孙东川，于1980年开始从事系统工程教学与研究，先后任教于南京理工大学、华南理工大学和暨南大学。1992年晋升教授，1993年荣获国务院特殊津贴。多年担任中国系统工程学会常务理事兼教育与普及工作委员会副主任、社会经济系统工程专业委员会副主任等职务，是江苏省系统工程学会和珠海市系统工程学会的主要创建人。指导系统工程、管理科学与工程的硕士生、博士生、博士后共计120多名。第二、第三作者都是后起之秀，有博士学位，做过博士后研究，积极参与中国系统工程学会的学术活动和学会工作。

　　《系统工程引论（第4版）》是普通高等教育“十五”国家级规划教材，是教育部招标确定的系统工程教材。第1版于2004年出版，十多年来一直备受教育界与学术界欢迎。
　　《系统工程引论（第4版）》共12章，包括系统的基本概念、系统工程的基本概念、系统工程若干专业简介、系统工程方法论、系统工程的理论基础、深化的系统概念、系统模型与仿真、系统分析、系统综合与评价、系统可靠性、投入产出分析、系统工程人才的素质与培养等。附录A-F分别介绍钱学森院士的生平、中国系统工程与系统科学的研究队伍、国际著名的研究机构。
　　《系统工程引论（第4版）》注重概念的准确性、条理性，深入浅出，精心编写，独具一格，全面阐述了系统工程中国学派——钱学森学派的内容与特点。第12章归纳了系统工程的基本命题60条与基本原理12条，既是对全书内容的概括，又能启迪读者进一步思考。
　　《系统工程引论（第4版）》读者面宽，不但适用于理工科大学生和研究生，而且适用于经管类和文科专业大学生和研究生，也适用于各级干部和企业管理人员。

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王众托院士作序推荐（见书中序三）

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第3章系统工程若干专业简介

3.1引言

系统工程是系统科学体系中的工程技术，是一个总类名称，它可以分为许多专业。钱学森院士1979年列出了表31中的14门系统工程专业，他说： “表中列了14门系统工程，其实还很不全，还会有其他的系统工程专业，因为在现在这样一个高度组织起来的社会里，复杂的系统几乎是无所不在的，任何一种社会活动都会形成一个系统，这个系统的组织建立、有效运转就成为一项系统工程。同类的系统多了，这种系统工程就会成为一门系统工程专业。所以，我们还可以再加上许多其他系统工程专业。”现在已经形成了其他若干系统工程专业，例如，中国系统工程学会下设的专业委员会已经有27个,还将产生更多的系统工程专业。

表31系统工程的一些专业(钱学森院士，1979年)

系统工程的专业专业的特有学科基础

工程系统工程工程设计

科研系统工程科学学

企业系统工程生产力经济学

信息系统工程信息学、情报学

军事系统工程军事科学

经济系统工程政治经济学

环境系统工程环境科学

教育系统工程教育学

社会（系统）工程社会学、未来学

计量系统工程计量学

标准系统工程标准学

农业系统工程农事学

行政系统工程行政学

法治系统工程法学

本章简要介绍工程系统工程(project systems engineering)、军事系统工程(military systems engineering)、信息系统工程(information systems engineering)和社会系统工程(social systems engineering)等专业。工程系统工程与军事系统工程起源最早。信息系统工程是计算机技术与信息网络时代的产物，它既是一个系统工程专业，又渗透到其他各个系统工程专业之中，因为开展任何系统工程项目，都离不开信息、信息管理和管理信息系统(Management Information System，MIS)。系统工程是从工程领域和军事领域延伸和扩充到社会领域的，但是，任何工程问题和军事问题，都是社会系统之中的问题，所以，它们或多或少都带有社会系统工程的性质。下面介绍的社会系统工程，实际上是“组织管理社会主义建设的技术”。

现代科学技术发展很快，航天事业发展很快，军事技术发展很快，信息技术发展更快； 中国坚持改革开放，经济和社会发展日新月异，举世瞩目，所以，无论是工程系统工程、军事系统工程、信息系统工程，还是社会系统工程，都发展很快，教科书要跟上描述对象的发展是很困难的，几乎是不可能的。教科书相比较现实情况，常常是滞后的。教科书的一般宗旨是，介绍有关的基本原理、基本知识，介绍已经定型的、比较成熟的、变化不大的内容，也适当介绍一些比较新的进展； 同时，提醒读者关注最新进展，丰富自己的知识。本章3.2节—3.5节只是作了不多的改动。3.6节举例介绍“现代生活中的系统工程”，希望能增加读者对系统工程的亲近感。

