最新系统工程作业题

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1、第1章系统工程的概念 练习题 1 什么是系统 系统的定义 系统的定义 系统 是结构上相互联系 状态变化上相互依赖的若干成员 构成 的具有特定功能的整体 系统的主要属性 整体性 关联性 环 境适应性 2 构成系统的基本要素有哪些 系统的特性 区别于其它事物 1 整体性 2 目的性 3 有序性 4 相关性 5 复杂性 6 适应性 7 动态性 8 开放性 3 什么是系统工程 系统工程的定义 系统工程的定义 系统工程是针对系统整体 对象全寿命周期的问题 运用系统的思想和 方法进行建模 仿真 设计 优化 评价 决策的多学科交叉的理论方法和技术 它从 系统整体出发 分析各单元的内在联系 约 束关系 作统筹

2、安排 发挥各单元的功能 基于定量和定性结合的系统思想及计算机 技术等 处理大规模复杂系统的问题 从而 达到系统整体最优的目的 系统工程的内涵 1 是一类多学科交叉的 系统对象普遍适用的通用共性方法 2 是 一门多学科交叉的工程学科 3 是将这些 方法运用于 从概念到产品 的实践 运用 于复杂系统问题以提供技术可行 经济最优 的解决方案的实践 如最优控制 4 系统工程的基本要素有哪些 系统工程的主要特点在于强调以下观点 1 整体性和系统性的观点 前提 2 总体最优或总体平衡协调的观点 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的观点 保障 5 系统工程与传统工程学有何异同 差

3、异对照 对象基本方法专门方法 工程学 特定物理对象 基本逻辑与常识 专业 知识 系统工程 一般对象 基本逻辑与系统观点 系 统知识 实例 电气工程学 强电和弱电电路 基本逻辑与电学 常识 电 力 网理论 系统工程学 社会 经济 能源等 基本逻辑与系 统观点 分析 预测 建模 评价 决策 共同点 都把科学和技术应用到工程实际 以达到改造客观 世界的目的 6 系统工程有哪些应用领域举一个实例 并分析它的基本要素 1 工程控制 系统工程 2 社会系统工程 3 经济系统工程 4 能源系统工程 5 环境生态系统工程 6 水资源系统工程 7 农业系统工程 8 企业系统工程 9 科技管理系统工程 10 人口

4、系统工程 11 教育系统工程 12 军事系统工程 13 区域规划系统工程 系统工程技术的应用 从芯片到太空飞船 从小 型软件产品到复杂 机器人 系统工程用到的工具包括建模与仿真 需求分析 时序安排以及复杂性管理等 各类系统工程 其技术共同点在于它们的实践 性 强调对各类系统 问题的应用 强调改造自然 创建社会生活所需 的系统 强调实践效果 系统工程 SE 探讨 系统对象 的共性问题 通用理论和技 术 定性与定量方法相结合建立系统对象的数学 模型 运用系统性思想和方法仿真分析和设计系统 掌握其变化规律 对系统进行科学预测和评价及决策 提供技术 经济整体最优方案 适用领域广泛 各类工程领域 经济和

5、社会及 军事领域等 内容 系统工程的典型实例 系统工程的概念与特点 系统工程的发展 系统工程的应用领域 系统工程的典型实例 实例1 个体失优换得整体最优 的博 弈策略 实例2 个体协调才能实现复杂系统功 能 实例3 一个工程系统可以兼顾实现多 个目标 实例总结 人 遵循简单工作程序成功 率激增 实例总结 行为 共同点 通用工作程序 系统工程 系统的概念 系统的定义 系统 是结构上相互联系 状态变化上相 互依赖的若干成员 构成的具有特定功 能的整体 系统的主要属性 整体性 关联性 环 境适应性 系统的特性 区别于其它事物 1 整体性 系统应由两个以上的要素或部分组成 各要素或部分之间存在着联系

6、从而构成一个有机的 整体 以实现其目的和功能 系统科学家贝塔朗菲指 出 机械论的错误观点之一 就是简单分解和简单加 合 他认为应该以整体的观点来纠正过去那种错误分 解的观点 从而提出了关于系统组成的着名定律 整 体恒大于各孤立部分的简单加和 2 目的性 系统工作者进行系统的构思 设计 分 析与控制 运转时 必须事先弄清其目的性 否则将 无法构成一个良好 有序的现实系统 换句话说 系 统工程学就是研究使系统对象顺利达到某种目的的 一门学科 如军事作战系统就应按最容易确保自己战 胜敌人的目的来配备兵力兵器等各种资源 进行作战 的组织指挥等军事活动 经济管理系统就应按如何获 得最佳经济效益的目的 来

