電子系統工程方法

電子系統工程在規劃、設計、研製、試驗、運行等過程中所採用的一整套科學方法。

正文

電子系統規模巨大，由多個分系統、多種電子設備組成，並在一個廣闊的空間完成信息採集、傳遞、處理、分析和控制等任務。這種系統的工作好壞可能對國家和社會的政治、經濟、軍事和科學技術工作有較大的影響。因此,在系統總體,各分系統和各設備的關係，系統同外界政治、經濟、軍事和科技的關係等方面的研究設計中，要重視系統工程方法，以實現最優的電子系統。常用的方法有決策分析、系統仿真和計畫評審技術。
決策分析 在研究設計電子系統的過程中,從不同的作法和方案中挑選最優者。過去的直觀經驗決策，主要是根據決策者的經驗、閱歷、知識和推理判斷能力，而現代的科學系統決策則運用在第二次世界大戰中發展起來的運籌學的思想和方法，以最佳化理論為指導，定量地進行分析，使決策由“藝術”上升為科學。
評價一種決策（或稱選擇）的優劣，可以用決策問題的目標函式加以描述。根據目標是單一的還是多重的，每種決策是否有明確的結果或是明確的機率，可把決策問題分成許多不同的類型（見電子系統工程理論）。

電子系統工程方法

對於比較複雜的決策問題,用“決策樹”（圖1）有助於得出清晰的結果。決策樹是一種有根分支網路，反映每作出一種選擇所產生的種種後果。這種選擇可以是多層次的，例如，某一電子系統為了達到某個目的，系統技術要求可以有幾種不同的組合。對於每組技術要求，又可設計出幾種不同的實現方案，對應於每一方案，又可選用不同的設備配置等。分析比較每一分支在技術、經濟或其他方面的優劣，就可以找出最好的方案。
系統仿真　在電子系統的方案論證、設計和試驗的各個階段都要採用這種技術。為了仿真，首先需要建立系統的模型。所謂模型，就是對客觀存在的系統的某種抽象，對所研究的問題來說，它和實際系統具有相同的或類似的特性，因而這種研究可轉為對簡化模型的研究。如果用數學方程來描述系統中有意義的物理量的相互關係，則稱這組方程為系統的數學模型。所研究的量是連續的或是離散的，則構成連續的或離散的模型；所研究的事件是確定的或是有機率的，則構成確定模型或統計模型；所研究的過程是靜態的或是動態的，則構成靜態模型或動態模型等。
模擬電子計算機技術為連續系統仿真提供了有力的工具,它能直接反映系統結構,人們對它的輸出形式比較習慣,解題速度相當快,因而在50年代得到了廣泛套用。但是，它的精度不高。數字電子計算機在軟體和硬體技術上發展很快，自60年代起已逐漸取代了模擬電子計算機，而用於連續系統和各種其他模型的模擬。根據所研究的系統的數學模型，可用適當的高級語言,如FORTRAN，PASCAL等編寫仿真程式。70年代以來，發展了一些專用的仿真語言,如離散系統仿真用的GPSS與SIMSCRIPT等語言，連續系統用的MIMIC等語言。
計畫評審技術　電子系統涉及到各種各樣的電子設備和各種支援設施的研究、設計、安裝和試驗，牽涉到很多不同的研製部門。為了使整個工程協調地進行，採用計畫評審技術(PERT)，即可用最短的時間和最少的投資完成預定的任務。
計畫評審技術利用網路模型對整個工程項目進行規劃和控制，能作到統籌兼顧，協調一致。
計畫網路圖由三個基本要素組成：作業、完成作業所需時間和表示作業起始或結束的時間分界點──事項。在計畫網路圖中，前兩項用線段表示，事項用結點表示。這樣,按照系統的研製過程畫出的網路圖（圖2）叫作計畫評審技術網路。

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根據網路圖上所標出的每項作業所需的時間，很容易找出哪些作業是影響全局的關鍵性作業，哪些作業可以放寬進度，以節約人力和物力。從某個事項到某個事項如有多條路徑時，必有一條所需時間最長，這條路徑叫作關鍵路徑，應儘可能增加人力、物力，以縮短關鍵路徑,並對其他路徑以關鍵路徑作參考進行統籌調整,儘可能縮短整個工程的進度。
參考書目
　A.D.Hall,A Methodology for System Engineering,D.Van Nostrand Co.Princeton,1962.

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