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1、系统工程（Systems Engineering, SE）一种科学的系统决策方法论 管理系统工程方法论及其应用姬晓辉武汉大学经济与管理学院系统工程的应用举例 三峡水利工程 是我国建国以来最大的工程项目，它的 论证、组织、实施与管理可以说就是一个庞 大的系统工程问题，这项工程涉及到了国家 及地方的众多部门，如水利、电力、能源、 文物、生态、移民等等，涉及到几个省的上 百个县市，同时实施过程要由众多单位共同 努力，时间横跨将近20年，如此的工程必然 需要一种统观全局的系统方法来对待，系统 工程可以说是最为有效的一种组织方法。系统工程的应用举例 对于我们今天生活中所关心的各种社会经济问题， 如经济改
2、革、价格问题、体制改革及各种政策的出台 都是要经过充分的系统的论证，这些都与系统工程有 关。例如： 粮食价格的调整：影响肉、菜、生活用品等等，从 而影响整个社会的物价。 燃料能源价格：影响原材料、产品及整个物价 银行利率：影响消费与积累，反应了国家的经济政 策 外汇牌价：主要用于调节进出口政策，同时反应了 一个国家的经济实力系统工程的应用举例 将来在我们的实际工作中，我们会遇到许许多多 的系统工程问题，比如： 企业的长远规划：综合考虑企业发展、实力、原 材料、能源、技术、市场、国家政策等。 新产品开发：考虑市场、企业开发技术与实力、 销售网络、经济条件等 区域规划：考虑区域特征、交通、历史、地
3、理等 大项目管理：经过立项、论证、实施、 Why?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） 可持续发展引起普遍关注 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 型人才钱学森、许国志、汪应洛引言: What/When What /When? SE是以大规模复杂系统（特别是管理系统 ）为研究对象，在系统理论、管理科学及其运筹 学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
4、理系统问题 的思想、程序和方法。引言: Who/Where Who/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: How How?建议注重系统思考坚持问题导向采用系统化方法 教学参考书：汪应洛主编，系统工程（第3版），机械工 业出版社，2003.8一 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(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
5、期发展中具有突出地位和贡献。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 Engin
6、eering）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
7、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
8、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
9、在国际际上稳稳定发发展、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、 应用上的偿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。1978 1978年年9 9月月2727日，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；从从19781978年起，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S
10、E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；19801980年年1010月至月至19811981年年1 1月，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
11、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，系统工程在与企业发展结合、与现 代信息技术结合、与实施可持续发展战略结合、与思维 科学结合等方面已具有初步结果和强劲势头。( (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。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
12、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 (参见思考题1、3)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S
13、E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
14、的(大 规模)复杂系统? 4、请总结系统工程(学)的特点。 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。系统概念的形成 公元前古希腊对宇宙大系统的认识 我国西周时期的“阴阳二气”及金、木、 水、火、土“五行” 东汉时期形成的“二十四节气” 周秦到西汉时期的“皇帝内经”。系统的定义 系统可被定义为具有一定功能的、相互间具有 有机联系的由许多要素或构成部分组成的一个整 体。 一台机器、一个部门、一项计划、一个研究项 目、一种组织、一套制度都可以看成一个系统 系统的存在具有普遍性 系统的概念是相对的而不是绝对的，它没有绝 对规模的界限2、系统的特性 阶层性 整体性 集
15、合性 相关性 目的性 环境适应性.系统工程研究系统的特性 可控性 动态性 复杂性 自律性.3、系统的各种形态自然界所面临的系统是各种各样的， 它们以各种各样的形态存在于这个五彩缤 纷的世界。因此，我们就可以按照系统在 自然界存在的形态及性质，将系统分为各 种各样的类型。自然系统与人工系统 自然系统是由自然发生而产生与形成的系统，这类 系统的组成部分是自然物（山、海、河流、矿物、植 物及动物等）所自然形成的系统。像海洋系统、矿藏 系统、生态系统、太阳系、宇宙系等，都属于自然系 统。 人工系统是人们将有关元素，按其属性和相互关系 组合而成的系统，亦即用人工方法建立起来的系统。 例如，人类对自然物质
16、通过加工，用人工方法制造出 来的工具和机械装置等构成的各种工程系统；人类通 过人为地规定的组织、制度、步骤、手续等建立起来 的各种管理系统和社会系统；人类通过对自然现象和 社会现象的科学认识，用人工方法研究出来的科学体 系和技术体系等都属于人工系统。 实体系统与概念系统 所谓实体系统，是指以物理状态的存在物作为 组成要素的系统，这些实体占有一定空间，如自 然界的矿物、生物，生产部门的机械设备、原始 材料等。由于自然物都为实实在在的存在物，因 此，实体系统亦称为硬件系统 与实体系统相对应的是概念系统，它是由概念 、原理、假说、方法、计划、制度、程序等非物 质实体构成的系统，如管理系统、科学技术体系 、教育系统、文化系统等。由于概念系统，对应 着的多是人们对自然界的认识和假设，因此概念 系统亦称为软件系统。动态系统和静态系统 动态系统就是系
