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1、系統工程概論 (Introduction of System Engineering)Benjamin Penyang Liao Department of Information Management, OCIT, Taiwan lpyocit.edu.tw http:/www.ocit.edu.tw/lpy Created: 2007/4/2 Updated: 2007/4/30廖本洋1系統工程概論研究議題n工程的定義與意義n管理的定義與意義n工程與管理的關係n系統工程的內涵與方法技術廖本洋2系統工程概論工程的定義與意義廖本洋3系統工程概論工程 (Engineering) 的定義n美國工程
2、技術評議會(ABET)對工程的定 義n工程是應用由學習、經驗與實務獲得的數學和自 然科學知識，為了造福人群，開發各種途徑以有 效利用材料與自然力的一種專業1n美國國家研究協會(National Research Council)對工程的定義n舉凡企業、政府、學術機構或個人的努力下，應 用數學或自然科學的知識，在研究、開發、設計 、生產、系統工程或技術操作上，達成產出以使 用為目的之系統、產品、製程或技術特質與內涵 的服務2 廖本洋4系統工程概論工程的特性 (1)n目的n造福人群n方式n運用某些知識來創造某些途徑方法，進而透過這 些途徑方法來造福人群n創造途徑方法所使用的知識n數學與自然科學知識
3、n透過經驗與體會或學習而得n途徑方法的類別主題n研究、開發、設計、生產、系統工程或技術操作廖本洋5系統工程概論工程的特性 (2)n途徑方法的特性n系統性、程序性n途徑方法所處理的內容n材料與自然力n途徑方法的產出n以使用為目的之系統、產品、製程或技術 特質與內涵的服務廖本洋6系統工程概論工程團隊3n工程師(Engineer)n概念設計、研發、專案規劃、產品創新、系統發 展、督導工藝人員、技術人員以及技工n工藝人員(Technologist)n例行性產品開發、建築監工、硬體設計與開發、 人力、材料與設備之協調、督導技術人員以及技 工n技術人員(Technician)n製圖、現場檢驗、資料收集、調
4、查、技術資料撰 寫n技工(Craftsman)n利用手工或工具進行機器的操作、維修等廖本洋7系統工程概論工程與科學4 (1)n工程是以科學為基礎n工程與科學的差異n科學家主要為求知（to know），發現自然 。工程師主要講究應用（to do），整合知 識（integration），改造自然n科學家探索物理世界為何（asking why） ，經過驗證以增進系統化的知識。工程師 將這些知識應用於實際問題（asking what for）廖本洋8系統工程概論工程與科學 (2)n科學家以領先為尚，尋求驚奇，著重突破 。強調最佳化、再現性，通常循序漸進n工程主要是以物理、化學、生物與數學為 基礎，延伸
5、到各種應用科學n現代工程，如奈米工程（nano- engineering），講究原子、分子層次工程 ，工程與科學界限 漸趨模糊廖本洋9系統工程概論專門的工程領域 n土木工程n電機工程n機械工程n化學工程n材料工程n工業工程n資訊工程n其他廖本洋10系統工程概論工程師的角色 5 (1)n將新的概念或發現轉換成有用的產品， 工作內容包括：研究、發展、設計、建 廠、生產、廠務、銷售與管理n研究n利用數學與科學原理、實驗技術、演繹推 理，以敏銳的想像力和創意性方法探索新 原理與製程，使能解決問題廖本洋11系統工程概論工程師的角色 (2)n發展n應用研究成果於新製程或產品開發。對發展工程 師而言，成本是
