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1、12.系统的规划与系统工程基础2.1系统的规划2.2系统工程基础2.3工业工程系统的设计2.2 系统的规划 规划 规划的数学基础 产品开发的规划3一、规划什么是规划？什么是制造规划与控制？制造规划与控制系统的框架结构4二、规划的数学基础线性规划模型及其解法目标规划基础整数规划基础动态规划基础层次分析人工智能与计算机仿真基础5线性规划(LP)研究两类问题另一类是已有一定数量的人力、物 力资源，如何安排使用它们，使完成的 任务（或创造的财富、利润）最多。一类是当一项任务确定后，如何统筹 安排，尽量做到以最少的人力、物力资 源去完成。6例：某一生产过程，由活动1和活动2完成，生 产中需要有资源1、资
2、源2和资源3，其分配关 系和单位活动的利润如下表： 问：分别完成多少个活动1和活动2才能获得最大利 润，最大利润是多少？ 7解: 设完成X1个活动1和X2个活动2，最大利 润为Z。Zmax=20X1+30X2约束：2X1+X2=0，X2=0 图解法 增广矩阵法8 增广矩阵法引进松弛变量90-2 -3* 0 0 02 10 15-1 1 1 0 01 2 0 1 03 1 0 0 16-5* 0 3 0 02 6 13-1 1 1 0 03 0 -2 1 04 0 -1 0 110160 0 -1/3* 5/3 0 4 2 50 1 1/3 1/3 0 1 0 -2/3 1/3 0 0 0 5/
3、3 -4/3 1170 0 0 7/5 1/53 4 30 1 0 3/5 -1/5 1 0 0 -1/5 2/5 0 0 1 -4/5 3/511从表中知（4，3，3，0，0）T为最 优解，略去松弛变量，得：最优解最优值12练习(125页:14题) 用增广矩阵法求解下列线性规划问题:max Z=40x1+100x2S.t. 2x1+6x2=0 x2=0 13利用Excel求解线性规划问题举例14三、产品开发的规划新产品开发的特征高风险、TCS、设计人员、成本、交货期等。产品开发的战略产品开发的规划产品开发知识管理2.2 系统工程基础16系统定义 系统：由元素(Elements)所组成的之复杂
4、或完整 的实体 组件(Components) 属性(Attributes) 关系(Relationships) 系统是为达到某一目标，而由一组关联的组件 相互运作 每一组件的特性及行为，均会影响系统行为 每一组件的特性及行为，均会受到其它组件所影响 次系统的组件也有以上的性质 单一组件不可定义为次系统17系统工程定义 以工程设计或分析的手段，使人为系统能顺畅 运作并达到人类所需 专业技术 经济、生产、政治、社会等因素 目的：提高产品竞争力 产品定义及系统需求尽量符合顾客需求 以生命周期概念强调组件与系统之关系 整合相关之专业共为系统工程，同步运作 建立项目系统，以确保产品由开发到报废回收均能
5、循序的推展18系统工程管理定义整合技术性与管理性的程序与活动，包括： 彻底的循系统定义、综合分析、设计、测试 及评鉴等、反复性的工程运作程序，将运用 需求转化为系统功能参数与形态的描述。 整合相关的技术参数，确保所有物理性、功 能性及计划性的各项接口，相互配合，达成 系统定义与设计的最佳化 整合可靠度、维护度、安全度、妥善率、人 因因素及其它专业事项，融合运用到整体系 统上，以满足任务需求成本、时程及技术性 能目标19产品系统研发程序1.概念设计阶段 (Concept Exploration Phase)探讨前瞻性系统概念及确定系统功能需求，寻求以 最低成本及最短时程达成任务目标2.设计验证阶
6、段(Demonstration/Validation Phase)完成系统所有的设计研发及验证，及配合生产所需 之装备开发，以及后续维修相关作业之规划3.全型开发阶段(Full Scale Development Phase)完成系统所有的设计研发及验证，及配合生产所需 之装备开发，以及后续维修相关作业之规划4.生产阶段(Production Phase)维持品质，确保可靠度。强化管理以降低成本20概念设计工作内容任务目标概念设计第一阶段里程碑时 程 工作项目XX年度XX年度 核派计划主持人 工作计划书提报 分项工作或合约 订定 预算合约奉核 概念设计平行探 讨 生命周期预算成 本、时程、性能
