在工程技术领域中存在各种集成现象。将一般集成论的观点应用于工程技术领域，研究这些领域中集成现象的特点，对解决工程技术中的复杂问题是有帮助的。
在一般集成论的应用中，我们提出建立一门研究工程领域集成现象和规律及其应用的学科，并把它命名为工程集成论，它的英文名称是engineering integratics。又提出建立一门研究技术领域集成现象和规律及其应用的学科，并把它命名为技术集成论，它的英文名称是technology integratics。
工程集成论和技术集成论的研究内容非常丰富。前面第四章提到过技术领域的集成现象。这一章举出工程集成和技术集成的几个例子进行讨论，它们是：大科学计划的集成、大型实验装置的集成和医学影像技术的集成。
10.1 大科学计划的集成
在现代科学技术的发展中出现了一类规模巨大的科研项目，由于这些项目要解决的科学技术问题非常庞大复杂，对这些项目需要制定长期的计划，投入大量的资金，组织许多科研单位和科研人员共同实施。相对于在一个实验室里由一个科研团队进行的规模较小的科研项目来说，它们的规模很大，因此称为大科学计划或大科学项目。大科学计划是现代科学技术研究的一种研究方式，它们具有许多不同于规模较小的科研项目的特点。
美国在科学技术方面实施过的几个计划，如曼哈顿计划、阿波罗计划和人类基因组计划等，都是大科学计划的例子。曼哈顿计划是20世纪40年代美国研制原子弹的工程，阿波罗计划是20世纪70年代美国人登月的工程，人类基因组计划是20世纪90年代对人类基因组测序的工程。目前世界各国联合进行的国际热核聚变计划也是大科学计划的例子，这个计划是研制热核聚变反应堆装置的工程。我国也成功地实施过几个大科学计划，并且正在实施几个新的大科学计划。
Lambright（2009）在《重大科学计划实施的关键：管理与协调》一书中论述了大科学计划的实施，介绍了美国几个大科学计划的案例。书中详细叙述了人类基因组计划的发展历程和项目管理的经验，还提到在这个计划实施过程中一些有趣的故事。这本书从目标、组织、支持、竞争、领导等方面介绍大科学计划的管理工作，指出管理与协调是实施大科学计划的关键。书中还考察了另外几个大规模的研究和开发计划的案例，包括气候变化计划、纳米技术计划和国际空间站计划。
从一般集成论的观点看来，在大科学计划的规划和实施过程中存在许多集成现象。大科学计划既要解决科学技术问题，又是工程项目。大科学计划中的集成问题是工程集成论研究的重要课题之一。
从大科学计划的酝酿阶段开始，到工程的规划、立项、实施直至完成，在大科学计划的每个阶段中都有许多不同形式的集成过程。Lam－bright提到的管理与协调，是大科学计划中集成现象的重要内容。大科学计划的组织和管理都是集成的过程，如各种科学思想和科研方案的集成、多种学科和多种技术的集成、不同科研单位和科研团队的集成，等等。在工程的集成过程中要进行大量的协调工作，使科学计划得以高效率、高质量的完成。
实际上，不仅在大科学计划的规划和实施中有许多集成过程，在所有各类科研工作中，也都有组织、管理、协调等集成过程，只是在大科学计划中集成过程具有更大的规模，有更加显著的表现，并且起更加重要的作用。在科研集成论中，需要研究这些集成过程的特点和规律，并且按照这些特点和规律来指导科学计划的实施。
10.2 大型实验装置的集成
大型实验装置的设计、建设和运行中的集成是工程集成和技术集成的一个例子。现代科学实验除在许多实验室中进行各类小型实验之外，还设立一些大的科学实验中心，其中装备许多大型实验装置，这些实验装置可以提供许多用户单位共同使用，进行多种科学实验。
