人类面临着日益复杂的挑战，为了成功应对这些挑战，必须系统和全面地进行思考。从这些答复中，通才为复制成功制定了一般原则和做法。其中一些原则和实践促进了系统工程作为一门学科的发展。

历史透视

一些最早的相关挑战是在组织城市方面。新兴城市依靠储存粮食和应急物资、保护商店和城市、支持交通和贸易、提供供水、容纳宫殿、城堡、来世准备和寺庙等功能。实现这些职能所需的大量整体规划和组织技能是在中东、埃及、亚洲和拉丁美洲独立发展的，如Lewis Mumford‘s所述历史上的城市(Mumford 1961)。

大城市和军事行动的流动城市，如罗马帝国的大城市，随后出现，带来了新一轮的挑战和应对。这些也催生了多面手和他们的思想著作，如维特鲁维乌斯和他的。关于建筑的十本书(Vitruvius：Morgan Transl.1960年)。“建筑”在罗马不仅指建筑物，还包括渡槽、中央供暖、测量、景观美化和城市总体规划。

工业革命带来了另一波挑战和对策。在十九世纪，新的整体思维和规划开始建立和维持运输系统，包括运河、铁路和都市交通。一般论文，如铁路区位的经济学理论(1887年惠灵顿)，出现在这一时期。二十世纪初，大规模的工业企业工程，如福特汽车装配厂，以及论文，如科学管理原则(泰勒1911年)。

第二次世界大战对超大型多国陆、海、空部队及其相关后勤和情报职能的实时指挥和控制提出了挑战。战后时期带来了冷战和俄罗斯的太空成就。美国及其盟国对这些挑战的反应是大力投资于军事防御系统的原则、方法、程序和工具的研究和开发，并辅之以解决工业和其他政府系统的倡议。具有里程碑意义的成果包括将运筹学和SE编纂成运筹学导论(牧师等。(1957年)、Warfield(1956年)、Goode-Machol(1957年)和兰德公司的做法，见政府效率的系统分析(麦基恩，1958年)。在系统行为理论和SE理论中，我们看到控制论(Weiner 1948)、系统动力学(Forrester 1961)、一般系统理论(Bertalanffy 1968)和数学系统工程理论(Wymore 1977)。

另两个挑战来源在1960年代开始出现，并在1970年代至1990年代期间加速：对人的要素的关键性的认识，以及软件功能的增长。工程系统.

在对人的意识方面，反应是从传统的SE向“软”SE的转变。传统的面向硬件的SE以顺序处理、预先指定的需求、功能层次结构、基于数学的解决方案和单步系统开发为特色.针对SE的软系统方法的特点是：紧急需求、需求和解决方案的并发定义、面向服务的分层和功能层次结构的组合、基于启发式的解决方案和进化系统开发。良好的例子是社会系统(Warfield 1976)、软系统方法(Checkland 1981)和系统架构(Rechtin 1991和Rechtin-Maier 1997)。与Vitruvius一样，这种意义上的“架构设计”并不局限于从需求生成蓝图，而是扩展到关于操作概念、需求、结构和生命周期规划的并行工作。

软件作为系统的一个关键要素的兴起导致了软件工程作为一门与SE密切相关的学科。这个系统工程与软件工程知识领域第6部分：相关学科描述软件工程如何将SE的原则应用于生命周期计算系统(其中任何硬件元素构成软件功能的平台)和物理系统内的嵌入式软件元素。

系统工程挑战的演变

自1990年以来，正在设计的系统中迅速增长的规模、活力和脆弱性提出了越来越大的挑战。通信、计算机处理、人机界面、移动存储和其他技术的迅速发展为以网络为中心的产品和服务提供了高效的互操作性，但随着新的解决方案(云、社交网络、搜索引擎、地理位置服务、推荐服务以及电网和工业控制系统)的激增和竞争，带来了新的系统脆弱性和过时来源。

