本文是系统基础知识领域(KA)的一部分。它提供了关于系统的各种透视图，包括定义、范围和上下文。

本文提供了一些由系统领域开发的系统基本概念的指南，并讨论了这些概念如何与在系统工程(SE)文献中找到的定义相关联。工程系统的概念是作为系统环境的关键相关性引入的。

系统工程基础中所讨论的。

概览

在系统基础KA中，我们将定义一些术语和思想，它们是理解和实践系统工程(SE)的基础。特别是对系统的一些观点进行了探讨;下面将对这些内容进行总结，并在本文的其余部分通过相关参考文献的链接进行更详细的描述。

• 系统的简单定义 是任何相关部分的集合，这些部分之间有足够的连贯性，可以将它们作为一个整体来查看 。 如果我们考虑更复杂的情况，其中系统的各个部分也可以被视为系统，我们可以识别有用的通用系统概念来帮助我们理解。 这允许创建对任何试图理解、创建或使用相关事物集合的人有用的系统理论、模型和方法，而与系统的构成或考虑它的应用程序领域无关。
• 许多常见的系统思想都与复杂的网络或相关系统元素的层次结构有关。系统语境是一组与现实环境中特定的相关系统(SoI)相关联的系统相互关系。背景的一个或多个视图允许我们关注SoI，但不会忽视其更广泛、整体的关系和影响。上下文可以用于许多类型的系统，但对于确定问题的范围和创建结合人员和技术并在自然世界中操作的解决方案特别有用。这些被称为社会-技术系统上下文。
• 系统工程是对社会技术系统感兴趣的领域之一。这包括问题从何而来以及他们如何定义,如何识别和选择候选人的解决方案,如何平衡技术和人文要素在更广泛的解决方案的情况下,如何管理复杂的组织系统需要开发新的解决方案,以及如何开发解决方案,持续和处置。为了支持这一点，我们将工程系统定义为社会技术系统，它是系统工程生命周期的焦点。
• 当SE关注于一个感兴趣的工程系统的交付时，SE应该考虑整个工程系统语境，以便能够达成必要的理解，并且能够在每个生命周期中做出正确的系统工程决策。

系统概览

在西方和东方哲学中都可以找到系统整体的想法。许多哲学家都考虑过整体论的概念，即思想、人或事物必须与周围的事物相联系才能得到充分理解（M'Pherson 1974）。

系统的一个有影响力的系统科学定义来自一般系统理论（GST）：系统是交互中的一组元素。（贝塔朗菲 1968 年）

系统的各个部分可以是符号形式的概念组织，也可以是真实物体。GST认为抽象系统只包含概念性的元素，而具体系统至少包含两个真实对象的元素，例如人、信息、软件和物理工件等。

在系统工程文献中可以找到类似的完整性概念。 例如：

我们相信，一个系统的本质是“团结”，将各个部分和它们形成的关系结合在一起以产生一个新的整体…… （Boardman 和 Sauser 2008）。

“开放系统”的边界定义了可以视为系统一部分的元素和关系，并描述了这些元素如何跨越边界与环境中的相关元素进行交互。开放系统的元素之间的关系可以理解为系统结构和行为的组合。系统的结构描述了一组系统元素以及它们之间允许的关系。系统行为是指系统实例与其环境交互时产生的效果或结果。元素之间关系的允许配置称为系统状态。一个稳定的系统是一个在环境中受到扰动后能够恢复到它原来的或另一个稳定的状态的系统。系统整体实体经常表现出出现，行为只有在归因于整体而不是部分时才有意义(Checkland 1999)。

系统及其边界的识别最终取决于观察者的选择。这可能是通过观察和分类的元素集作为系统，通过一个或多个可能的边界和关系在给定的情况下抽象概念化，或混合这种具体和概念的思考。这强调了这样一个事实，即系统的任何特定标识都是一种人类构造，用于帮助更好地理解一组事物，并在需要时与他人分享这种理解。

许多自然的、社会的和人造的东西可以通过把它们看作开放的系统来更好地理解。我们发现系统概念有用的原因之一是，可以识别应用于许多系统视图的共享概念。这些重复出现的概念或同构可以对许多情况提供有用的见解，独立于组成特定系统的各种元素。结构、行为、出现和状态的概念就是这些概念的例子。识别这些共享的系统思想是系统思维的基础，是系统思维的基础，也是系统科学基础的广泛研究领域中发展理论和方法的基础。

系统工程(SE)和许多其他相关学科使用系统概念、模式和模型来创建有用的结果或事物。在一个或多个环境中创建、持续和用于实现某个目的的开放系统网络的概念是一个强大的模型，可以用来理解许多复杂的现实世界情况，并为在这些情况下有效地解决问题提供基础。

