国外基于模型的系统工程方法研究与实践 王崑声袁建华陈红涛蒲洪波 引言 自上世纪60年代以来，系统工程一直是国外航天和国防领域所惯常采用的研制管理方法，保障了自“大力神”导弹及阿波罗计划以来众多项目的成功。然而，自1969年形成美国军用标准《系统工程管理》（Mil-Std-499）以来，该方法变化很小。与此同时，系统的规模和复杂性却在显著地增长，传统系统工程（Traditional Systems Engineering，TSE）方法已经不能满足需求。 2012年1月，在NASA的项目管理挑战研讨会上（PM Challenge），来自约翰逊航天中心的技术人员介绍了在航天服开发中应用“基于模型的系统工程”（MBSE，Model-Based Systems Engineering）的情况。目前，NASA所属的兰利航天中心、喷气推进实验室等都在项目研发、技术管理等方面积极地应用MBSE方法。MBSE作为一种新的范式（Paradigm），NASA、DoD、ESA等政府组织和相关承包商积极在项目中应用，IBM等软件和方案提供商也在积极地开展研究，并开发相关的支持环境。有关MBSE的研究与应用正在快速地扩展开来，影响越来越大。MBSE方法已经成为最近几年系统工程界研究与应用的热点。 一、基于模型的系统工程的概念与内涵 2007年，国际系统工程学会（INCOSE）在《系统工程2020年愿景》中，给出了“基于模型的系统工程”的定义：基于模型的系统工程是对系统工程活动中建模方法应用的正式认同（formalized application of modeling），以使建模方法支持系统要求、设计、分析、验证和确认等活动，这些活动从概念性设计阶段开始，持续贯穿到设计开发以及后来的所有的寿命周期阶段。 从MBSE的定义可以看出，MBSE强调了建模方法的应用问题。我们知道，模型就是针对建模对象（研究对象）中建模者感兴趣的某些方面特征的近似表征，建模就是运用某种建模语言和建模工具来建立模型的过程，仿真是对模型的实施
系统工程课程总结 一.知识梳理 第一章: 1.早期的系统思想具有”只见森林”和比较抽象的特点.15世纪以后的系统思想具有”只见树木”和比较具体化的特点.19世纪自然科学取得巨大成就,尤其是能量转化,细胞学说,进化论这三大发现,这个阶段的系统思想具有”先见森林,后见树木”的特点. 2.信息论是研究信息的提取,变换,存储与流通等特点和规律的理论. 3.中国学者在系统工程领域的代表作有钱学森的《工程控制论》，华罗庚的《统筹法》和许国志的《运筹学》。 4.系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统。 5.系统是由两个以上有机联系，相互作用的要素组成，具有特定的功能，结构和环境的整体。该定义有以下四个要点：①系统及其要素②系统和环境③系统的结构④系统的功能 6.系统的一般属性：①整体性②关系统联性③环境适应性 7.大规模复杂系统的特点：①系统的功能和属性多样②系统通常由多维且不通质的要素构成③一般为人—机系统，而人及其组织或群体表现出固有的复杂性④由要素间相互作用关系所形成的系统结构日益复杂化和动态化⑤具有规模庞大和经济性突出等特点。 8.系统的类型：①自然系统和人造系统②实体系统和概念系统③动态系统和静态系统④封闭系统和开放系统（封闭系统是指系统和环境之间没有物质，能量和信息的交换，因而呈现出一种封闭状态的系统） 9.系统工程：用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。 10.软件工程处理的对象主要是信息，着重为决策服务。 第二章： 11.系统工程方法论：就是分析和解决系统开发，运作及管理实践中的问题所应遵循的工作程序，逻辑步骤和基本方法。
教育，是一个系统工程 时间：2018-02-06 19:48:18 | 作者：学霸 “没有教不好的学生，只有不会教的老师。”这句话最初是由著名教育家陈鹤琴老师提出的，本意是激励自己和同行积极进取。可现在被一些教育管理者和官员广泛使用，作为评价老师和学生的杀手锏。但试问，是不是也可以说：没有不好的老师，只有不会管理的校长；没有医不好的病人，只有不会治病的医生；没有打不赢的官司，只有不会辩护的律师……结论不言而喻。 首先，一个有先天不足的人是否被教好不能以正常人的标准来衡量。比如说，一个智力上有残疾的孩子，长大后能生活自理，照顾好自己，再有一些知识和生活经验，好好地生活，人们就会认为他很好了。但如果放到一个正常孩子的身上，他不知道会遭多少嘲笑和冷眼。再比如说，我们举办残疾人奥运会，就是为了给残疾人一个展示的机会，但如果以正常人的优秀标准来衡量，恐怕这些残疾人运动员都不会来参加吧。人的先天资质各有不同，因此，很早以前孔子就提出了“因材施教”的理念，我们不能以单一的标准来衡量一个学生是否被“教好”。 其次，一个人能否被教好，与他的家庭教育密切相关。教师在学生学习的过程中只是个必要条件，绝不是充分条件。一个人生下来第一眼见到的就是父母，从小生活的地方就是家庭，所以家庭教育是至关重要的。岳飞不受王佐之聘，岳母恐日后还有不肖之徒前来勾引岳飞，使得岳飞一时不慎做出不忠不义之事，毁了岳家英名，于是在岳飞背上刺了“精忠报国”四个大字。试想，倘若岳母是一个贪图荣华富贵之人，为了私利任儿子违法乱纪，胡作非为，那么即使老师多么尽心尽力地教育，岳飞能成为一个伟大的爱国将领吗？ 一个人能否被教好，与他成长的大环境也息息相关。相信“孟母三迁”的故事大家都不陌生吧，孟子年幼丧父，他的母亲为了能让他有一个更好的学习生活环境，不辞辛劳，连续三次搬家。大家不妨想一想，假如孟父死后，孟母改嫁，留下孤苦伶仃的孟子，生活在一个肮脏、破败、充满谩骂和势利的环境中，孟子会怎样？还能成为后来的亚圣吗？ 学校教育不是万能的，一个人能否被教好，受多方面因素的影响，老师只能在自己的责任范围内尽最大的努力去教，教不教得好，不是他能说了算的。所以，我认为，“没有教不好的学生，只有不会教的老师”的说法是错误的。