同样，随着变化速度的增加，评估和整合新技术也带来了进一步的SE挑战。这种情况发生在生物技术、纳米技术、物理和生物实体组合、移动网络、社会网络技术、合作自主代理技术、大规模并行数据处理、云计算和数据挖掘技术等领域。创建智能服务、智能医院、电网和城市的雄心勃勃的项目正在进行中。这些承诺将提高系统能力和生活质量，但有可能依赖不成熟的技术或目标或假设不相容的技术组合。在寻求使未来的系统具有可伸缩性、稳定性、适应性和人性化的过程中，Se越来越需要，但也越来越受到挑战。

人们普遍认为不存在一刀切的方法。生命周期模型这对这些复杂的系统挑战是最有效的。许多系统工程实践都是为了应对这一挑战而发展起来的，使用的是精益, 敏捷、迭代和进化方法，提供同时实现高效率、高保证、弹性、适应性和生命周期负担得起的系统的方法；.的出现系统(SOS)还采用了一些方法，将在其生命周期内开发和部署的独立系统要素汇集在一起，以处理特派团和企业需要。

创建灵活和量身定制的生命周期，并使用工程系统，每一个都有自己的生命周期重点，在生命周期管理和控制方面产生了自己的挑战。作为对此的回应，企业系统工程已经制定了一些方法，认为企业本身是一个有待设计的系统。因此，上面讨论的许多雄心勃勃的智能系统项目都是作为程序通过自上而下了解企业需求来同步托管生命周期。重要的是，在这些方法中，我们要创造灵活性，允许通过合并开放的、可互操作的系统元素来开发自下而上的解决方案，并将其集成到不断发展的解决方案中。

最近，人工智能、机器学习、深度学习、机电一体化、网络物理系统、网络安全、物联网(物联网)、加性制造、数字线程、工厂4.0等新兴技术对SE提出了挑战。

上述许多挑战，以及SE对这些挑战的响应，都增加了所考虑的系统信息的广度和复杂性。这就增加了对最新、权威和共享模型的需求，以支持生命周期决策。这导致了基于模型的系统工程接近。

未来挑战

INCOSE系统工程远景2025年(INCOSE 2014)考虑了上述讨论的问题，并由此概述了未来系统的可能性质。这形成了实践SE的背景，并为考虑SE如何发展提供了一个起点：

• 未来的系统将需要对不断增长和多样化的社会需求作出反应，以创造价值。个体设计的系统生命周期可能仍然需要响应确定的涉众需求和客户时间和成本约束。然而，它们也将成为对战略性企业目标和(或)社会挑战作出更大的同步反应的一部分。系统生命周期需要与工业、经济和社会的全球趋势保持一致，这反过来将影响系统的需求和期望。
• 未来的系统将需要利用不断增长的技术创新，同时防范意外的后果。工程系统产品和服务需要变得更聪明、自组织、可持续、资源高效、健壮和安全，以满足利益相关者的需求。
• 这些未来的系统将需要由一支不断发展的、多样化的劳动力队伍来设计，他们拥有能力越来越强的工具，能够创新并应对竞争压力。

这些未来的挑战改变了软件和人员在工程系统中的作用。这个系统工程与软件工程知识领域考虑软件在工程系统中越来越重要的作用及其对SE的影响。特别是，它认为日益重要的是网络物理系统在这个过程中，技术、软件和人在工程系统解决方案中扮演着同样重要的角色。这需要一种SE方法，能够理解不同类型技术的影响，特别是软件和人工元素在生命周期一个工程系统。

所有这些挑战，以及SE对这些挑战的反应，使得SE继续执行它的任务变得更加重要。向基于模型的学科过渡.

应对这些挑战所需的变化将影响到第三部分：系统工程与管理中讨论的系统工程师的知识、技能和态度，以及他们组织与其他学科合作的方式。第5部分：启用系统工程和第6部分：相关学科。SE应用于不同类型的系统上下文的不同方式，如第四部分：SE的应用，将是进一步发展以应对这些挑战的一个特别重点。这个SE变换简介Sebok第1部分中的知识领域描述了SE如何开始改变以应对这些挑战。

参考文献

引用的作品

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附加参考资料

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