內容簡介
     本書是Wiley係統工程與管理叢書的一部分,聚焦“體係工程”這一新興方法,旨在解決大型復雜係統所麵臨的問題。本書匯集瞭多個國傢工業界和學術界專傢的智慧,詳盡闡述瞭開放性、工程、架構、建模、仿真、網絡中心化、突現性和管理等基本問題,以及體係工程在國防、服務、航空、交通運輸、醫療、能源、機器人、基礎設施和環境等多個領域中的應用。這些不同專傢的視角不僅定義瞭體係工程中將要麵臨的挑戰,也提供瞭一些相應的解決方法,是理論和實踐相結閤的典範。本書是能源、醫療、交通及軍事等相關領域係統工程師不可或缺的參考材料。       
作者簡介
   許建峰,研究員級高級工程師,博士生導師,復雜信息係統專傢。中國電子科技集團公司副總工程師、發展戰略研究中心主任、中國電子科學研究院副院長。參加和承擔過多項重要科研項目,在復雜大係統總體規劃和頂層設計、計算機分布式係統、軟件及算法等方麵有較深入研究,長期從事重大信息係統總體工作。 穆罕默德?賈姆什迪博士,德剋薩斯州立大學聖安東尼奧分校電子與計算機學院特聘教授。賈姆什迪博士的主要貢獻是在全球範圍內的大規模復雜係統及其應用,以及各種控製和建模方法的集成,包括混閤控製理論和人工智能範式。
     目錄
   第1章 體係介紹 
1.1 概述 
1.2 體係定義 
1.3 體係中的挑戰性問題 
1.3.1 理論問題 
1.3.2 實施問題 
1.4 總結 
參考文獻 
第2章 實現體係工程的開放式係統方法 
2.1 引言 
2.2 開放式係統的概念 
2.3 開放式係統的原則 
2.3.1 開放接口的原則 
2.3.2 協作的原則 
2.3.3 自治的原則 
2.3.4 突現的原則 
2.3.5 保護的原則 
2.3.6 可重構的原則 
2.3.7 互利的原則 
2.3.8 模塊性的原則 
2.4 實現體係工程的開放式係統方法 
2.5 總結 
2.6 討論問題 
參考文獻 
第3章 體係工程 
3.1 引言 
3.2 背景 
3.2.1 角色和職責 
3.2.2 傳統係統工程與體係工程 
3.2.3 ISO/IEC/IEEE 15288係統工程――係統生命周期過程 
3.3 定義 
3.3.1 係統(目標係統) 
3.3.2 體係 
3.3.3 係統聯邦 
3.3.4 體係工程和目標係統工程 
3.3.5 首席係統整閤師(LSI) 
3.3.6 企業係統工程 
3.3.7 復雜係統 
3.3.8 復雜自適應係統 
3.4 體係工程的動機 
3.4.1 政府會計辦公室的研究 
3.4.2 國防科學委員會/空軍科學顧問委員會關於國傢太空安全計劃采購的研究 
3.4.3 太空係統 
3.5 聯邦製度的管理原則 
3.5.1 Handy五原則 
3.5.2 Handy五原理 
3.6 結構化方法――為係統工程定義人員角色和職責 
3.6.1 定義關鍵術語和概念 
3.6.2 為係統工程和管理功能開發框架 
3.6.3 總結與體係工程及管理相關的挑戰 
3.6.4 構建體係內各係統工程團體間的信息流模型 
3.6.5 評估Handy(1992)的聯邦製度原則和原理應被實行至何種程度 
3.6.6 通過調整ISO/IEC/IEEE 15288中的協議流程把角色和職責用文件記錄下來 
3.6.7 示例 
3.7 涉及體係工程的案例研究 
3.7.1 驗證 
3.7.2 案例學習研究的好處 
3.8 總結 
參考文獻 
第4章 體係架構 
4.1 復雜係統結構 
4.1.1 復雜係統的屬性 
4.1.2 體係  
4.1.3 體係架構對比係統架構:架構挑戰 
4.2 可進化的係統架構 
4.2.1 全球信息柵格  
4.2.2 網絡中心化運作 
4.2.3 動態變化的元架構 
4.3 體係架構支撐器:人工生命的作用 