第六章专家系统 6-1 什么叫做专家系统?它具有哪些特点与优点? 专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。 特点： (1)启发性 专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策 (2)透明性 专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感。 (3) 灵活性 专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。 优点： (1) 专家系统能够高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作。 (2) 专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。 (3) 可以使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推广珍贵和稀缺的专家知识与经验。 (4) 专家系统能促进各领域的发展，它使各领域专家的专业知识和经验得到总结和精炼，能够广泛有力地传播专家的知识、经验和能力。 (5) 专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重大问题的能力，它拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的工作能力。 (6) 军事专家系统的水平是一个国家国防现代化的重要标志之一。 (7) 专家系统的研制和应用，具有巨大的经济效益和社会效益。 (8) 研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。专家系统对人工智能的各个领域的发展起了很大的促进作用，并将对科技、经济、国防、教育、社会和人民生活产生极其深远的影响。
教育，是一个系统工程作文900字 “没有教不好的学生，只有不会教的老师。”这句话最初是由著名教育家陈鹤琴老师提出的，本意是激励自己和同行积极进取。可现在被一些教育管理者和官员广泛使用，作为评价老师和学生的杀手锏。但试问，是不是也可以说：没有不好的老师，只有不会管理的校长；没有医不好的病人，只有不会治病的医生；没有打不赢的官司，只有不会辩护的律师……结论不言而喻。 首先，一个有先天不足的人是否被教好不能以正常人的标准来衡量。比如说，一个智力上有残疾的孩子，长大后能生活自理，照顾好自己，再有一些知识和生活经验，好好地生活，人们就会认为他很好了。但如果放到一个正常孩子的身上，他不知道会遭多少嘲笑和冷眼。再比如说，我们举办残疾人奥运会，就是为了给残疾人一个展示的机会，但如果以正常人的优秀标准来衡量，恐怕这些残疾人运动员都不会来参加吧。人的先天资质各有不同，因此，很早以前孔子就提出了“因材施教”的理念，我们不能以单一的标准来衡量一个学生是否被“教好”。 其次，一个人能否被教好，与他的家庭教育密切相关。教师在学生学习的过程中只是个必要条件，绝不是充分条件。一个人生下来第一眼见到的就是父母，从小生活的地方就是家庭，所以家庭教育是至关重要的。岳飞不受王佐之聘，岳母恐日后还有不肖之徒前来勾引岳飞，使得岳飞一时不慎做出不忠不义之事，毁了岳家英名，于是在岳飞背上刺了“精忠报国”四个大字。试想，倘若岳母是一个贪图荣华富贵之人，为了私利任儿子违法乱纪，胡作非为，那么即使老师多么尽心尽力地教育，岳飞能成为一个伟大的爱国将领吗？ 一个人能否被教好，与他成长的大环境也息息相关。相信“孟母三迁”的故事大家都不陌生吧，孟子年幼丧父，他的母亲为了能让他有一个更好的学习生活环境，不辞辛劳，连续三次搬家。大家不妨想一想，假如孟父死后，孟母改嫁，留下孤苦伶仃的孟子，生活在一个肮脏、破败、充满谩骂和势利的环境中，孟子会怎样？还能成为后来的亚圣吗？ 学校教育不是万能的，一个人能否被教好，受多方面因素的影响，老师只能在自己的责任范围内尽最大的努力去教，教不教得好，不是他能说了算的。所以，我认为，“没有教不好的学生，只有不会教的老师”的说法是错误的。
《系统工程》课程教学大纲 课程名称：系统工程课程代码：INDE2034 英文名称：System Engineering 课程性质：专业选修课程学分/学时：2学分/36学时 开课学期：第5学期 适用专业：电气工程及其自动化 先修课程：计算机信息技术、C语言程序设计、计算机原理及应用、单片机原理与应用 后续课程：无 开课单位：机电工程学院课程负责人：杨歆豪 大纲执笔人：郭镇宁大纲审核人：余雷 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质： 系统工程是以实际应用作为目的和特点的一门学科。它以各类系统为研究对象，为各类系统提供分析、评价、优化及总体运筹的方法和手段，是一门跨越各专业领域从横向方面把它们组织起来的边缘性科学。它为人们提供了思想方法论和工作方法论。 教学目的： 1. 通过介绍一系列实用的系统工程方法，使学生熟练掌握有关系统分析方法、建模、评价及决策方法，理解系统工程解决复杂大系统的理论及方法； 2. 使学生具备自觉利用系统的观点与思路解决现实问题的能力； 3.结合行业特点及生产管理实际，使学生树立系统观念，为解决复杂的系统工程问题奠定坚实的基础。 教学目标与毕业要求的对应关系：