大型实验装置是复杂的工程设施，它包括许多工程系统，由这些配套的工程系统集成为整体的大型实验装置；其中每个工程系统又包括许多实验设备，由这些配套的实验设备集成为功能完整的实验系统。
例如同步辐射光源实验中心的大型实验装置，有产生同步辐射光的装置和许多实验站等实验系统。产生同步辐射光的装置包括把电子加速到高能量的加速器和使高能电子稳定运转的环形装置。第五章曾经提到过同步辐射，高能电子束在环形轨道上做圆周运动时产生同步辐射光，由许多与圆周成切线的管道引出同步辐射光，分别送到许多实验站。每个实验站配置各种靶和专门的探测设备，例如用电子能谱仪测量同步辐射光打靶后反应产物的特性。
又如高能物理实验中心的大型实验装置，有各类加速器系统和各类探测器系统。其中加速器系统加速带电粒子，提供高能物理实验所需的粒子束；探测器系统有许多专用设备，测量高能物理反应产物的特性。
下面举欧洲核子研究中心的莱泼（LEP）对撞机及其实验装置作为例子，来说明这种大型实验装置的复杂性和集成性（唐孝威1985，1993）。莱泼是大型正负电子对撞机的简称，正负电子在装置中实现对撞，对撞时正负电子的总能量达到2 000亿电子伏。这个能区可以产生大量的中间玻色子Z0粒子和W±粒子，因此称为中间玻色子“工厂”。
这台对撞机的主体建于法国和瑞士的交界地区，主环和对撞区的几个实验大厅都建在地下，离地面最浅为50米，最深达170米。主环的周长是27千米。对撞机系统的主要部分有加速电子的装置、产生和加速正电子的装置以及正负电子的对撞区等。正负电子在主环中以相反的方向运动，在主环的四个对撞区实现正负电子对撞。这台对撞机于1983年动工，至1989年建成并投入运行。
围绕着四个对撞区分别安装四个大型探测器，有OPAL探测器、ALEPH探测器、L3探测器和DELPHI探测器，分别测量高能正负电子对撞的产物。每台探测器系统都是庞大的实验装置。以其中的L3探测器为例，它是一个覆盖4π立体角、内有大体积磁场的大型探测器。这个探测器的特点是以很高的精确度测量光子、电子和μ子。探测器总重量达8 000吨，在体积为12米×12米×14米的空间中，用常规磁铁产生强度为0.5特斯拉的沿束流方向的均匀磁场（Adeva et al 1990）。
从对撞区朝外看，L3探测器由以下各层组成：（1）围绕着对撞区的是一个顶点探测器，称为时间扩展室，在它外面还有四层测量粒子水平方向坐标的正比室；（2）在顶点探测器外面是由锗酸铋晶体组成的电磁量能器，大量的条状锗酸铋晶体对准对撞区，把对撞区包围起来；电磁量能器测量能量大于20 亿电子伏的光子、电子的能量分辨率优于1%；根据顶点探测器和电磁量能器给出信息的组合，可以区别光子与电子；（3）外面是强子量能器，围绕着束流线的桶部强子量能器中共有144个量能器模块，还有端盖部强子量能器覆盖两端；它们由铀板和正比室夹层组成，用它们可以测量入射强子的能量和位置；（4）再外面是大型的μ子漂移室，它们测量能量为500亿电子伏μ子的动量分辨率为2%；此外，在对撞点两侧各2.75米处，放置束流亮度监测器。
用L3探测器得到了许多令人感兴趣的物理成果，例如Z0 粒子和W±粒子特性的测量、中微子代数的确定、电弱相互作用参数的测定、Z0 粒子衰变为b夸克对的衰变特性测量、量子色动力学检验与强耦合常数的确定、量子电动力学检验及轻子特性测量等（L3 Collaboration 1993，唐孝威1993）。
大型实验装置的集成问题是工程集成论的一个重要研究课题。建造大型实验装置的目的是利用这些装置进行科学实验。实验装置的效益表现在装置指标先进、运转良好、工作稳定，有效利用开机时间，取得大量的、高质量的实验成果。实验装置中各个系统和各种设备的正确而有效的集成以及协调而稳定的运行，对提高装置的整体利用率和实验成果的产出率起重要的作用。
