体系工程专刊

钱学森是中国系统工程的开创者和奠基人。他根据中国航天的实践经验，总结提出了具有中国特色的系统工程方法，并进一步发展系统科学体系和综合集成方法等理论方法。通过回顾钱学森发展系统工程的历程，不仅可以正确地理解钱学森系统工程思想方法，也可以为发展体系工程找到思路和方法。

20世纪50年代至80年代初，以钱学森为代表的老一辈科学家在航天事业实践发展中，不断探索和创新，开创了我国系统科学学科，提出了具有中国特色的系统工程理论，极大促进了国防军工行业的自主发展，取得了举世瞩目的成就。

介绍了体系和体系工程的含义与特点、体系工程过程、有效的体系结构框架、体系工程的研究热点。从系统科学和系统工程发展历程的角度，阐述了体系和体系工程出现的背景及主要内容，列举了研究工作中存在的不同观点并介绍了当前的研究热点。

通过分析自然界有机体系的有机特性集，将有机特性统一到体系生命力概念之下，提出了体系生命力理论，并结合人工智能及其相关的信息技术，提出了在工程技术体系中导向涌现出有机特性集的技术框架。体系生命力理论框架为提高体系的稳定性和可用性，提高体系的优化和选择进化能力提供了理论指导。

针对架构技术应用于复杂体系设计时的新问题、新特点，探讨了复杂体系架构的概念内涵，充分应用大数据和人工智能等技术，提出一种模型和数据混合驱动的复杂体系架构设计新范式，分析了体系架构设计新范式的难点，梳理了复杂体系架构设计新范式研究面临的挑战。

介绍了国际上通行的体系概念，通过实例阐述了常见的体系类型，从多个维度描述了系统与体系的区别，根据实践总结，提出体系与系统的核心界定准则，并结合工程实践进行了详细描述。

从"工程"一词的语意着手，对比分析了科学、技术和工程的区别，从而辨析了系统工程的本质和基本属性，并与系统科学、系统思维进行了区分，总结了以人造系统为目标的工程项目中系统工程的定义，梳理了系统工程与项目管理的区别与联系，解释了各种系统工程说法的来源与其背后的含义。

体系结构方法作为军事信息系统顶层设计的重要手段，已经从理论研究阶段逐步进入到实际应用阶段。针对军事信息系统研制开发不同阶段体系结构设计的具体要求，从体系结构概念出发，简要分析了体系结构框架及体系结构方法的作用，探讨了体系结构方法在军事信息系统需求论证、规划计划、立项论证和研制建设等不同阶段的应用方式。

系统思维是基于系统观点和方法的思维方式，系统工程是系统思维在工程领域的应用，是总体技术活动的体现。对系统思维与系统工程在中国航天组织管理等方面的应用进行了分析和总结。面对今天技术和管理复杂性的挑战，在组织管理上必须强调系统思维，在工程研制中必须强调系统工程方法。

参考热力学第二定律（熵增原理）剖析了系统工程的本质，分析了对研发活动的不同认识及组织方式，进而揭示出不同组织方式在运行效果方面产生差异的原理。提出了结构化定义和组织研发活动的方法，以元文件体系和集成文件体系的形式说明系统工程在工程实践中的实施。

基于模型系统工程（MBSE）是当前工业界比较关注的热点技术，被认为是新一代的系统工程实施方法。它采用基于模型的方法支持系统工程规范，实现设计风险的最小化及由于产品研发后期的设计变更所带来的设计风险。其中，模型可以被应用于形式化的方法，用于实现目标产品分析、设计、优化、验证及确认等研发活动进而实现跨领域、组织、产品的整合。尽管基于模型的设计和开发已经在个别领域被广泛应用，例如软件、机械、电子系统等，其在系统层的实现整合开发的目标目前还无法实现。本文通过针对MBSE的利益相关人的调查问卷分析当前中国工业界相关技术的应用状态。通过问卷，初步了解当下国内系统开发工程师对于MBSE的使用、优势、障碍、关注点及趋势的定位和判断。

介绍了系统工程在应用时裁剪的必要步骤，包括组织级和项目级的两级裁剪，指出了一种贴合实际的裁剪策略，即可先剪掉不必要的过程、活动和任务，然后再裁出适合自身需要的过程体系。归纳了剪裁时常用的方法和应当避开的常犯错误和陷阱，然后用一组不同领域的系统工程应用案例阐明了应用和裁剪的各自重点。

采用声学测波仪测量海浪波高是潜艇获取海面气象信息的主要手段。基于运动状态下潜艇测波环境复杂，影响因素较多，通过对水下测波工作原理和测波环境分析，运用海浪谱理论，对运动状态潜艇测波误差的影响因素逐一分析，提出了基于动态测波的潜艇测量海浪波高方法，并通过仿真实验进行了验证。

针对军用直升机的需求分析工作，使用XML语言发展了作战任务场景的物理运动和逻辑发展联合推演仿真建模方法。提出了作战场景仿真模型的验证方法，采用世界各国广泛演习或推演过的直升机攻坦克战例定量结论，对仿真方法分析结果进行了定量验证。以预警直升机为例，想定一项任务场景，建立了仿真模型。发展了军用直升机设计风险的预先分层评价策略，分析了预警直升机对驱逐舰编队体系的作战效能贡献，进而面向军用直升机的设计提出了一种作战任务指标向技术指标的优化转化方法，从体系作战效能要求出发，优化得到了直升机的飞行性能相关指标。

登陆舰艇是两栖作战中的主要输送装备，针对其运动规律的复杂性，建立了在深水和浅水条件下基于分离型船舶操纵运动模型（MMG）的登陆舰艇操纵运动模型。因登陆舰艇在航行中，螺旋桨推力是主控力，用来克服水的阻力，维持舰艇的操纵运动，所以螺旋桨的流体动力模型是登陆舰艇运动建模的一个重要组成部分。在登陆舰艇特有的操纵运动模型的基础上，着重介绍了登陆舰艇操纵运动中螺旋桨力的模型。