系统语境

Bertalanffy (1968) 将开放系统分为九种现实世界类型，从静态结构和控制机制到社会文化系统。 系统类型 一文中讨论了其他类似的分类系统 。

以下是系统元素的简单分类，我们发现它是许多分类的核心：

• 存在于任何实际人类控制之外的 自然系统元素、对象或概念。 例如：实数系统、太阳系、行星大气循环系统。
• 社会系统 元素，可以是抽象的人类类型或社会结构，也可以是具体的个人或社会群体。
• 技术系统元素、人工工件或构造； 包括物理硬件、 软件 和信息。

虽然上述区分可以作为一般的抽象分类，但实际上这些类型的系统之间没有硬性和快速的界限：例如，自然系统由依赖于技术系统的社会系统运行、开发并通常包含社会系统充分实现他们的目的。 包含技术和人类或自然元素的系统通常被称为 社会技术系统 。 这些系统的行为既取决于技术元素的性质，也取决于它们整合或处理周围自然和社会系统可变性的能力。

GST 和其他系统研究分支所基于的许多原始想法来自对自然科学和社会科学系统的研究。 许多自然和社会系统最初是通过内在的 凝聚力形成的简单结构 在一组元素之间。 一旦形成，它们将倾向于留在这种结构中，并结合并进一步演变成更复杂的稳定状态，以利用这种凝聚力，以便在面临威胁或环境压力时维持自身。 这种复杂的系统可能表现出元素的特殊化，元素扮演着有助于系统目的的角色，但在系统之外失去了部分或全部独立身份。 这些角色可能包括资源管理、防御、自我调节或解决问题以及控制。 通过理解这种整体性、凝聚力和专业化，可以理解自然和社会系统。 他们也可以被引导到行为的发展上，这些行为不仅可以提高他们的基本生存能力， 但也可以实现其他有利于他们或他们周围系统的目标。 在 Simon (1962)的《复杂性架构》 表明，通过一系列稳定的“等级中间形式”演变的自然或社会系统将更加成功，并且对环境变化具有更大的弹性。

因此，通常可以将特定系统所在的环境和该系统的元素本身视为开放系统。 将相关元素的集合视为一个系统和一个或多个其他系统的一部分会很有用。 例如，Koestler 将“holon”或 系统元素 定义为同时作为整体和部分存在的东西（Koestler 1967）。 在某些时候，系统层次结构内和跨越边界的元素之间关系的性质可能导致 复杂 的结构和难以理解或预测的紧急行为。 处理这种复杂性的最佳方法通常是不仅要寻找更多细节，还要考虑更广泛的开放系统关系。

系统语境描述了所有跨越特定系统(SoI)边界进行交互的外部元素， 以及对其边界内元素的充分了解， 以便更好地将 SoI 理解为更广泛系统整体的一部分。 为了充分理解语境，我们还需要确定SoI和更广泛的系统所处的环境，以及影响它们的环境中的系统。

许多人造系统被设计成相关系统元素的网络和层次结构， 以实现理想的行为和自然系统中所见的各种弹性。 虽然可以有意创建此类系统以利用整体性和稳定性等系统属性，但它们还必须考虑复杂性和出现等系统挑战。 考虑对 SoI 及其整个生命周期的不同观点可以帮助实现这种理解。 在上下文中考虑系统使我们能够专注于 SoI，同时保持必要的更广泛、整体的系统视角。 这是 SEBoK 第 2 部分中描述的 系统方法 的基础之一，它构成了系统工程的基础。

系统和系统工程

上面讨论的一些系统思想构成了系统工程知识体系的一部分。 系统工程文献、标准和指南经常提到“系统”来描述具有明确目的的社会技术系统，作为 SE 的重点，例如

• “系统是交付价值的对象”（Dori 2002）。
• “系统是一组组件，旨在按计划完成特定目标”（Johnson、Kast 和 Rosenzweig 1963）。
• “系统被定义为一组用于满足需要或要求的概念和/或元素”（Miles 1973）。

国际系统工程委员会手册 (INCOSE 2015) 概括了这一想法，将系统定义为“为实现既定目标而相互作用的元素组合。 这些包括硬件、软件、固件、人员、信息、技术、设施、服务和其他支持要素。”虽然这些定义涵盖了 SE 创建的社会技术系统，但也有必要考虑社会中的自然或社会问题情况。这些系统所在的位置，开发、维持和使用它们的社会系统，以及所有这些系统所在的商业或公共企业（Martin 2004）。

因此，虽然许多 SE 作者谈论系统和系统思想，但他们通常基于与工程工件相关的特定世界观。 更广泛地了解这些人工制品所处的环境，并将生活关系视为该环境的一部分，这也是有用的。 为了帮助促进这一点，SEBoK 将尝试更精确地使用系统一词，并区分一般系统原则和 SE 创建的特定社会技术系统。

社会技术系统一词被系统社区中的许多人使用，并且可能具有与 SE 相关的含义之外的含义。 因此，我们将工程系统定义为社会技术系统，形成 SE 应用的主要关注点或相关利息系统 (SoI）。 SE 生命周期将考虑工程系统环境，从最初的问题制定到最终的安全移除（INCOSE 2015）。 下面可以找到关于工程系统上下文及其与系统工程实践基础的关系的更详细讨论。

