第一章系统工程概述
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一般为人-机系统、经济性突出等。
第一章 系统工程概述
1.2.3系统工程的研究对象及内容
(二)SE的研究内容 系统辨识技术 系统模型化技术 系统最优化技术 系统评价技术 系统预测技术 系统决策技术
第一章 系统工程概述
1.3系统工程的产生、发展及应用
（一）系统思想及系统理论的产生与发展 系统思想的发展经历了三个阶段，即： “不见树木，只见森林”（朴素的系统思 想）阶段—“只见树木，不见森林”阶段— “既见树木，又见森林”（科学的系统思想） 阶段。 古代中国和古希腊在系统思想的产生 与早期发展中具有突出地位和贡献。
□ 将可靠性、维修性、安全性、生存性、人素工 程和其它有关因素综合到整个工程工作之中，以 满足费用、进度、保障性和技术性能指标。”
22
装备系统工程
及时第地一部章署、系使统工用程和概保述障一个有 效的系统，并在可承受的费用条 件下满足用户的需求。
需求 约束条件
系统工程过程
综合 权衡
武器装备 系统
效进费保 能度用障
孙子 军事管理
30
第一章 系统工程概述
战国时期川西太守李冰父子主持 修建。目标：利用岷江水资源灌溉川 西平原、防洪与航运。包括三大工程 及120多项配套工程。其总体构思是 系统思想的杰出运用。两千多年来， 都江堰一直发挥着巨大的效益，是我 国最成功的水利工程。
都江堰水利工程示意 图
31
第一章 系统工程概述
1.2.1系统工程的概念
第一章 系统工程概述
（3）美国军用标准MIL - STD - 499A 定义：
“系统工程是将科学和工程技术的成就应用于：
□ 通过运用定义、综合、分析、设计、试验和评 价的反复迭代过程，将作战需求转变为一组系统 性能参数和系统技术状态的描述；
□ 综合有关的技术参数，确保所有物理、功能和 程序接口的兼容性，以便优化整个系统的定义和 设计；
14
1.1.3 系统的特征 关于系统的层次性
第一章 系统工程概述
树状结构示意图
15
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
如：“教育系统”的层次结构
第一章 系统工程概述
1.1.3 系统的特征 关于系统的层次性
网状结构示意图
17
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
网络系统及层次性
18
1.1 .4 系统的分类
装备系统工程既是一个复杂的管理过程，又是一个复杂的技术过程
23
第一章 系统工程概述
1.2.1 系统工程的概念
对系统工程的定义“人各一词，莫衷一是” 本书从更广泛的基础上描述了系统工程的内涵：
系统工程是以研究大规模复杂系统为对象的一门交 叉学科。它是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、 方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机地联系 起来，把人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来， 应用定量分析和定性分析相结合的方法及计算机等技术 工具，对系统的构成要素、组成结构、信息交换和反馈 控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最 优设计、最优控制和最优管理的目的，以便最充分地发 挥人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术，使局部 和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。
企业系统的基本结构和功能？ 高校系统的基本结构和功能？
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
系统的六个基本特性:
□ 整体性 □ 集合性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
10
1.1.3 系统的特征 关于系统的整体性
第一章 系统工程概述
系统的整体性就是强调“整体功能大于各部 分功能之和” ，即
（COOPETITION；GUANXI） 科学发展观引起普遍关注（系统发展观）
管理科学的发展与管理人才培养 管理科学发展的“制高点” ——系统化管理 T型人才
“要学一点系统工程”
引言：What?
