工程系统工程(systems engineering for projects)是组织管理大型工程项目的规划、研究、设计、制造、试验和运行的技术。根据工程项目的不同，工程系统工程又可以分为许多分支学科，如航天系统工程、导弹武器系统工程、核武器系统工程、飞行器系统工程、电子系统工程等。它们共同的专业理论基础是工程设计，因为大型工程项目的总体设计都要运用工程设计方面的知识，同时又需要相应专业的工程技术知识。

大型工程项目都是复杂的大系统，一般都具备下列五个特点：①规模庞大。一般都要用几万个甚至几十万个零部件装配而成。因此要把它分解成合理的多级递阶结构。②因素众多。它不仅有本身的技术经济因素，还涉及社会、政治、经济、环境等许多外部因素，因此要建立多层次、多目标的目标体系。③技术复杂。往往需要不同行业的许多机构和不同专业的许多科技人员协同工作，涉及几千个甚至几万个单位，需要几万人甚至几十万人参加。④开发期长。一般大型工程项目需要经过几年、十几年、甚至几十年的时间才能完成。⑤投资额大。研制费用高达几亿甚至几十亿元。这些特点充分说明了大型工程项目都需要运用系统工程的方法来进行协调、控制、规划、组织和管理。

随着科学技术的迅速发展，从50年代起发达国家开发了一些大型工程项目。由于大型工程项目本身的特点和在开发过程中经常受到一些随机因素的干扰，使传统的组织管理方法已不能适应新的情况，需要制定合理的开发规划和进行有效的组织管理，以缩短开发周期，降低开发费用，排除开发中随机因素的干扰。1958年美国海军军械部特种计划局在开发北极星导弹核潜艇时，由于承担此项任务的单位多达 11000余家，专门组织了一个研究小组来研究开发大型工程项目的计划管理方法，提出计划协调技术(PERT)，使计划提前二年完成。60年代美国在执行阿波罗载人登月计划的过程中，广泛应用图解协调技术(GERT)来解决随机性的网络计划问题。为了减少工程项目开发的盲目性，避免由于事前考虑不周而出现重大的方案变动或返工浪费，提高项目开发的可靠性和经济效果，提出必须对工程项目进行可行性研究。在系统设计之前要对项目开发中的一些重大问题，通过详细的调查研究和分析比较，进行技术经济论证，找出最优方案。

大型工程项目所面临的基本问题是，怎样把比较笼统的初始研制要求逐步地变为成千上万个研制任务参加者的具体工作，以及怎样把这些工作最终综合成一个技术上合理、经济上合算、研制周期短、能协调运转的实际系统，并使这个系统成为它所从属的更大系统的有效组成部分。这样复杂的总体协调任务不可能靠一个人来完成。这就要求有一个集体或一个组织来代替以前的总设计师，对这种大规模社会劳动进行协调指挥。中国把这样的组织称为总体设计部。总体设计部由各方面专业的科技人员组成，并由知识面比较宽广的专家负责领导。总体设计部设计的是系统的总体，工程项目的总体方案以及实现它的技术途径。总体设计部一般不承担具体部件的设计。总体设计部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分，对它的所有技术要求都首先从实现这个更大系统技术协调的观点来考虑。总体设计部把系统作为若干分系统有机结合成的整体，对每个分系统的技术要求都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑。

大型工程项目的一般开发程序是：①总体规划。包括调查研究、收集资料、提出项目建议书等开发前期工作。②可行性研究。③制订方案。包括提出具体计划方案、编制计划任务书等。④技术经济论证。⑤系统设计(包括总体设计、技术设计和施工设计)。⑥系统分析。对所设计的方案进行分析、比较、优化、论证。⑦系统开发。包括制定生产计划和年度开发计划。⑧系统生产。包括生产和订购所需要的零部件，并提出系统综合或系统装配计划。⑨安装调试。⑩鉴定验收。鉴定通过后即可验收，交付使用，投入运行。

开发大型工程项目在不同阶段使用不同的系统工程方法,其中最主要是:①在任务分解方面，可用任务分解结构(WBS)和解释结构模型(ISM)。②在组织协调方面，可用计划协调技术、图解协调技术、风险协调技术(VERT)或关键路线法(CPM)。③在系统评价方面，可用可行性研究、技术评估、技术经济论证等方法。④在系统优化方面，可用线性规划、动态规划等方法。⑤在系统分析方面，可用成本效益分析和风险分析等方法。⑥在预测和决策方面，可用特尔斐法、多目标决策和群决策。