1管理系统工程第一、二章aa

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1、 系 统 工 程1.课程简介： 系统科学是以系统思想为中心的一门课程 。它包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论、 协同学以及运筹学、系统工程、管理技术等。 该课程有三个特点: (1)研究对象广泛； (2)是一门跨学科的应用学科； (3)在处理复杂的大系统时，常采用定性分析和定 量计算相结合的方法。该课程的主要讲述内容包括：系统与系统 工程的概念；系统的运动规律；系统工程方法 论；系统分析原理；系统评价方法；结构模型 解析方法；投入产出分析；系统可靠性技术等 。2.学习目的及要求： 该课程在系统论、控制论、信息论思想指导 下，以大型复杂系统为研究对象，通过系统科学 基本知识的介绍，了解系统管理

2、的思想，能够运 用系统的思维方式分析问题，运用所学知识、观 点、和方法去解决实际问题，从整体观念出发探 求管理活动的最优计划、最优组织、最优控制和 最优方案，使管理系统发挥出整体优化功能，以 获得最佳经济效益。 针对课程的特点，在学习中应培养系统思 维能力，强化系统分析原理，注重定性分析与 定量分析相结合，树立优化思想，加强实际训 练，为后续课程的学习、实践及今后的工作与 发展打下良好基础。第一章 系统科学的形成及体系结构第一节 系统科学的产生和发展系统科学（System Science）作为一门科 学有它产生、发展、形成的过程，而且由于系 统科学是一门横断科学，它涉及自然科学中包 括数学、物

3、理学、化学等多个学科领域，还涉 及到工程技术的多个部门，甚至与社会科学的 不少学科也有联系，因此系统科学发展的历史 与整个人类发展历史紧密相连。古代人类认识自然界首先就是从对自 然的整体认识开始的，也可以说系统科学 思想是指导人们认识的第一个理论，而系 统科学体系的完整建立又依赖于当代科学 技术的最新成就，现代科学的每一个理论 几乎都被系统科学吸收，并改造成为其自 身理论体系中的一个部分。从总体上看来，系统科学的发展大 体上经历了三个阶段，即系统思想产生和 形成；定量的系统科学方法的建立；综合 的系统科学体系构建三个阶段。一、系统科学产生的历史背景 （系统思想产生和形成） （一）客观世界是一个

4、多层次、多因素、 多过程的大系统从结构上看-多层次从内容上看-多因素从时间上看-多过程 （二）现代大规模改造世界的斗争使人们 逐渐认识到必须从系统的角度考虑和处理 问题1 中国古代朴素的系统思想及应用 （1）阴阳八卦说易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生 八卦。 太极：天地万物产生的本原 两仪： 阴：消极、退守、柔弱、地、秋、月、夜、女、黑、冷、降 阳：积极、进取、刚强、天、春、日、昼、男、白、热、升 四象：春夏秋冬、东西南北、阴阳刚柔、金木水火 八卦：乾、坤、震、巽(xun)、坎、离、艮(gen)、兑天、地、雷、风、 水、火、山、 泽坎，水震，雷坤，地艮，山离，火巽，风乾，天兑，泽实质：

5、a.强调观物取象，不是孤立地看待各种现象； b.强调万物交感； c.将阴阳作为事物变化根据的基本范畴，是对 自然界变化中不同系统力量或功能的概括。（2）阴阳五行说 五行：金、木、水、火、土 五音、五谷、五色、五脏、五畜 木生火、火生土、土生金、金生水、水生木。（顺次相生） 水克火、火克金、金克木、木克土、土克水。(隔一相克）（3）老子“天下万物生于有，有生于无”，“无，名 天地之始，有，名万物之母”。 “道生一，一生二，二生三，三生万物。（4）中医理论我国中医理论也充分体现了系统科学 的思想。古代中医理论强调了人体各器官之间 的联系、生理现象与心理现象的联系、身 体状况与自然环境的联系，把人的

6、身体结 构看作是自然界的一个组成部分，认为人 体的各个器官是一个有机的整体。中医还用阴阳五行学说来说明五脏之间的相 互依存、相互制约的关系，将自然现象、生理现 象、精神活动三者结合起来分析疾病根源。在治疗上将人的养生规律与自然界的规律联 系在一起，提出了“天人感应”的治疗原则。这实 际上是强调了系统内各子系统之间的关系作用， 系统与环境之间的关系作用。从上述论述中，可以看到无论是诊断还是治 疗，中医都是把人作为一个整体，认为人体各部 分之间存在着紧密的联系，将治病看作一个系统 的、动态的控制过程。 （5）丁谓盖皇宫北宋真宗年间，皇城失火，宫殿烧毁， 大臣丁谓主持了皇宫修复工程。他采用了一 套综