7、优化配置人力 设备和相 关资源等 3 有序性 由于系统的结构 功能和层次的动态演 变有某种方向性 因而使系统具有有序性 系统的有 序性表现为它既是由较低级的子系统组成的 且它自 己又是更大系统的一个子系统 4 相关性 科学发展的全部成就证明了现实世界普 遍联系的观点 系统中相互关联的要素或部件形成了 部件集 要素集 它集中了各部件或要素的特性 和行为相互制约与相互影响的关系 正是这种相关性 确定了系统性特有的整体形态与功能 5 复杂性 现代系统一般是多输入 多输出 多参 数 多层次 多目标 多功能的系统 系统通常处在 一个多变的环境约束之中 其输入具有多个参数 且 表现在时间空间或数值上的随机

8、性和不确定性 系统 本身往往具有多结构层次 只有进行一系列运算分析 和比较 才能权衡出较优的方案 6 适应性 系统与周围环境之间通常都有物质 能 量和信息交换 环境的变化会引起系 统特性的改变 相应地引起系统内部各要素或部分之 间相互关系与功能变化 因此 一般结 构良好的系统必有反馈功能 自适应和自学习功能 以保持它对客观环境的适应能力 7 动态性 系统的动态性是指其状态量与时间的关 系 由于物质与运动密不可分 各种 物质的结构 形态 功能 特性及其规律都是通过运 动表现出来的 要认识系统必须研究系统的运动 开 放系统与外界有物质能量和信息交换 使系统内部结 构随时间变化 系统的发展是一个有方

9、向性 周期性 的动态反馈过程 8 开放性 系统对环境开放 与周围环境之间有物 质 能量和信息交换 系统的功能 各种系统的功能大不一样 从一般意义上讲 系 统的功能如下图所示 输入输出 物质 能量和信息 处理与转换 物质 能量和信息 狭义上 系统的功能是处理与转换系统的物质 能量和信息 广义上 系统的功能是输入 输出 反馈 处理 与转换系统的物质 能量和信息 将输入 输出和反馈也视为系统的 功能 系统的分类 1 按系统对象分类 控制系统 工业系统 经济系统 教育系统 军 事系统 社会系统 2 按系统形成过程分类 自然系统 人造系统 复合系统 自然 人造 如梯级水电 3 按系统结构分类 集中系统

10、分散系统 多级递阶系统 环形系统 4 按系统随时间的变化特性分类 静态系统 动态系统 5 按系统的复杂性分类 简单系统 复杂系统 6 按系统是否具有不确定性分类 确定性系统 不确定性系统 7 按热力学的观点分类 孤立系统 与周围环境无信息和物质交换 封闭系统 只与环境交换 信息 开放系统 与环境交换信息和物质 8 按系统的数量 种类及关联复杂程度分类 简单系统 巨系统 简单巨系统 复杂巨系统 开放的复杂巨系统 9 按哲学观点分类 实体系统 概念系统 实体系统与概念系统 凡是由矿物 生物 机械和人群等实体成员构成 的系统称之为实体系统 实体成员 化学分子 其它可测知的物质 凡是由概念 原理 方法

11、 原则 制度 程序等 概念性的非实体成员构成的系统称为概念系统 如软件系统 管理系统 军事指挥系 统 社会系统等 现实世界中 实体系统和概念系统往往互相结合 实 体系统是概念系统的物质基础 概念系统往往是实体 系统的中枢神经 指导实体系统的行为 如电脑的硬件系统和软件系统 工程的概念 工程的定义 工程是利用自然规律创建至少 能够使一部分人受益的系统的活动 三峡水利工程 水 牛顿定律 发电 可见 工程是人类有目的有组织地改造世界的活 动 注重实践效果 工程这个词最早于18世纪出现在欧洲 本来 专指兵器的制造和服务于军事目的的工作 这一涵义引伸出一种普遍的看法 将 服务 于特定目的的各项工作的总体