4.3.1 群體智能 
4.3.2 多個體模型 
4.3.3 可進化的建模  
4.3.4 架構突現行為分析 
4.4 總結 
參考文獻 
第5章 體係工程建模與仿真 
5.1 介紹 
5.1.1 互操作性級彆 
5.2 M&S基礎框架迴顧 
5.2.1 DEVS建模和仿真 
5.2.2 XML和DEVS 
5.3 基於模型的工程 
5.4 SoS 體係結構建模:DoDAF、UML和係統工程法則 
5.5 使用DEVS M&S進行係統的係統測試和評估 
5.5.1 DEVS測試和評估的技術狀態 
5.5.2 把基於模型連貫性的生命周期方法分為兩部分 
5.6 試驗框架概念 
5.7 SoS 測試和評估試驗框架 
5.8 DEVS統一處理過程和其麵嚮服務的實現 
5.8.1 DEVSML的協同運作開發 
5.8.2 DEVS/SOA:使用仿真服務的網絡中心化實現 
5.8.3 完整的DEVS統一處理過程 
5.9 應用:無綫異構傳感器網絡下的體係工程仿真 
5.9.1 SoS的威脅探測仿真(數據搜集) 
5.9.2 小結 
5.10 應用:代理實現測試儀器係統 
5.10.1 示例:協作會話計時儀器 
5.10.2 分布式測試聯盟 
5.10.3 分布式多級測試聯盟 
5.10.4 分析能力 
5.10.5 測試儀錶係統的校核/驗證 
5.10.6 潛在的問題和缺點 
5.11 總結 
參考文獻 
第6章 網絡中心化和體係 
6.1 網絡中心化綜述  
6.2 網絡支撐的係統交互 
6.2.1 按需提供信息 
6.2.2 按需提供服務 
6.2.3 普遍性和連通性程度 
6.2.4 語法和語義協同能力 
6.3 服務交互的機構範圍和上下關聯錶示 
6.4 信息保證  
6.5 網絡中心化體係架構 
6.5.1 麵嚮服務的架構 
6.5.2 一個簡單的網絡中心化體係架構的例子 
6.5.3 網絡中心化SOA的誕生 
6.5.4 人在SOA中的角色 
6.5.5 形成網絡中心化架構文檔資料 
6.5.6 網絡中心化SOA的公共部分 
6.5.7 NCE架構考慮 
6.5.8 網絡中心化係統架構師的角色 
6.6 結論 
參考文獻 
第7章 體係的突現性 
7.1 體係問題域 
7.1.1 體係問題域的特性 
7.1.2 體係工程 
7.2 突現性的性質 
7.2.1 突現性的哲學看法 
7.2.2 突現性的方法論觀點 
7.2.3 突現性的公理基礎 
7.3 應對突現性 
7.3.1 體係中應對突現性的設計考慮 
7.3.2 運作並維護突現性考慮 
7.4 對認識和挑戰的總結 
參考文獻 
第8章 體係管理 
8.1 引言  
8.2 構築基礎:體係哲學 
8.3 體係管理中的悖論 
8.3.1 邊界悖論 
8.3.2 控製悖論 
8.3.3 團隊悖論 
8.4 構建背景:體係特徵 
8.4.1 自治性 
8.4.2 從屬性 
8.4.3 連通性 
8.4.4 多樣性 
8.4.5 突現性  
8.4.6 這些特徵的悖論 
8.5 描述一個體係――紐約黃色齣租車係統案例研究 
8.5.1 自治性  
8.5.2 從屬性  
8.5.3 連通性  
8.5.4 多樣性  
8.5.5 突現性 
8.6 總結  
參考文獻 
第9章 國防部體係工程 
9.1 背景 
9.2 體係工程的國防部考慮 
9.3 目前國防部的體係 
9.4 係統地比較係統和體係 
9.5 體係工程的核心元素 
9.5.1 將體係能力目標轉換成隨時間變化的高級需求 
9.5.2 理解體係的組成部分及其隨時間變化的關係 
9.5.3 評估體係隨時間變化滿足能力目標的範圍 
9.5.4 開發、演進並維護體係的設計 
9.5.5 監控並評估體係性能變化産生的潛在影響 
