體繫工程與裝備論證繫列叢書 總 序
1990年，我國著名科學家和繫統工程創始人錢學森先生發表了《一個科學新領域——開放的復雜巨繫統及其方法論》一文。他認為，復雜繫統組分數量眾多，使得繫統的整體行為相對於簡單繫統來說可能湧現出顯著不同的性質。如果繫統的組分種類繁多，並具有層次結構，它們之間的關聯方式又很復雜，就構成了復雜巨繫統；如果復雜巨繫統再與環境進行物質、能量、信息的交換，接受環境的輸入、干擾並向環境提供輸出，而且還具有主動適應和演化的能力，就要把它作為開放復雜巨繫統對待了。在研究解決開放復雜巨繫統問題時，錢學森先生提出了從定性到定量的綜合集成方法，這是繫統工程思想的重大發展，也可以看作對體繫問題的先期探討。
從繫統研究到體繫研究涉及很多問題，其中有三個問題應該首先予以回答：一是體繫和繫統的區別，二是平臺化發展和體繫化發展的區別，三是繫統工程與體繫工程的區別。下面，我引用國內兩位學者的研究成果討論前兩個問題的看法，然後再談談我自己對第三個問題的看法。
（1）關於繫統和體繫的區別。有學者認為，體繫是由繫統組成的，繫統組成的。不是任何繫統都是體繫，但是隻要由構成且相互之間具有聯繫就是繫統。繫統的內涵、結構、運行、功能、環境，體繫的內涵包括目標、能力、標準、服務、數據、信息等。繫統最核心的要素是結構，體繫最核心的要素是能力。繫統的分析從功能開始，體繫的分析從目標開始。繫統分析的表現形式是多要素分析，體繫分析的表現形式是不同角度的視圖。對繫統發展影響最大的是環境，對體繫形成影響最大的是目標要求。繫統的緊密聯繫，體繫強調要素的松散聯繫。
（2）關於平臺化發展和體繫化發展的區別。有學者認為，由於先進信息化技術的應用，現代作戰模式和戰場環境已經發生了根本性的轉變。受此影響，以美國為首的西方國家在新一代裝備發展思路上也發生了根本性轉變，逐漸實現了裝備發展由平臺化向體繫化的過渡。武器裝備體繫化的重要性為眾人所知始於35年前的一場戰役。1982年6月的黎巴嫩戰爭中，以色列和敘利亞在貝卡谷地展開了激烈空戰，這次戰役的懸殊戰果對現代空戰戰法研究和空戰武器裝備發展有著多方面的借鋻意義，因為通過任何基於武器平臺分析的指標進行衡量，都無法解釋如此懸殊的戰果。以色列空軍各參戰裝備之間分工明確，形成了協調有效的進攻體繫，是取勝的關鍵。自此以後，空戰武器裝備對抗由“平臺對平臺”向“體繫對體繫”進行轉變，為世界所周知。同時一種全新的武器裝備發展思路—“武器裝備體繫化發展思路”逐漸浮出水面。這裡需要強調的是，武器裝備體繫概念並非始於貝卡谷地空戰，當各種武器共同出現在同一場戰爭中，執行不同的作戰任務，原始的武器裝備體繫就已形成，但是這種武器裝備體繫的形成是被動的；而武器裝備體繫化發展思路應該是一種以武器裝備體繫為研究對像和發展目標的武器裝備發展建設思路，是一種現代裝備體繫建設的主動化發展思路。因此，武器裝備體繫化發展思路是相對於一直以來武器裝備發展主要以裝備平臺更新為主的發展模式而言的。以空戰裝備為例，人們一般常說的三代戰鬥機、四代戰鬥機都是基於平臺化思路的發展和研究模式，是就單一裝備的技術水平和作戰性能進行評價的。可以說，傳統的武器裝備平臺化發展思路是針對某類型武器平臺，通過開發、應用各項新技術，研究制造新型同類產品以期各項性能指標超越過去同類產品的發展模式。而武器裝備體繫化發展的思路則是通過對未來戰場環境和作戰任務的分析，並對現有武器裝備和相關領域新技術進行梳理，開創性地設計構建在未來一定時間內最易形成戰場優勢的作戰裝備體繫，並通過對比現有武器裝備的優勢和缺陷確定要研發的武器裝備和技術。也就是說，其研究的目標不再是基於單一裝備更新，而是基於作戰任務判斷和戰法研究的裝備體繫構建與更新，是將武器裝備發展與戰法研究充分融合的全新的裝備發展思路，這也是美軍近三十多年裝備發展的主要思路。
（3）關於繫統工程和體繫工程的區別。我認為，繫統工程和體繫工程之間存在著一種類似“一分為二、合二為一”的關繫，具體體現為分析與綜合的關繫。數學分析中的微分法（分析）和積分法（綜合），二者對立統一的關繫是牛頓-萊布尼茲公式。它們構成數學分析中的主脈，解決了變量中的許多問題。繫統工程中的“需求工程”（相當於數學分析中的微分法）和“體繫工程”（相當於數學分析中的積分法），二者對立統一的關繫就是錢學森的“從定性到定量綜合集成研討方法”（相當於數學分析中的牛頓-萊布尼茲公式）。它們構成繫統工程中的主脈，解決和正在解決著大量巨型復雜開放繫統的問題。我們稱之為繫統工程Calculus（微積分）。
總之，武器裝備體繫是一類具有典型體繫特征的復雜繫統，體繫研究已經超出傳統繫統工程理論和方法的範疇，需要研究和發展體繫工程，用以指導體繫條件下的武器裝備論證。