第一章 系统工程概述
SE是以大规模复杂系统（特别是管理系统） 为研究对象，在系统理论、管理科学及其 运筹学、专业工程技术等学科基础上形成 的一门交叉学科。通过学习，主要使学生 掌握分析与解决一般管理系统问题的思想、 程序和方法。
——“只见树木，不见森林”
34
第一章 系统工程概述
（一）系统思想及系统理论的产生与发展
十九世纪上半叶，自然科学取得了一系列 伟大成就。特别是能量转化、细胞和进化论的 发现，使人类对自然过程的相互联系的认识有 了很大提高。十九世纪的自然科学“本质上是 整理材料的科学，关于过程、关于这些事物的 发生和发展以及关于把这些自然过程结合为一 个伟大整体的联系的科学” 。马克思、恩格 斯的辩证唯物主义认为，物质世界是无数相互 联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物 和过程所形成的统一整体。
第一章 系统工程概述
系统的分类
自然系统与人造系统（按自然属性分）
实体系统与概念系统（按物质属性分）
动态系统和静态系统（按运动属性分）
开放系统与封闭系统
（按系统与环境之间的关系分）
简单系统、简单巨系统和复杂巨系统
（按系统复杂程度分）
19
1.2 关于系统工程
第一章 系统工程概述
1.2.1系统工程的概（念1）钱学森对系统工程的定义：
第一章 系统工程概述
III
40年代后期到50 年代初期
运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与 应用、电子计算机的出现，为SE奠定了重 要的学科基础
1957
H.Good和
系统工程学科形成的标志
R.E.Machol发表第一
古希腊亚里士多德（公元前384-公元前322）：整 体大于部分之和
第一章 系统工程概述
（一）系统思想及系统理论的产生与发展
十五世纪下半叶，近代科学开始兴起，力学、天 文学、物理学、化学、生物学等逐渐从哲学中分离出 来。近代自然科学发展了研究自然界的独特的分析方 法，包括实验、解剖和观察，把自然界的细节从总的 自然联系中抽出来，分门别类地加以研究。这种考察 自然界的方法移植到哲学中，就成为形而上学的思维 方式。形而上学的出现是有历史根据的，是时代的需 要，对科学、技术、文化的蓬勃发展起了不可磨灭的 重要作用。但是，形而上学撇开总体的联系来考察事 物和过程，蕴含着极大的局限性。
系统工程是组织管理系统的
规划、研究、设计、制造、试验 和使用的科学方法。简言之“系 统工程是一门组织管理的技术”。
20
1.2.1系统工程的概念
第一章 系统工程概述
（2）美国著名学者H.切斯纳的定义
“系统工程认为虽然每个系统都由许多不同的特殊功 能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相 互关系，但是每一个系统都是完整的整体，每一 个系统都要求有一个或若干个目标。系统工程则 是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解（或 满意解）的方法，并使各部分能够最大限度地互 相适应。”
古代朴素的系统思想
孔子
“不见树军木工产，品项只目定型见管理森林”
32
第一章 系统工程概述
国外：古希腊辨证法奠基人之一赫拉克利特 （Herakleitos,约公元前540-前470年）在《论自 然界》一书中说过：“世界是包括一切的整体”。
古希腊唯物主义哲学家德谟克利特（Demokritos,约 公元前460-前370年）的一本没有留传下来的著 作《宇宙大系统》中指出，“宇宙是一个大系 统”。
第二次世界 大战期间
英、美等国的反 空袭等军事行动
产生军事运筹学（Military Operations Research）,也即军 事系统工程
II
本世纪40年 美国研制原子弹 运用SE，并推动了其发展
代
的“曼哈顿计划”
1945
美国出系统分析（Systems analysis）概念，强调了其重要 性
第一章 系统工程概述
系统工程（Systems Engineering,SE) ＿系统工程导论
南华大学经济管理学院 李鹏程