3.2工程系统工程

马克思说： “一切规模较大的直接社会劳动或共同劳动，都或多或少地需要指挥，以协调个人的活动，并执行生产总体的运动——不同于这一总体的独立器官的运动所产生的各种一般职能。一个单独的提琴手是自己指挥自己，一个乐队就需要一个乐队指挥。”（《资本论》第1卷第367页）马克思的这段话精辟地阐明了组织管理工作的起源与组织管理工作的部分职能。

古代的能工巧匠作为个体劳动者，在生产制作的过程中，既是设计师，又是劳动者，还是管理者。随着生产规模的扩大，特别是在产业革命后出现的大工业生产中，这种三位一体的状态就不复存在了。设计和制造一部复杂的机器设备要有许多人参加，如果它的各个构件彼此不协调，即使这些构件的设计和制造从局部看是合理的、先进的，但是这部机器的总体性能可能是不合格的。因此必须有个“总设计师”来抓总，协调设计工作； 必须有个“总工程师”来抓总，协调生产技术。

现代工程体系的规模和复杂性日益增长，出现了所谓大系统(large scale system)的工程，例如20世纪40年代，美国研制原子弹的“曼哈顿工程”参加的技术人员有15000人； 60年代，美国载人登月的“阿波罗计划”参加的高级工程技术人员有42万人。要指挥和协调规模如此巨大的社会劳动，靠一个“总设计师”或“总工程师”是不够的。他不可能精通整个系统所涉及的全部专业知识，也不可能有足够的时间来完成数量惊人的技术协调工作。我国在20世纪50年代中期开始发展国防尖端技术项目时，也碰到了同样的问题。怎样把比较笼统的初始研制要求逐步展开为成千上万个人员参加研制的具体工作？又怎样把这些千头万绪的工作最后综合成一个技术上先进、经济上合算、研制周期短、能协调运转的实际系统，并且使这个系统成为它所从属的更大系统的有效组成部分？这是研制任何大工程系统的基本问题。这就要求有一种组织、一个集体代替先前的单个指挥者来抓总。于是出现了“总体设计部”。

20世纪50年代末，我国着手实施人造卫星和运载火箭发射计划时，建立了总体设计部。总体设计部为我国人造卫星和运载火箭的研制成功作出了贡献。总体设计部由熟悉系统各方面专业知识的技术人员组成，并由知识面比较宽广的专家负责领导。总体设计部设计的是系统的“总体”，是系统的“总体方案”，是实现整个系统的“技术途径”。总体设计部一般不承担具体部件的设计，却是整个系统研制工作中必不可少的抓总单位。总体设计部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分进行研制，对它的所有技术要求都首先从实现这个更大系统的技术协调的观点来考虑； 总体设计部把系统作为若干分系统有机结合成的整体来设计，对每个分系统的要求都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑； 总体设计部对研制过程中分系统与分系统之间的矛盾、分系统与系统之间的矛盾，都首先从总体协调的需要来选择解决方案，然后留给分系统研制单位或总体设计部自身去实施。总体设计部的实践，体现了一种科学方法，这就是系统工程。

下面简要介绍一下美国的北极星计划与阿波罗计划。

北极星计划是美国海军特种计划局1957年开始的研制北极星导弹核潜艇系统的任务。在顾问公司的协助下，创造出一种控制工程进度的先进管理方法——Program Evaluation and Review Technique(PERT，现在已经成为一个新的英语单词pert，计划协调技术或计划评审技术)。北极星计划是一项规模庞大的工程。有８家总承包公司、250家分包公司、3000家三包公司承担，其协调工作非常复杂。由于PERT和电子计算机的应用，整个任务提前两年完成。无独有偶，在此前不久，1956年美国杜邦化学公司为了协调公司内部各个业务部门之间的协作，以及为了维修设备和筹建新的化工厂，聘请顾问公司研究出Critical Path Method (CPM，关键路线法或要径法)，效果也很显著。CPM与PERT在原理上很相似，都是采用网络模型。由于PERT是军方首创，对时间进度是最关心的，而CPM是民间首创，对成本非常重视，一开始两种方法的侧重点略有差异，但是，在后来的使用与发展中，两者相互靠拢乃至融为一体，统称为PERT/CPM，在我国，科技部门称为“计划评审技术”或“计划协调技术”，民用部门和建筑公司称为“统筹法”。

