系统工程概论
系统定义•系统：由元素(Elements)所组成之复杂或完整的实体–组件(Components)–属性(Attributes)–关系(Relationships)•系统是为达某一目标，而由一组关联的组件相互运作–每一组件的特性及行为，均会影响系统行为–每一组件的特性及行为，均会受到其他组件所影响–次系统的组件亦有以上的性质–单一组件不可定义为次系统2
系统工程定义•以工程设计或分析的手段，使人为系统能顺畅运作并达到人类所需者–专业技术–经济、生态、政治、社会等因素•目的：提升产品竞争力–产品定义及系统需求尽量符合顾客需求–以生命周期概念强调组件与系统之关系–整合相关之专业共为系统工程，同步运作–建立项目系统，以确保产品由开发到报废回收均能循序的推展3
系统工程管理定义•整合技术性与管理性的程序与活动，包括：–彻底的循系统定义、综合分析、设计、测试及评鉴等、反复性的工程运作程序，将运用需求转化为系统功能参数与型态的描述–整合相关的技术参数，确保所有物理性、功能性及计划性的各项接口，相互配合，达成系统定义与设计的优化–整合可靠度、维护度、安全度、妥善率、人因因素及其他专业事项，融合运用到整体系统上，以满足任务需求成本、时程及技术性能目标4
典型武器系统发展周期5
爱国者飞弹研发历程6
产品系统研发程序1.概念设计时间(Concept Exploration Phase)探讨前瞻性系统概念及确定系统功能需求，寻求以最低成本及最短时程达成任务目标2.设计验证阶段(Demonstration/Validation Phase)确定武器系统各分系统或型态项目规格配置，进行各关键性技术及零组件开发及测试工作3.全型开发阶段(Full Scale Development Phase)完成系统所有的设计研发及验证，及配合生产所需之装备开发，以及后续维修相关作业之规划4.生产阶段(Production Phase)维持质量，确保可靠度。强化管理以降低成本7
概念设计工作内容任务目标概念设计第一阶段里程碑初期数据输入：时程阶段完成输出：工作项目XX年度XX年度•研发测试总计划•奠基研究项目•奉准特案项目•提报后续设计验证•核派计划主持人•工作计划书提报工作计划•研发项目指导•任务需求•分项工作或合约•工作分工及合约商订定选择•性能分析•预算合约奉核•评估结果•其他数据获得研讨•概念设计平行探讨•确定系统功能需求•生命周期预算成本、时程、性能评估•第一阶段目标评估8
设计验证工作内容第一阶段里程碑设计验证第二阶段里程碑阶段完成输出：•确立系统/分系统基本阶段数据输入：时程工作项目XX年度XX年度型态规格•第一阶段评估结果•研发策略评估•研发策略•平行研发方案•采用有效方案消除不确定之相关问题•系统概念•生命周期成本分析/确定成本设计目标•确定更精确预算需求•测试总计划•工作计划•修订研发测试总计划•整体后勤支持方案计划•验证确定关键风险项•系统、分系统规目格订定•研发测试总计划•平行研发项目择优定修订案•提报全型开发工作计•关键项目评估及风险管理划9
全型开发工作内容第二阶段里程碑全型开发第三阶段里程碑时程工作项目XX年度XX年度阶段数据输入：阶段完成输出：•系统•系统运用构想计/分系统设计划•产品基线文件审查文件•工程研发试验/改•生产设备确认•研发策略进•生产核定•研发测试总计划•雏形试验/改进•先导生产•生产规划修订•风险评估/验证评估•维修人员训练•整体后勤支持规划•量产/产品接收测试•第三阶段评估结果及文件整理•可靠度工作计划•生产整备工作计划•整体后勤支持及维修计划10
生产销售工作内容第三阶段里程碑生产销售终结阶段数据输入：时程•产品基线文件工作项目XX年度XX年度•生产设备•生产销售及系统•销售规划运作管理•整体后勤规划•次一代产品改进开发•品质检测及汰除11
