学习笔记：体系（System of Systems，SoS）
2017-08-23 16:43阅读：
1 体系的提出
随着人类社会发展和科技进步，事物或系统通过互联互通、交互协同作用实现特定的使命目标，呈现集约、高效、涌现等特性。这种相互交叉、涵盖与渗透的联合体就叫做体系。人类生活被众多的体系环绕，如城市交通体系、区域电力体系、输水体系、国际航运体系等。思想延伸，企业、人体也应该算是体系的一种。
到底什么是体系呢？《现代汉语词典》对“体系”的解释为“若干有关事物或某些意识互相联系而构成的一个整体”。而学术上对体系的研究由来已久，最早出现在1964年《纽约城市参考》的一篇论文中，定义为系统的系统（System
of
Systems，SoS），旨在讨论城市体系中系统的相互影响。1991年，Eisner在研究多系统集成时正式提出SoS的概念。Maier在1996年总结提出体系的五个特征。后来，体系问题与现象以及面临的挑战已为越来越多学者接受认可，并展开深入的研究，从而形成了一个新的学科——体系工程（SoSE）。
2 体系的发展
2001年，美国国防部DoD引入了ASBP-Army Software Blocking
Policy (ASBP)V11.4E，
ASBP创建了一套机制确保“系统开发”与“程序执行”能够相互和谐，将SoS定义为“一组共享/交换信息实现协同交互的系统。”这是SoS最早的工业应用。2001年，DoD的另一个部门在一份报告中使用“系统族”（FoS）的概念，用于在军事环境中描述SoS：一组相互依赖的系统以不同的方式安排或者相互联接以提供不同的功能。”
2005 年，美国建立了2个体系研究中心，一是体系工程研究中心( SOSECE，SoS
engineering center of excellence) ，另一个是美国老道名大学( Old Dominate
University) 的国家体系研究中心( NCOSE，national centers of SoS engineering)
。
同年，美参联会主席在《联合能力集成与系统演化》（Joint Capabilities
Integration and Development System，
JCIDS）中给出了体系的定义：“体系是相互依赖的系统的集成，这些系统的关联与链接以提供一个即定的能力需求。去掉组成体系的任何一个系统将会在很大程度上影响体系整体的效能或能力。体系的演化需要在单一系统性能范围内权衡集成系统整体。
2006年，卡耐基梅隆大学发布SoS浏览器。同年，IEEE
SoSE第一次专题会议在洛杉矶召开，同时成立《体系工程》杂志。
2007年，美国国防部DoD发布《体系工程指南——体系环境中的系统工程考虑(System of
Systems Engineering Guide: Considerations for Systems Engineering
in a System of Systems
Environment)》。该指南描述了SoS环境的特征以及体系工程（SoSE）的复杂性识别。并于2008年修订形成1.0版。
3 体系的特征
体系与系统、复杂系统、复杂网络等概念相似，但存在差异。
多个系统是根据特定的目标任务需求进而耦合形成体系的，没有目标任务就没有体系。
体系是系统的综合，系统综合以系统的演化发展、协同与优化为目的，最终达到提高整体效能的宗旨。因此，层次性、复杂性、演化性和涌现性是体系的基本特性。
组成系统间是松耦合关系，自主运行和管理，协同完成既定任务。
4 研究内容和方法
体系工程的主要研究内容有：
（1）体系需求（获取与分析）；
（2）体系设计（结构）；
（3）体系集成；
（4）体系管理；
（5）体系评估；
（6）体系优化；
（7）体系演化（机制和规律）；
（8）涌现行为导向等。
涉及学科包括：体系理论、系统科学、复杂性研究、体系工程实践、计算机仿真、管理科学和运筹学等。常用方法有统计数学、计算机仿真等。
基本都是从宏观角度进行研究，难度较大。
参考文献
[1] BERRY等. Cities as systems within systems of cities.
[2] EISNER等. Computer- aided system of systems (S2)
engineering.
[3] 阳东升、张维明等. 信息时代的体系——概念与定义.
[4] 谭跃进，赵青松. 体系工程的研究与发展.