7、合施工方案，先在需要重建的大道上就 近取土烧砖，在取土后的深沟中引入汴水， 形成人工河，再由此水路运入建筑材料，从 而加快了工程进度。皇宫修复后，又将碎砖 废土填入沟中，重修大道。使烧砖、运输建 筑材料和处理废墟三项繁重工程任务协调起 来，从而在总体上得到了最佳解决，一举三 得，节省了大量劳力、费用和时间。（6）田忌赛马 战国时期，齐威王与田忌赛马，规定 双方各出上中下三个等级的马各一匹。如 果按同等级的马比赛，齐王可获全胜。田 忌的谋士孙膑提出的以下、上、中对齐王 的上、中、下对策，使处于劣势的田忌战 胜齐王，这是从总体出发制定对抗策略的 一个著名事例。齐王齐王: : 上上 中中下下 田忌田

8、忌: : 下下 上上中中关于博弈论，流传最广的是一个叫做“ 囚徒困境”的故事。说的是有两个人，纵火之后逃跑被警 察抓住了。因为证据不够充分，很难给他 们定罪。聪明的法官分别找他们谈话，告 诉他们说，如果你招了，他不招，那么你 会作为证人而被无罪释放，他将被判10年 徒刑；如果你招了，他也招了，你们都被 判8年徒刑；如果他招了，你不招，他被无 罪释放，你被判10年；如果你们都不招， 各判1年。结果A、B 招 不招招 -8，-8 0， -10不招 -10， 0 -1， -1A、B 降价 不降价降价 -100，-100， 300， -300不降价 -300，300 100， 100（7）都江堰水利工

9、程都江堰水利工程在四川都江堰市城西 ，是全世界至今为止，年代最久、唯一留 存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。 多年来，至今仍然连续使用，发 挥着巨大效益。都江堰由 “鱼嘴”分水堤、“飞沙堰”溢 洪道、“宝瓶口”引水口三大部分构成，科 学地解决了江水自动分流、自动排沙、控 制进水流量等问题，消除了水患，使川西 平原成为“天府之国”。目前灌溉面积已达 40余县，超过一千万亩。 都江堰水利工程的三个子工程融为一 个整体，巧妙配合，实现了彻底排沙、最 佳水量的自动调节的作用。“鱼嘴”分水工程“鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼 嘴而得名，它把岷江分成内外二江。西边叫 外江，是岷江正流，主要用于排洪

10、；东边沿 山脚的叫内江，是人工引水渠道，主要用于 灌溉。鱼嘴的设置极为巧妙，它利用地形、 地势，巧妙地完成分流引水的任务。春天， 岷江水流量小，灌区正值春耕，需要灌溉， 这时岷江主流直入内江，水量约占六成，外 江约占四成，以保证灌溉用水；洪水季节， 二者比例又自动颠倒过来，内江四成，外江 六成，使灌区不受水涝灾害。“飞沙堰”溢洪道在鱼嘴以下划分内、外二江的堤叫金 刚堤。堤下段有一低平的地段，洪水季节 这里浪花飞溅，是内江的泄洪道。它具有 泄洪排沙的显著功能，故又叫它“飞沙堰”。飞沙堰可将上游带来的泥沙和卵石， 甚至重达千斤的巨石，从这里抛入外江（ 主要是巧妙地利用离心力作用），确保内 江通畅。

11、“宝 瓶 口”引水口宝瓶口，是玉垒山伸向岷江的长脊上凿 开的一个口子，它是人工凿成控制内江进水 的咽喉，因形似瓶口而功能奇持，故名宝瓶 口。宝瓶口宽度和底高都有极严格的控制， 古人在岩壁上刻了几十条分划，取名“水则” ，那是我国最早的水位标尺。内江水流进宝瓶口后，通过干渠把江水 一分为二。再二分为四，一分再分，形成自 流灌溉渠系，灌溉近一万平方公里，一千余 万亩农田。2 外国古代朴素的系统思想 （1）赫拉克里特-世界是包括一切 的整体 （2）亚里士多德-一般来说，所有 的方式显示，全体并不等于部分的总和。 （整体大于部分的总和。）3. 人类改造世界过程中出现的问题随着生产的不断发展，人类对自然