lipengcheng0615@163.c om
引言：WHY？
第一章 系统工程概述
时代特征及社会发展趋势 经济全球化（环境） 动态市场带来挑战和机会（变化） 社会加速信息化 创新已成为时代的最强音（概念、途径） 社会进入合作竞争新时代
“1＋1>2”
系统具有整体的结构、整体的特性、整体的 状态、整体的行为、整体的功能等。
11
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
关于系统的集合性
系统的集合性就是由许多（至少两个）可以
相互区别的要素构成。如一个工业企业的集合
要素如下图。
人员
工人 技术人员 管理人员
物质
… 厂房 机器 设备 工件
工
24
第一章 系统工程概述
1.2.2 系统工程解决问题的特点
系统工程的特点
□ 整体性(系统性) □ 关联性(协调性) □ 综合性(交叉性) □ 满意性(最优化)
25
第一章 系统工程概述
1.2.3系统工程的研究对象及内容
(一)SE的研究对象是大规模复杂系统
该类系统的主要特点有：规模庞大、结构 复杂、行为复杂、属性及目标多样、以及 内部表现的开放性、非线性、随机性等
第一章 系统工程概述
(一)系统思想及系统理论的产生与发展
整体思想和联系思想是科学系统思想的核 心与实质。
一般系统论、控制论、信息论、耗散结构 理论、协同学及自组织理论等是系统理论 的重要内容和SE的理论基础。
第一章 系统工程概述
（一）系统思想及系统理论的产生与发展
管子 农事管理
李冰父子
工程管理
古代朴军工素产品的项目系定型统管理思想
（1） 是Si 的S子集合，即 Si S （2） 本Si 身是一个系统。
13
1.1.3 系统的特征
关于系统的层次性
第一章 系统工程概述
系统的层次结构：组分（子系统…元 素）及组分（组分内部）之间的关联方 式的总和。
关联方式主要是因果关联（数学和 逻辑关系），表现形式有树状结构和网 状结构两种。
1. 1.1 系统的概念
第一章 系统工程概述
系统定义的三个基本特征:
(1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 由于元素间的相互作用，使系统作为
一个整体具有特定的功能。
8
第一章 系统工程概述
1.1.2 系统的结构和功能
系统的结构：S = < E ，R > 系统的功能：
——“既见树木，又见森林”
35
第一章 系统工程概述
（二）系统工程的发展概况
阶段 年代
重大工程实践或 重要理论与方法贡献
1930
美国发展与研究 正式提出系统方法（Systems
广播电视
approach）的概念
美国实施彩电开 采用系统方法，并取得巨大成
I
发计划
功
1940
美国Bell电话公司 正式使用系统工程（Systems 开发微波通讯系 Engineering）一词 统
业 企
能量
… 煤炭 蒸汽 电力
业
资金
… 现金 支票 股份 债券
信息
… 情报 指标 数据 规章 12
1.1.3 系统的特征
关于系统的层次性
第一章 系统工程概述
任何一个系统 都S 可以分解为一系列的不同
层次的子系统 ，S而i 它本身又是它所从属的一 个更大系统 的S子系统 。Si
子系统：S 如果系统 Si 的元素集合满足以下 条件，则称为系统 S的一个子系统 ：Si
2001. 6.汪应洛主编，系统工程（第3版），机械工业出版社，
2003.8 7. 系统工程学报 8. 系统工程理论方法应用 9.系统工程理论与实践 等期刊
第一章 系统工程概述
第一章 系统工程概述
✓1.1关于系统
✓1.2关于系统工程
✓1.3系统工程的产生、发展及应用
✓1.4系统科学体系
1.1.1 系统的概念
第一章 系统工程概述
钱学森对系统的描述性定义： 系统是由相互作用和相互依赖的若干组 成部分（元素）结合成的具有特定功能的有
机整体，记为S = < E ，R >
其中 E（Elements）为系 统 S（Systems）中所有 元素构成的集合，R （Relationship）为系统 中所有关系的集合。
7
理解“系统工程”概念、思想
掌握“系统工程”方法
应用“系统工程”理论和方法
引言：How?
