《系统工程学.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统工程学.（434页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、系统工程学,主讲教师：李明,工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程领域的学科，在社会经济发展和生产建设中起着重要作用。总体来说，工业工程以降低成本、提高质量和生产率为导向，采用系统化、专业化和科学化的方法，综合运用多种学科的知识，对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、评价、创新和决策等工作，把目标定位建设更有效、更合理的综合优化系统。,系统工程学是工业工程专业以及管理工程专业的基础课程之一。它的任务是通过对本课程的学习，使学生熟悉系统及系统工程的概念和内涵，了解国内外系统工程的发展现状和趋势，掌握系统工程的预测技术、分析方法、设计理论、模型与仿真、决策分析，
2、并引导学生将系统工程的观点、思想、方法和原理具体应用到工程机械的制造、规划和管理以及路桥机械化施工等工程实践中。,这门课程一共讲授48个学时，根据这些学时，我们安排了如下一些内容 第一章 系统与系统工程：掌握系统及系统工程的概念、特征、分类以及系统工程的产生背景与发展方向，对系统工程的基础理论（一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同论和突变论）有概括了解。,第二章 系统分析：学习系统分析的意义、概念、特点以及系统分析的要素和步骤， 了解常用系统分析技术，重点掌握层次分析法、模糊聚类分析及灰色关联分析处理问题的方法与步骤。,第三章 系统模型：了解系统模型分类和建模步骤；理解邻接矩阵、可达
3、矩阵的概念并会计算，掌握建立结构模型的方法；能用蒙特卡洛法对简单随机系统进行模拟；了解系统动力学因果反馈结构，掌握系统动力学建模方法。,第四章 网络计划技术：网络计划技术是系统管理的重要工具之一，是系统工程常用的管理技术。它是利用网络图对计划任务的进度、费用及其组成部分之间的相互关系进行计划、检查和控制，以使系统协调运转的科学方法。通过本章学习，同学们能够了解了解网络计划技术知识及其应用领域 ，掌握CPM，PERT，GERP的工程实际应用。,第五章 系统决策：系统决策是指在一定的条件下，根据系统的状态在可采取的各种策略中，依据系统目标选取一个最优策略并付诸实施的过程。掌握决策中常用方法，掌握多
4、准则决策的基本内容，了解模糊决策的基本方法。,学习本课程的建议： 1.注重系统思考 2.坚持问题导向 3.采用系统化方法 教学要求： 上课及考核（闭卷考试）,教学参考书： 1. 系统工程实用教程姚德民，李汉铃哈尔滨工业大学出版社1996 2. 系统工程概论夏绍伟 杨家本 杨振斌 清华大学出版社1995 3. 系统工程原理与方法徐克绍上海科学技术出版社1996 4. 系统工程理论、方法与应用汪应洛高等教育出版社2002 5.系统工程吴祈宗 北京理工大学出版社 2005,第一章 系统与系统工程,1 系统工程概述 一、系统工程的产生、发展及应用 二、系统工程的研究对象 三、系统工程的内容与特点,一、
5、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：“只见森林（朴素的系统思想）阶段“只见树木”阶段“先见森林，后见树木”（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。 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。,（二）系统工程的发展概况,（三） 系统工程在我国的发展及应用,上世纪50至60年代，我国的一些研究机构和著名学者为SE的研究与应用作了理论上的探讨、应用上的尝试和技术方法上的准备。其主要标
6、志和集中代表是钱学森的工程控制论、华罗庚的统筹法和许国志的运筹学。 我国大规模地研究与应用SE是从70年代末、80年代初开始的。,1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云在文汇报发表题为“组织管理的技术系统工程”的长篇文章； 从1978年起，西安交大、天津大学、清华大学、华中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收了第一批SE专业硕士研究生；,1980年11月，中国系统工程学会在北京成立； 中国系统工程学会是中国系统科学和系统工程科学技术工作者的学术性社会团体，是中国科学技术协会的组成部分。1979年由钱学森、宋健、关肇直、许国志等21名专家、学者共同倡议并筹备。1980年11月18日
7、在北京正式成立。由自然科学领域的科学家钱学森和社会科学领域的经济学家薛暮桥担任名誉理事长，充分体现系统工程跨部门、跨领域交叉学科性质特点。 第一届理事会理事长关肇直，第二、三届理事长许国志。第四、五届理事长顾基发、第六届理事长陈光亚。 1980年10月至1981年1月，中国科协、中央电视台会同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举办“系统工程电视普及及讲座（45讲）”，取得了良好的社会效果。,70年代末以来，应用SE理论和方法来研究与解决我国的重大现实问题，在许多领域和方面取得了较好的效果，如： 人口问题的定量研究及应用（始于1978年） 2000年中国的研究（1983年至1985年） 全国和
8、地区能源规划（始于1980年） 全国人才和教育规划（始于1983年） 农业系统工程（始于1980年）,区域发展战略（始于1982年） 投入产出表的应用（始于是60年代和1976年） 军事系统工程（始于1978年） 水资源的开发利用（始于1978年）等。,90年代以来，系统工程在与以下七个方面的结合上具有初步结果和强劲势头： 企业发展 转型时期我国改革发展的重大现实问题 （综合配套改革、和谐社会建设、自主创新、资源能源问题、新农村建设、城镇化、社会保障、应急管理等） 管理科学、经济科学、工程科学各种前沿问题 落实科学发展观 社会信息化变革 重大投资和大型项目管理 思维科学和生命科学,二、系统工程