二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容： ；难点内容：?） 第一章系统工程概述 课时：1周，共2课时 教学内容 第一节系统工程的产生、发展与应用 第二节系统工程的研究对象 第三节系统工程的概念与特点 一、本章的重点是深刻理解系统的含义及其相关概念如系统要素、结构、功能和环境等； 二、掌握系统应具备的五个共性即目的性、整体性、相关性、层次性和环境适应性； 三、通过这些特征的学习了解分析问题的有效方法； 四、掌握系统的分类标准和类型； 五、掌握系统思想的含义要点； 六、了解系统工程的产生与发展及其方法的特点； 七、能运用系统概念和系统思想解决实际问题。 八、本章为全课重点之一。 第二章系统工程理论 课时：1周，共2课时 教学内容 第一节系统科学的学科体系 第二节系统工程的理论基础 第三节系统工程理论的新发展 一、本章的重点是深刻理解系统工程的基础理论和系统分析的基本原理。 二、了解现代科学技术体系层次的分类； 三、熟悉系统工程的三个基础理论及三个新理论； 四、熟悉控制论的基本原理，系统的构成、系统的结构， 五、了解黑、灰、白箱法和功能模拟法 六、熟悉信息论的基本原理，了解信息的概念、特点、模型和信息方法； 七、熟悉一般系统论，了解其基本观点：系统的整体性、开放性、动态相关性、层次等级性和系统的有序性。 八、熟悉耗散结构理论的基本原理 九、了解协同学产生与发展，了解协同效应原理、支配原理、自组织原理。 十、熟悉突变论的基本原理及主要观点。 十一、了解运筹学在系统工程中的应用方法。 十二、熟悉系统工程理论的发展趋势。
MBD: Model-based design 河北优控新能源科技有限公司自主研发的发动机控制器（ECU），电动车控制器（VCU）,变速箱控制器（TCU），混动动力控制器（HCU）都采用模块化设计，功能多样化，支持不同的需求。 软件模型 下面详细介绍下基于模型设计的定义及基本步骤。 基于模型的设计(MBD)是一种用数字化和可视化的方法来解决问题和设计相关复杂控制的算法,是一种信号处理和通信系统。它被广泛应用在许多动向控制、工业设备、航空航天和汽车应用领域。基于模型的设计方法应用于嵌入式软件设计。 概述 基于模型的设计在整个设计过程中提供了一个有效方法来建立一个共同通信框架，同时支持开发周期(“V”图)。在基于模型控制系统的设计、开发体现在这四个步骤: 模型设计建设； 模型控制器的分析和合成； 模型和控制器的模拟 集成所有这些阶段模型的控制器。 基于模型的设计范式与传统的设计方法有着显著的不同。设计人员可以使用基于模型的设计来定义模型，采用连续时间和离散时间的建筑块，而不是使用复杂的结构和广泛的软件代码，设计人员可以使用模型为基础的设计。这些内置的模型与仿真工具，可以导致快速原型，软件测试和验证。不仅是测试和验证过程增强，而且，在某些情况下，硬件在环仿真可以使用新的设计范例，以执行测试的动态效果更快速，更有效地比传统的设计方法。
历史 电时代的曙光带来了许多创新和先进的控制系统，早在20世纪20年代的工程、控制理论与控制系统这两个方面的融合，使大型集成系统成为可能。在那些早期的控制系统中，通常在工业环境中使用。大型过程设备开始使用过程控制器，用于调节连续变量，如温度，压力和流量。内置梯形网络的电气继电器是第一个独立的控制设备，自动化的整个生产过程。 控制系统获得的势头，主要是在汽车和航空航天部门。在上世纪五十年代和60年代，在嵌入式控制系统中对空间产生了兴趣。工程师建造的控制系统，如发动机控制单元和飞行模拟器，这可能是部分的最终产品。到第二十世纪末，嵌入式控制系统是无处不在的，如洗衣机和空调，即使是白色的产品包含复杂和先进的控制算法，使他们更“智能”。 1969年,介绍了第一个以计算机为基础的控制器。这些早期的可编程序逻辑控制器(PLC)模仿现有的离散控制操作技术,计算机技术的出现为过程和离散控制市场带来了巨大的转变。现成的桌面含有足够的硬件和软件可以运行整个过程处理单元,执行复杂的，并建立了一个分布式控制系统（集散控制系统）的控制算法或工作。 基于模型的设计步骤 基于模型设计方法的主要步骤是: 1 模型设计建设。模型建设是基于数据驱动，或者是基的第一原则。数据驱动的模式设计采用的技术，如系统识别。通过对实际系统中的原始数据的获取和处理，选择一个数学模型，并选择一个数学模型来识别模型的数学模型。各种各样的分析和模拟，可以使用所确定的模型，它被用来设计一个基于模型的控制器进行执行。第一原则为基础的建模是基于创建一个框图模型，实现已知的微分代数方程组的动态。一种类型的第一原则为基础的建模是物理模型，其中一个模型包括在连接块，代表实际的植物的物理元素。 2 控制器分析和集成。设想在步骤1中的数学模型被用于识别模型的动态特性，然后控制器可以根据这些特性合成。 3，离线仿真和实时仿真。根据复杂的动态系统时间响应,对随时间变化的输入进行了研究。这是通过模拟一个简单的LTI（线性时不变）模型，或通过模拟一个非线性模型的控制器进行。仿真允许规范、要求和建模出现错误时立即可以被发现,而不是在之后的设计工作才被发现。实时仿真可以通过自动生成代码的控制器开发的步骤2。此代码可以部署到一个特殊的实时原型计算机可以运行的代码和控制植物的经营。如果一个工厂原型是不可用，或在原型测试是危险的或昂贵的，代码可以自动生成从工厂模型。该代码可以部署到特定的实时计算机，可以连接到目标处理器与运行控制器代码。因此，一个控制器可以实时测试的实时工厂模型。 4，部署。理想情况下,这是通过开发的步骤2自动从控制器生成代码。控制器将不太可能在实际系统中进行模拟，所以迭代调试过程是通过对实际分析结果目标和更新的控制器模型。基于模型的设计工具，允许在一个统一的视觉环境中执行这些所有迭代步骤。