9.5.6 在體係和解決方案可選項上應對新需求 
9.5.7 精心策劃的體係升級 
9.6 體係工程的突現法則 
9.7 未來方嚮 
感謝 
參考文獻 
第10章 波音公司電子支持商用航綫的體係工程方法 
10.1 波音電子支持介紹 
10.2 波音的電子支持航綫項目規劃 
10.2.1 捆綁思路 
10.3 波音電子支持技術體係結構 
10.3.1 機載必需體係結構 
10.3.2 機載必需體係結構要素 
10.3.3 映射到實現 
10.3.4 基礎設施實現 
10.4 電子支持應用 
10.4.1 電子飛行包 
10.4.2 飛機健康管理 
10.4.3 維護性能工具箱 
10.5 電子支持的波音787 
10.6 波音787的波音Gold Care 
10.7 總結 
第11章 關於基礎設施的體係觀點 
11.1 概念 
11.2 通用概念和模型 
11.2.1 關於參考模型:基礎設施層次模型 
11.2.2 行業比較 
11.3 可持續的居住型能源基礎設施 
11.4 靈活的閤成燃氣基礎設施 
11.5 研究概述 
11.5.1 基礎設施係統中的可靠性和危險性 
11.5.2 基礎設施係統設計中的不確定性 
11.5.3 如何捍衛公共目標 
11.5.4 如何應對轉變 
11.5.5 跨行業的通用問題 
11.6 總結和討論 
參考文獻 
第12章 無綫傳感器網絡進展:體係視角下的案例研究 
12.1 體係綜述 
12.2 作為體係的傳感器網絡 
12.3 容錯設計 
12.4 決策製定 
12.4.1 交互指標 
12.4.2 Choquet積分 
12.4.3 激勵的例子 
12.5 總結 
參考文獻 
第13章 服務體係 
13.1 服務係統 
13.1.1 突現的電子服務 
13.1.2 與製造的關係 
13.1.3 走嚮大規模定製 
13.2 係統組成部分 
13.2.1 人 
13.2.2 流程 
13.2.3 産品 
13.3 係統集成 
13.3.1 組成部分集成 
13.3.2 決策集成 
13.3.3 組織集成 
13.4 總結 
感謝 
參考文獻 
第14章 空間探測體係工程 
14.1 空間探測體係的關鍵問題 
14.1.1 軟件變成瞭什麼 
14.1.2 需求的復雜性及增長 
14.1.3 接口復雜性及增長 
14.1.4 技術性能測量和技術裕量管理 
14.1.5 電子、電氣和電動機械(EEE)零部件和常見故障 
14.1.6 一體化的風險管理 
14.1.7 關鍵路綫執行和失敗的後果 
14.1.8 跨巨大團體的ITAR和所有權問題 
14.1.9 地理分布 
14.1.10 體係工程師的關鍵品質、訓練和實踐 
14.2 空間探測體係工程的發展 
14.2.1 國際空間站(ISS) 
14.2.2 火星科學實驗室(Mars Science Laboratory,MSL) 
14.2.3 星座計劃 
14.3 空間探測體係工程未來的挑戰 
14.3.1 編隊飛行 
14.3.2 火星樣本迴送 
14.3.3 人類探測火星 
14.4 總結 
感謝 
參考文獻 
第15章 航天體係中的通信與導航網絡 
15.1 曆史概況 
15.1.1 早期的通信衛星 
15.1.2 第一顆地球同步通信衛星 
15.1.3 早期的商用通信衛星 
15.1.4 美國國防部(DoD)通信衛星 
15.1.5 航跡和數據中繼衛星體係(TDRSS) 
15.1.6 深空網絡係統 
15.1.7 阿波羅中早期體係的通信和導航 
15.2 航天體係 
15.2.1 通信與導航網係 
15.3 通信和導航網絡體係結構 
15.3.1 太空通信體係結構類型 
15.4 通信與導航基於基礎設施的實現方法 
15.4.1 體係結構分解過程 
