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页数:338

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出版时间:1997-9

价格:22.80元

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isbn号码:9787560303406

丛书系列:

图书标签:

• 系统工程
• 工程管理
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• 问题解决

《复杂系统设计与实现：面向工业应用的实践指南》 图书简介 在当今技术飞速发展的时代，无论是航空航天、智能制造、先进医疗设备，还是大规模信息基础设施的构建，我们面对的挑战越来越多地集中在处理高复杂度、强耦合、多约束的复杂系统。传统的、孤立的工程方法已难以有效应对这些系统的需求——从需求定义到架构设计、从集成测试到全生命周期维护，每一个环节都充满了不确定性和潜在的风险。 本书《复杂系统设计与实现：面向工业应用的实践指南》正是为解决这一核心痛点而撰写。它并非对某一特定技术领域的深入钻研，而是着眼于系统层面的全局视野与系统思维的构建，旨在为工程师、项目经理以及技术决策者提供一套结构化、可操作的复杂系统工程方法论与工具箱。 本书的基石建立在对现代复杂系统本质的深刻理解之上：系统不仅是部件的简单堆砌，而是其涌现行为和相互作用的产物。因此，我们必须采用一种超越传统瀑布模型的、以模型为中心（Model-Based）的设计范式。 第一部分：复杂系统思维与方法论重塑 本部分首先界定了“复杂系统”的内涵与外延，区分了“复杂”与“难解”的本质差异。我们深入探讨了系统思维（Systems Thinking）的四大支柱：整体性、涌现性、反馈环路与约束条件。 需求工程的升级： 传统的“需求列表”已经无法满足复杂系统的“非功能性需求”（如安全性、可靠性、可维护性）的表达。本书详细介绍了如何运用场景分析（Scenario Analysis）和利益相关者矩阵（Stakeholder Matrix）来捕获隐性需求。重点阐述了如何使用基于目标的系统工程（OBSE）框架，将高层次的战略目标有效分解并追溯到具体的系统功能和架构决策上。 架构驱动设计： 我们强调架构设计是复杂系统工程中最关键的拐点。本书详尽分析了当前主流的架构模式——从微服务架构（Microservices）到事件驱动架构（EDA），并引入了架构权衡分析（Architecture Tradeoff Analysis Method, ATAM），指导工程师如何在性能、成本、可扩展性和安全性之间做出清晰、可量化的决策。 生命周期概念的引入： 系统不是一次性完成的产品，而是需要经历概念、开发、部署、运行直至退役的全过程。我们引入了工程生命周期模型（Lifecycle Models）的比较，特别是对迭代与增量开发（Incremental and Iterative Development）在大型项目中的应用策略进行了深入剖析。 第二部分：模型驱动的集成与验证 在复杂的电子电气、机电耦合系统中，仿真和验证的成本高昂且耗时。本书的核心价值在于推广基于模型的系统工程（MBSE）实践。 形式化建模语言的应用： 我们将系统建模语言（SysML）作为系统描述的通用“语言”。详细介绍了如何使用不同的图表类型（需求图、结构图、行为图和参数图）来构建统一的、无歧义的系统蓝图。重点关注如何利用活动图（Activity Diagrams）和状态机图（State Machine Diagrams）来精确描述系统的动态行为和故障转移逻辑。 跨域集成与接口管理： 复杂系统往往涉及软件、硬件、控制算法和物理介质的集成。本书提供了严谨的接口控制文档（Interface Control Document, ICD）编制规范，并阐述了如何利用形式化验证工具对关键接口进行提前的逻辑一致性检查，以避免集成阶段的“大爆炸”问题。 虚拟验证与数字孪生概念： 验证策略从传统的物理测试转向虚拟测试优先。我们探讨了如何构建高保真仿真模型，实现系统在部署前的“虚拟运行”。书中还前瞻性地介绍了数字孪生（Digital Twin）的概念框架，说明了如何在系统运行过程中，通过实时数据闭环，实现对预测性维护和性能优化的支持。 第三部分：风险管理与系统演化 系统的复杂性带来了固有的不确定性。有效管理风险和确保系统能够适应未来变化的能力，是衡量系统工程成功与否的关键指标。 系统性风险识别与量化： 本部分超越了简单的故障树分析（FTA）。我们引入了FMEA（失效模式与影响分析）的扩展应用，特别是针对系统级、架构级的潜在失效模式。同时，本书提供了风险优先级数（RPN）的计算方法，并结合蒙特卡洛模拟，对高风险项进行量化评估。 配置管理与版本控制的基石： 面对数百万行的代码、成千上万的零部件和多层级的文档，严格的配置管理至关重要。本书详细阐述了基线（Baseline）的建立、变更控制委员会（CCB）的运作流程，以及如何将MBSE模型与物理资产的版本进行同步。 面向演化的架构设计（Architecture for Evolution）： 架构不仅要满足当前需求，更要为未来的功能扩展预留弹性。我们讨论了如何设计具有低耦合、高内聚特性的模块化架构，以及如何通过接口抽象层（Abstraction Layers）来隔离技术漂移对核心功能的影响，从而确保系统能够经济、高效地进行持续的、受控的演进。 目标读者 本书面向在航空、国防、汽车电子、大型基础设施建设、复杂工业自动化等领域工作的系统工程师、软件架构师、项目经理、质量保证专家以及高级工程技术人员。它假设读者具备一定的工程基础知识，旨在将其提升到系统层面的设计与管理能力。 《复杂系统设计与实现：面向工业应用的实践指南》提供了一个全面且深入的框架，将抽象的系统理论转化为可落地的工程实践，是构建下一代复杂可靠系统的必备参考书。