大型实验装置从开始规划和设计到建造和运行，都要考虑优化集成。以高能物理实验中心为例，加速器系统要优化集成，其中各种实验设备和部件，如离子源、电源、磁铁、控制系统、真空系统等，不但分别都要长期稳定、可靠、有效地工作，而且相互之间要有良好的接口，各种实验设备配套齐全，协调运行。探测器系统也要优化集成，包括硬件和软件的集成。探测器系统中各种实验设备和部件，如探测装置、分析磁铁、电子学、计算机、屏蔽系统等，分别都要可靠地工作，而且相互之间要配套齐全，保证实验仪器稳定运行。
从大型实验装置的组织管理工作来说，大型实验装置工程建设的规模很大，有庞大的工程队伍和实验队伍参加。他们团结一致，协调工作，才能出色地完成任务，因此团队集成也是工程集成的重要部分。
10.3 医学影像技术的集成
医学要对人类疾病进行预防、诊断和治疗。在正确诊断疾病的基础上，才能对疾病进行有效的治疗。常规的医学诊断方法有人体各种生理样品的化验和人体各项生理指标的测量等。科学技术的发展使得医学诊断可以无创伤地“透视”人体，“观测”和“拍摄”的不仅有人体内部结构的图像，而且有人体内部功能的图像。医学影像技术已经成为现代医学诊断的重要手段。
以射线成像为例，利用射线和人体相互作用，可以探测人体内部的结构和功能。在结构成像方面，可以在体外用射线照射人体，射线对人体有穿透力，在体外测量透过的射线。射线在人体不同部位有不同的穿透，这种对比度提供人体内部结构的信息。在功能成像方面，可以将含有微量放射性的示踪剂注入人体，它们参与人体功能活动，在体外测量它们发射的、穿出人体的射线。不同种类的示踪剂在人体内部不同部位参与不同的功能活动，可以提供人体内部功能的信息。在体外测量射线时可以对人体进行逐层扫描，得到断层的图像，再由此重建为立体的图像。这些人体内部的结构图像和功能图像，为临床诊断疾病提供了直接的依据。
目前医学影像技术的种类很多。医院中常用的技术有：X射线计算机断层扫描技术（CT）、核磁共振成像技术（包括核磁共振结构成像技术MRI与功能成像技术fMRI）、正电子发射断层扫描技术（PET）、单光子发射断层扫描技术（SPECT）等（唐孝威1999，2001）。
从人体的结构成像来说，计算机断层显像技术和核磁共振成像技术可以无损伤地测量人体内部结构。前者是用X射线（或γ射线）照射人体，通过多次投影来获得人体内部结构的图像。后者是利用核磁共振原理测量人体内部质子的分布，来获取人体内部结构的图像。这些影像技术在疾病的诊断和治疗方面发挥了重要作用，但是它们给出的图像是人体的结构图像而不是功能图像。
功能成像不同于结构成像，它能显示人体内发生功能变化的区域及其时空特征。以脑功能成像为例，若要知道人脑高级功能活动在哪些脑区发生以及这些脑区的功能连接，或了解疾病状态时脑功能有什么变化，就要采用脑功能成像技术来研究。近年来在核磁共振成像技术的基础上发展起来的功能核磁共振成像技术和核磁共振波谱技术是进行功能成像的重要手段。
核磁共振脑功能成像的原理是，核磁共振信号与血流中含氧量有关，测量脑活动时脑内各处血流中含氧量的变化可反映相应脑区的神经细胞活动的变化。因为当个体执行各种认知任务时，脑局部兴奋，血流增加，但氧耗量的增加小于血流量的增加，血液中脱氧血红蛋白减少。脱氧血红蛋白是顺磁性物质，可使核磁共振成像的特征量T2 延长，T2加权像信号增强。（核磁共振成像有许多特征量，如T1 和T2 都是弛豫时间，T1 是纵向弛豫时间，T2 是横向弛豫时间。）这种效应被称为血氧水平依赖性效应，核磁共振脑功能成像的原理正是基于这种效应（Logothetis et al 2001）。此外，核磁共振波谱技术的原理是核磁共振信号有化学位移，通过化学位移可以测量体内有关区域中各种化合物分子的谱。