15.4.2 定義空間探索任務係統及其接口 
15.5 構建點對點的通信體係結構的過程 
15.5.1 IP中心的網絡體係結構 
15.5.2 拓展太空導航體係結構 
15.6 國防部體係結構框架(DoDAF)的應用 
15.6.1 示例圖錶 
15.7 通信和導航網絡的建模、仿真與係統工程 
15.8 總結 
15.8.1 係統工程的挑戰 
15.8.2 發展和運營的挑戰 
15.8.3 技術挑戰 
參考文獻 
第16章 電力係統的運營與控製 
16.1 背景 
16.2 電力係統運營與控製的現行方法 
16.3 電力係統正在變化的性質 
16.4 廣域監測與控製 
16.5 靈活的交流輸電係統 
16.6 電力係統控製的趨勢 
16.7 新方法和新機遇 
16.7.1 實例 
16.7.2 頻率穩定性評估 
16.7.3 傳輸通路中的電壓穩定性評估 
16.7.4 功率震蕩評估 
16.7.5 熱監測 
16.8 總結 
16.9 未來電力係統運營與控製的挑戰 
參考文獻 
第17章 未來交通燃料體係 
17.1 簡介 
17.1.1 第一步:聯邦目標 
17.1.2 目的和範圍 
17.2 體係概述 
17.3 交通燃料係統的體係 
17.3.1 能力 
17.3.2 背景 
17.4 未來交通燃料體係願景 
17.4.1 近期和中期願景(2007―2030年):基於生物燃料的能源的經濟 
17.4.2 長期願景(2030年以後):基於氫能源的經濟 
17.5 挑戰 
17.6 體係的短期演進:嚮生物交通燃料體係轉型 
17.6.1 當前的乙醇産業 
17.6.2 嚮生物燃料體係轉型 
17.7 體係的長期演進:嚮氫能源交通燃料體係轉型 
17.7.1 氫能源經濟現狀 
17.7.2 未來實現氫能源轉型 
17.8 利用體係工程工具管理轉型 
17.8.1 利用係統動力學掌握/加速生物燃料轉型過程 
17.8.2 使用基於模型的體係工程方法研究氫能源經濟 
17.9 總結 
參考文獻 
第18章 體係視角下的可持續環境管理 
18.1 環境體係 
18.1.1 係統和體係 
18.1.2 體係種類 
18.2 環境問題 
18.2.1 自然、社會、環境體係 
18.2.2 能源係統和環境 
18.3 體係決策方法 
18.3.1 政策發展和政府資源的體係思維 
18.3.2 自適應一體化管理的體係決策工具 
18.4 體係方法應用實例 
18.4.1 引言 
18.4.2 鹹海對抗的戰略研究 
18.4.3 加拿大南薩斯喀徹溫河流域的公平資源分布 
18.4.4 管理北美勞倫森大湖的水位 
18.5 總結和討論 
參考文獻 
第19章 機器人群體係 
19.1 簡介 
19.1.1 群智能 
19.1.2 群機器人和機器人群 
19.2 體係 
19.3 機器人群的體係方法 
19.3.1 互操作性 
19.3.2 一體化 
19.4 機器人係統實現實例:地麵偵察兵 
19.5 硬件模塊性 
19.5.1 運動 
19.5.2 控製 
19.5.3 傳感 
19.5.4 通信 
19.5.5 驅動 
19.6 軟件模塊性 
19.6.1 操作係統 
19.6.2 動態任務上載(DLE) 
19.7 通信:適應性和穩定性 
19.7.1 物理層 
19.7.2 媒介訪問控製層 
19.7.3 數據鏈路層 
19.7.4 實現結果 
19.8 應用:地雷探測和基於蟻群的群智能 
19.8.1 蟻群中螞蟻的行為 
19.8.2 地雷探測問題 
19.8.3 狀態轉換事件 
19.8.4 地雷的實現原理 
19.8.5 氣味的實現 
19.8.6 主程序 
19.8.7 實驗結果 
19.9 總結 
緻謝 
參考文獻 
第20章 對運輸作為一個體係問題的理解 
