本主题是应用于工程系统知识领域（KA）的系统方法的一部分。它描述了与分析和从可能的选项中选择首选解决方案相关的知识，这些选项可能是通过综合可能的解决方案提出的。选定的解决方案选项可能构成实施和证明解决方案的起点。在系统的利益（SoI）生命周期的某个特定点，以下描述的任何活动也可能需要与系统方法中的其他活动同时考虑。

以下描述的活动应在本KA开始时系统方法主题概述的背景下考虑。本KA的最后一个主题是应用系统方法，它考虑了这些活动如何作为系统方法的一部分使用的动态方面，以及这些活动如何与系统工程（SE）的元素详细关联。

系统分析

系统分析是系统方法中的一项活动，用于评估在综合可能解决方案的活动中创建的一个或多个系统工件，例如：

• 根据已识别问题或机会系统情况的所需属性和行为定义评估标准。
• 对照标准访问每个候选解决方案的属性和行为。
• 比较对候选解决方案的评估，确定任何可能解决问题或利用机会的方案，以及应进一步探索的候选方案的选择。

正如综合可能的解决方案主题中所讨论的，工程系统的问题背景将包括逻辑或理想系统解决方案描述。假设“最佳”与理想方案匹配的解决方案将是利益相关者最可接受的解决方案。注：如下文所述，“最佳”解决方案应包括对成本和风险以及有效性的理解。问题背景可能包括一个软系统概念模型，该模型描述了解决问题情况的系统逻辑要素，以及不同利益相关者如何看待这些要素（Checkland 1999）。这种软背景视图将为分析过程提供额外的标准，这可能成为在两种同等有效的解决方案之间进行选择的关键问题。

因此，分析通常不是解决方案选择的一次性过程；相反，它与问题理解和解决方案综合结合使用，随着时间的推移，逐步实现对问题和解决方案的更全面理解（有关该方法这一方面的动力学的更完整讨论，请参阅应用系统方法主题）。

有效性分析

有效性研究将问题或机会系统背景作为起点。

综合系统解决方案的有效性将包括与系统主要功能和启用功能相关的性能标准。这些来源于系统的目的，以便在一个或多个更广泛的系统环境中实现利益相关者的需求。

对于一个产品系统，有一组与不同类型的解决方案模式或技术相关的通用非功能性品质，例如安全性、可靠性、可维护性、可用性等。这些标准通常作为技术领域相关技术学科领域知识的一部分明确说明。

对于服务系统或企业系统，标准将更直接地与确定的用户需求或企业目标联系起来。这类系统的典型特征包括敏捷性、弹性、灵活性和可升级性等。

除了评估给定解决方案系统的绝对有效性外，系统工程师还必须能够将有效性与问题背景中的成本和时间限制结合起来。一般来说，系统分析的作用是确定提议的解决方案，这些解决方案可以在分配给系统方法的任何给定迭代的成本和时间内提供一些有效性（有关详细信息，请参阅应用系统方法）。如果没有一个解决方案能够提供一个有效性水平来证明拟议投资的合理性，那么就有必要回到问题的原始框架。如果至少有一种解决方案被评估为足够有效，则可以在两种解决方案之间进行选择。

比较研究

在系统定义的背景下，权衡研究包括将每个候选系统元素的特征与每个候选系统架构的特征进行比较，以确定以最佳方式在全球范围内平衡评估标准的解决方案。成本分析、技术风险分析和有效性分析（NASA 2007）中收集了分析的各种特征。要完成权衡研究，有多种方法，通常由工具支持。每一类分析都是以下主题的主题：

• 评估标准用于对各种候选解决方案进行分类。 它们要么是绝对的，要么是相对的。 例如，每单位生产的最大成本为c$，成本降低为x%，效率提高为y%，风险缓解为z%。
• 边界识别和限制分析时要考虑的特征或标准（例如，要考虑的成本种类、可接受的技术风险以及有效性的类型和水平）。
• 量表 用于量化特征、属性和/或标准并进行比较。 它们的定义需要了解最高和最低限度，以及特性演变的类型（线性、对数等）。
• 评估分数被分配给每个候选解决方案的特征或标准 。 权衡研究的目标是成功量化每个候选解决方案的成本、风险和有效性这三个变量（及其分解为子变量）。 这种操作通常很复杂，需要使用模型。
• 特征或属性的 优化 提高了有趣解决方案的评分。

决策过程不是一门准确的科学； 因此，权衡研究有局限性。 应考虑以下问题：

• 主观标准——分析师的个人偏见； 例如，如果组件必须是漂亮的，那么什么是“漂亮”的组件？
• 不确定数据——例如，在估算系统整个生命周期内的维护成本时，必须考虑通货膨胀 ； 系统工程师如何预测未来五年通货膨胀的演变？
• 敏感性分析——为每个候选解决方案指定的全局评估分数不是绝对的； 因此，建议通过考虑评估标准值（权重）的微小变化的敏感性分析来收集稳健的选择。 如果变化不改变分数的顺序，则选择是稳健的。

全面的权衡研究指定了结果的假设、变量和置信区间。

系统分析的系统原理

从上面的讨论中， 可以定义以下系统分析 的一般 原则：

• 系统分析是一项迭代活动，包括在系统综合活动的各种解决方案选项之间进行的贸易研究。
• 系统分析使用基于问题或机会系统描述的评估标准。
  • 这些标准将基于假设 可以定义硬系统问题上下文的理想系统描述。
  • 该标准必须考虑完整解决方案在所有可能的更广泛的系统上下文和环境中所需的系统行为和属性。
  • 贸易研究需要同等考虑主要系统和使能系统作为一个单一系统来满足用户需求。 这些研究需要考虑整个生命周期内关键性能参数 (KPP)、系统安全性和可负担性的系统要求。
  • 这种理想的系统描述可以得到软系统描述的支持，从这些描述中可以定义额外的“软”标准（例如，利益相关者偏好或反对某些类型的解决方案以及在可能的解决方案中要考虑的相关社会、政治或文化惯例环境等）。

• 至少，评估标准应包括利益相关者可接受的成本和时间范围的限制。
• 贸易研究提供了一种对替代解决方案进行分析的机制。
  • 贸易研究应考虑“评估标准系统”，特别注意各个标准之间的限制和依赖性。
  • 贸易研究需要处理客观和主观标准。 必须小心评估整体评估对特定标准的敏感性。