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我是一名刚刚步入职场的毕业生，对于如何将学校里学到的理论知识应用于实际的项目开发中，我感到有些迷茫。我的专业背景让我对计算机科学有了初步的了解，但面对真实的开发环境，我发现自己缺乏系统性的工程思维。我迫切地需要一本能够填补这方面空白的书籍。我希望这本书能够用通俗易懂的语言，解释系统工程的基本概念和方法，让我明白一个项目从启动到交付的整个生命周期是如何运作的。我尤其希望它能够教会我如何进行需求建模，如何设计系统架构，以及如何在开发过程中进行迭代和改进。如果书中能包含一些关于项目管理工具（如甘特图、WBS等）的使用说明，以及如何进行版本控制和持续集成/持续部署（CI/CD）的介绍，那对我来说将是巨大的帮助。我想通过这本书，建立起扎实的系统工程基础，为我的职业生涯打下坚实的地基。

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我一直对如何将复杂的系统进行拆解、分析和优化感到好奇，尤其是在学习软件开发过程中，常常遇到需求蔓延、项目延期、团队沟通不畅等问题，这让我意识到，要构建一个成功的系统，远不止编写几行代码那么简单。我渴望找到一本能够系统性地指导我理解系统生命周期、管理项目风险、以及如何高效协作的教材。市面上关于项目管理的书籍很多，但很多偏重于理论，或者只关注某个特定阶段，缺乏一个全局性的视角。我希望找到一本能把我零散的知识点串联起来，让我能够从宏观上把握一个项目，从开始的构思到最终的落地，再到后期的维护和迭代，都能够得心应手。理想中的书籍应该能够提供切实可行的案例，让我能够将理论知识与实际工作相结合，解决我工作中遇到的实际问题。同时，我也希望它能够帮助我提升分析能力，学习如何识别系统中的瓶颈，并提出有效的解决方案，最终能够独立承担起更复杂的项目，成为一名更优秀的系统开发者。

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工作几年了，感觉自己在技术层面虽然有所积累，但在项目管理和系统设计方面却显得捉襟见肘。特别是当一个项目规模逐渐扩大，参与人员越来越多，各种需求变来变去的时候，常常会感到力不从心。我一直在寻找一本能够帮助我梳理思路、规范流程的书籍。我希望它能教会我如何科学地定义项目目标，如何进行有效的需求分析和管理，以及如何在资源有限的情况下做出最优的决策。而且，我特别看重书籍对于风险管理和质量保证的论述，因为这两个方面往往是项目失败的罪魁祸首。我希望这本书能提供一套完整的工具和方法论，让我能够提前预判风险，并制定相应的应对策略，同时确保最终交付的系统能够满足预期的质量标准。如果还能在书中看到一些关于团队协作和沟通的实践建议，那就更完美了，毕竟一个项目的成功离不开整个团队的共同努力。

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最近在看一些关于人工智能和大数据处理的文献，越发觉得理解一个复杂系统的内部运作机制至关重要。很多时候，我们关注的是某个算法的性能，某个模型的准确率，但往往忽略了整个系统是如何将这些技术有机地结合在一起，如何处理海量的数据，如何保证系统的稳定性和可扩展性。我一直在寻找一本能够从更高层次解释系统构建原理的书籍，它不一定需要深入到某个具体的技术细节，但一定要能够提供一个清晰的框架，让我明白一个大型系统是如何从无到有，如何进行设计、开发、部署和维护的。我希望这本书能够帮助我建立起对系统整体的认知，理解不同模块之间的关系，以及如何进行权衡和取舍。如果书中能够穿插一些不同领域（如航空航天、通信、金融等）的系统工程案例分析，那就更能开阔我的视野，让我看到系统工程的普适性和强大之处。

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我是一名项目经理，负责协调多个技术团队完成复杂的软件项目。在实际工作中，我经常面临来自各个方面的挑战：需求的不断变更，技术难题的出现，以及不同团队之间的沟通障碍。我一直在寻找一本能够提供系统性解决方案的书籍，能够帮助我更有效地管理项目，提升团队的协作效率。我希望这本书能够提供一些关于需求优先级排序、风险评估与规避、以及质量控制的实用方法。而且，我特别关注书中关于沟通和冲突管理的章节，因为这些往往是影响项目进度的关键因素。如果书中能够包含一些关于敏捷开发和瀑布模型等不同项目管理方法的比较和应用场景分析，那就更好了。我希望通过阅读这本书，能够提升我的项目管理能力，更好地带领团队克服困难，按时、高质量地完成项目目标，成为一名更出色的项目领导者。

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