系统工程导论考试2013

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1、一、什么是系统工程？叙述它与一般工程学科的不同及关联作用（5分）答：（1）在ＮＡＳＡ系统工程手册中，将系统工程定义为一种系统性的、严谨的，用于工程的设计、实现、技术管理、运行以及解体的方法。系统是一个结构体或不同要素的集合，其所得到的结果是这些要素单独运行时不能够产生的。这种结果包括系统水平的质量、性能、特性、功能、行为以及表现，它的价值由于系统的整体性而得到增加，超过了元件单独运作时的价值总和，即1+1>2，这是因为元件要素之间的相互联系而得到的。教材中作者的观点认为系统工程的运行是为了引导复杂系统的建造，此处的引导定义为引领、管理以及直接或间

2、接的建立在成熟的经验上的过程或方法。使用频率最高的一种系统的定义是：“相互联系的并且向着相同目标运作的部件的集合”。这个定义暗示了相互作用部分的多重性：共同运行一个重要的功能。（2）与一般工程学科的不同及关联作用：第一，系统工程将系统作为一个整体，它强调的是整体的运行。第二，虽然系统工程最初的目的是引导，但这并不意味着系统工程师本身在系统设计中不再担负关键的作用，相反他们需要指导新系统发展的形成阶段，这一阶段在系统反应使用者需求的运行设计中起着至关重要的作用。第三，系统工程是传统工程学科的桥梁，在一个复杂工程中组成元素的多样性需要不同的工程学科被

3、涉及到系统的设计和发展中。二、叙述系统工程的关键作用（POWER）（5分）答：（1）多学科知识的关键作用。系统工程师提供能够可以使不同的小组作为一个团队来运行的联系，系统工程师需要具有多学科知识的关键作用才能完成这一壮举。这意味着对于系统中所涉及的各个学科，系统工程师必须具有足够的文学水平才能理解专家们的语言，领会他们的问题。（2）近似计算的关键作用。具有执行计算并得到一个关于复杂计算或测试的“合理性检测”的能力对于系统工程师来说是难以估量的价值。在很少的案例中，可以凭借以往的经验来直观的计算，但在一般情况下，做一个粗略的估计以确保不造成重大的遗

4、漏或错误是有必要的。（3）积极持有怀疑思路的关键作用。设计专家对一个挑选出来的设计方法成功的可能性持有传统乐观态度，但怀疑思路对这一现象的影响是至关重要的。三、简述NASA系统工程引擎（systemsengineeringengine）组成原理（10分）答：组成部分：（1）投资人期望定义（2）技术要求定义（3）逻辑分解（4）设计解决方案定义（5）产品实现（6）产品集成（7）产品验证（8）产品验真（9）产品转换（10）技术规划（11）要求管理（12）接口管理（13）技术风险管理（14）配置管理（15）技术数据管理（16）技术评估（17）决策分析组成

5、构架图如下：工作原理：（1）系统设计过程由投资人期望定义、技术要求定义、逻辑分解和设计解决方案定义构成，这四部分用于定义和核准投资人的期望，然后产生技术上的要求，从而将技术上的要求转换成可以满足投资人期望的设计方案。具体操作原理是在任务得到授权以后对投资人期望进行分析，再从分析出来的最高层要求开始进行功能和逻辑分解。然后判断功能和逻辑分解是否充分（Sufficientdepth?），如果分解不充分则回过头来转而继续分解，如果分解充分则判断工作可靠性、安全性、可实现性是否达标（Work?Safeandreliable?Affordable?），如果

6、工作可靠性、安全性、可实现性符合要求则进入选择审核阶段，如果工作可靠性、安全性、可实现性没有达到要求则判断是否要再次审核技术要求（Rebaselinerequirement?），如果有必要再次审核则回到任务授权后的分析投资人期望阶段，如果没有必要再次审核则回到功能和逻辑分解阶段继续分解。操作示意图如下：（2）产品实现过程由产品实现、产品集成、产品验证、产品验真、产品转换构成，产品实现过程主要是将已经分解出来且通过各种审核的功能和逻辑模块装配（Assemble）起来，然后对装配起来的产品进行验证和验真、产品转移。具体操作原理是先对已经分解出来且通过

7、各种审核的功能和逻辑模块进行评估，再进行产品实现实施（Productimplementation）和产品集成（Productintegration），然后进行产品验证和验真（Productverificationandvalidation），最后进行产品转移。操作示意图如下：（3）技术管理过程由技术规划、要求管理、接口管理、技术风险管理、配置管理、技术数据管理、技术评估和决策分析构成。技术管理过程是一个重复可迭代的过程，开始于产品生命周期的早期，与产品设计过程和产品实现过程保持同步。第一，技术规划主要是在每个常见的技术过程中对应用和管理设计一个计

8、划，这一计划将有助于系统产品的开发。技术规划的过程活动有技术规划的准备、定义技术工作、调度组织技术活动、获得投资人的的许可、获取技术规划