教学大纲 第一章系统工程概述 为本课程的导论部分，主要介绍系统思想的发展、系统工程的产生及发展、系统工程的研究对象——系统的特性、系统工程的定义及其基本观点等内容。通过本章的教学，使学生掌握系统与系统工程的概念以及它们的特点，了解系统的分类、系统工程的发展过程与趋势、了解系统科学体系。 1.系统工程背景介绍、系统工程导论 重点介绍系统工程的产生背景，系统工程的基本概念和基本思想 2.系统及系统工程简介 重点介绍系统的定义、系统工程的基本概念 3.系统的概念及特性 重点介绍系统的基本概念以及系统的特点 4.系统工程的定义、研究对象及基本思想 重点介绍系统工程的基本概念，研究对象，以及系统工程在分析、解决问题时的基 本思想。 5.系统工程的全体最优观点 通过实例重点介绍系统工程基本思想中的全体最优思想 6.系统工程的综合性观点 通过实例重点介绍系统工程基本思想中的综合性观点 7.定性定量相结合的系统工程思想 通过实例重点介绍系统工程基本思想中的定性定量相结合的观点 8.问题导向与反馈机制的系统工程思想 通过实例重点介绍系统工程基本思想中的问题导向与反馈机制的观点
9.系统工程的发展史及系统工程的应用 重点介绍系统工程的发展历程以及系统工程在社会实际问题中的具体应用 第二章系统工程方法论 方法论是整个系统工程课程的核心，本部分重点讲述两种针对不同系统的重要方法论：霍尔三维结构和切克兰德模型，在此基础上对系统工程方法论新探索进行简要的介绍。通过本章的教学，使学生了解系统工程方法论的基本概念，掌握霍尔系统工程方法论，切克兰德系统方法论；掌握系统分析的基本原理。系统工程方法论事系统工程思考问题和处理问题的一般方法与总体框架 1.系统工程的基本过程 系统工程解决实际问题的基本步骤与程序 2.“阐明问题”阶段 重点介绍系统工程基本步骤中的“阐明问题”阶段，及应注意的问题 3.“谋划备选方案” 重点介绍系统工程基本步骤中的“谋划备选”阶段，及方案的选择方法 4.“建模与预计后果”阶段 重点介绍系统工程基本步骤中的“建模与预计后果”阶段，及建模的过程与评估的方 法 5.系统工程分析原理中的“评比备选方案”及“系统工程报告的形成” 通过实例，重点介绍系统工程基本步骤中的“屏蔽备选方案”及“系统工程报告的形 成”阶段，及屏蔽方案的方法及报告形成过程 6.精益思想产生的背景介绍 通过精益生产的实例，介绍精益思想的产生背景 7.精益思想的本质与特点 重点介绍精益思想的实质与基本特点
1什么是专家系统。有什么特点和优点？ 专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统 专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统特点： 启发性，能够运用专家的知识进行推理判断与决策 透明性，能够解释推理过程和回答用户问题 灵活性，能不断增长知识，更新知识库 专家系统的优点，自己课后了解一下。 2专家系统由哪些部分构成？各部分的作用？ 知识库；综合数据库；推理机；解释器；接口 知识库，存储各领域专家的专门知识。静态。硬盘 综合数据库，存储初始问题数据和推理过程的中间数据。内存推理机，根据知识进行推理并导出结论。ＣＰＵ 接口，用户界面，和用户进行交互。向用户提问，回答用户问题，并进行必要的解释。
知识获取机制是将专业知识转换成机器能理解的表达形式。 解释机制向用户解释以下问题：系统为什么要向用户提出该问题（Why）？计算机是如何得出最终结论的（How）？ ３专家系统的分类，自己课下了解。 ４建造专家系统的关键步骤。 专家系统团队关系图
是否拥有大量知识是专家系统成功与否的关键。因此知识表示是设计专家系统的关键 一．设计初始数据库 二．原型机的开发与实验 三．知识库的改进与归纳 建立专家系统的步骤图６．３P156页 ５基于规则的专家系统
知识库：包含解决问题用到的领域知识，知识表达成为一序列规则。每个规则使用IF(条件)THEN(动作)结构指定的关系。当满足规则的条件部分时，便激发规则，执行动作部分。 数据库：包含一序列事实（一个对象及其取值构成了一个事实），所有的事实都存放在数据库中，用来和知识库中存储的规则的IF（条件）部分相匹配。 3. 基于规则的专家系统的推理机制 推理机制分为两大类：前向连接和后向链接 前向链接就是根据已有事实推断出新的事实。例如已知事实A is x，根据规则IF A is x THEN B is y。获得B is y。然后将B is y加入数据库。再寻找新的规则，即IF B is y THEN ….。