12、 称为工程 如 三峡水利工程 筑坝 建发电站 建输电网 旅游开发 嫦娥工程 无人月球探测 载人登月 建立 月球基地 3个阶段 注意 这里工程的含意远超一般工程学中的 工程 如 机械工程 电气工程 采矿工程 土木工程等一般工程 系统工程的一般特点 1 系统工程研究问题的一般程序 先构建 整体框架 再设计细节 即 先开展系统逻 辑思维过程的总体设计 再进行各子系统或 具体细节的设计 逻辑思维过程的总体设计 是这样的一种创造性劳动 针对拟定问题 综合构想 研究的内容 方法 人员 进度等 使系统能够更好 地达到预期效果 2 系统工程方法以系统整体功能最佳为目 标 通过对系统分析与综合 构造系统模型 调

13、整改善系统的结构 使之达到整体最优 3 系统工程的研究注重系统与环境的融 合 近期利益与长远利益相结合 社会效益 生态效益与经济效益相结合 系统工程的应用领域 系统工程的应用领域十分广泛 主要有 1 工程控制 系统工程 2 社会系统工程 3 经济系统工程 4 能源系统工程 5 环境生态系统工程 6 水资源系统工程 7 农业系统工程 8 企业系统工程 9 科技管理系统工程 10 人口系统工程 11 教育系统工程 12 军事系统工程 13 区域规划系统工程 第2章 系统工程方法论 0 收集并整理一个自己日常生活中系统工程的例子 并运用霍尔三逻辑维的工作步骤来分析它 1 什么是系统 2 什么是系统工

14、程 3 系统工程必须具备那些特性 4 什么是系统的整体性和集合性它们的意义如何 5 系统的特性或行为与其任何一个组成部分的关系 如何 6 什么是系统受到干扰后的连续稳定性 7 什么是多级递阶结构 不同级别决策单元间交换 信息的原则怎样 8 什么是系统思想观念 9 什么是静态模型和动态模型 它们各自的输出输 入与时间的关系如何 10 系统工程中被分析的是不同系统对象的什么信 息 11 什么是信息熵 它具有那些特性 12 什么是可行方案 其性能 费用 效益 时间等 指标的特性如何 13 什么是系统分析其过程如何 14 什么是系统环境 15 什么是系统的鲁棒性 16 什么是系统的能观测性 17 什么

15、是系统的能控性 18 什么是最优控制 19 什么是系统的层次性和相关性它们的意义如何 20 多层与多级递阶结构的区别是什么 21 系统工程的核心目标是什么 22 什么是信息 23 简化大系统模型的 集结法 的思想是什么它的 要求如何 24 系统分析中 会产生目标冲突的原因是什么 25 系统分析的定量方法适用于什么系统 系统结构 清楚 收集到的信息准确 可建 立数学模型的系统 26 系统目标分析中的总体目标不仅要具有全局性 和总体性特征 还要集中反映那些要 求 27 系统工程是以什么为对象的一门交叉学科 28 什么是系统分析的因果分析法 1 系统的定义 系统 是结构上相互 联系 状态变化上相互依

16、赖的若干成员 构成的具有特定功能的整体 2 系统工程的定义 系统工程是针对系统 整体对象全寿命周期的问题 运用系统的思 想和方法进行建模 仿真 设计 优化 评 价 决策的多学科交叉的理论方法和技术 它从系统整体出发 分析各单元的内在联系 约束关系 作统筹安排 发挥各单元的功 能 基于定量和定性结合的系统思想及计算 机技术等 处理大规模复杂系统的问题 从 而达到系统整体最优的目的 3 系统工程的主要特点在于强调以下观点 1 整体性和系统性的观点 前提 2 总体最优或总体平衡协调的观点 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的观点 保障 4 1 整体性 系统应由两个以上的要素或部分组 成 各要素或部分之间存在着联系 从而构成一个有 机的整体 以实现其目的和功能 系统科学家贝塔朗 菲指出 机械论的错误观点之一 就是简单分解和简 单加合 他认为应该以整体的观点来纠正过去那种错 误分解的观点 从而提出了关于系统组成的着名定 律 整体恒大于各孤立部分的简单加和 2 集合性 系统的集合性是指由两个或两个以上 的可以互相区别的对象 元素 所组成的系统 类似 一个集合 集合里的各