本文描述了任务工程的新兴概念，特别是美国国防部正在实践的任务工程。任务工程与系统的系统(SoS)密切相关，因为大多数任务是通过多个系统的协调和互操作性来完成的。本文定义了任务工程，描述了任务工程中涉及的系统工程活动。

任务工程的定义

任务工程描述了系统工程在任务规划、分析和设计中的应用，其中任务是利益的系统。任务工程分析任务目标和线程，分析可用的和新兴的操作和系统能力，并设计一个任务架构来实现任务目标(Gold, 2016)。因此，任务工程必须同时考虑操作、技术和采运问题及其集成，以便设计出实现任务目标的解决方案(Van Bossuyt等，2019年)。最后，“任务”一词通常用于军事环境，而大多数任务工程是用于军事系统的。但是，这个术语及其所描述的过程和知识可以应用于空间任务或其他任务领域。

任务几乎总是由多个系统执行，协调它们的行动并共享数据。我们称之为任务导向系统(SoS)。理想情况下，以任务为导向的SoS可以由作战指挥官迅速构思、组装和部署，以对直接威胁做出反应。

定义和原则

任务描述了系统将做什么以及这样做的目的。 使命宣言描述了吉卜林的“六个诚实的仆人”——谁、什么、何时、何地、为什么，有时如何（Kipling 1902）。 该任务为定义有效性措施和制定作战概念（CONOPS）提供了背景。

任务由完成一项或多项操作活动的操作节点完成。 操作节点可以是组织、个人或系统。 操作活动是将一个或多个输入转换为输出或改变系统状态的操作。 系统通过执行操作活动来提供能力。

任务工程活动

以下是任务工程的主要活动：

任务能力分析和定义 ——工程师分析问题场景以确定需要哪些能力并为任务制定 CONOPS。

任务线程定义 ——工程师分析端到端的操作活动集。 起点是对运营活动、它们的排序以及它们之间的信息流进行建模。 对于军事系统，任务线程通常是一个杀伤链，描述了从搜索威胁到参与威胁的活动顺序。

权衡分析 ——工程师开发完成任务的替代方案，并进行贸易研究以确定给定资源和可用时间的最佳替代方案。

任务架构 ——工程师开发一个操作架构，描述能力、操作活动、操作节点和其他相关元素来模拟任务。

需求工程 ——工程师从能力分析、CONOPS 和任务线程中确定功能和非功能需求。 工程师将需求分配给操作节点。 在许多情况下，操作节点中的系统可能需要工程来满足要求。

互操作性分析 ——完成任务的系统之间的互操作性必须发生在操作和技术层面（Giachetti et al. 2019）。 操作互操作性描述了系统协调其活动以支持任务线程完成的能力。 技术互操作性描述了系统交换数据的能力，同时考虑到数据的及时性和质量。 互操作性分析对系统产生额外的要求。

面向任务的 SoS 实施 ——面向任务的 SoS 必须通过设计和开发新系统、修改现有系统和/或修改条令、政策、程序和其他非物质手段来实施，以帮助完成任务。

任务验证和确认 ——工程师验证交付的系统是否满足要求，并验证系统是否满足任务目的和利益相关者的需求。