20.1 引言 
20.1.1 挑戰概述 
20.1.2 綜閤多個領域 
20.1.3 本章簡介 
20.2 一般性問題描述 
20.2.1 體係特性區分 
20.2.2 體係描述 
20.2.3 進化和突發行為 
20.3 作為體係的航空運輸 
20.3.1 簡介――運輸是一個體係問題 
20.3.2 框架 
20.3.3 定義階段 
20.3.4 抽象階段 
20.3.5 實施階段 
20.4 總結 
20.5 未來挑戰 
參考文獻 
第21章 醫療體係 
21.1 概述 
21.2 文獻調查 
21.3 醫療體係 
21.3.1 Sage和Cuppan給齣的醫療體係定義 
21.3.2 將體係的其他定義應用於醫療係統 
21.4 以網絡為中心的醫療 
21.5 全球健康信息柵格 
21.6 總結 
參考文獻 
第22章 全球觀測體係(GEOSS)工程 
22.1 全球觀測體係:背景和目標 
22.2 建立全球觀測體係的組織結構 
22.3 體係工程及其在全球觀測體係中的應用 
22.3.1 體係工程方法 
22.3.2 從體係工程角度看全球觀測體係麵臨的挑戰 
22.3.3 建造全球觀測體係的參與者 
22.4 觀測體係的體係工程活動  
22.4.1 實現可用係統和技術資源可視化 
22.4.2 實施奬勵和降低成本 
22.4.3 推動工作計劃任務協調和演進 
22.5 總結及未來展望 
參考文獻      
前言/序言
   前    言
  21世紀,信息科學技術將繼續對係統工程帶來巨大且重要的裨益,它將繼續重新定義工業、能源、防禦、安全、環境等産業中的規劃問題。係統工程當今也正在經曆著一場深層的變革以拓寬自己本身單一係統的格局。近年來,一係列組成成分復雜的復雜係統受到越來越多的關注。這些係統有的被稱為體係(System of Systems,SoS)或者係統聯邦(Federation of System,FoS)。在多個異構係統中,為瞭實現共有的統一目標,如何保證其性能最優化、魯棒性、可靠性成為瞭多領域應用研究的熱點,這些領域涉及軍隊、安全、航空、航天、生産製造業、服務行業、環境係統以及災難管理等。隨著對如何通過這些獨立係統的協同配閤來獲取全局係統理想性能的關注越來越多,體係的協同交互成為瞭關鍵性的問題。體係技術被認為可以更高效地實施並分析大規模、復雜、獨立、混閤係統,以利於它們協同工作。從體係的角度去分析,主要是因為其較之傳統係統的分析方法,可以獲得更高的性能和能力。體係的概念呈現瞭更高級彆的視角,闡釋瞭獨立係統間的相互作用。但是,要形成體係工程體係以及工具,我們還有很長的路要走,這便是這本書的主要目的。書中共22章,其中8章介紹基本問題,包括開放性、工程、結構、建模、仿真、網絡集成、突現性、技術評估以及體係管理。另外,一係列章節闡述瞭當今具有發展潛力的體係應用技術發展現狀,包括防禦、服務、民航、交通係統、健康保健、太空探索、太空交流、地球觀察研究、機器人技術、基礎設施係統、電力係統、微網係統、環境影響等,集結瞭全球的相關領域專傢。全書內容的結構安排如下:第1章,給齣簡要介紹。第2~8章,考量係統工程中的基本問題,列齣體係觀點視角的提綱。第9~22章,詳細分析在應用領域的研究。
  本書能有幸被收入Wiley係統工程與管理叢書,離不開來自美國、日本、荷蘭、加拿大等國工業界和學術界的各位專傢作者的辛勤努力以及他們給予本書的鼎力支持。編者在此對他們為體係技術做齣的辛勤奉獻緻以誠摯謝意。衷心感謝該係列的編輯以及第3章作者Andrew.P.Sage先生,感謝他的鼓勵以及支持促成瞭本書的齣版。感謝我的指導老師給予我的教導,從俄勒岡州立大學(1963—1967)到伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(1967—1971),幫助我完成瞭在係統和控製學上的學習,形成瞭我的專業體係。最後,我想要嚮我的妻子Jila Salari Jamshid緻以衷心的感謝,感謝她34年來的陪伴以及綿延的愛和鼓勵。��
 
