谈系统工程方法对总体工程师的重要意义

前不久的文章《总体究竟需要那些专业人才》发表后阅读量迅速破万，得到大家的认可，倍感欣慰。所以趁着放假的时间，赶快再写一篇，以感谢大家，并祝大家元旦快乐！天天快乐！

这次重点谈谈系统工程方法对总体工程师的重要意义。

关于系统工程

系统工程近些年颇受关注，这方面的文章很多，也有一些很经典的书，大家感兴趣的可以看看，我文中的很多内容就出自以下这些书籍，这篇文章也算个导读吧！

国际系统工程协会（INCOSE）给出的“系统工程”的最新定义如下：系统工程是一种跨学科和综合性方法。这种方法通过使用系统的原理和概念以及科学、技术和管理方法使得工程系统能够被成功地实现、使用和退役。

关于工程系统也是有定义的，简单地说就是能够满足用户某些使用需求的产品。从定义可以看出，系统工程最核心的一点就是它是紧紧围绕系统或者产品实现的，这个是思考的起点。所谓（系统）总体，其实就是要依照系统工程方法去实现满足用户需求的系统或产品。我发现很多系统工程师，其实不清楚系统工程方法，这是不应该的；也有很多系统工程师，只会讲方法，却不懂具体技术，这更是不应该了。不懂方法，至少可以用技术解决具体问题；不懂技术，那就会让懂技术的瞧不起，显得假大空。方法和技术两者不可偏废、相辅相成，只有方法和相关业务、技术相结合，才能发挥更大的作用。同样，一个专业技术设计师，要想快速成为系统工程师，那么TA也必须清楚系统工程的基本思想和方法，这就是我写这篇文章的出发点。

记得在一本《软件工程》上讲“软件工程与软件过程的区别就是软件工程是对软件过程的最佳实践。”这话同样适用系统工程。我想最佳实践也是每个工程师的追求，而系统工程方法就是关于实现系统的“最佳套路”，“自古深情（技术）留不住，唯有套路（方法）得人心”啊！

关于总体工程师

也可称之为系统总体工程师或系统工程师。首先是指直接对系统或产品负责的系统级工程师，包括总师和副总师们（也就是我在《总体究竟需要那些专业人才》文中提到的系统架构师们），还有专业技术设计师，他们一般工作在总体部门；其次，这是一个相对概念，因为系统是可分解结构，所以分系统也有总体，从这个角度来看主要是指相对上一级的系统的设计师。“系统总体工程师”是中方说法，“系统工程师”是西方说法，“系统总体”是从研制职责角度称之，“系统”则是从研制对象角度称之。本质上都是指“系统级工程师”。

重要意义一：放眼全局、抓住重点

时间维度上看，系统工程是关于系统全寿命周期的；空间维度上看，系统工程涉及需求分析、系统研发、项目管理、质量管理、建模仿真、人力资源等各个领域。由此系统工程为总体工程师提供广阔的领域视野，可以让总体工程师从全局视角来看待和解决系统研发中的问题。

下图展示了系统工程规定的系统全寿命周期要经历的阶段，关于这个过程的阶段如何划分，不同的机构给出了略有不同的表达，但本质还是一致的。作为总体工程师必须要清楚典型的全寿命周期过程，知道一个系统要经历哪些阶段以及当前的系统处于哪个阶段。

按照《武器装备研制项目系统工程管理》一书，我国武器装备的系统工程过程包括：论证阶段、方案阶段、工程研制阶段、定型阶段等四个阶段。按照美国国防部的采办管理过程，一般分为装备解决方案分析阶段、技术开发阶段、工程与制造研制阶段、生产与部署阶段、使用与保障阶段等五个阶段。两者略有差异，其实老美说的技术开发，和我们预先研究中的演示验证是一个意思。

以上是阶段的划分，在这些阶段中主要有哪些具体的过程和活动呢？INCOSE将其分为四类：技术过程（工程师）、技术管理过程（项目经理）、协商过程（商务）和组织管理过程（条件保障）。这个与我之前的文章有共通之处，感兴趣的可以去看文章《探寻系统总体之路》。

当然，作为系统工程师最关注的就是技术过程，同时要能够与技术管理过程区别开。感觉国内非常不重视项目管理人才，我想项目管理人才至少要做过具体系统研发，而且曾经是优秀的系统工程师，同时作为项目经理应该享受总师助理或者副总师待遇才行。现在很多项目管理工作其实是总师们或者工程师在做，这个是不合适的啊！系统总师应该是首席架构师，而不应该是项目经理。