系统工程师任务系统任务系统概念系统设计系统接口系统运用•任务需求•威胁分析•及系需统求特性•软件接口•效益分析•操作需求•操作概念•硬件接口•••研发需求•系统架构及硬需件求特性•及性提能升改善体软接件口及硬•性能需求•硬件概念•–可靠度•软件概念及软需件求特性•人机界面–维护度•多线进行•系统整合•及性侦能错分析–力系统能•可行性•测试分析•接口整合–援后勤支•成本概算•时程需求•技术文件•其他12
项目管理及系统工程管理•项目管理包含：工程管理(Engineering Management)及事务管理(Business Management)•系统工程管理为有效整合所有设计参数及工程特性，以系统化之工程程序运作，将构想需求转化，完成产品系统，并满足任务功能及时程、预算限制下之目标需求13
專案管理系統工程管理時程管理型態管理設計工程測試工程財務管理品質管理可靠度工程後勤工程生產工程品保工程合約管理測試驗證其他後勤管理品質管制生產管理資料管理工程管理14
系统工程管理计划内涵系统工程管理计划(SEMP)第一部份第二部份第三部份系统工程管理系统工程程序专业工程整合任务及限制计划保证系统需求可靠度电磁相容权限及责任型态管理功能分析维护度系统有效性资源分配系统分工架构组合设计易制性人因工程管理程序人员及训练评估及决策整体后勤支持价值工程文件及规范绩效评估系统描述质量保证防蚀工程评估设计时程图/里程碑其他分析及模拟材料及程序接口整合其他系标统准安化全其他工程决策15
1.任务需求与限制系统管理者或任何工程人员，执行任何工作，必需确实的掌握任务的需求及限制。不论计划或系统的大小，单位或个人，明确及完整的任务需求及限制，是确保执行成功之首要因素。2.权责之认定组织分工及权责律定，是计划执行管理者的首要工作。计划室除须明文规定各单位权责外，本身管理单位分工权责亦必需规定。3.资源分配与管理资源分配必需按优先缓急及关键性、成长性，事先作成管制分配依据，并按各单位进展实际状况与资源消耗情形作一比较，确认执行问题及效率。16
4.研发程序研发程序之订定，与系统资源分配、时程安排及所研发产品之特性息息相关。完整的程序及按部就班的质量检验，才能确保系统真正之成功。5.技术文件系统研发成果需以技术文件表达，否则生产无法执行，缺失无法改进，如人员流失，更是一切落空。文件管理也是提高研发效率，加强沟通，促进研发顺利之关键。6.设计评估管理单位按既定目标时程及工作计划，订定评估及检讨工作。对每一关键系统、产品组件，阶段设计完成或重要研发程序完成，建立评估制度。17
7.接口整合大型系统之接口问题，从研发开始即不断发生，直到研发完成，计划管理人员及系统工程人员，不断的处理接口问题。因此订定必要的程序、规范，可有效降低冲突，提高工作效率。8.工程决策程序产品从研发到完成，系统工程人员不断的在做工程决策。重大的决策，影响时程、功能及成本甚巨，为使决策允当，应建立重大决策系统化程序，以防匆忙疏失。9.型态管理产品系统从研发开始，即应开始型态管理，任何需求变更必须经正式程序，确保需求者与研发者保持实时(Real Time)的沟通。18
10.组织与产品责任分工产品架构与单位组织间之明确定义，是确保成功之关键。不当的组织分工，造成产品开发之权责不明，接口混淆不清，造成成本及效率问题。11.人员及训练大型系统的研发，人力庞大，将需求各式的专业或专长训练。早期的需求认定，及早培育，或引进专家，或举办在职训练，将可缩短研发时间。12.技术成效管制掌握技术研发成效是有效分配资源、管理资源之关键。针对重要关键项目，掌握其参数成长，定期评估绩效，及早发现风险关键，是系统工程管理之重要事项。19
13.时程及里程碑大型系统仅就人力资源费用消耗即为数可观。时程安排允当，可使人力充分利用，工作进行顺畅。过松或过苛，均可能造成浪费。研发时程管制，涉及创新技术开发，必须深入接口工程及实际问题。有效规划、沟通、及对使命感的认同，是促使团队缩短时程唯一法门。20