6、一項重要的考量，目標是未來新 產品可以在市場中獲利n設計n設計新產品所須的裝置和製程，指定材料以滿足 技術需求與功能規格n建廠n負責準備生產場地、決定物流配置、安排人力與 設備，訂定流程以達到經濟而安全的生產過程並 能控制產品的品質廖本洋12系統工程概論工程師的角色 (3)n生產n根據產能與需求，決定生產計劃與作業排程，以 達到設備、原料和人力等之最佳配合n廠務n控制與維修機器與設備以及提供電力、運輸、通 訊之正常運作，並決定程序及管理人事以確保複 雜設備得以可靠且經濟地運轉n銷售與管理n除了分析顧客的特定需求，據以提供適切的產品 之外，同時決定合乎經濟性的作業方式以及其他 相關問題的分析與建
7、議廖本洋13系統工程概論現代工程師須具備的能力 46n能正確判斷和解決工程實際問題n懂得如何去設計和開發複雜的技術系統n應具有好的溝通技巧、團隊合作精神以及領 導能力n能勝任跨學科的合作，具備整合能力n能充分表達想法以及足夠的英語能力n體認文化的能力，瞭解工程與社會間的複雜 關係n養成終生學習的能力與習慣，以適應和勝任 多變的職業領域廖本洋14系統工程概論美國工程與技術認證委員會 (ABET)認定工程師應具備的能力 7 (1)n有應用數學、科學與工程等知識的能力n有進行設計、實驗分析與資料處理的能 力n有根據需要去設計一個物件、一個系統 或一個過程的能力n有多種訓練的綜合能力n有驗證、指導及解
8、決工程問題的能力n有對職業道德及社會責任的瞭解廖本洋15系統工程概論美國工程與技術認證委員會 (ABET)認定工程師應具備的能力 (2)n有效地表達與溝通的能力n懂得工程問題對全球環境和社會的影響n學會終生學習的能力n具備有關當今時代問題的知識n有應用各種技術和現代工程的工具去解 決實際問題的能力廖本洋16系統工程概論工程師信條6 (1)n壹、工程師對社會的責任n守法奉獻：恪遵法令規章、保障公共安全、增進 民眾福祉n尊重自然：維護生態平衡、珍惜天然資源、保存 文化資產n貳、工程師對專業的責任n敬業守分：發揮專業知能、嚴守職業本分、做好 工程實務n創新精進：吸收科技新知、致力求精求進、提昇 產品
9、品質廖本洋17系統工程概論工程師信條 (2)n參、工程師對業雇主的責任n真誠服務：竭盡才能智慧、提供最佳服務、達成 工作目標n互信互利：建立相互信任、營造雙贏共識、創造 工程佳績n肆、工程師對同僚的責任n分工合作：貫徹專長分工、注重協調合作、增進 作業效率n承先啟後：矢志自勵互勉、傳承技術經驗、培養 後進人才廖本洋18系統工程概論如何以工程方法來解決問題3n陳述問題n收集所須資訊n找到具創意性的數個解決方案n評估並選擇好的解決方案n準備報告、計畫案、和規格書n實施該設計方案廖本洋19系統工程概論管理的定義與意義廖本洋20系統工程概論管理的定義與內涵n管理的定義n管理是在探討如何能妥適的安排與運
10、用各種資源來有效的 解決各種問題的一門學問n管理的內涵n資源包括人力、物力、財力，與無形的資源 (例如時間)n管理一般亦可粗分為管人與管事的活動n管人的活動包括規劃、組織、領導、控制，人力資源管理n管事的活動包括生產、行銷、財務、研發n做事是指組織各階層的員工 (包括管理者與基層作業人員) 依其職務中的職責與職權，盡心盡力的達成任務n管人、管事與做事皆是企業經營的各種活動n管理包括的所有活動就是一連串的決策活動廖本洋21系統工程概論工程與管理的關係廖本洋22系統工程概論工程與管理的差異n工程活動著重在於產品 (特別是有形物質) 實際產出 過程的方法 (method) 、技術 (techniqu
11、e) 、與技藝 (skill) 之運用n無形產品的實際產出過程也可以運用工程的方法，例如軟 體工程n管理活動著重在於問題解決過程的系統性控管，特 別是人員的溝通協調，以及其它相關資源的妥善配 置控管n因此，專案管理是屬於管理的方法n工程的方法特別強調人員運用這些方法動手生產產 品n例如，製程方法n管理的方法特別強調在解決問題的過程中，如何進 行人員的協調溝通與資源配置及產出績效的整體控 管n例如，規劃、組織、領導、控制等方法廖本洋23系統工程概論工程與管理的關係n工程活動與管理活動是解決任何問題時同時 必須執行的活動，n管理活動在安排與控管相關的資源以進行實質的 工程活動n工程活動與管理活動是