第一章 系统工程概述
如何学习？
➢ 注重系统思考 ➢坚持问题导向 ➢采用系统化方法
第一章 系统工程概述
“系统工程”课程参考材料
1. 谭跃进. 系统工程原理[M]. 国防科学技术大学出版社, 2003. 2. 周德群. 系统工程概论[M]. 科学出版社, 2005. 3. 孙东川. 系统工程引论[M]. 清华大学出版社, 2004. 4. 许国志. 系统科学[M]. 上海科技教育出版社, 2004. 5. 许国志. 系统科学与工程研究[M]. 上海科技教育出 版社,
第一章 系统工程概述
1.2.3系统工程的研究对象及内容
(二)SE的研究内容 系统辨识技术 系统模型化技术 系统最优化技术 系统评价技术 系统预测技术 系统决策技术
第一章 系统工程概述
1.3系统工程的产生、发展及应用
（一）系统思想及系统理论的产生与发展 系统思想的发展经历了三个阶段，即： “不见树木，只见森林”（朴素的系统思 想）阶段—“只见树木，不见森林”阶段— “既见树木，又见森林”（科学的系统思想） 阶段。 古代中国和古希腊在系统思想的产生 与早期发展中具有突出地位和贡献。
□ 将可靠性、维修性、安全性、生存性、人素工 程和其它有关因素综合到整个工程工作之中，以 满足费用、进度、保障性和技术性能指标。”
22
装备系统工程
及时第地一部章署、系使统工用程和概保述障一个有 效的系统，并在可承受的费用条 件下满足用户的需求。
需求 约束条件
系统工程过程
综合 权衡
武器装备 系统
效进费保 能度用障
孙子 军事管理
30
第一章 系统工程概述
战国时期川西太守李冰父子主持 修建。目标：利用岷江水资源灌溉川 西平原、防洪与航运。包括三大工程 及120多项配套工程。其总体构思是 系统思想的杰出运用。两千多年来， 都江堰一直发挥着巨大的效益，是我 国最成功的水利工程。
都江堰水利工程示意 图
31
第一章 系统工程概述
1.2.1系统工程的概念
第一章 系统工程概述
（3）美国军用标准MIL - STD - 499A 定义：
“系统工程是将科学和工程技术的成就应用于：
□ 通过运用定义、综合、分析、设计、试验和评 价的反复迭代过程，将作战需求转变为一组系统 性能参数和系统技术状态的描述；
□ 综合有关的技术参数，确保所有物理、功能和 程序接口的兼容性，以便优化整个系统的定义和 设计；
14
1.1.3 系统的特征 关于系统的层次性
第一章 系统工程概述
树状结构示意图
15
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
如：“教育系统”的层次结构
第一章 系统工程概述
1.1.3 系统的特征 关于系统的层次性
网状结构示意图
17
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
网络系统及层次性
18
1.1 .4 系统的分类
装备系统工程既是一个复杂的管理过程，又是一个复杂的技术过程
23
第一章 系统工程概述
1.2.1 系统工程的概念
对系统工程的定义“人各一词，莫衷一是” 本书从更广泛的基础上描述了系统工程的内涵：
系统工程是以研究大规模复杂系统为对象的一门交 叉学科。它是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、 方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机地联系 起来，把人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来， 应用定量分析和定性分析相结合的方法及计算机等技术 工具，对系统的构成要素、组成结构、信息交换和反馈 控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最 优设计、最优控制和最优管理的目的，以便最充分地发 挥人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术，使局部 和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。
企业系统的基本结构和功能？ 高校系统的基本结构和功能？
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
系统的六个基本特性:
□ 整体性 □ 集合性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
10
1.1.3 系统的特征 关于系统的整体性
第一章 系统工程概述
系统的整体性就是强调“整体功能大于各部 分功能之和” ，即
（COOPETITION；GUANXI） 科学发展观引起普遍关注（系统发展观）
管理科学的发展与管理人才培养 管理科学发展的“制高点” ——系统化管理 T型人才
“要学一点系统工程”
引言：What?