在繫統工程理論方法中，繫統被看作具有集中控制、全局可見、有層級結構的整體，而體繫是一種松耦合的復雜大繫統，已經脫離了原來以緊密的層級結構為特征的單一繫統框架，表現為一種顯著的網狀結構。近年來含有大量自主繫統的無人作戰體繫的出現，使得體繫架構的分布、開放特征更加明顯，正在形成以即聯配繫、敏捷指控、協同編成為特點的體繫架構。以復雜適應網絡為理論特征的體繫，可以比單純遞階控制的層級化復雜大繫統具有更豐富的功能配繫、更復雜的相互關繫、更廣闊的地理分布和更開放的邊界。以往的繫統工程方法強調必須明確繫統目標和繫統邊界，但體繫論證不再限於剛性的繫統目標和邊界，而是強調裝備體繫的能力演化，以及對未來作戰樣式的適應性。因此，體繫條件下裝備論證關注的焦點，在於作戰體繫架構對體繫作戰對抗過程和效能的影響，在於武器裝備繫統對整個作戰體繫的影響和貢獻率。
回顧40年前，錢學森先生在國內大力倡導和積極踐行復雜繫統研究，並在國防科學技術大學親自指導和創建了繫統工程與數學繫，開辦了飛行器繫統工程和信息繫統工程兩個本科專業。面對當前我軍武器裝備體繫發展和建設中的重大軍事需求，由國防科學技術大學王維平教授擔任主編，集結國內在武器裝備體繫分析、設計、試驗和評估等方面具有理論創新和實踐經驗的部分專家學者，編寫出版了“體繫工程與裝備論證繫列叢書”。該叢書以復雜繫統理論和體繫思想為指導，緊密結合武器裝備論證和體繫工程的實踐活動，積極探索研究適合國情、軍情的武器裝備論證和體繫工程方法，為武器裝備體繫論證、設計和評估提供理論方法和技術支撐，具有重要的理論價值和實踐意義。我相信，該叢書的出版將為推動我軍體繫工程研究、提高我軍體繫條件下的武器裝備論證水平做出重要貢獻。
汪浩
2017年5月
譯者的話
進入21世紀，繫統工程在人類活動的各個領域中有了更深刻的認知和更廣泛的應用。不論是在繫統工程的工程化方法和流程方面，還是在涉及繫統預測、評價、決策等支撐技術方面，都取得了豐碩的成果。其中，繫統工程方法論作為繫統工程知識體繫的核心，是研究一切繫統的一般模式、原則和規律的理論體繫，是繫統規劃師、分析師、設計師和開發人員追尋了數十年的目標，也出現了百花齊放、百家爭鳴的局面。有以美國國防部和NASA為代表提出的偏硬的繫統工程方法論，也有以錢學森先生提出的從定性到定量、定性定量相結合為代表的具有東方色彩的綜合集成方法論。當前，針對體繫層次問題，又再次湧現體繫工程方法論的研究熱潮。
在這些五光十色的方法論中間，一種方法論具有鮮明的特色，這就是英國著名學者戴瑞克?希金斯提出的方法論。希金斯在其出版的《繫統工程：21世紀的繫統方法論》一書中，對復雜繫統的量化分析和建模途徑做出了深刻的闡述，並借鋻繫統工程的流程化方法，提出了一套完整的可操作的繫統方法論，同時給出了多個應用分析案例。該書是他幾十年跨領域、跨行業繫統工程實踐的理論升華，對復雜繫統的量化分析和建模途徑做出了深刻的闡述，既有理論研究的深度，又有適用應用領域的廣度。
希金斯提出的繫統方法論有三大特色：
（1）問題導向，該方法論是關於復雜問題求解的整體方法論，大量精力放在問題的診斷和分析上。
（2）多層通用，適用於產品、項目、組織、行業和社會多個層次。
（3）流程驅動，即給出流程步驟，又給出每個步驟的工作產品，具有很強的可操作性。
可以說，戴瑞克?希金斯的著作是繫統工程方法論研究的經典著作，對於繫統工程從業人員深入學習、理解和應用繫統工程理論方法解決實際問題具有良好的指導意義。
為了推進繫統工程理論方法的應用研究，在電子工業出版社的大力支持下，我們組織策劃了“繫統工程與裝備論證繫列叢書”，並將《繫統工程：21世紀的繫統方法論》一書的翻譯出版列入其中，旨在將國際上最新的理論成果介紹給讀者。戴瑞克?希金斯是繫統工程界泰鬥級人物，工作經歷豐富，科研成果顯著。在本書中，涉及各領域的社會歷史知識極為廣泛，數學、物理和繫統科學的專業知識頗為深入，體現了作者廣博的學識和深厚的底蘊。
在本書的翻譯過程中，得到許多同行和專家的指導和幫助，在此表示感謝！感謝電子工業出版社工業技術分社的徐靜社長、陳韋凱編輯和郭穗娟編輯，為本書在版權聯繫和文稿編輯方面付出的努力和給予的指導；感謝王維平教授、李群教授給予的理解支持和指導建議；感謝湯旭棟、方斌強、陳偉、石澤森、陳帥、範蕾、李海兵、李紫漠、周奕麗、周文璐、周威、何磊和王玥等為本書翻譯做出的貢獻。
由於譯者水平有限，在翻譯過程中，難免出現不準確和不精致之處，敬請讀者批評指正。
朱一凡
2017年8月
原 著 序
戴瑞克?希金斯長期以來一直是繫統工程的先驅者，他有著大量的經驗，最早在英國皇家空軍服役22年，直到退休。隨後他在公共領域和保密領域獲得了大量各種各樣的職位，包括擔任北約空軍指揮控制繫統（ACCS）的英國方面技術負責人，以及在英國的兩個最好的繫統工程公司中擔任市場部主任、業務開發部主任和技術部主任。他於198
