系统工程期末复习

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1、系统工程考试题型： 1.简答题 2.计算题（60分）重点(问权重是否还有其他方法，偏重于对其他方法的理解） 3.案例分析题,1,第一章 系统工程概述1.系统的定义 2.系统的特点 2011系统创新（制约系统创新的因素，18大）（案例分析应用） 教育系统制约人才 现有教务各方面体系以科研论文为导向 创新条件 【要素之间的协同作用,(案例分析应用，结合系统和系统工程的概念分析，习近平提出xxx在系统工程)】 4.系统思想发展延况（了解） 5.系统工程发展过程（有几个阶段） 6.系统工程的定义 7.系统工程的综合性（与其他工程和管理技术的区别）,2,1.系统的定义系统是由两个或两个以上相互区别、相互

2、依赖和相互制约的要素（或单元、组成部分）结合而成的具有特定功能、结构和环境的有机整体。2.系统的特点（一般具备五大特征） 目的性：通常系统都具有某种目的。系统的目的就是系统要达到的终极形式。 多元性：系统由多个元素构成，至少需要两个元素。 整体性：系统是由相互联系的各个部分组成的有机整体。 相关性：（1）各个组成部分是相互联系和制约的，这是系统内部的相关性（2）要素间的协同作用:系统中某一要素变化，其他要素也要作相应的调整和改变(3)系统与环境之间也具有相关性 层次性：系统具有层次结构。即系统由若干个子系统构成，而系统与其它系统可构成更大的系统。 环境适应性：系统与环境的作用是相互的。系统适应

3、外部环境的变化，以获取生存和发展能力的性质。(1)系统不能脱离环境而存在。(2) 环境的变化需要系统做出必要的调整。,3,4,2011系统创新（制约系统创新的因素，18大）（案例分析应用） 教育系统制约人才 现有教务各方面体系以科研论文为导向 创新条件 【要素之间的协同作用,(案例分析应用，结合系统和系统工程的概念分析，习近平提出xxx在系统工程)】2011协同创新中心,5,4.系统思想发展演化（了解）,系统思想的发展经历了三个阶段 阶段一：“只见森林” 阶段（古代朴素的系统思想） 阶段二： “只见树木”阶段（ 机械论的系统思想） 阶段三： “先见森林，后见树木”阶段（科学的系统思想）,阶段一

4、 1)古代系统思想的运用(系统实践) 都江堰水利工程 皇宫修复工程 2）古代朴素的系统思想：人类很早就已经有了“系统”的概念和系统思想的萌芽，这主要体现在对整体、组织、结构、等级的认识。 我国朴素的系统思想 国外朴素的系统思想 3）古代朴素的系统思想总结 直觉性； 猜测性。,6,机械论的系统思想自然科学从哲学中分化 独特的自然科学研究方法-还原论方法（分析-重构的方法） 形而上学机械论,辩证的系统思想19世纪上半叶科学三大发现 内容观念： 整体涌现观念 系统与环境共塑观念 相关观念 层次观念 动态(演化)观念 整体论与还原论相结合 定性描述和定量描述相结合 确定性描述和不确定性描述相结合 局部

5、描述和整体描述相结合 系统分析与系统综合相结合,7,系统思想(总结) 运用系统思想来解决实际问题，其基本思想可概括为如下要点： 主动应用系统概念； 系统分析-构成和联系(内部联系和外部联系)； 系统综合-整体涌现（整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质) 描述方法：定量和定性结合；局部和整体结合；确定性和不确定性结合；静态和动态结合。,8,5.系统工程发展过程（有几个阶段）,在国外的发展（大体可分为三个时期） （1）萌芽时期（1900-1956） （2）发展时期（1957-1964） （3）初步成熟时期（1965-现在）,我国的发展情况 开始于20世纪50年代后期，在公交系统中推广运筹学

6、。 20世纪60年代初在导弹研制过程中采用了计划评审法。 20世纪60年代中期在化工、电力、煤油方面研究计算机最优控制系统。 20世纪70年代后期开始推广系统工程，制定了长远规划，建立了研究所（室），培养了研究生。 20世纪80年代在人口控制、能源规划、城市交通、电力系统等方面开展系统工程的研究，并取得一些初步成果。,9,6.系统工程的定义系统工程是处理系统问题的工程技术。它包含了开发、运行、革新系统所需思想、程序、方法的总和。7.系统工程的综合性（与其他工程和管理技术的区别）主要表现在以下3方面： （1）研究对象的综合性。各门传统的工程学一般都有特定的工程物质对象，而系统工程的研究对象不是局