简谈基于模型的系统工程概述 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 0引言 伴随中国航空工业的发展，航空产品经历了从机械到机械、电子到机械、电子、软件等多学科高度综合的过程，其体系也经历了从分立式到联合式、综合式、高度综合式的发展历程。在系统体系的演变历程中，系统功能的互操作由独立向基于共享资源的交互演进，接口定义由功能性的聚合、松耦合向高度综合、紧耦合的方向发展，集成工作由简单功能向更加复杂的功能发展，系统的互联由离散向高度网络化的互联发展，系统失效模式由透明化的简单行为向不透明的复杂综合行为发展。 目前，在航空系统工程实施过程中，产生的信息均是以文档的形式来描述和记录。随着近年来中国航空型号研制数量大幅度增加，系统复杂度和规模不断提高，跨学科、交叉学科系统的出现，基于文档的系统工程难以保证产品数据一致性、数据的可追溯性等需求。 为了应对类似的挑战，在国际航空领域，NASA
在原有系统工程研制模式的基础上采用了国际系统工程组织(INCOSE)提出的基于模型的系统工程(Model-basedSystemsEngineering，MBSE)[1]管理新模式和实现技术。基于模型的系统工程思想是通过建立和使用一系列模型对系统工程的原理、过程和实践进行形式化控制，通过建立系统、连续、集成、综合、覆盖全周期的模型驱动工作模式帮助人们更好地运用系统工程的原理，大幅降低管理的复杂性，提高系统工程的鲁棒性和精确性，将整个系统工程作为一个技术体系和方法，而不是作为一系列的事件。本文通过从当前遇到的问题、推行基于模型的系统工程的必要性、优势、未来的挑战等几个方面进行了较为详细的阐述。 1TSE的概念 传统的系统工程用各种文本文档构建系统架构，其中的产出物是一系列基于自然语言的、以文本格式为主的文档，比如用户的需求、设计方案，当然也包括一些用实物做成的物理模型等。例如火箭的总体布局方案、推进系统、控制系统等分系统的设计方案以及弹道方案、分离方案等。把这些文档串起来的东西是一系列的术语及参数，这些术语对系统进行了定性描述。各种参数是系统的定量描述。各专业学科的分
基于模型的系统工程（MBSE）的案例研究 第 1 部分: IBM Rational Harmony 的集中式系统模型 建模自出现以来，一直是系统工程的重要组成部分。在过去十年中，工程师们已经大幅增加基于模型的技术的使用，并发展出一门新的学科，基于模型的系统工程（Model-Based Systems Engineering, MBSE）。这门学科与传统的系统工程不同，它强调中央系统模型，该模型同时捕捉系统需求和满足这些需求的设计决策。除了作为系统工程的工作构件的知识库之外，还可以通过模拟系统模型来验证成本、性能研究和设计选择。IBM Rational Harmony for Systems Engineers 等广泛应用的 MBSE 流程重点关注的是系统功能分析，也就是说，关注如何将功能要求转换为一致的系统操作描述。然后，使用系统操作获得所分配系统架构块之间的端口和接口。这些接口形成了各子系统之间的正式切换的基础。 Mohit Choudhary, 系统工程师, RealTime TechSolutions 2012 年 3 月 23 日 内容 本系列的这一部分旨在通过一个案例研究来探讨标准 MBSE 流程。首先，我们根据 UAV（无人驾驶飞机）地面站控制器的设计来拟定这个案例研究的范围。然后，我们会介绍 Rational Harmony 系统工程流程的基本概念、工作流和工作产品。最后，我们通过定义任务流来实现 UAV 地面站控制器的设计，同时构造每个阶段所需的构件。 案例研究 本案例研究基于对少部分 UAV 地面站控制器的设计分析，这些控制器的功能必须符合表 1 中的要求。 表 1. UAV 地面站控制器需求
第一章 一、名词解释 1.系统：系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所构成，具有特定功能、结构和环境的整体。 2.系统工程：用定量与定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织的建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。 3.自然系统：自然系统主要指由自然物（动物、植物、矿物、水资源等）所自然形成的系统，像海洋系统、矿藏系统等。 4.人造系统：人造系统是根据特定的目标，通过人的主观努力所建成的系统，如生产系统、管理系统等。 5.实体系统：凡是以矿物、生物、机械和人群等实体为基本要素所组成的系统称之为实体系统。 6.概念系统：凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的非物质要素所构成的系统称为概念系统。 二、判断正误 1.管理系统是一种组织化的复杂系统。( T ) 2.大型工程系统和管理系统是两类完全不同的大规模复杂系统。( F ) 3.系统的结构主要是按照其功能要求所确定的。( F ) 4.层次结构和输入输出结构或两者的结合是描述系统结构的常用方式。( T) 三、简答 1.为什么说系统工程时一门新兴的交叉学科？ 答：系统工程是以研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科。它是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来，应用定量分析和定性分析相结合的方法和电子计算机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目的，以便最充分填发挥人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。 