第四章中已经提到过核医学。核医学中的单光子发射断层显像技术和正电子发射断层显像技术是进行脑功能成像的重要技术。前者是把发射γ射线的核素标记的化合物注入人体，使它们进入脑部，在体外测量γ射线而获得这种标记化合物在脑内分布的断层图像。后者是把发射正电子的核素标记的化合物注入人体，使它们进入脑部，在体外测量正电子湮灭发射的γ射线而获得这种标记化合物在脑内分布的断层图像。通常用18 F标记的葡萄糖获得脑内代谢的图像，可以进行脑内葡萄糖代谢功能的定量测量；或用15 O标记的水获得脑内血流的图像，可用以进行人认知活动中脑激活区的定位。用这些技术得到脑功能的三维图像，其空间分辨率为数毫米。
正电子发射断层显像技术的特点是：三维（可增加灵敏度和统计精度）；活体（无损，自然生理状态）；动态和功能；定量；正电子核素寿命短，且为生物体组成部分；示踪剂多样性和专一性等。但用这种技术得到的脑功能图像空间分辨率较差，须与高分辨率的结构成像结合定位。利用这种技术可以检测脑功能活动的局域能量消耗的变化、神经活性物质在不同脑区分布的特点等，从而了解视觉、听觉、语言、思维等功能活动发生的脑区，也可进行精神分裂症、失语症等疾病的脑内定位。
在脑功能成像方面，除上述技术外，还有其他的成像技术，如基于脑活动时脑内组织的光学性质变化的多种光学成像技术，可以提供观察大脑皮层功能构筑的高分辨率图像。近红外光学成像技术和光学相干层析成像技术等迅速发展，成为很有前景的新的脑功能成像技术。前者是利用脑内活动对近红外光传输的影响来成像，后者是利用光学相干原理进行脑组织的层析成像。
用医学影像技术获得的图像有人体结构图像和人体各类功能图像。在脑功能图像中有静息态脑功能图像或执行不同任务时的各类脑功能图像。图像的特性包括空间分辨率和时间分辨率，影像装置要给出高分辨率的图像，还要对获得的图像进行准确的处理，以达到更好地诊断和治疗疾病的目的。
在医学影像技术的各个层次和各个方面都存在集成现象。每一种医学影像技术都是相关硬件和软件的集成。在硬件方面有射线源、探测器、电子学、计算机等多个部件的集成，要求各种部件配套，而且性能匹配。各个部件的性能都会影响图像分辨率，提高分辨率要从解决其中的瓶颈问题入手。在软件方面，图像处理时有图像分割、配准、融合等技术的集成。从医学影像装置的运行来说，有数据获取和数据处理的集成。从图像的种类来说，有结构图像、生理功能图像、与任务相关的功能图像的集成。
不同种类的医学影像技术称为不同的模态，例如CT和MRI是两种模态。由不同模态获得的诊断数据是可以互相补充的。医学影像技术的发展趋势之一是多模态的集成，合理地联合使用多种影像技术，以便更有效地诊断和治疗疾病。这方面的一个例子是PET／CT装置的建造和运行，这种装置集传统的PET影像技术和CT影像技术为一体，集结构成像和功能成像为一体。另一个例子是与射线影像技术结合的放射治疗装置的建造和运行，这种装置集医学影像技术和放射治疗技术为一体，集医学诊断和医学治疗为一体。
医学影像技术发展的另一个趋势是在分子水平上对人体内部的活动进行成像，这种技术称为分子影像技术。这种技术和传统的结构成像技术及功能成像技术集成起来，不但可以得到宏观的人体内部图像，而且可以得到分子水平上的人体内部活动图像，从而更好地了解疾病的分子机理，有助于疾病的诊断和治疗。分子影像技术的几个要素是分子探针、信号放大、高灵敏探测和分析软件，需要把这几个方面有效地集成起来。