系统需求定义使用需求制造需求测试需求维护需求环保需求功能分析组织架构限制条件决策评估标准：产品定义及说明1.效益准则规A.系统规范择优分析及评估格B.研发规范2.经费与时程研C.产品规范3.技术及设备发D.制程规范决策E.料件规范21
系统功能定义功能认定性能需求时程需求分析功能流程方块图需求规格配置时程作业管制表1.确定系统功能及其1.定义各项系统功能每一功能及需求其流程，确保达成计需求及其限制条件研发时程必须要符划目标/系统需求2.系统各主要元素包合计划目标，各关2.确定基本设计及推括：键项目尤须列管查展系统之工程接口核确定如期达成。•系统装备需求•设施工程需求•人员及训练需求•技术数据需求•计算机软件需求22
择优评估(一)(Trade-Off Study)•目的：–确定选用或放弃某项设计或观念–对不确定之项目要求再做分析研究–必需执行之大风险项目建议采用备份措施–受限于技术、时程或预算无法执行的项目，建议采取延后或终止措施•执行工作：–确立目标需求及比较参数–构想方案分析数据基线一致而完整–经由比较分析以确定最佳方案23
择优评估(二)(Trade-Off Study)ＡＢＣ构想方案ＤＥＦＧ方案ABCDE参数比较比较数据参数24
系统说明(一)•装备规格及演进–系统规范(System Spec., Type A)–研发规範(Develop. Spec., Type B)–产品规范(Product Spec., Type C)–制程规范(Process Spec., Type D)–料件规范(Materials Spec., Type E)•操作及训练说明–操作人员专长及教育程度–定期之操作训练25
系统说明(二)•技术及程序数据•工程设施–操作手册–机具装备及厂房–保养及修护手册–保修设施–料件手册–库储及有关设施–训练教材–销售及训练设施–技令通报–其他–蓝图资料•计算机软件–其他–操作保修及测试训练等所须知计算机软件26
系统工程应用•系统工程活动流程27
系统工程程序与产出文件研发成果规格文件：•系统规格–A规格格•研发规格–B规格•产品规格–C规格装备规工程设施人员需求技术资料电脑程式后•程序规格–D规格•料件规格–E规格系统任务与目标系统需求质生勤计划时程及资源分配能定义使装量产用备测销维功概念设计说明及流程组合设计试售修操生择优分析及工作报告择优评估作产整设计规格及需求说明规格说明使生整销体体售后验计勤用产训工练作证划支持计测计计划划试计划划28
检讨与结语(一)•掌握根本性、整体性、持续性目标–根本性：在国内建立科技能量–整体性：以产品系统为考虑，整合技术及资源，发挥整体力量–持续性：系统研发必须以长期开发考虑，以增进产品质量•以协调沟通增加管理效能–规划整体可行之工作计划–工作组织架构扩展及时程预算分配掌握29
检讨与结语(二)–计划成长及资源管理–沟通协调以排除冲突事件–率定研发项目任务分工及排除执行障碍–率定优先级，有效规划资源应用–推动研发策略，掌控计划运作–建立沟通管道•优化的整合及管理–时程(Schedule)–品质(Quality)–成本(Cost)30
第一章作业1.何谓系统？系统工程？系统工程管理？请详述其间之差异。2.请说明项目管理与系统工程管理之关系？3.系统工程师之任务为何？应以何种方式进行其工作？4.请说明项目管理与专业的差异性？现代武器系统应以何种方式进行产品开发？5.何谓择优评估(Trade-off Study)？详述择优评估之工作内容及其将达到什么样之结果？6.请详述整体化系统工程概念模式为何？7.系统工程之根本性、整体性与持续性目标为何？8.在产品开发中，如何才能达成优化的整合及管理？31
