本文是系統基礎知識領域的一部分。它考慮系統工程的未來趨勢,以及這些趨勢如何影響未來基本面的演變。
系統工程知識體系包含了一個關於系統工程實踐的一般性知識的指南。它不會對這種知識作出判斷。然而,在某些情況下,指出哪些部分的知識是植根於現有的實踐,哪些指向系統工程的未來開發是有用的。
本文概述了系統工程是如何變化的,並在第2部分中建議這些變化如何影響系統工程的未來、系統工程知識體系和基礎。
INCOSE願景
INCOSE願景2025聲明描述了一些未來的方向:拓寬系統工程應用領域
• 系統工程的相關性和影響力將超越傳統的航空航天和國防系統,擴展到工程、自然和社會系統等更廣泛的領域
• 系統工程將更廣泛地應用於社會物理系統的評估,以支持政策決策和其他形式的補救更智能、更自主的系統
• 未來的系統需要變得更智能、自組織、可持續、資源高效、強健和安全
• 自動駕駛汽車和運輸系統的數量需要增加
• 系統變得更加「智能」,並主導著人類安全關鍵應用的理論基礎
• 系統工程將由一個更廣泛的理論基礎和複雜的基於模型的方法和工具支持,允許更好地理解日益複雜的系統和面對不確定性的決策
• 挑戰:系統工程基礎的核心系統在整個學術界被一致地定義和教授,並形成了系統工程實踐的基礎
在本文中,我們將考慮如何開發系統工程的基礎來支持這一遠景。
系統工程將如何改變?
在系統類型中,我們描述了可以應用系統工程生命周期的三種一般環境。在產品系統環境中,系統工程的輸出集中於技術系統的交付。雖然這樣的系統被設計為供人們使用,並適合於更廣泛的解決問題的環境,但這種環境在很大程度上被看作是固定的和外部的系統工程。服務系統環境允許系統工程將解決方案系統的所有方面作為其職責的一部分來考慮。目前,這被看作是系統工程應用程式的一個特例,它主要關注於軟體密集型解決方案。企業系統環境通過支持服務系統組合的規劃、開發和使用,為系統工程的直接應用提供了解決複雜社會技術問題的潛力。雖然這樣做了,但是很難連接到許多系統工程項目的產品生命周期。
由於上面提到的前兩個未來趨勢,系統工程師的角色已經開始發生了一些變化。系統工程應用範圍的變化和軟體密集型可重構和自治解決方案的增加使用將使服務系統環境成為大多數系統工程生命周期的主要焦點。為了實現這一點,大多數產品系統將需要變得更加通用和可配置,以便根據需要在一系列服務系統中使用它們。這些生命周期越來越多地作為企業投資組合的一部分啟動和管理相關的生命周期。
在系統工程的開發過程中,系統工程師不能考慮到需要修復的環境的許多方面,這使得問題和可能的解決方案選項更加複雜和難以預料。這也意味著系統工程師有更大的自由來考慮將現有技術和新技術結合起來的解決方案,並且可以改變人員和自主軟體的角色來幫助交付期望的結果。這樣的系統要想成功,它們將需要包括在操作中以及在其生命周期的幾個迭代中進行變更、適應和成長的能力。這一變化使系統工程直接參與到企業策略和計劃中,作為解決INCOSE中所確定的各種社會問題的持續迭代方法的一部分。
系統工程的角色和範圍的演變也將看到所有系統環境的超系統(SoS)方面的系統的增加。我們可以期望系統工程的系統工程成為許多,如果不是大多數,系統工程生命周期的系統工程的一部分。