系统工程

系统工程是一个跨多学科领域的工程学和工程管理，通常专注于如何设计、开发和管理在其生命周期内的复杂系统。系统工程的核心系利用系统性思考的原则，以建构其知识体系。当处理大型、复杂的专案时，所面临的相关议题（例如：需求工程、可靠度、物流、不同团队的协调、测试与评估、可维修性、和许多其他能够成就系统开发、设计、执行、和最终除役的学科）变得更加困难。系统工程借由工作流程、优化的方法、以及风险管理等工具来处理此一类型的专案，并且与技术、和以人为本的学科相互重叠（例如：工业工程、机械工程、制造工程、控制工程、软件工程、电机工程、模控学、组织研究、以及专案管理）。系统工程确保专案或系统的各个层面均被详加考虑、并整合成为一体。
系统工程流程是一种发现的过程，与制造流程显著不同。制造流程专注于重复性的活动，以花费最少的成本与时间来达成最高的品质输出。系统工程流程则必须由发现实际、待解决的问题为起始点，并识别出最有可能发生、或冲击最大的失效，系统工程也涉入找出这些问题的最佳解决方案。

历史

系统工程一词，可以追溯到1940年代的贝尔实验室 。为了去识别和操控一个系统的整体特性〈对于复杂的工程专案而言，可能远大于这些零部件特性的总合〉的需求，激发了各种产业〈特别是那些为美国军方开发系统的企业〉来采用这门学科。
当依赖设计进化来改善一个系统已经不再可能，现有工具也无法满足日益增长的需求时，因而开始发展出一些可直接处理复杂度的新方法。系统工程的持续进化，包括新方法和建模技术的发展与确认。随着工程系统更趋于复杂化，这些方法有助于更好的理解、以及设计与发展的管控。在系统工程领域时常被使用的工具，大多于这个时期被开发出来，包括 通用系统语言（USL）、统一塑模语言（UML）、品质机能展开（QFD）、和IDEF0。    
在1990年代，由一群来自美国企业和机构的代表创立了一个系统工程的专业协会：“美国国家系统工程协会”（NCOSE），其创立宗旨为推动改进系统工程实务和教育，也促进了美国以外地区从事于系统工程人员的成长，因此于1995年更名为国际系统工程协会（INCOSE）。许多国家的学校提供系统工程的研究生课程，也提供实习工程师的进修教育选项。

概念

系统工程原本仅仅意味工程上的一个方法，最近则为一门学科。系统工程教育的目标，乃将各种方法简单地正式化，并借此寻找新方法和研发机会，与发生于其他工程领域的情况类似。系统工程是一个整体性、跨学科的方法。

起源、和传统范围

工程的传统范围：包括实体系统的概念、设计、开发、生产、和运作。系统工程的原始构想，也落于此范围内。系统工程的名词意义，与为了在时程、成本、和其他限制之下，因应史无前例的规模、与复杂度的功能系统的工程挑战，而发展出来的一套独特的概念、方法论、组织架构… 等等相关联。阿波罗计划是系统工程专案最为重要的范例。

进化到更宽广的范围

系统工程一词的使用，随着时间的推移，逐渐纳入更宽广、更为整体性观念的系统和工程流程。定义的演变，也成为争论的主题，这个名词仍持续应用于较为狭窄、和较为广泛的范围。
在古典意义上，传统的系统工程被视为工程的一个分支，也只应用于实体的系统，例如：太空飞船和飞机。最近，系统工程进化为承载着更为宽广的意义，特别是将人类视为一个系统的必要组成元件。
例如，英国学者彼得‧切克兰德〈Peter Checkland〉就抓住了系统工程更宽广的意义，他说明：“工程可以在一般的意义上解读；你可以“策划”〈engineer〉一个会议，或“策动”〈engineer〉一个政治协定”。
和系统工程更宽广的范围一致，“系统工程知识体系”〈SEBoK〉定义了三种形式的系统工程：〈一〉产品系统工程〈PSE〉为传统的系统工程，专注于包括软件和硬件的实体系统的设计。〈二〉企业系统工程〈ESE〉为企业的观点，亦即把组织、或许多组织的组合视为系统。〈三〉服务系统工程〈SSE〉与服务系统的工程有关，英国学者彼得‧切克兰德〈Peter Checkland〉定义服务系统〈Service System〉为一个被设想为服务另一个系统的系统，大部分的民用基础设施系统皆为服务系统。

跨学科领域

系统开发经常需要来自多种技术学科的贡献。系统工程借由提供一个开发工作的系统〈整体〉观点，帮助将所有技术贡献者筹组成为一体的工作团队，建立一个从概念、生产、运作、到(在某些情况下)终止与除役的结构化开发流程。在系统取得过程，于涵盖该项目完整生命周期、并且维持可接受程度风险的期间，整体整合学科结合了贡献、以及成本、时程、和效能之间的平衡取舍。
此观点经常在教育学程中被复制，系统工程的课程乃由许多工程系所的教师来讲授，可以有效地协助创建一个跨学科的学习环境。

范畴

欲一窥系统工程背后所隐藏的动机，可以视其为一种方法、或实践行动，来鉴别和改善现存于各种系统之内的通则。请牢记，系统工程原则(整体论、紧急行为、界线 … 等等)可以应用于任何系统、复杂度、或以其他方式，提供可利用在各个层级的系统思维。除了国防和太空之外，许多资讯科技企业、软件开发公司、和电子通讯产业也需要系统工程师成为他们团队的一员。
由国际系统工程协会〈INCOSE〉的系统工程精进中心〈SECOE〉分析指出：投入系统工程的最佳比例，大约是占整个专案的15~20%；同时，有研究显示系统工程除了其他好处之外，实质上也可导致成本降低。然而，直到最近才开始进行涉及多种产业的大规模定量调查，这样的研究正在进行中，以决定系统工程的效能，并量化其利益。
系统工程鼓励使用建模与仿真，以验证系统的假设或理论，以及他们的相互作用。
在安全工程中，允许可及早侦测可能失效所使用的方法，已经被整合到设计过程中。同时，在专案起始阶段所做的决策，却无法清楚理解其后果者，在系统寿命后期可能造成巨大的冲击。现代系统工程师的任务，就是去探讨这些议题，并作出关键性的决定。没有一种方法可以保证今日的决定，在一个系统从最初构想到投入服务，持续数年、或数十年之后仍然有效。不过，仍有许多支援系统工程程序的技术。例子包括：软系统方法论、系统动力学方法、和统一塑模语言（UML）。这些方法目前都正在探索、评估和开发，以支援工程决策程序。

系统工程主题

系统工程工具是有助于执行一个专案或产品的系统工程的策略、程序、和技术。这些工具的目的，依数据库管理、图形浏览、模拟、和推理，到文档生成，中性输入/输出、以及更多的不同而异。

其他工具

系统建模语言（SysML）是系统工程应用所使用的一种建模语言，可支援一个范围广泛的复杂系统的规格、分析、设计、验证、和确认。
生命周期建模语言（LML）是一个设计给系统工程使用的开放标准建模语言，可支援完整的生命周期：概念、采用、支援、和除役阶段。