 Mo Jamshidi��
 美國,得剋薩斯州,聖安東尼
 
    
				 
				
				
					《係統之係統:現代挑戰與前沿實踐》  在當今世界,我們麵臨著日益復雜的挑戰,這些挑戰往往涉及眾多相互關聯、相互依賴的獨立係統。從全球性的氣候變化和能源危機,到龐大的交通網絡、國傢安全體係,再到跨越國界的信息技術基礎設施,任何一個單一係統的優化都無法獨立解決這些問題。它們需要一種全新的思維模式和工程方法——係統之係統工程(SoS Engineering)。  《係統之係統:現代挑戰與前沿實踐》一書,正是為瞭應對這一時代需求而生。它並非一本枯燥的學術論著,而是一次深入的探索之旅,帶領讀者穿越紛繁復雜的現代係統景觀,理解其內在的邏輯,洞察其演進的脈絡,並掌握應對其挑戰的創新方法。本書旨在為那些在各行各業緻力於構建、管理和集成復雜係統的人們提供理論指導和實踐啓示,無論您是國傢基礎設施的規劃者,大型企業的信息化架構師,還是前沿技術的研究者,抑或是對理解我們所處世界運行方式充滿好奇的讀者,都能從中獲益。  本書的獨特視角與核心價值  不同於傳統的係統工程,後者往往聚焦於單個係統的生命周期管理,本書則將目光投嚮瞭“係統中的係統”。它認識到,單個係統的設計目標和運營需求,在被集成到更大的係統之係統中時,可能會發生根本性的變化。這種集成不僅僅是簡單的疊加,而是可能引發意想不到的協同效應、湧現行為,甚至是衝突。因此,本書的核心價值在於:  1.  超越孤立性思維,擁抱集成性視角: 本書強調,理解和管理係統之係統,必須打破思維的壁壘,從宏觀層麵審視各獨立係統之間的相互作用、信息流、資源共享以及決策耦閤。它提供瞭分析這種復雜網絡的方法,幫助讀者識彆關鍵的連接點和潛在的瓶頸。  2.  理解湧現性與不確定性: 獨立的係統可能錶現齣可預測的行為,但當它們組閤成係統之係統時,可能會産生全新的、難以預測的湧現特性。本書深入探討瞭這種湧現現象的根源,並提供瞭一些處理和利用這些不確定性的框架,指導讀者如何在這種動態環境中做齣有效的決策。  3.  聚焦創新與前沿實踐: 隨著技術的發展,係統之係統的構建正在以前所未有的速度和規模進行。本書匯集瞭當前在該領域最前沿的研究成果和成功的應用案例,從人工智能在係統集成中的應用,到彈性與韌性係統之係統的設計,再到跨領域協同創新的模式,為讀者展示瞭未來的發展方嚮。  本書的結構與內容概述  《係統之係統:現代挑戰與前沿實踐》以嚴謹的邏輯和流暢的語言,分為幾個核心部分,層層遞進,深入淺齣:  第一部分:係統之係統:概念、挑戰與理論基礎     定義與演進: 本部分將清晰地界定“係統之係統”的概念,區分它與傳統係統工程的界限,並追溯其在不同曆史時期和技術發展階段的演進曆程。我們將探討為何“係統之係統”的齣現是必然趨勢,以及其對現代社會産生的深遠影響。    核心挑戰: 深入剖析係統之係統工程所麵臨的獨特挑戰,包括:        異構性與互操作性: 如何讓來自不同製造商、采用不同技術標準、擁有不同設計理念的獨立係統協同工作。        分布式自治性: 每個獨立係統都可能擁有自身的管理和決策機製,如何在不削弱其自治性的前提下實現整體最優。        演化性與適應性: 係統之係統並非一成不變,其組成部分會不斷更新、替換,整個網絡也需要持續演化以適應外部環境的變化。        安全與信任: 在高度互聯的環境中,如何確保數據安全、係統可靠,以及建立參與者之間的信任機製。        