9、研究对象 （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、属性及目标多样、一般为人机系统、经济性突出等。 （二）系统的概念 1.系统的定义：系统是由两个以上相互联系的要素所构成，且具有特定功能、结构、环境的整体。 2.系统的属性：整体性、关联性、环境适应性。 3.管理系统,思考题 要求结合某管理系统问题说明： 1）系统的功能及要素； 2）系统的环境影响及输入、输出要素； 3）系统的结构（最好能用框图表达）； 4）系统功能与结构和环境的关系； 5）管理系统的主要特点。,（三）系统的分类 自然系统与人造系统 实体系统与概念系统 动态系统与静态系统 封闭系统与开放系统
10、 主要明确SE研究什么样的系统问题？,三、SE的内容与特点 所谓SE，是用来开发、运行、革新一个大规模复杂系统所需思想、程序、方法的综合（或总称）。 SE强调以下基本观点： 1）整体性和系统化观点（前提） 2）总体最优或平衡协调观点（目的） 3）多种方法综合运用的观点（手段） 4）问题导向及反馈控制观点（保障）,思考讨论题 1.选择一个你所熟悉的系统问题说明（1）系统的功能及其要素；（2）系统的环境及输入、输出；（3）系统的结构（最好用框图表达）；（4）系统的功能与结构、环境的关系。 2.说明系统一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点； 3.管理系统有何特点？与工程系统有何异同？为什么
11、说现代管理系统是典型的（大规模）复杂系统？ 4.结合系统工程应用领域及其特点，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。,2 SE理论与方法论 一、SE理论 二、SE基本工作过程 三、系统分析原理及其应用问题,一 SE理论,1.简述一般系统论、控制论和信息论对系统工程方法论的启示； 2.请设计适当项目，列表比较系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学、突变论的特点； 你如何理解从定性到定量的综合集成方法？,（二）SE基本工作过程,作 者： （美）塞奇，（美）阿姆斯特朗 著，胡保生，彭勤科 译 出 版 社： 西安交通大学出版社 出版时间： 2006-9-1 字 数： 477000 版
12、次： 1 页 数： 552 印刷时间： 2006/09/01 开 本： 印 次： 纸 张： 胶版纸 I S B N ： 9787560522357 包 装： 平装 所属分类： 图书 工业技术 一般工业技术,3.两种方法的比较（？） 相同点：问题导向，注重程序及阶段； 不同点：研究对象及应用领域、基本方法、核心内容或关键点、反馈机制、,三、系统分析原理及其应用问题 1.系统分析概念 系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方案提供决策依据的分析过程。 SA是SE的核心内容、
13、分析过程和基本方法。,系统分析原理,SA要素： 1）问题 2）目的及目标 3）方案 4）模型（结构、数学、仿真） 5）评价 6）决策者,2.SA程序框图,What? Why/Who/When/Where? How?,系统分析原理SA程序,SA程序图是SA的一般过程，也为全课程提供了基本的逻辑框架，因而十分重要。在对其理解和应用上应注意以下各点： 1）重视做好初步SA 5W1H方法是做好这段工作的基本线索； 2）在规范分析中一般需要（或尽可能）建立结构模型、数学模型或仿真模型。,系统分析原理SA程序,3）每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方案非劣方案经排序的非劣方案（或称选择性方案） 4）环境
14、分析贯穿SA全过程，在SA中是十分重要和必不可少的。 5）在管理应用SA过程中，并不一定要（或能）遍历并完成每一个具体过程。,系统分析原理,3.SA的特点及原则 1）问题导向 2）以整体为目标 3）多方案模型分析和选优 4）定量分析和定性分析相结合 5）多次反复进行,第二章 系统评价方法及分析技术,1 系统评价概述 1.系统评价意义,2. 概念 系统评价:评价价值 对系统方案满足系统目标程度的综合分析及判定。,评价对象(what) 评价主体(who) 效用：某主体对某种利益和损失所独有的感觉及反应。 评价目的(why) 评价时期(when):期初评价，期中评价， 期末评价，跟踪评价 评价地点(
15、where) 评价方法(how) 系统评价是多方面要素（5W1H）所构成的问题复合体。,系统评价程序图,系统评价程序图,2 关联矩阵法,评价尺度例表,3 层次分析法,层次分析法(AHP)是美国著名运筹学家、匹兹堡大学教授T.L.Satty在20世纪70年代提出的。它是处理多目标、多准则、多因素、多层次的复杂问题，进行决策分析、综合评价的一种简单、实用而有效的方法，是一种定性分析和定量分析相结合的系统分析法。,层次分析法的基本原理,在进行系统分析时，我们经常会碰到这样一类情况：有些问题难以甚至根本不可能建立数学模型来进行定量分析；也可能由于时间紧迫，对有些问题来不及进行过细的定量分析，只需做出初
16、步的选择和大致的判断就行了。例如选择一个新厂的厂址，购买一台重要设备，确定到哪里去旅游等。这时，我们若应用层次分析法进行分析，就可以简便而迅速地解决问题。,利用层次分析法分析问题时，首先将所要分析的问题层次化，根据问题的性质和所要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照这些因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，最后将该问题转化为最底层相对最高层（总目标）的比较优劣的排序问题，借助这些排序，最终可以对所分析的问题做出评价决策。 层次分析法简化了系统分析和计算，把一些定性的因素进行定量化，是分析多目标、多准则、多因素的复杂系统的有力工具。它具有思路清晰、方法简便、使用面广、系统性强等特点，便于普及推广，可成为人们工作和生活中思考问题、解决问题的一种方法。,AHP方法的基本工具-判断矩阵 判断矩阵标度定义,判断矩阵及其分析处理举例,注: Wi的求取采用方根法(几何平均值法),求综合重要度(加权求和),AHP方法步骤 1.分析评价系统中各
