4　项目评估和控制流程总结 247 10.5　风险管理流程 247 10.5.1　将建模应用于“规划风险管理”活动 248 10.5.2　将建模应用于“分析风险”活动 248 10.5.3　将建模应用于“管理风险概况”活动 249 10.5.4　将建模应用于“监控风险”活动 249 10.5.5　将建模应用于“处理风险”活动 249 10.5.6　风险管理流程总结 250 10.6　信息管理流程 250 10.6.1　将建模应用于“准备信息管理”活动 251 10.6.2　将建模应用于“执行信息管理”活动 252 10.6.3　信息管理流程总结 252 10.7 配置管理流程 252 10.7.1　将建模应用于“规划配置管理”活动 253 10.7.2　将建模应用于“执行配置识别”活动 253 10.7.3　将建模应用于“执行配置变更管理”活动 255 10.7.4　将建模应用于“执行配置状态统计”活动 255 10.7.5　将建模应用于“执行配置评估”活动 255 10.7.6　将建模应用于“执行发布控制”活动 256 10.7.7　配置管理流程总结 256 10.8　测量流程 257 10.8.1　将建模应用于“准备测量”活动 257 10.8.2　将建模应用于“执行测量”活动 258 10.8.3　测量流程总结 258 10.9　质量保证流程 258 10.9.1　将建模应用于“准备质量保证”活动 259 10.9.2　将建模应用于“执行产品或服务评估”活动 259 10.9.3　将建模应用于“执行流程评估”活动 260 10.9.4　将建模应用于“处理事件和问题”活动 260 10.9.5　将建模应用于“管理质量保证记录和报告”活动 260 10.9.6　质量保证流程总结 261 10.10　总结 261 10.11　自测任务 261 第四部分　下一步 第11章　部署MBSE 264 11.1　“三位一体”方法概述 264 11.1.1　定义MBSE的合理性 265 11.1.2　了解MBSE部署的上下文 266 11.1.3　使用团队风暴进行上下文建模 269 11.2　定义MBSE能力 270 11.3　定义MBSE成熟度 275 11.4　确定MBSE能力和成熟度的技术 278 11.5　定义MBSE策略 284 11.6　总结 287 11.7　自测任务 287 11.8　参考文献 287 第12章　建模的艺术 288 12.1　MBSE哲学 288 12.2　模型与建模 289 12.3　实用建模策略 290 12.3.1　从源材料到模型，再到源材料 290 12.3.2　迭代建模和复杂性雷龙 294 12.3.3　变更可视化 294 12.3.4　通过生命周期和复杂性雷龙建模 296 12.4　激发对模型的信心 298 12.4.1　一致性是王道 298 12.4.2　应用一致性 300 12.4.3　展示好处和价值 301 12.5　总结 301 12.6　自测任务 302 12.7　参考文献 302 第13章　最佳实践 303 13.1　关键标准概述 303 13.1.1　ISO 15288—系统和软件工程生命周期流程 303 13.1.2　其他标准 305 13.2　关键指南概述 306 13.2.1　INCOSE能力框架 306 13.2.2　其他指南 308 13.3　组织 309 13.4　总结 310