《系统工程的基本方法1培训讲学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统工程的基本方法1培训讲学（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 在在第第一一章章中中，我我们们比比较较详详尽尽地地介介绍绍了了系系统统的的概概念念、系系统统工工程程的的基基本本知知识识、系系统统工工程程发发展展简简史史和和农农业业系系统统工工程程等等内内容容，这这对对于于建建立立系系统统的的观观点点，进进而而正正确确地地进进行行思思维维和和工工作作是是十十分分重重要要的的。但但是是，只只有有系系统统观观点点、整整体体优优化化的的目目标标还还只只是是空空中中楼楼阁阁，要要想想解解决决具具体体的的实实际际问问题题，还还必必须须有有相相适适应应的的方方法，这就是本章所要介绍的中心内容。法，这就是本章所要介绍的中心内容。第二章第二章 系统工程的基本方法系统工程的
2、基本方法 首先说明，由于系统工程学科的综合性，在首先说明，由于系统工程学科的综合性，在解决实际问题中所采用的方式和方法是很多的，解决实际问题中所采用的方式和方法是很多的，但概括起来主要有五个基本方法：但概括起来主要有五个基本方法：一、逻辑思维过程总体设计方法；一、逻辑思维过程总体设计方法；二、开展综合研究的方法；二、开展综合研究的方法；三、模型化的研究方法；三、模型化的研究方法；四、系统工程中的价值评定方法；四、系统工程中的价值评定方法；五、系统控制的方法五、系统控制的方法 显然，这五个基本方法作为一个有机整体，显然，这五个基本方法作为一个有机整体，都是为实现系统整体优化目标服务的，下面就分都
3、是为实现系统整体优化目标服务的，下面就分别加以介绍。别加以介绍。一、霍尔三维结构模型一、霍尔三维结构模型 年，美国学者霍尔（年，美国学者霍尔（. . .）发表了系统工程的工作步骤、程序和基本知识的发表了系统工程的工作步骤、程序和基本知识的三维结构模型（见图）。其中时间维是按时间顺三维结构模型（见图）。其中时间维是按时间顺序划分七个阶段，即规划、拟定方案、系统研究、序划分七个阶段，即规划、拟定方案、系统研究、生产、安装、运转、更新；逻辑维是按科学思维生产、安装、运转、更新；逻辑维是按科学思维程序分为七个步骤，即明确问题、设计系统目标、程序分为七个步骤，即明确问题、设计系统目标、系统综合、系统分析
4、、系统优化、决策、实施，系统综合、系统分析、系统优化、决策、实施，知识维则说明在完成系统工程的各个阶段、步骤知识维则说明在完成系统工程的各个阶段、步骤所需要的有关专业知识。所需要的有关专业知识。第一节第一节 逻辑思维过程总体设计方法逻辑思维过程总体设计方法 明确问题明确问题 明确问题是做好各项工作的前提条件，一般明确问题是做好各项工作的前提条件，一般而言，主要包括如下几个方面内容：而言，主要包括如下几个方面内容： 第一，要明确问题的性质。即指是什么样的第一，要明确问题的性质。即指是什么样的系统问题（是硬件开发？还是软件设计等）；提系统问题（是硬件开发？还是软件设计等）；提出的主要指标（如工期，
5、可靠性、先进性等）；出的主要指标（如工期，可靠性、先进性等）；问题的复杂程度评估等。问题的复杂程度评估等。 第二，要明确系统开发的目的和意义。为此第二，要明确系统开发的目的和意义。为此要较全面地了解生产急需情况及国内外研究现状，要较全面地了解生产急需情况及国内外研究现状，进而为设计系统目标提供依据。进而为设计系统目标提供依据。 第三，要明确系统的边界，即建立系统与环第三，要明确系统的边界，即建立系统与环境的概念，从而为确定系统的输入与输出关系提境的概念，从而为确定系统的输入与输出关系提供依据。供依据。 第四，要明确为完成该项开发活动可能提供第四，要明确为完成该项开发活动可能提供的人、财、物等方
6、面的条件。的人、财、物等方面的条件。 总之，明确问题就是要做到心中有数，是从总之，明确问题就是要做到心中有数，是从多侧面、多层次对问题进行了解的过程，进而为多侧面、多层次对问题进行了解的过程，进而为最终解决问题奠定基础。最终解决问题奠定基础。 设计系统目标设计系统目标 系统目标是系统有序运动的目的指向，也是系统目标是系统有序运动的目的指向，也是优化系统结构的基本依据。因此，一般认为，目优化系统结构的基本依据。因此，一般认为，目标研究比实现目标还困难。标研究比实现目标还困难。 设计系统目标是件关系全局的大事，必须慎设计系统目标是件关系全局的大事，必须慎而又慎。而又慎。 设计系统目标时，一般可分为
7、两个阶段：首设计系统目标时，一般可分为两个阶段：首先进行目标体系设计。包括总目标、分目标和具先进行目标体系设计。包括总目标、分目标和具体目标三个层次，如图所示。体目标三个层次，如图所示。目标体系层次结构目标体系层次结构2 23 3总目标总目标分目标分目标具体目标具体目标1 1 总总目目标标是是系系统统开开发发的的目目的的指指向向，既既是是核核心心，也也是是灵灵魂魂；分分目目标标和和具具体体目目标标是是为为系系统统评评价价而而设设置置的的评评价价体体系系。其其中中第第3 3层层目目标标大大都都是是可可量量化化的的。从从而而为为下下一一步步指指标标研研究究提提供供了了依依据据。根根据据经经验验，目