阿波罗登月计划是举世公认的工程系统工程范例。从1961年5月至1972年12月，历时11年半，耗资300多亿美元，参加研制的美国与外国企业２万多家，大学与研究机构120所，使用大型计算机600多台，参加研制工作的人员达400多万，其中高级技术人员42万。整个计划是成功的。1969年7月21日，乘坐阿波罗11号，人类第一次登上了月球。后来发射的阿波罗飞船又多次载人登月，进行科学考察与实验。

表32是阿波罗11号宇宙飞船登月的主要环节上，计划时间与实际时间的比较。阿波罗计划也采用了PERT，并且发展成为GERT(Graphical Evaluation and Review Technique)，GERT可以处理多种复杂的随机因素。

阿波罗计划的成功，当然是很高的科学技术成就，但是它的总指挥韦伯说： “阿波罗计划中没有一项新发明的自然科学理论和技术，而是现成技术的应用，关键在于综合。”

“关键在于综合”，综合即创造，综合即创新，这是系统工程的基本观点之一。

我国研制“两弹一星”和发展航天事业也堪称工程系统工程范例，有关材料已经发布很多，请读者自己查找和分析。

表32阿波罗11号宇宙飞船登月的主要环节上，计划时间与实际时间的比较

项目

计划实际相差

日时分日时分小时分钟

飞船发射1620321620320

进入飞向月球轨道231623160

进入绕月球的椭圆轨道20026200224

登月舱进入接近月面轨道21210212082

登月舱在月面登陆3193172

宇航员走出登月舱踏上月面1319956323

宇航员回到登月舱15421211331

登月舱离开月面开始上升22055220550

宇航员进入返回地球的轨道115611551

在太平洋中部坠落2423512423501

（1969年7月，按北京时间）

3.3军事系统工程

军事系统工程是运用系统工程的理论和方法来研究军事系统的组织管理工作，其核心是军队建设和作战等问题。军队的使命是保家卫国，招之即来，来之能战，战之能胜； 攻无不克，战无不胜。

电子计算机和其他电子技术在军事系统工程中发挥着越来越大的作用。电子战成为现代战争的重要组成部分。

军事系统是由许多部分构成的不可分离的整体。在人类全部的社会实践活动中，指导战争最为强调全局观念、整体观念，强调从全局出发、合理使用局部力量，最终求得全局最佳效果。在历史上，军事一直是被作为一门艺术看待的。这里所谓艺术，一是说统帅与将领们都是依靠自己的聪明才智亲自设计作战方案并直接指挥军队的，二是指这种聪明才智并不依靠科学技术。

一切技术的创立和发展都需要一定的历史条件，既要有必要，又要有可能； 军事系统工程这门技术也不例外，而条件在第二次世界大战中都具备了，所以军事系统工程开始发展起来。我们来看看英、美两国的这段历史。