系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一座沟通的桥梁。现代数学方法和计算机技术，通过系统工程，为社会科学研究增加了极为有用的定量方法、模型方法、模拟实验方法和优化方法。系统工程为从事自然科学的工程技术人员和从事社会科学的研究人员的相互合作开辟了广阔的道路。 2.简述系统的一般属性 答： （1）整体性：整体性是系统最基本、最核心的特征，是系统性最集中的体现； （2）关联性：构成系统的要素是相互联系、相互作用的；同时，所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系。关联性表明这些联系或关系的特性，并且形成了系统结构问题的基础； （3）环境适应性：任何一个系统都处于一定的环境之中，并与环境之间产生物质、能量和信息的交流。环境的变化必然会引起系统功能及结构的变化。 除此之外，很多系统还具有目的性、层次性等特征。
《系统工程》课程 (48) 教案 第1次课3 学时授课老 师章节名 称 1． 2．教学目的3． 4． 5．第一章系统科学（ SS）、系统（ S）与系统工程（ SE）1．系统科学与系统工程（SS&SE） 初步了解并清楚系统科学所解决的“系统性问题”； 初步了解系统科学与系统工程的关系； 能够对社会经济系统的“系统性问题”进行分析； 正确认识系统工程研究的问题是“系统性问题”； 正确认识系统工程研究的对象是系统。 教学方法课堂授课（√）课堂讨论（）实验（）上机（）教学手段多媒体教学（√）普通教学（）双语教学（）重点：系统科学解决的问题 ----- “系统性问题” 1. 系统科学与传统科学的关系 重点 2. 系统得概念 难点 难点：“系统性问题”的分析 1. 系统的构成三要素分析 1. 系统科学研究的问题 --- “系统性问题” 2. 系统科学研究的内容 主要 系统科学与系统工程的关系 3. 教学内容 系统工程的概念 4. 5. 系统的概念
课后作业和预（复）习内容： 1.各小组给出一个“系统性问题”。 要求：善于发现你身边的关于教育、经济、大学城管理等社 课后要求会热点问题；学校在建设发展过程中存在的问题；与学生密切相关的诸如如何提高学生的德智体综合素质教育问题、如 何提高学生的道德诚信教育、如何提高学生的学习能力等， 能够将纷杂的“问题”进行提炼，形成“系统性问题”。 1.谭跃进 . 系统工程原理 [M]. 国防科学技术大学出版社 ,2003. 2.周德群 . 系统工程概论 [M]. 科学出版社 ,2005. 3.孙东川 . 系统工程引论 [M]. 清华大学出版社 ,200 4. 主要参 4. 许国志 . 系统科学 [M]. 上海科技教育出版社,2004. 考文献 5.许国志 . 系统科学与工程研究 [M]. 上海科技教育出版 社,2001. 6.系统工程学报 备注 《系统工程》课程(48) 教案 第 2 次课 3 学时授课老师：唐幼纯 第一章系统科学、系统与系统工程 章节名称 2．系统与系统工程（S&SE）
一种基于规则的专家系统改进模型及其应用 摘要：针对现有基于规则的专家系统模型在实际应用中的不足，提出一种相对完善的改进模型，该模型中规则知识库采用“IF THEN SO THAT”闭环结构；在其中引入了模糊集理论与概率理论，并实现了定性知识与定量知识融合；然后，对改进模型的应用场景进行了探讨。 ABSTRACT: For lack of the existing rule-based expert system model in practical applications, we propose a relatively perfect improved model, In this model，the rule knowledge base using "IF THEN SO THAT" closed-loop structure；In which we introduce fuzzy set theory and probability theory, and we realize the integration of qualitative knowledge and quantitative knowledge; then, the application scenarios of this improved model were discussed. 关键字：专家系统；基于规则；知识结构；推理机 KEY WORDS: Expert system; Rule-Based; Knowledge structure; Inference engine 1. 引言 专家系统是人工智能领域最活跃、最有成效的分支，应用人工智能技术和计算机技术，根据一个或多个专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，能够解决那些需要人类专家处理的复杂问题[???]。 早期的专家系统大部分都基于规则，而且到目前为止，基于规则的专家系统也是应用最广泛的人工智能系统之一[???]。基于规则的专家系统相对其它人工智能技术，最大的优点是能够充分利用已有的知识和经验，不需要依赖海量学习数据；并且专家系统不需要依赖完整的、确定的数学模型，即可实现对复杂问题的求解[???]。