再看一下美国国防部《国防采办手册》关于系统工程全寿命周期过程的16个具体过程的内容和职责的划分，这个太经典了！每个总体人（系统工程师）都应该将其刻在脑子里，体系工程也是这16个过程，只是技术管理的难度明显增大。“红色”项是系统工程师负责，项目经理支撑；“黑色”项是项目经理负责，系统工程师配合。总体工程师的工作重点就是这8个和技术相关的科研过程。

重要意义二：志在产品、重在决策

知道了工作重点，那么系统工程师在研发工程中要起到什么样的作用呢？这就涉及到我们经常遇到的两种系统工程研发方法了，即强调自顶向下顺序思想的“V”模型和强调迭代递归思想为代表的“螺旋”模型。据说马斯克的星舰计划主要就是采用螺旋模型。其实在“V”字模型中也是有迭代的。无论哪种研发方法，都是面向系统实现的，所包含的内容也是基本一致的，即包括需求分析、概念设计、系统设计、开发集成、测试评估等过程。

V字模型的自顶向下有两个意思，第一是从用户需求到系统设计，第二是从系统总体到单元分解，现在我们的系统都是基于还原论的，即以系统可逐级分解和集成前提假设。所谓自下向上，主要是从单元测试、到系统集成、从系统功能性能测评到效能测评向上逐级开展。

工程中最常用的就是V字模型，通过这个模型，再结合全寿命周期的研发阶段，系统工程师就可以清晰的找到系统研发的关键决策点，系统工程师是最重要的职责其实就是要在系统研发的所在阶段做出系统级的技术决策，而不是陷于漫无目的讨论。所谓工程，其实也是条条大路通罗马，但是不决策就无法向前走，不决策就永远无法实现产品。等待的成本未必就比试错低（当然这里没考虑另一种人事方面的风险），决策错了其实可以改，这也是一种进步，但拖来拖去，则最终只有死路一条，有的时候真的是机不可失时不再来。

论证阶段（含技术攻关）的主要决策点：使用需求、系统概念、技术体制（含技术架构）。必要时需要通过预研提升技术成熟度，并通过演示验证确定系统技术可行性，输出是确定产品功能基线，也就是研制要求，这个主要用于甲方约束乙方。最初提出的系统概念，基本是“黑盒”，并可通过对业务过程的仿真判断对使用需求的满足程度。关于技术体制选择，总体工程师很重要的一条就是要学会判断技术成熟度等级，粗略来讲实验室仿真4级、半实物是5级、演示验证是6级、设计定性是7级、生产定性是8级、实战验证是9级。

设计阶段（包括方案阶段和工程详细设计阶段）的主要决策点：系统架构、分配基线、产品基线。重点解决产品逐级分解设计问题，输出是方案（PDR）和详细设计（CDR）。

集成测试评估的关键点：技术性能度量（TPM）、性能度量（MOP）、效能度量（MOE）。后两者也就是常说的性能评估和效能评估。重点解决系统验证问题，目的是对系统是否满足要求进行验证（Verification，验证实际系统满足设计要求，即MOP评估结果符合要求，这个工作过程一般称为DT&E）和确认（Validation，确认实际系统满足使用要求，即MOE评估结果符合要求，这个工作过程一般称为OT&E），如此一来就知道Verification—MOP—DT&E、Validation—MOE—OT&E彼此的对应关系了，知道这一点对系统工程师是至关重要的，系统最终行不行最终就看这两项。测试评估其实从设计阶段就要考虑的，所有的集成和测试项目都是系统设计给出的，设计的啥模块就集成啥模块，设计的啥指标，就测试啥指标。测评工程师的核心工作不是测试内容，而是给出测试用例和测试评估方法。在实际工作中，往往是设计不到位，才导致集成复杂度提高的，主要责任还在设计师。

重要意义三：路径清晰、勇往直前

关于系统总体工程师的职业成长路径，就是很多人都讲过的“T”型人才，即“技术有深度，（业务）领域有广度”。每一个毕业的博士硕士来到科研岗位，经过5-8年的专业训练，成为系统工程师，开始带项目，然后再成为大项目的副总师、总师，大概共需要15年左右的时间。其实时间过得蛮快的，这不又是新的一年了，加油吧，兄弟萌！

积极思考对于系统工程师和项目经理来说都是绝对必要的，这样他们才能产生和保持客户、公司管理层以及设计团队成员的信心。如果没有“能做”的态度，项目组织的团队精神和生产力势必会受到影响。

——《系统工程原理与实践》亚历山大-柯萨科夫

我们更要对自己有信心，与大家共勉！

祝大家2024元旦快乐！！

感谢您的阅读！不当之处请多指教！