12、界的认识越 来越深刻，此时却产生了忽略系统整体特性研究的 倾向。 例：西医，解剖，学科，专业 （1）随着物质生产的进一步集约化、专业化、社 会化、国际化，不同行业、不同部门、不同地区之 间的联系越来越密切，相互影响和依赖越来越大。 东南亚金融风暴 重复建设，盲目投资（彩电、冰箱、汽车手机）； 薄弱环节（武钢，山大，交通，小区基础设施）。延安高架路东段工程是上海“九五”期间实施的 重要城市基础设施项目，年月 日开工建设，年月日建成通 车，全长.公里，投资.亿元人民 币。其设计使用寿命是年；使用年 多来，该匝道除了常规养护，没有经过大的整 修。 “投资22.79亿元的国家重点建设项目某省煤气 化工

13、程，从立项 到2001年竣工投产历时16年，这 期间燃气市场供求发生重大变化，但项目决策者和 建设单位仍坚持按原定规划进行建设，致使项目建 成后 只能按设计供气能力的一半运行，经营陷入 严重困境，仅2002年度就 亏损两亿多元。” -摘自 审计报告 1.历时16年项目方建成（19852001） 2.试运行即陷入亏损 3.沉重的债务锁链 4.项目定位影响市场发展 5.管理体制不顺 6.经营机制问题 山西万家寨耗资百亿元引黄入晋工程被大量闲置总投资103亿元、历时10年建成的山西省万 家寨“引黄入晋”一期工程，由于建设规模偏大、 供水区用水量增长缓慢，最终造成水价偏高、老 百姓用不起高价黄河水，工

14、程建成通水后2年多 ，实际引水量不到原设计引水量的二分之一，工 程能力被大量闲置。引水工程建设规模究竟需要多大，供水区需 水量预测是关键。万家寨引黄一期工程，其供水 区需水量预测，竟然不是在工程开工前，而是在 工程开工已经将近两年后才进行的。 （2）随着人类改造自然的规模越来越大和 程度的日益加深，人类和自然界之间的复 杂关系也进一步暴露出来。 资源开发；（过度开采，资源耗竭，水， 黄土） 滥砍滥伐；（厄尔尼诺现象，水土流失， 沙漠化，沙尘暴，泥石流） 环境污染；（废液、废气、废渣，水污染 ，核污染，）不要过分陶醉于我们对自然界的胜利 ，对于每一次这样的胜利，自然界都报复 了我们，每一次的这种

15、胜利，第一步我们 确实达到预期的结果，但第二步和第三步 却有了完全不同的意想不到的结果，常常 正好把那第一个结果的意义又取消了。恩格斯自然辩证法为什么：有时事与愿顺，有时事与愿违；有时事半功倍，有时事倍功半；有时局部和当前效果与整体和长远效果 一致，有时相反；有时优良的甚至一般的局部可组成优良 的整体，有时却相反。严峻的现实使人们认识到：只是在哲学的 层次上研究事物相互联系、相互影响的规律是 不行的。还必须以辩证唯物主义为指导在一般 科学的层次内对事物相互联系的方式、相互影 响的途径，特别是以一定的关系联系在一起后 所产生的共同作用以及这种共同作用和外界环 境之间的关系进行精确的定量研究。也就

16、是说，从系统的角度，用系统的观点 去考察和研究整个客观世界。有了这样的理论 和方法，人们才能在改造世界的过程中正确地 处理整体与局部之间、局部与局部之间、整体 与环境之间以及当前与长远之间的关系。（三）现代数学、计算技术和信息科学的发展为系统 科学的产生和发展创造了条件 （定量的系统科学方法的建立） 现代科学技术的发展以及计算机技术和信息技术的高 度发展，对系统思想的产生与系统方法的应用产生了 极为重大的影响，主要体现在两个方面：一是使系统 思想、系统方法定量化、科学化，使之成为具有坚实 的数学理论基础的，能够定量地处理系统各组成部分 联系关系的科学方法；二是计算机与信息技术的应用 ，为系统思想、系统方法的实际运用提供了强有力的 工具。正是由于上述两个特征