系统工程课程教学大纲
《系统工程》课程教学大纲 课程名称：系统工程 英文名称：System Engin eeri ng 一、课程性质和教学目标 学生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质： 系统工程是以实际应用作为目的和特点的一门学科。它以各类系统为研究 对象，为各类系统提供分析、评价、优化及总体运筹的方法和手段，是一门跨 越各专业领域从横向方面把它们组织起来的边缘性科学。它为人们提供了思想 方法论和工作方法论。 教学目的： 1. 通过介绍一系列实用的系统工程方法，使学生 熟练掌握有关系统分析方 法、建 模、评价及决策方法， 理解系统工程解决复杂大系统的理论及方法； 2. 使学生具备自觉利用系统的观点与思路解决现实问题的能力； 3. 结合行业特点及生产管理实际，使学生树立系统观念，为解决复杂的系 统工程问题奠定坚实的基础。 课程性质: 开课学期: 适用专业: 先修课程: 后续课程： 开课单位： 大纲执笔人：郭镇宁 专业选修课程 第5学期 电气工程及其自动化 计算机信息技术、（ 理与应用 无 机电工程学院 学分/学时：2学分/36学时 C 语言程序设计、计算机原理及应用、单片机原 课程负责人：杨歆豪 大纲审核人：余雷 课程代码：INDE2034 （在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明
二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：；难点内容：？） 第一章系统工程概述 课时：1周，共2课时 教学内容 第一节系统工程的产生、发展与应用
第二节系统工程的研究对象第三节系统工程的概念与特点 一、本章的重点是深刻理解系统的含义及其相关概念如系统要素、结构、功能和环境等； 二、掌握系统应具备的五个共性即目的性、整体性、相关性、层次性和环境适应性； 三、通过这些特征的学习了解分析问题的有效方法； 四、掌握系统的分类标准和类型； 五、掌握系统思想的含义要点； 六、了解系统工程的产生与发展及其方法的特点； 七、能运用系统概念和系统思想解决实际问题。 八、本章为全课重点之一。 第二章系统工程理论 课时：1周，共2课时教学内容 第一节系统科学的学科体系第二节系统工程的理论基础第三节系统工程理论的新发展 一、本章的重点是深刻理解系统工程的基础理论和系统分析的基本原理。 二、了解现代科学技术体系层次的分类； 三、熟悉系统工程的三个基础理论及三个新理论； 四、熟悉控制论的基本原理，系统的构成、系统的结构， 五、了解黑、灰、白箱法和功能模拟法 六、熟悉信息论的基本原理，了解信息的概念、特点、模型和信息方法； 七、熟悉一般系统论，了解其基本观点：系统的整体性、开放性、动态相关性、层次等级性和系统的有序性。 八、熟悉耗散结构理论的基本原理 九、了解协同学产生与发展，了解协同效应原理、支配原理、自组织原理十、熟悉 突变论的基本原理及主要观点。 十一、了解运筹学在系统工程中的应用方法。 十二、熟悉系统工程理论的发展趋势。 第三章系统工程方法论 课时：1周，共2课时教学内容 第一节系统工程基本工作过程第二节系统分析原理及应用第三节对系统工程方法论的新探索 一、掌握系统工程中处理复杂问题的基本思想。 二、理解处理系统的整体、综合、层次、价值、发展等基本观点； 三、了解系统方法论、熟悉系统工程方法论。 四、能运用方法论说明如何去解决现实生活中相应的系统工程问题。 五、熟悉处理复杂问题的基本思想、系统工程三维结构、系统工程的构思途径和综合集成工程方法学等。 六、本章重点掌握系统工程的构思途径。 七、本章难点在于理解两种方法论的应用环境与特点。 第四章系统模型与模型化 课时：2,共4时 教学内容 第一节概述 第二节系统结构模型化技术
系统工程考试复习重 点
1.系统工程的研究对象是：组织化的大规模复杂系统。 2.系统的定义：由两个以上的有机联系、相互自作用的要素组成，具有特定功能、结构很环境的整体。 3.该定义的四个要点：系统及其要素、系统和环境、系统的结构、系统的工程。 4.系统的一般属性：整体性（是系统最基本、最核心的特性、是系统性最集中的体现。）、关联性（构成系统的要素是相互联系、相互作用的）、环境适应性、目的性、层次性。 简答：1.说明系统的一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点。 整体性：是系统最基本、最核心的特性，是系统性最集中的体现。 关联性：构成系统的要素是相互联系、相互作用的；同时，所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系。 环境适应性：环境的变化必然引起系统功能及结构的变化。系统必须首先适应环境的变化，并在此基础上使环境得到持续改善。 目的性、层次性 系统思想或观点：比如：从综合系统的整体性和目的性，可归纳出整体最优的思想。 5.系统工程所研究对象系统的复杂性主要表现在：系统工程工程和属性多样性，由此带来的多层目标间经常会出现相互消长、或冲突的关系；系统通常由多维且不同质的要素所构成；一般为人—机系统，而人及其组织或群体表现出固有的复杂性；由要素间相互作用关系所形成的系统结构日益复杂化和动态化。大会莫复杂性系统还具有规模庞大及经济性突出等特点。 6.系统的类型：自然系统和人造系统；实体系统和概念系统；动态系统和静态系统；封闭系统和开放系统（举例：现在工业企业及其生产经营活动具有许多系统性特征。首先，工业企业及其生产经营是一个由人、财、物信息等基本要素构成的整体性系统；其次工业企业是一个投入—产出系统。第三，工业企业是个开放系统。第四，宫爷爷接生产经营过程形成一个具有自适应能力的动态