系统工程简介

工程系统 定义了一个 包含技术和社会或自然元素的环境，由工程 生命周期为特定目的而开发。

工程系统环境：

• 为实现企业、 团队或个人 感兴趣的目的、目标或 使命而创建、使用和维持。
• 需要投入资源用于发展和支持。
• 由对系统的使用或创建具有多种观点的 利益相关者 驱动，或者在系统、其属性或存在中具有其他一些利益。
• 包含工程硬件、软件、人员、 服务或这些的组合。
• 存在于影响系统特性、使用、维持和创建的环境中。

工程系统通常：

• 由他们的目的、目标或使命来定义。
• 有生命周期和演化动态。
• 可能包括人类操作员（通过流程与系统交互）以及在系统的设计和开发中必须考虑的其他社会和自然组件。
• 是利益系层次结构的一部分。

开放系统是理解许多复杂情况的有用方法。 传统的工程学科已经非常擅长建立详细的模型和设计实践，以处理技术领域内紧密集成的元素集合的复杂性。 可以使用统计方法对许多相似元素的看似随机集成进行建模。 系统工程利用了系统复杂性的这两个方面，如“ 复杂性 ”一文中所述。

SE 还考虑了从一系列设计学科中提取的相对少量元素的复杂性，以及可能并不总是有经验或没有接受过详细使用培训的人。 这样的工程系统可以部署在不确定或不断变化的环境中，并用于帮助人们实现许多定义松散的结果。 这些工程系统元素的内部工作或这些元素的组合方式发生相对较小的变化，可能会导致出现复杂或意外的结果。 在工程系统的创建过程中很难预测和设计所有这些结果，或者在其使用过程中对其做出响应。 需要在多个开发和使用周期中探索复杂性和出现的迭代生命周期方法来处理复杂性的这一方面。 系统工程在定义生命周期和应用于工程系统上下文的生命周期过程中处理这些复杂性方面的方式在 第 3 部分 。

生命周期定义

作为一种系统，工程系统也是生命周期的焦点，因此也是商业交易的一部分。 从历史上看，

经济学家将所有经济活动分为两大类，商品和服务。 商品生产行业是农业、采矿业、制造业和建筑业； 他们每个人都创造了某种有形的物体。 服务行业包括其他一切：银行、通信、批发和零售贸易、所有专业服务，如工程、计算机软件开发和医学、非营利经济活动、所有消费者服务和所有政府服务，包括国防和司法行政。 .. （大英百科全书 2011）。

下图定义了与工程系统生命周期以及商品（产品）和服务开发相关的一些术语。

在上图中，使企业能够实现其目标所需的功能是通过同步使用服务来交付的。这些服务由一个或多个组织创建、维护和部署的服务系统提供。服务系统由人员、技术、信息、相关服务的访问和其他必要的资源组成。其中一些资源是通过使能服务提供的，技术要素可以作为产品系统开发和提供。企业系统描述了相关功能和相关服务的集合，它们共同实现了作为政府、企业或社会实体的企业的总体目标。企业目标的度量和审查可以定义变更需求，这些变更需要组织获取或修改，并集成演进其服务系统所需的元素。上面的通用术语在相关术语表定义中进行了简要描述，并在第4部分:系统工程的应用中的相关文章中进行了扩展。

工程系统语境

工程系统是作为生命周期内的产品和服务的组合而开发的。 下图概述了 SE 生命周期的任何潜在应用的完整上下文。

在这个视图中，与能力需求直接相关的服务系统设置了总体边界。这一需求建立了问题情况或机会，从而封装了任何生命周期的起点。在这个服务系统中，需要有相关的服务、产品和人员(或智能软件代理)，以完全交付满足该需求的解决方案。环境包括任何影响或约束服务系统或其中事物的人、组织、规则或条件。特定SE生命周期的SoI可以在这个一般上下文的任何级别上定义。虽然上下文的焦点因每个生命周期而不同，但重要的是，对于所有SE生命周期，都要考虑这个通用上下文的某些版本，以帮助维护问题和解决方案的整体视图。这将在系统类型中讨论。

工程系统上下文描述了SoI的上下文，以便在SoI的整个生命周期内达成必要的理解，并做出正确的系统工程决策。这将需要跨越SE生命周期的许多不同的上下文视图，以识别所有对SoI的外部影响，并指导和约束SoI的元素的系统工程。一个完整的工程系统环境将包括确定SoI需求的问题情况、一个或多个社会技术解决方案、创建和维持新解决方案所需的组织，以及这些解决方案必须集成、使用和最终处置的操作环境。在SoI的整个生命周期中，可以用来表示SoI上下文的各种视图，以及如何将这些视图组合成模型，将在第2部分的“用模型KA表示系统”中进行讨论。使用这些模型的活动在第2部分的“应用于工程系统的系统方法KA”中进行了概念性的描述，并在第3部分中与更正式的SE生命周期过程相关。