引言和系统工程概述

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1、系统工程 （Systems Engineering, SE） 管理系统工程方法论及其应用南京理工大学紫金学院 周三玲 Why?（为什么要学系统工程？）时代特征及社会发展趋势经济全球化动态市场带来挑战和机会（变化）社会加速信息化创新开始成为时代的最强音社会进入合作竞争新时代（COOPETITION；GUANXI） 科学发展观引起普遍关注（系统发展观） 引言: Why“要学一点 系统工程”引言: Why管理科学的发展与管理人才培养管理科学发展的“制高点” 系 统化管理T型人才 我国著名的系统工程专家钱学森、许国志、汪应洛引言: What/WhenWhat /When? SE是以大规模复杂系统（特别

2、是管理系统 ）为研究对象，在系统理论、管理科学及其运筹 学、专业工程技术等学科基础上形成的一门交叉 学科。通过学习，主要使学生掌握分析与解决各 种管理系统问题的思想、程序和方法。引言: What/When第1讲 系统工程概述 （1）+3第2讲 系统工程理论与方法论3(课堂讨论1) 2/第一段合计9第3讲 系统模型与模型化 6第4讲 系统仿真及系统动力学方法 4（课堂练习1） 2/第二段合计12引W言: what/When第5讲 系统评价方法 6第6讲 决策分析方法 6（课堂练习2）2/第二段合计14第7、8讲 系统工程应用实例 6（课堂讨论2）6+（1）/第四段合计13引言: Who/Wher

3、eWho/Where?Who 学生为主体，教师为主导。Where 将课堂内外的学习结合起来！引言: HowHow?建议注重系统思考坚持问题导向采用系统化方法教学要求上课及考核引言: How教学参考书：汪应洛主编，系统工程（第4版），机械 工业出版社，2008第一讲 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.系统工程的概念与特点第一讲 系统工程概述(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

4、出地位和贡献。一. 系统工程的产生、 发展及应用系统思想及系统理论的产生与发展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阶阶段年代（份）重大工程实实践或 事件重要理论论与方法贡贡献I1930美国发发展与研究 广播电视电视正式提出系统统方法（Systems approach）的概念 1940美国实实施彩电电开 发计发计 划采用系统统方法，并取得巨大成 功 美国Bell电话电话 公司 开发发微波通讯讯系 统统正式使用系统统工程（Systems Engineering

5、）一词词II第二次世界 大战战期间间英、美等国的反 空袭袭等军军事行动动产产生军军事运筹学（Military Operations Research）,也即军军 事系统统工程 本世纪纪40年 代美国研制原子弹弹 的“曼哈顿计顿计 划”运用SE，并推动动了其发发展1945美国空军军建立兰兰 德（RAND）公司曾经经提出系统统分析（Systems analysis）概念，强调调了其重要 性III40年代后期到50 年代初期运筹学的广泛运用与发发展、控制论论的创创立 与应应用、电电子计计算机的出现现，为为SE奠定了 重要的学科基础础 IV1957H.Good和 R.E.Machol发发表第一 部名为

6、为系统统工程 的著作系统统工程学科形成的标标志1958美国研制北极星导弹导弹 潜艇提出PERT（网络优络优 化技术术 ），这这是最早的系统统工程 技术术之一。 1965R.E.Machol编编著系 统统工程手册表明系统统工程的实实用化和 规规范化美国自动动控制学家 L.A.Zedeh提出“模糊 集合”概念为现为现 代SE奠定了重要的数 学基础础1961-1972美国实实施“阿波罗罗”登 月计计划使用了多种SE方法，其成 功极大地提高了SE的地位IV 1957H.Good和 R.E.Machol发发表第 一部名为为系统统工程的著 作系统统工程学科形成的标标志1958美国研制北极星导弹导弹 潜艇提

7、出PERT（网络优络优 化技术术）， 这这是最早的系统统工程技术术之一。1965R.E.Machol编编著系统统工程 手册表明系统统工程的实实用化和规规范化美国自动动控制学家L.A.Zedeh 提出“模糊集合”概念为现为现 代SE奠定了重要的数学基 础础1961- 1972美国实实施“阿波罗罗”登月计计划使用了多种SE方法，其成功极大 地提高了SE的地位V1972国际应际应 用系统统分析研 究所（IIASA）在维维也 纳纳成立SE的应应用开始从工程领领域 进进入到社会经济领经济领 域，并 发发展到了一个重要的新阶阶 段。 70年代SE的广泛应应用在国际际上达到高潮 VI80年代SE在国际际上稳

8、稳定发发展、在中国的研究与应应用达到高 潮(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。19781978年年9 9月月2727日日，钱学森、许国志、王寿云在，钱学森、许国志、王寿云在 文汇报发表题为文汇报发表题为“组织管理的技术组织管理的技术系统工系统工 程程”的长篇文章；的长篇文章；从从19781978年起年起，西安交大、天津大学、清华大学，西安交

9、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、华中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开 始招收了第一批始招收了第一批SESE专业硕士研究生；专业硕士研究生； 19801980年年1111月月，中国系统工程学会在北京成立；，中国系统工程学会在北京成立；19801980年年1010月至月至19811981年年1 1月月，中国科协、中央电视，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台会同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举 办办“系统工程电视普及讲座（系统工程电视普及讲座（4545讲）讲）”，取得了良，取得了良 好的社会效果。好的社会效果。70年代

10、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至1985年）全国和地区能源规划（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已具 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

11、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、工程科学的各种前沿问题落实科学发展观社会信息化改革重大投资和大型项目管理思维科学与生命科学( (一一) )SESE的研究对象是大规模复杂系统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、规模庞大、 结构复杂、属性及目标多样、一般为人结构复杂、属性及目标多样、一般为人- - 机系统、经济性突出等。机系统、经济性突出等。第一讲:系统工程概述二. 系统工程的研究对象(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

12、统 ?(参见思考题)思考题要求结合某管理系统问题说明： 系统的功能及要素； 系统的环境影响及输入、输出要素； 系统的结构（最好能用框图表达）； 系统功能与结构和环境的关系； 管理系统的主要特点。 管理系统问题举例国家 政策市场 研究技术 经济 预测竞争 状况企业 能力资金 来源资源 条件社会需求生产可能生产组织与控制物、财、人、信息生产 控制库存 控制质量 控制成本 控制资金 回收产品 销售服务 调查经 营 目 标产 品 开 发经 营 计 划生产技术准备技术 文件劳动 力劳动 手段劳动 对象环境分析经营决策与计划投入转换产出图11工业企业生产经营活动过程示意图(三)系统的类型 自然系统与人造系

13、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、方法的总 和（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?为什么说现代管理系统是典型的(大规 模)复杂系统? 4、请总结系统工程(学)的特点(结合第一、二章内容)。 5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域 的可能应用及其前景。