7、 评估 第一阶段目标评 估初期数据输入： 奠基研究项目 奉准特案项目 研发项目指导 任务需求 性能分析 其它数据获得研讨阶段完成输出： 研发测试总计划 提报后续设计验证 工作计划 工作分工及合约商 选择 评估结果 确定系统功能需求21设计验证工作内容第一阶段里程碑设计验证第二阶段里程碑时 程 工作项目XX年度XX年度 平行研发方案 生命周期成本分 析/确定成本设计 目标 整体后勤支持方 案计划 系统、分系统规 格订定 研发测试总计划 修订 关键项目评估及 风险管理阶段数据输入： 第一阶段评估结果 研发策略 系统概念 测试总计划 工作计划阶段完成输出： 确立系统/分系统基本 型态规格 研发策略评
8、估 采用有效方案消除不 确定之相关问题 确定更精确预算需求 修订研发测试总计划 验证确定关键风险项 目 平行研发项目择优定 案 提报全型开发工作计 划22全型开发工作内容第二阶段里程碑全型开发第三阶段里程碑时 程 工作项目XX年度XX年度 系统运用构想计 划 工程研发试验/改 进 雏形试验/改进 先导生产/验证评 估 量产/产品接收测 试 可靠度工作计划 生产整备工作计 划 整体后勤支持及 维修计划阶段数据输入： 系统/分系统设计 审查文件 研发策略 研发测试总计划 风险评估 整体后勤支持规划阶段完成输出： 产品基线文件 生产设备确认 生产核定 生产规划修订 维修人员训练 第三阶段评估结果及
9、文件整理23生产销售工作内容第三阶段里程碑生产销售终 结时 程 工作项目XX年度XX年度 生产销售及系统 运作管理 次一代产品改进 开发 品质检测及汰除阶段数据输入： 产品基线文件 生产设备 销售规划 整体后勤规划24系统工程管理系统工程管理为有效整合所有设计参数及工程特性，以系 统化之工程程序运作，将构想需求转化，完成产 品系统，并满足任务功能及时程、预算限制下之 目标需求。25系统工程管理计划内涵系统工程管理计划 (SEMP)第一部份 系统工程管理第二部份 系统工程程序第三部份 专业工程整合功能分析组合设计评估及决策系统描述其它任务及限制权限及责任资源分配管理程序文件及规范评估设计接口整合
10、工程决策计划保证形态管理系统分工架构人员及训练绩效评估时程图/里程碑其它可靠度维护度易制性整体后勤支持分析及模拟质量保证系统安全标准化电磁相容系统有效性人因工程价值工程防蚀工程材料及程序其它系统需求26系统需求定义使用需求制造需求测试需求维护需求环保需求功能分析组织架构限制 條件择优分析及评估決策产品定义及说明规 格 研 发A.系统规范 B.研发规范 C.产品规范 D.制程规范 E. 料件规范决策评估标准：1. 效益准则2. 经费与时程3. 技术及设备27系统功能定义功能认定性能需求时程需求分析功能流程方块图需求规格配置时程作业管制表1. 确定系统功能及其 流程，确保达成计 划目标/系统需求
11、2. 确定基本设计及推 展系统之工程接口1. 定义各项系统功能 需求及其限制条件 2. 系统各主要元素包 括： 系统装备需求 设施工程需求 人员及训练需求 技术数据需求 计算机软件需求每一功能及需求其 研发时程必须要符 合计划目标，各关 键项目尤须查核确 定如期达成。28择优评估(一)(Trade-Off Study) 目的： 确定选用或放弃某项设计或观念 对不确定之项目要求再做分析研究 必需执行之大风险项目建议采用备份措施 受限于技术、时程或预算无法执行的项目，建议采 取延后或终止措施 执行工作： 确立目标需求及比较参数 构想方案分析数据基线一致而完整 经由比较分析以确定最佳方案29择优评估
12、(二)(Trade-Off Study)构想方案 方案参数ABCDE比 较 参 数比较数据30系统建模与优化系统的建模 表达系统的模型：物理模型、图解模型、数 学模型、仿真模型 目标函数 系统的优化 优化方法：极值法、数学规划法、最大原理 、网络理论等。 决策准则：最优准则、满意准则、一致性准 则。31系统设计的基本方法归纳设计法演绎设计法创造性求解设计法322.3工业工程系统的设计IE系统的组成人活动系统管理控制系统公用服务系统IE系统的设计33思考题1.何谓系统？系统工程？系统工程管理？请详 述其间之差异。 2.何谓择优评估(Trade-off Study) ？详述择优 评估之工作内容及其将达到什么样之结果？ 3.在产品开发中，如何才能达成最佳化的整合 及管理？ 4.工业工程设计什么系统?它包括哪些子系统?