第二次世界大战初期，英国面临着如何抵御法西斯德国飞机轰炸的问题。当时，占领了整个欧洲的德国拥有一支强大的空军，而英国是个岛国，其东南部海岸线距离欧洲仅约100千米，这段距离德国飞机只需飞行17分钟，英国飞机要在这17钟之内完成预警、起飞、爬高、拦击等动作。当时英国的无线电专家沃森瓦特(Robert WatsonWatt)研制成功一种新型无线电装置——雷达，它能在很远距离探测到来犯敌机，这样，英国部队就有时间做好反空袭工作，使英国飞机能在防空圈外、甚至在海上拦击敌机。然而，在几次防空演习中，雷达装置虽然探测到160千米外的飞机，但是没有一套快速传递、处理和显示信息的设备，所以探测到的信息无法有效地提供使用。这个问题使英国雷达研究人员认识到，要想成功地拦击敌机，光有探测用的雷达是不够的，还必须有一套信息传递、处理与显示设备配合使用，才能发挥英国飞机的威力。这种系统化的要求与概念，促进英国在1940年８月成立了以自然科学家为主体的班子来研究战争中的问题。后来在美国和加拿大也纷纷成立了类似的班子。大约有总数不少于700名的科学家参与了涉及先进军事技术的战术研究。这种研究当时在英国称为operational research，在美国称为operations research，缩写都是OR，当时的含义都是“作战研究”(现在我国翻译为“运筹学”或“作业研究”)。以英国第一个OR小组为例，为首的是著名物理学家布拉凯持(Ｐ.Ｍ.Ｓ.Blackett)，小组成员有2名数学家，2名普通物理学家，1名理论物理学家，1名天体物理学家，3名生理学家，1名测量技术人员，1名陆军军官和1名海军军官。这些运筹学小组的特点是跨学科性，它们运用自然科学和工程技术的方法研究防空、反潜、港口利用、商船护航、水雷布设等问题，都取得了良好的效果。美国科学家莫尔斯(Ｐ.Ｍ.Ｍorse)与基姆伯尔(G.Ｅ.Kimball)参加了运筹小组的实际工作，战后他们出版了(1946年内部出版，1951年公开出版)第一本运筹学专著The Methods of Operations Research，即《运筹学的方法》，对大战期间美、英等国作战运筹研究活动成果作了科学的总结。他们指出： “运筹学是为领导机关对其控制下的事务、活动采取策略而提供定量依据的科学方法，运筹学是在实行管理的领域，运用数学方法，对需要进行管理的问题进行统筹规划、作出决策的一门应用学科。”军事运筹学是军事系统工程的前身与别称。

从20世纪50年代开始，以热核武器和洲际导弹的出现为标志的现代军事手段的发展，促进了军事学术思想和作战方法发生新的变革。20世纪60年代初，美国国防部长麦克纳马拉为了改变美国在战略核武器方面落后于苏联的状态，对美国的战略方针、组织机构、预算规划和武器管理进行改革，提出“计划、规划与预算系统”(the Planning，Programming and Budgeting Systems，PPBS)，并取得了一定的成效。他用来实现其思想的一套方法也是军事系统工程。军事系统工程的专门机构，已成为现代化军队不可缺少的业务部门。

1991年1月17日—2月28日，发生了一场“海湾战争”(现称第一次海湾战争)： 以美国为首的多国联盟在联合国安理会授权下，为恢复科威特领土完整而对伊拉克进行的战争。海湾战争揭示了现代战争的基本面貌，它是高技术战争，是信息大战。在战争开始之前，利用电子技术进行战争模拟制订战略战术十分重要。

1990年11月29日，联合国安理会通过第678号决议，规定1991年1月15日为伊拉克从科威特撤军的最后期限，伊拉克政府没有接受。1991年1月17日凌晨，美军的空袭行动开始实施。空袭模式是，由EF111、EA6B和EC130H等电子战飞机先开辟通路，担负攻击任务的F117、F111DAEAF、A6、A10、AV8B、F15E、B52等型飞机攻击各指定目标，F14、F15C、F16和FAA18等飞机则担负掩护任务。日出动量达2000~3000架次。据美军统计，至地面进攻开始时，科威特战区伊军部队54万人中伤亡达25％以上，重装备损失达30%~45％。1991年2月24日当地时间凌晨4时整，多国部队向伊军发起了大规模诸军兵种联合进攻，将海湾战争推向了最后阶段。整个地面进攻历时100小时。在损失惨重的情况下，伊拉克政府无可奈何，表示接受美国提出的停火条件和愿意履行联合国安理会历次通过的有关各项决议。在此基础上，联合国安理会于4月3日以12票赞成、1票反对、2票弃权通过了海湾正式停火决议，即687号决议。海湾战争至此宣告结束。

据战后统计，在这场战争中，伊拉克方面参战的43个师共有38个师被重创或歼灭，6.2万人被俘，3847辆坦克、1450辆装甲输送车、2917门火炮被击毁或缴获。107架飞机被击落、击毁或缴获。多国部队方面共有126人阵亡(其中美军74人)，300余人受伤，12人失踪。 