7、限在某一特定方面，它可以把各种事物作为对象。（2）应用学科的综合性。解决问题时，一般工程学，应用数学、物理、化学等自然科学及控制论、信息论、某些工程技术等学科，而用系统工程方法解决问题还会应用心理学、社会学、法学、经济学等知识。（3）评价考核的综合性。一般工程学着眼于技术性能、结构、效率等的合理和优化。而系统工程则是从总体的最优出发，考虑系统的功能、组织协调、结构、效果等问题。,10,第二章 系统工程方法论1.霍尔“三维结构”（重点掌握） 2.切克兰德“学习调查法”（重点掌握） 3.以上两者之间的联系与区别 4.并行工程的主要思想（展开说哦） 5.WSR系统方法论的主要工作步骤 6.钱学森的综

8、合集成工程模型图“其实质是.”,11,1.霍尔“三维结构”（重点掌握） 七个阶段和七个步骤 三维结构由时间维、逻辑维、知识维组成，如图示：,12,（1）时间维 系统工程工作从规划到更新的整个过程或寿命周期，按时间顺序排列，用以表示系统工程的工作阶段和进程。 一般分为七个阶段： 规划阶段谋求系统工程工作在总体上、战略上、方针上的设想和规划； 设计方案根据规划提出具体的计划方案； 研制阶段实现系统的计划方案，并作出较为详细而具体的生产计划； 生产制造阶段生产出系统所需要的构件及整个系统，并提出较为详细而具体的安装计划； 安装阶段（系统实施）把系统安装好，通过试验运行作出较为具体的运行计划； 运行阶

9、段系统投入运行，为预期用途服务； 更新阶段系统经过长时间运行后，改进旧系统，或取消旧系统，建立新系统。,13,（2）逻辑维 SE在每个阶段工作的工作步骤和逻辑顺序，是运用系统工程方法进行思考、分析和解决问题。 应遵循的一般程序： 明确问题明确所要解决的问题及其确切要求，尽量全面收集和了解有关问题的历史、现状和发展趋势； 制定目标及指标确定任务要求所欲达到的目标或各目标分量，组成评价指标体系，以便据此对所有可供选择的系统方案进行比较和评价； 系统综合拟定解决问题和实现系统目标的系统结构或方案； 系统分析针对系统的具体结构和方案类型建立分析模型。初步分析系统各种方案的性能、特点，对预定任务能实现的

10、程度以及在目标和评价指标体系下的优劣次序； 系统优化依据评价指标体系生成并选择各项政策、活动、控制方案和整个方案，尽可能达到最优、次最优或合理，至少令人满意； 决策在分析、优化、评价的基础上作出裁决，选定行动方案； 实施不断地修改、完善上述六个步骤，制订详细而具体的实施计划，以便顺利地转入系统工程的下一阶段。,14,（3）知识维 ：指为完成上述各阶段和各步骤所需的各种专业知识、行业技能和素养。 （霍尔把这些知识分为工程、医学、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等）,运用SE知识，把三维结构中的六个时间阶段和七个逻辑步骤结合起来，便形成所谓霍尔管理矩阵如下：,代表一项具体的管理活动所用的知识

11、或技术,15,霍尔管理矩阵 从三维视角上确定了系统问题的解决思路，使得每一阶段都有自己的管理内容和管理目标，每一步骤都有自己的管理手段和管理方法，彼此相互联系，再加上具体的管理对象，组成了一个有机整体。 霍尔管理矩阵可以提醒人们在哪个阶段该做哪一步工作，同时明确各项具体工作在全局中的地位和作用，从而使工作得到合理安排。 把系统工程过程系统运用于大型工程项目，尤其是探索性强、技术复杂、投资大、周期长的“大科学”研究项目，可以减少决策上的失误和计划实施过程中的困难。,基于 “三维结构”模型的,系统工程过程系统 国内外许多事例表明，运用科学的系统工程过程系统管理方法，决策的可靠性可提高一倍以上，节约