1、○1系统的功能及其要素。○2系统的环境及输入、输出。○3系统的结构（框图表示）。○4系统的功能与结构、环境的关系。 系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素组成，具有特定功能、结构和环境的整体。 2、说明系统的一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点。 整体性是系统最基本、最核心的特性，是系统性最集中的体现。系统的构成要素和要素的机能、要素的相互联系和作用要服从系统整体的目的和功能，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。 关联性。构成系统的要素是相互联系、相互作用的；同时，所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系。关联性表明这些联系或关系的特性，并且形成了系统结构问题的基础。 环境适应性。任何一个系统都存在于一定的环境中，并与环境之间产生物质、能量和信息的交流。环境的变化必然引起系统功能及结构的变化。系统必须首先适应环境的变化，并在此基础上使环境得到持续改善。 比如：从综合系统的整体性和目的性，可归纳出整体最优的思想。 3、系统工程的研究对象是大规模复杂系统。其复杂性主要表现在：○1系统的功能和属性多样，由此而带来的多重目标间经常会出现相互消长或冲突的关系。○2系统通常由多维且不同质的要素所构成。○3一般为人机系统，而人及其组织或群体表现出固有的复杂性。○4由要素间相互作用关系形成的系统结构日益复杂化和动态化。 4、系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。它是按照问题导向的原则，根据总体协调的需要，应用定量分析和定性分析相结合的基本方法。 系统工程是一门交叉学科。由于系统工程处理的对象主要是信息，并着重为决策服务，“软科学”。系统工程学是以大规模复杂系统问题为研究对象，在运筹学、系统理论、管理科学等学科的基础上逐渐发展和成熟起来的一门交叉学科。 5、系统工程方法解决问题时，系统工程工作的前提：需要确立系统的观点；系统工程的目的：总体最优及平衡协调的观点；系统工程解决问题的手段：综合运用方法与技术的观点；系统工程有效性的保障：问题导向和反馈控制的观点。 6、系统工程方法具有下列比较明显的特点及相应的要求：○1科学性与艺术性兼容；○2多领域、多学科的理论、方法与技术的集成；○3定性分析与定量分析有机结合；○4需要各有关方面（人员、组织等）的协作。 第二章 1、什么是霍尔三维结构？它有何特点？ 时间维X轴：规划阶段；设计阶段；分析或研制阶段；运筹或生产阶段；系统实施或安装阶段；运行阶段；更新阶段。 逻辑维Y轴：摆明问题；系统设计；系统综合；模型化；最优化；决策；实施计划。 知识维或专业维Z轴 特点：研究方法上的整体性（三维）、技术应用上的综合性（知识维）、组织管理上的科学性（时间维和逻辑维）、系统工程工作的问题导向性（逻辑维） 2、霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点？ 切克兰德方法论：○1认识问题○2根底定义○3建立概念模型○4比较及探寻○5选择○6设计和实施○7评估和反馈。核心是“比较”与“探寻”。 异同点：
第六章专家系统 6-1什么叫做专家系统?它具有哪些特点与优点? 专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。 特点： (1)启发性 专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策 (2)透明性 专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感。 (3)灵活性 专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。 优点： (1)专家系统能够高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦地进行工作。 (2)专家系统解决实际问题时不受周围环境的影响，也不可能遗漏忘记。 (3)可以使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推广珍贵和稀缺的专家知识与经验。 (4)专家系统能促进各领域的发展，它使各领域专家的专业知识和经验得到总结和精炼，能够广泛有力地传播专家的知识、经验和能力。 (5)专家系统能汇集多领域专家的知识和经验以及他们协作解决重大问题的能力，它拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的工作能力。 (6)军事专家系统的水平是一个国家国防现代化的重要标志之一。 (7)专家系统的研制和应用，具有巨大的经济效益和社会效益。 (8)研究专家系统能够促进整个科学技术的发展。专家系统对人工智能的各个领域的发展起了很大的促进作用，并将对科技、经济、国防、教育、社会和人民生活产生极其深远的影响。