海湾战争是世界两极体系瓦解、冷战结束后的第一场大规模局部战争。它深刻地反映了世界在向新格局过渡时各种矛盾的变化，是这些矛盾局部激化的结果。它体现了人类社会生产力特别是科学技术的发展所引起的战争特征的革命性变化，主要是： 武器装备建立在高度密集的技术基础之上； 打击方式已不再以大规模毁伤为主，而是在破坏力相对降低的基础上突出打击的精确性； 整个战争的范围与过程被视为一个完整的系统，战争的协同性和时间性空前突出。它也展示了新的作战手段和作战思想运用于战争而产生的作战样式的诸多新特点，主要包括： 空中作战已成为一种独立作战样式； 机动作战是进攻作战的基本方式； 远程火力战是主要的交战手段； 电子战是伴随 “硬杀伤”所不可缺少的作战方式； 夜战是一种富有新内涵的战斗方式。

海湾战争因多国部队在质量和技术方面占据的绝对优势，使其以高技术局部战争的代名词载入战争史册。在海湾战争中，美国动用了12类50多颗各种军用和商用卫星构成战略侦察网，为多国部队提供了70％的战略情报； 多国部队集结了2790架现代化的固定翼飞机、1700多架旋翼飞机(其中600多架攻击直升机)，6500余辆坦克装甲车辆以及大量自行火炮、火箭发射车、工程技术保障车辆等； 多国部队虽然与伊军在数量对比上不占优势，人员比为1／2.4，火炮数量比为1／2.4，坦克数量比为1／1.44，但多国部队调集的现代化装备数量却超过伊军许多倍： 新式飞机数量比为13／1，攻击直升机数量比为16／1，在精确制导武器上多国部队拥有绝对优势。在海湾战争空中作战投掷的8万多吨弹药中，精确制导武器仅占总投弹量的7％，但命中率却高达90％； 伊军共被摧毁、被俘坦克3700多辆，装甲车2000多辆。海湾战争中所体现出的技术对战争的强烈影响使海湾战争预示了另一个新时代的到来： 在拥有质量优势的部队面前，单纯的数量对比已失去了意义； 各种军事高技术应用导致的对信息的大量获取，也使与之对阵的敌人在战术运用方面困难重重。

海湾战争为军事系统工程提出了新方向、新课题。

中国系统工程学会设有军事系统工程专业委员会。

新的武器和军事装备不断出现，新的作战方法也不断出现，军事系统工程不断发展，请大家多加关注。

院士书评（一）
院士书评（二）
院士书评（三）
序
前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言

第1章 系统的基本概念
1．1 引言
1．1．1 人类社会当今所处的时代
1．1．2 世界潮流，浩浩荡荡
*1．1．3 五个特征的历史渊源
1．2 系统的定义与属性
1．2．1 系统的定义
1．2．2 系统的属性
1．3 系统的分类
1．3．1 按照系统属性分类
1．3．2 按照系统的综合复杂程度分类
1．3．3 钱学森院士的分类
1．4 系统的结构与功能
1．4．1 系统的结构
1．4．2 系统的功能
1．5 系统思想的演变
习题

第2章 系统工程的基本概念
2．1 引言
2．2 系统工程的定义
2．3 系统工程的产生与发展
2．3．1 系统工程实践先于系统工程学科
2．3．2 系统工程学科是工业生产和科学技术发展的必然产物
2．3．3 系统工程学科在中国的发展
2．4 系统工程的主要特点
2．5 系统工程在现代科学技术体系中的地位
2．5．1 系统工程与其他工程技术的关系
2．5．2 现代科学技术体系
2．6 我国的航天事业及相关事业
2．6．1 神舟五号飞船
2．6．2 我国航天事业捷报频传：从神舟一号到神舟十号飞船
2．6．3 与航天事业相关的其他事业
2．7 系统工程中国学派——钱学森学派
2．7．1 系统工程中国学派的两个里程碑
2．7．2 系统工程中国学派的标志性成果
*2．8 管理科学中国学派的研究
2．8．1 管理科学中国学派与系统工程中国学派的关系
*2．8．2 管理工作与管理科学基本问题探讨
2．8．3 管理科学中国学派研究概述
2．9 系统工程要为实现"中国梦"与中国的国际担当作贡献
2．9．1 国际国内形势发生深刻变化
2．9．2 对于未来的展望
习题
……

第3章 系统工程若干专业简介
第4章 系统工程方法论
第5章 系统工程的理论基础
*第6章 深化的系统概念
第7章 系统模型与仿真
第8章 系统分析
第9章 系统综合与评价
第10章 系统可靠性
第11章 投入产出分析
第12章 系统工程人才的素质与培养，系统工程的基本命题与基本原理

附录
第1版后记
参考文献