12、时间和总投资平均在15%以上。 霍尔三维结构方法方法论主要针对结构良好的硬系统硬系统工程方法论,16,2.切克兰德“学习调查法”（重点掌握）,系统工程常常把所研究的系统分为良结构系统与不良结构系统，由于它们具有不同的特点，故分别采取不同的解决方法，如下表：,17,切克兰德的“调查学习”软方法的核心不是寻求“最优化”，而是“调查、比较、学习”，从模型和现状比较中，学习改善现存系统的途径。,方法步骤如下： (1)认识问题：收集与问题有关的信息。 (2)根底定义：弄清关联因素。初步弄清、改善与现状有关的各种因素。 (3) 建立概念模型：在不能建立数学模型的情况下，用结构模型或语言模型来描述系统影响因

13、素的作用关系及其现状。 (4) 改善概念模型：随着分析的不断深入和“学习”的加深，进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。 (5) 比较：将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图而且可行的改革途径或满意方案。 (6) 实施：实施提出的改革方案。,18,满意解代替最优解，价值观方面的重要变化。,概念模型代替数学模型，思路更加开阔。,19,3. 霍尔“三维结构”切克兰德“学习调查法” 两者之间的联系与区别,相同点： 问题导向 注重程序及阶段 都属于系统工程重要的方法论不同点： 研究对象或应用领域：工程系统（硬），社会经济管理系统（软） 基本方法：定量；定性或结合 核心内容或关键点：优化分析

14、；比较学习,20,4.并行工程的主要思想（展开说哦，俺觉得会考啦丫）,约束信息和功能的并行性设计时同时考虑产品生命周期的所有因素，同时产生产品设计规格(或CAD文件)和相应的制造和支持过程计划。产品寿命周期所涉及的各功能领域工程活动并行交叉进行。 集成性要求实现产品及其过程的一体化并行设计，根本在于研究开发、 产品设计、过设计、制造装配和市场的全面集成。 协同性指多学科并行工程小组协同工作，即产品全生命周期中各阶段不 同领域技术人员(包括顾客和供应商)的全面参与和协同工作。科学性并行工程采用了迄今最为先进的开发工具、方法和技术，如 CAD/CAP/CAM/CAE方法、全面质量管理方法、MRP/

15、ERP系统等。,21,5.WSR系统方法论的主要工作步骤,主要工作步骤：1、理解领导意图；2、调查分析；3、形成目标；4、方案模型；5、协调关系；6、提出建议。,22,WSR系统方法论中常用的方法,23,6.钱学森的综合集成工程模型图“其实质是.”,综合集成工程是从整体上考虑并解决复杂巨系统问题的方法论。钱学森等人在研究解决开放的复杂巨系统问题时，提出了“从定性到定量综合集成方法”，这是系统工程思想的新发展。其实质是将专家群体、数据和各种信息与计算机仿真有机地结合，把各种学科的理论和人的经验与知识结合起来，发挥整体优势。,24,25,第三章 系统建模与系统分析 1.系统建模主要方法+适用于哪些

16、场合（ppt,书38） 2.建模一般过程 3.系统分析（SA）的定义 4.系统分析的要素 5.系统分析的程序、步骤（PPT上有一个图） 6.系统分析可以采用的方法（KJ法，鱼刺法等）,26,1.系统建模主要方法+适用于哪些场合（ppt,书38）,分析法（推理法）对白箱S，深入研究S的内部细节（结构和函数关系），利用已知的定律和定理，经过一定的分析和推理，得到S模型。 实验法对允许实验的黑箱或灰箱S，可以通过实验方法测量其输入和输出，然后按照一定的辨识方法，得到S模型。 统计分析法对不允许实验的黑箱或灰箱系统，可采用数据收集和统计分析的方法来建造S模型。 类似法依据不同事物具有的同型性，建造原S的类似模型。 混合法上述几种方法的综合运用。,27,（1）对象：比较简单的白箱系统； （2）方法：利用自然科学的各种定理、定律（如物理、化学、数学、电学的定理、定律）和社会科学的各种规律（如经济规律），经过一定的分析和推理，可以得到S的数学模型。,