12、是相輔相成的活動n管理活動控管工程活動n唯有深度瞭解工程活動的內涵與方法，才能做好 管理活動n工程活動的內涵會影響如何進行管理活動廖本洋24系統工程概論工程方法與管理方法的應用領 域n可以是任何的問題領域n因為解決任何的問題都同時包括管理活動 與工程活動n現代企業經營的活動包括，生產、行銷、 財務、研發，與人力資源管理等活動n因此上述的每一個企業經營子問題活動都必須 同時運用工程方法與管理方法來解決廖本洋25系統工程概論工程領域與管理領域的現狀分 析 (1)n現代企業經營的活動包括，生產、行銷、財 務、研發，與人力資源管理等活動n由於現代實體產品 (也包括複雜的無形軟體 產品) 的複雜性，因此
13、造成要投注於大部份 的精力與資源來進行實際的生產過程，導致 製造業與農林漁畜牧業特別偏重於生產有關 工程方法的研發與運用n除了大型企業以外，其他中小型企業就只能投注 較少的資源於企業的行銷、財務、研發，與人力 資源管理等活動廖本洋26系統工程概論工程領域與管理領域的現狀分 析 (2)n服務業由於主要的活動都與相關資源的 密集協調配置與控管有關，特別是相關 人員之間的密集協調溝通活動，因此導 致服務業主要的活動是管理的活動，而 工程活動則較屬於次要的活動(或可以 有效控管的活動)n亦即服務業的服務產品之製造過程仍充滿 大量的人員之間的密集協調溝通活動廖本洋27系統工程概論工程領域與管理領域的現狀
14、分 析 (3)n實體產品製造業n主要偏重(投入大量的精力)運用的方法是產品實際生產與研 發時所使用的工程技術與技藝n這是因為產品的相關生產與研發活動為製造業主要的競爭 優勢來源n其他的行銷、財務，與人力資源管理活動為輔助的活動n服務業n主要偏重運用的方法是服務產品(通常是無形的產品)實際生 產、行銷與研發時所使用的管理技術與技藝n這是因為服務產品的生產、行銷與研發為服務業主要的競 爭優勢來源n其他的財務，與人力資源管理活動為輔助的活動廖本洋28系統工程概論工程領域與管理領域的現狀分 析 (4)n企業經營活動中的財務活動主要所使用 的方法包括會計方法與資金調度與規劃 方法(財務管理方法)n會計方
15、法可以視為具有工程方法精神的實 際動手處理相關帳務的方法n財務管理方法是屬於管理活動的方法n所謂具工程精神的方法意指以系統的角度 來進行整體的分析，並依循許多的步驟、 程序與活動來依序達成工作的目標廖本洋29系統工程概論工程領域與管理領域的現狀分 析 (5)n企業經營活動中的人力資源活動主要以 人員密集互動的活動為主，因此主要偏 重於運用管理的方法，而具有工程精神 的方法程序為輔助的方法廖本洋30系統工程概論工程領域與管理領域的現狀分 析 (6)n小結n所有的企業經營問題都需要同時執行工程活動與管理活動 才能圓滿解決，同時理論上以管理活動為主，而以工程活 動為輔n然而由於企業為塑造競爭優勢的重
16、點不同，而導致企業經 營時所偏重的活動方法也不同n製造業往往偏重於工程方法的研發與運用n服務業往往偏重於管理方法的研發與運用n工程方法與管理方法運用的現況n大型企業因為有足夠的資源，所以可以同時進行工程方 法與管理方法的研發與運用n而中小型企業由於受限於有限的資源，只能依照自己想 塑造的競爭優勢為目標，從工程方法與管理方法中擇一 進行深度的研發與運用為主，而另一個方法的研發與運 用活動為輔廖本洋31系統工程概論系統工程的內涵與方法技術廖本洋32系統工程概論系統工程的內涵n系統的定義與類別特性n系統工程的定義與意義n系統的描述n系統的模擬n系統的最優化n預測技術n系統的衡量或評價n決策分析方法廖本洋33系統工程概論系統的定義(1)n韋氏辭典n所謂系統是指由一群相關聯的個體所組成 的整體或有機體n所謂系統是指將一群事實、原則、規則等 加以分類安排成一個具有一般性與順序的 格式，以顯示出連結各元件的一種邏輯性 計劃nLudwig von Bertalanffy (Founder of Theory of General S
