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） [英]乔恩·霍尔特

定　　价：129 元

• 作者：[英]乔恩·霍尔特
• 出版时间：2024/8/1
• ISBN：9787111760320
• 出 版 社：机械工业出版社

• 中图法分类：N945 
• 纸张：胶版纸
• 开本：16开

内容简介

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。

编辑推荐

本书深入介绍了在设计稳健、成功的复杂系统时需要考虑的要素，以及如何把基于模型的系统工程（MBSE）技术应用到自己的系统和项目中。书中涵盖了基于模型的系统工程的新方法及使用三位一体方法的部署技术。你将了解系统工程的生命周期和实施流程。只有在设计系统时密切关注细节，在构建系统之前认识和理解系统的每个方面，才能构建出有效的系统。你还将学习各种验证和确认技术，以确保你的系统设计已准备就绪，可以付诸实施。本书最后介绍了关键的管理流程、系统工程最佳实践和指南，并用一个章节浓缩了作者在该领域30年丰富经验的精化。

通过阅读本书，你将学习：
-系统工程的三大弊端：复杂性、模棱两可的沟通、缺乏理解。
-如何使用三位一体方法部署MBSE。
-有关建模哲学的宝贵信息。
-MBSE生命周期，以及如何将设计、验证和检验融入其中。
-活动、利益相关者和资源等流程和概念。
-如何将需求融入生命周期，以及如何遵守相关流程。
-如何有效和高效地建模。

序 言

前　　言
系统工程让我们即使在面对管理复杂的系统时也能获得成功，并且以简洁、清晰、整齐划一的方式将系统的方方面面汇集在一起。
本书对系统工程进行了全面的介绍，不管是新手还是经验丰富的从业者都可以阅读。这本易于理解的指南还配有示例和练习题，以帮助读者学习现代系统工程的所有概念和技术。
本书对系统工程进行了概述，并解释了为什么我们在复杂的世界中需要这种方法。书中涵盖了MBSE、系统、生命周期和流程的基本内容，并且还包含那些能够成功实现系统工程的技术讲解。
当阅读完本书时，你将能够在当前的组织中使用系统工程方法。
目标读者
本书的目标读者是系统工程师、系统管理人员、系统建模师以及任何对系统工程或建模感兴趣的人。
本书适合初识系统工程的新手阅读。当然，有经验的系统工程师也可以从本书中受益。
本书内容
第1章简要介绍了系统工程的历史，概述了系统工程的确切含义以及与其他工程学科的区别，通过考虑当今系统日益增加的复杂性、对高效沟通的需求，以及不同人希望能够清晰、基于上下文对系统进行理解的需求，探索了系统工程在现实世界的务实需求，还讨论了在组织中成功实施系统工程的实际问题。
第2章介绍如何使用基于模型的系统工程的方式来实现系统工程，这种方式非常有效并且十分高效。本章不仅讨论了系统及其模型，以及为模型和各种可视化技术（如 SysML）提供蓝图的框架的重要性，还对内容进行了扩展，介绍了工具和最佳实践，以确保模型尽可能有效。
第3章准确地描述了系统的含义和现存系统的不同类型，包括系统的系统；讨论了系统的结构和元素（子系统、组件集和组件），以及它们是如何在层次结构中组织的。而后，本章解释了理解这些系统元素之间关系的重要性以及它们如何影响系统行为，然后定义了行为概念，例如状态、模式和交互。本章还解释了将系统连接到一起，以及和其他系统进行对接的接口的关键概念，并定义了此类接口的需求。
第4章介绍了生命周期的概念以及它们如何控制系统的演化；介绍了不同类型的生命周期，并强调了理解它们之间潜在复杂关系的重要性；介绍了阶段——它是生命周期的基本构造单元，并基于最佳实践定义了一个系统生命周期示例；然后通过考虑生命周期模型以及某些模型的不同执行类型来描述生命周期的行为。ISO 15288的国际最佳实践模型及其流程可作为生命周期阶段的参考。
第5章介绍了流程及相关元素（例如活动、工件、干系人和资源）的概念；强调了定义系统工程总体方法的有效流程的重要性；介绍了流程组的四种不同分类，然后对这四种分类及相关流程逐一进行了描述。ISO 15288的国际最佳实践模型及其流程可作为这些流程的参考。
第6章解释需求的重要性以及不同类型和特定的要求；描述了干系人需求识别和分析的整个领域，以及理解需求不同方面所必需的视图；介绍了如何使用文本描述需求、如何定义可以作为用例基础的上下文，以及如何通过描述场景来检验这些用例；最后讨论了这些需求如何融入系统生命周期，相关的流程有哪些，以及如何遵守它们。
第7章讨论了如何通过开发有效的设计来定义解决方案；讨论了设计的各个抽象级别，例如架构设计和详细设计；介绍了设计的不同方面，例如逻辑设计、功能设计和物理设计，并定义了它们之间的关系；最后讨论了设计如何适应系统生命周期、相关的流程以及如何遵守它们。
第8章介绍了如何通过引入验证（系统所做的工作）和检验（系统应该做的工作）的概念来证明系统与我们的目标匹配；介绍了一些技术以便展示如何在系统的不同抽象级别上应用验证和检验；最后讨论了验证和检验如何融入系统生命周期、相关的流程以及如何遵守它们。
第9章介绍了一些在现代工业中使用非常广泛的系统工程方法论，其中一些使用特定技术，而另一些则是标准生命周期模型的变体，从较高层次上对这些方法论进行了描述并给出了示例，总结了如何有效地使用这些方法；最后讨论了方法论如何适应系统生命周期、相关的流程以及如何遵守它们。
第10章概述了一些需要考虑的关键管理流程和相关技术以及如何实现它们，还讨论了管理和技术之间的关系。
第11章讨论了如何在实际组织中部署MBSE这一至关重要的问题，介绍了部署MBSE 的“三位一体”方法，它主要包括三个方面：需要MBSE的原因、当前MBSE和目标MBSE的能力以及当前目标MBSE的演进。
第12章与本书以往的结构不同，提供了一些关于如何有效应用MBSE的见解、提示和技巧。本章内容完全基于作者过去30多年在MBSE领域工作的个人经验。因此，这里所提供的信息往往是基于经验得到的一般建议，而不是金科玉律。
第13章篇幅较短，它提供了一组信息，有助于读者在自己的组织中继续实行系统工程，包括现代标准和其他最佳实践资源，例如指导方针和积极促进系统工程并提供有价值资源的组织列表。
尽情使用本书
本书假定读者不具备系统工程或建模的相关知识，因此适合该领域的初学者阅读。
下载彩色图片
我们还提供了一个PDF文件，其中包含本书中使用的屏幕截图和图表的彩色图像。你可以从这里下载：https://static.packt-cdn.com/downloads/9781804610688_ColorImages

作者介绍

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

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