第一章 系统工程概述
SE是以大规模复杂系统（特别是管理系统） 为研究对象，在系统理论、管理科学及其 运筹学、专业工程技术等学科基础上形成 的一门交叉学科。通过学习，主要使学生 掌握分析与解决一般管理系统问题的思想、 程序和方法。
——“只见树木，不见森林”
34
第一章 系统工程概述
（一）系统思想及系统理论的产生与发展
十九世纪上半叶，自然科学取得了一系列 伟大成就。特别是能量转化、细胞和进化论的 发现，使人类对自然过程的相互联系的认识有 了很大提高。十九世纪的自然科学“本质上是 整理材料的科学，关于过程、关于这些事物的 发生和发展以及关于把这些自然过程结合为一 个伟大整体的联系的科学” 。马克思、恩格 斯的辩证唯物主义认为，物质世界是无数相互 联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物 和过程所形成的统一整体。
第一章 系统工程概述
系统的分类
自然系统与人造系统（按自然属性分）
实体系统与概念系统（按物质属性分）
动态系统和静态系统（按运动属性分）
开放系统与封闭系统
（按系统与环境之间的关系分）
简单系统、简单巨系统和复杂巨系统
（按系统复杂程度分）
19
1.2 关于系统工程
第一章 系统工程概述
1.2.1系统工程的概（念1）钱学森对系统工程的定义：
第一章 系统工程概述
III
40年代后期到50 年代初期
运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与 应用、电子计算机的出现，为SE奠定了重 要的学科基础
1957
H.Good和
系统工程学科形成的标志
R.E.Machol发表第一
古希腊亚里士多德（公元前384-公元前322）：整 体大于部分之和
第一章 系统工程概述
（一）系统思想及系统理论的产生与发展
十五世纪下半叶，近代科学开始兴起，力学、天 文学、物理学、化学、生物学等逐渐从哲学中分离出 来。近代自然科学发展了研究自然界的独特的分析方 法，包括实验、解剖和观察，把自然界的细节从总的 自然联系中抽出来，分门别类地加以研究。这种考察 自然界的方法移植到哲学中，就成为形而上学的思维 方式。形而上学的出现是有历史根据的，是时代的需 要，对科学、技术、文化的蓬勃发展起了不可磨灭的 重要作用。但是，形而上学撇开总体的联系来考察事 物和过程，蕴含着极大的局限性。
系统工程是组织管理系统的
规划、研究、设计、制造、试验 和使用的科学方法。简言之“系 统工程是一门组织管理的技术”。
20
1.2.1系统工程的概念
第一章 系统工程概述
（2）美国著名学者H.切斯纳的定义
“系统工程认为虽然每个系统都由许多不同的特殊功 能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相 互关系，但是每一个系统都是完整的整体，每一 个系统都要求有一个或若干个目标。系统工程则 是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解（或 满意解）的方法，并使各部分能够最大限度地互 相适应。”
古代朴素的系统思想
孔子
“不见树军木工产，品项只目定型见管理森林”
32
第一章 系统工程概述
国外：古希腊辨证法奠基人之一赫拉克利特 （Herakleitos,约公元前540-前470年）在《论自 然界》一书中说过：“世界是包括一切的整体”。
古希腊唯物主义哲学家德谟克利特（Demokritos,约 公元前460-前370年）的一本没有留传下来的著 作《宇宙大系统》中指出，“宇宙是一个大系 统”。
第二次世界 大战期间
英、美等国的反 空袭等军事行动
产生军事运筹学（Military Operations Research）,也即军 事系统工程
II
本世纪40年 美国研制原子弹 运用SE，并推动了其发展
代
的“曼哈顿计划”
1945
美国出系统分析（Systems analysis）概念，强调了其重要 性
第一章 系统工程概述
系统工程（Systems Engineering,SE) ＿系统工程导论
南华大学经济管理学院 李鹏程
lipengcheng0615@163.c om
引言：WHY？
第一章 系统工程概述
时代特征及社会发展趋势 经济全球化（环境） 动态市场带来挑战和机会（变化） 社会加速信息化 创新已成为时代的最强音（概念、途径） 社会进入合作竞争新时代
