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我们有理由相信，自从人类开始建造和开发复杂的系统以来，系统工程就一直在被使用。古埃及的金字塔是复杂系统的一个例子。类似例子还有一些简单的石头结构，例如巨石阵，它们有可能是构成更大的占星系统的一部分。此外，自古希腊人首次观测到行星的运动并建立地心宇宙模型以来，人类就一直在观察太阳系等复杂系统。
系统工程 一词可以追溯到20世纪早期的美国贝尔实验室（Fagen，1978）。系统工程的例子可追溯到第二次世界大战，而第一次尝试教授系统工程据说于1950年在麻省理工学院开展（Hall，1962）。
20世纪60年代出现了一个被称为系统理论的研究领域，这是由Ludwig von Bertalanffy（Bertalanffy，1968）提出的“一般系统理论”。
系统理论的主要信条是，它是一个基于以下原则的概念框架：一个系统的组成部分可以在彼此之间以及与其他系统之间关系的上下文中得到最好的理解，而不是孤立地进行理解（Wilkinson，2011）。这对所有系统工程都是必不可少的，因为这意味着系统中的元素或系统本身永远不会仅考虑自己，而是会与其他元素或系统相关联。
随着系统变得越来越复杂，对开发系统的新方法的需求变得越来越迫切。在整个20世纪后半叶，这种需求一直在增长，直到1990年 美国国家系统工程委员会 （National Council on Systems Engineering，NCOSE）成立。此后，该组织于1995年发展成为 国际系统工程委员会 （International Council on Systems Engineering，INCOSE），是世界上最重要的系统工程权威机构，在全球拥有70多个分会。
今天，随着我们生活的世界和开发的系统的复杂性不断增长，对严谨且能处理高度复杂性的方法的需求日益增加。系统工程就是这样一种方法。