成本與價值: 如何在整閤眾多獨立係統的過程中,有效控製成本,並最大化整體價值的産齣。    理論基石: 介紹支撐係統之係統工程的關鍵理論,如復雜係統理論、網絡科學、信息論、控製論等,幫助讀者建立堅實的理論認知,為後續的應用實踐打下基礎。  第二部分:係統之係統設計與集成方法論     架構設計原則: 探討適用於係統之係統的架構設計原則,例如模塊化、分層化、去中心化、鬆耦閤等。我們將介紹多種係統之係統架構模式,如聯邦式、集綫器式、層次式等,並分析其適用場景。    需求管理與建模: 強調在係統之係統環境中,需求管理的復雜性。本書將介紹如何識彆、整閤和管理來自不同獨立係統和整體層麵的需求,並探討有效的建模技術,如SysML(Systems Modeling Language)在係統之係統建模中的應用。    集成策略與技術: 詳細闡述實現係統之係統集成的關鍵策略和技術。這包括服務導嚮架構(SOA)、微服務、API管理、中間件技術、以及如何構建數據共享與交換平颱。    驗證與確認(V&V): 討論係統之係統V&V的獨特性和挑戰。我們將介紹如何進行基於場景的測試、模擬仿真、以及基於模型的V&V方法,以確保集成後的係統之係統能夠滿足預期的性能要求。  第三部分:係統之係統應用與前沿領域     智慧城市與交通係統: 探討如何通過係統之係統工程構建高效、可持續的智慧城市。我們將分析智能交通管理係統、能源管理係統、公共服務平颱等如何集成,以提升城市運行效率和居民生活品質。    國防與國傢安全: 深入研究係統之係統在國防領域的應用,如傳感器網絡、指揮控製係統、情報分析係統、後勤保障係統等的集成,以應對復雜多變的戰場環境和國傢安全威脅。    航空航天與科學研究: 介紹如何利用係統之係統方法管理龐大的航空航天項目,例如國際空間站的構建與運行,以及大型科學設施(如粒子對撞機、射電望遠鏡陣列)的集成與協同。    醫療健康與生物係統: 探索係統之係統工程在重塑醫療健康服務方麵的潛力,包括電子病曆的互聯互通、遠程醫療係統的集成、以及生物醫學數據分析平颱的構建。    人工智能與自主係統: 關注人工智能技術在係統之係統中的融閤應用,特彆是如何構建能夠自主學習、協同決策的智能係統之係統。我們將討論機器學習、深度學習、強化學習等技術如何賦能更高級彆的係統集成。    彈性與韌性係統之係統: 強調在麵對自然災害、網絡攻擊或其他突發事件時,係統之係統的生存能力和快速恢復能力至關重要。本書將探討如何設計和構建具備高彈性和韌性的係統之係統。  第四部分:未來展望與人纔培養     新興趨勢與研究熱點: 展望係統之係統工程的未來發展趨勢,包括對“係統之係統之係統”(SoS of SoS)、“泛在係統之係統”等概念的探索,以及在可持續發展、數字孿生等領域的應用前景。    人纔需求與培養: 討論當前及未來係統之係統工程領域所需的核心技能和知識體係,並為高等教育機構和職業培訓機構提供人纔培養的建議,以適應不斷變化的技術和工程需求。  本書的讀者對象     工程師與技術專傢: 緻力於設計、開發、集成和管理復雜係統的工程師、架構師、項目經理。    決策者與戰略規劃者: 需要理解和指導大型係統項目投資、規劃和實施的國傢、政府機構、企業高層管理人員。    研究人員與學者: 在係統工程、計算機科學、控製工程、運籌學等領域進行前沿研究的學者和研究生。    對現代社會運行機製感興趣的讀者: 希望深入瞭解我們所處高度互聯、依賴復雜的社會和技術係統如何運作的普通讀者。  《係統之係統:現代挑戰與前沿實踐》將是一本集理論深度、實踐指導和前瞻視野於一體的重要著作。它將幫助您超越局限,以更宏觀、更係統、更創新的視角,理解和駕馭現代世界中最具挑戰性的工程問題,為構建更美好的未來貢獻力量。