“1＋1>2”
系统具有整体的结构、整体的特性、整体的 状态、整体的行为、整体的功能等。
11
1.1.3 系统的特征
第一章 系统工程概述
关于系统的集合性
系统的集合性就是由许多（至少两个）可以
相互区别的要素构成。如一个工业企业的集合
要素如下图。
人员
工人 技术人员 管理人员
物质
… 厂房 机器 设备 工件
工
24
第一章 系统工程概述
1.2.2 系统工程解决问题的特点
系统工程的特点
□ 整体性(系统性) □ 关联性(协调性) □ 综合性(交叉性) □ 满意性(最优化)
25
第一章 系统工程概述
1.2.3系统工程的研究对象及内容
(一)SE的研究对象是大规模复杂系统
该类系统的主要特点有：规模庞大、结构 复杂、行为复杂、属性及目标多样、以及 内部表现的开放性、非线性、随机性等
第一章 系统工程概述
(一)系统思想及系统理论的产生与发展
整体思想和联系思想是科学系统思想的核 心与实质。
一般系统论、控制论、信息论、耗散结构 理论、协同学及自组织理论等是系统理论 的重要内容和SE的理论基础。
第一章 系统工程概述
（一）系统思想及系统理论的产生与发展
管子 农事管理
李冰父子
工程管理
古代朴军工素产品的项目系定型统管理思想
（1） 是Si 的S子集合，即 Si S （2） 本Si 身是一个系统。
13
1.1.3 系统的特征
关于系统的层次性
第一章 系统工程概述
系统的层次结构：组分（子系统…元 素）及组分（组分内部）之间的关联方 式的总和。
关联方式主要是因果关联（数学和 逻辑关系），表现形式有树状结构和网 状结构两种。
1. 1.1 系统的概念
第一章 系统工程概述
系统定义的三个基本特征:
(1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 由于元素间的相互作用，使系统作为
一个整体具有特定的功能。
8
第一章 系统工程概述
1.1.2 系统的结构和功能
系统的结构：S = < E ，R > 系统的功能：
——“既见树木，又见森林”
35
第一章 系统工程概述
（二）系统工程的发展概况
阶段 年代
重大工程实践或 重要理论与方法贡献
1930
美国发展与研究 正式提出系统方法（Systems
广播电视
approach）的概念
美国实施彩电开 采用系统方法，并取得巨大成
I
发计划
功
1940
美国Bell电话公司 正式使用系统工程（Systems 开发微波通讯系 Engineering）一词 统
业 企
能量
… 煤炭 蒸汽 电力
业
资金
… 现金 支票 股份 债券
信息
… 情报 指标 数据 规章 12
1.1.3 系统的特征
关于系统的层次性
第一章 系统工程概述
任何一个系统 都S 可以分解为一系列的不同
层次的子系统 ，S而i 它本身又是它所从属的一 个更大系统 的S子系统 。Si
子系统：S 如果系统 Si 的元素集合满足以下 条件，则称为系统 S的一个子系统 ：Si
2001. 6.汪应洛主编，系统工程（第3版），机械工业出版社，
2003.8 7. 系统工程学报 8. 系统工程理论方法应用 9.系统工程理论与实践 等期刊
第一章 系统工程概述
第一章 系统工程概述
✓1.1关于系统
✓1.2关于系统工程
✓1.3系统工程的产生、发展及应用
✓1.4系统科学体系
1.1.1 系统的概念
第一章 系统工程概述
钱学森对系统的描述性定义： 系统是由相互作用和相互依赖的若干组 成部分（元素）结合成的具有特定功能的有
机整体，记为S = < E ，R >
其中 E（Elements）为系 统 S（Systems）中所有 元素构成的集合，R （Relationship）为系统 中所有关系的集合。
7
理解“系统工程”概念、思想
掌握“系统工程”方法
应用“系统工程”理论和方法
引言：How?
第一章 系统工程概述
如何学习？
➢ 注重系统思考 ➢坚持问题导向 ➢采用系统化方法
第一章 系统工程概述
“系统工程”课程参考材料
1. 谭跃进. 系统工程原理[M]. 国防科学技术大学出版社, 2003. 2. 周德群. 系统工程概论[M]. 科学出版社, 2005. 3. 孙东川. 系统工程引论[M]. 清华大学出版社, 2004. 4. 许国志. 系统科学[M]. 上海科技教育出版社, 2004. 5. 许国志. 系统科学与工程研究[M]. 上海科技教育出 版社,