8、标体系设计应注意以下三条原则：目标体系设计应注意以下三条原则： 第第一一，突突出出主主要要目目标标原原则则。在在选选择择目目标标时时不不能能面面面面俱俱到到，致致使使目目标标数数量量过过度度膨膨涨涨。这这样样不不仅仅大大大大增增加加总总体体工工作作，更更主主要要的的还还容容易易冲冲淡淡对对主主要要目目标标的的注注意意力力，影影响响集集中中主主要要精精力力解解决决主主要要矛矛盾盾。 第第二二，目目标标独独立立性性原原则则。若若在在同同层层次次不不同同目目标标之之间间存存在在着着明明显显的的相相关关关关系系，如如农农林林牧牧付付渔渔各各业业产产值值自自然然隐隐含含着着农农业业内内部部结结构构关关系
9、系，此此时时应应采采取取保保留留主主要要目目标标原原则则，以以体体现现目目标标的的独独立立性性。这这样不仅可减少目标数量，而且不丢失必要的信息。样不仅可减少目标数量，而且不丢失必要的信息。 第第三三，有有利利决决策策原原则则。这这在在制制定定复复杂杂大大系系统统发发展展战战略略规规划划时时意意义义更更为为明明显显。为为使使决决策策者者快快速速而而准准确确地地了了解解不不同同方方案案的的基基本本情情况况，有有必必要要把把决决策策者者关关心心的的一一些些综综合合性性目目标标列列出出来来，我我们们把把它它定定义义成成决决策策支支持持信信息息目目标标。这这样样决决策策者者可可很很快快得得到到决策支持信
10、息，从而增强了战略目标的实用性。决策支持信息，从而增强了战略目标的实用性。 在在完完成成指指标标体体系系设设计计后后，一一般般来来讲讲就就应应进进行行量量化化指指标标研研究究。由由于于具具体体指指标标很很多多，加加之之相相关关因因素素也也很很多多。这这部部分分工工作作的的难难度度也也是是很很大大的的。从从研研究究方方法法看看，也也依依研研究究对对象象不不同同而而异异。概概括括起起来来大大体分三种情况：体分三种情况： 一是借助各种预测技术，通过建立不同预测一是借助各种预测技术，通过建立不同预测模型给出不同时刻的量化指标；模型给出不同时刻的量化指标； 二是建立总体协调优化模型，通过计算机求二是建立
11、总体协调优化模型，通过计算机求解给出不同时刻的量化指标；解给出不同时刻的量化指标； 三是首先进行子系统优化，然后通过系统组三是首先进行子系统优化，然后通过系统组装和总体协调给出不同时刻的量化指标。装和总体协调给出不同时刻的量化指标。 不管采用什么方法，在最后给出量化指标时，不管采用什么方法，在最后给出量化指标时，都应满足下面三条原则：都应满足下面三条原则： 第一，与上级大系统指标要求相一致原则；第一，与上级大系统指标要求相一致原则； 第二，指标的先进性与可行性相统一原则；第二，指标的先进性与可行性相统一原则； 第三、留出置信区间原则。第三、留出置信区间原则。农业系统目标设计实例农业系统目标设计
12、实例某农业系统目标设计实例，供参考。某农业系统目标设计实例，供参考。O O1 1- -经济效经济效益分目标益分目标P P1 1- -农业总农业总产值产值( (万元万元) )P P2 2- -人均人均收入收入( (元元) )P P3 3- -上交粮食上交粮食( (吨吨) )P P4 4- -工业上交工业上交利税利税( (元元) )P P5 5- -森林覆森林覆被率被率(%)(%)P P6 6- -亩施有亩施有机肥机肥( (公斤公斤) )O O- -系系统统发发展展总总目目标标O O2 2- -社会效社会效益分目标益分目标O O3 3- -生态效生态效益分目标益分目标时序指标集时序指标集 1990
13、 1995 2000 1990 1995 2000103.5-103.5-115.4115.4500-500-6006003003007.7-7.7-9.09.015-1815-18750-750-10001000/ / / / / / 20020012-1512-15650-650-800800目目标标体体系系350350207.1-207.1-225.0225.0876-876-10001000400-400-1200120018-2118-2112.0-12.0-15.015.0 系统综合系统综合 综合就是组装，也是创造。综合就是组装，也是创造。系统综合是根据系系统综合是根据系统目标要求
14、，综合加工信息，形成系统概念，并统目标要求，综合加工信息，形成系统概念，并使目标达成的创造性劳动过程。系统综合的核心使目标达成的创造性劳动过程。系统综合的核心是概念开发，而不是具体设计。如阿波罗登月系是概念开发，而不是具体设计。如阿波罗登月系统，在工程进入具体设计之前，首先应构思不同统，在工程进入具体设计之前，首先应构思不同的登月系统方案的登月系统方案即概念开发活动。然后通过比即概念开发活动。然后通过比较分析确定最佳行动方案。较分析确定最佳行动方案。 系统综合可细分为技术综合与环境综合。系统综合可细分为技术综合与环境综合。 . .系统分析系统分析 对系统分析的理解，国内外有不同的解释，对系统分
15、析的理解，国内外有不同的解释，在日本世界大百科年鉴一书中解释成：系统在日本世界大百科年鉴一书中解释成：系统分析可作为系统工程的同义词来理解。而美国分析可作为系统工程的同义词来理解。而美国麦氏科学技术大百科全书则解释成：用数学麦氏科学技术大百科全书则解释成：用数学方法研究系统问题叫系统分析。方法研究系统问题叫系统分析。 系统分析是系统工程人员使用科学的工具和系统分析是系统工程人员使用科学的工具和方法，对系统的目的、功能、环境、费用、效益方法，对系统的目的、功能、环境、费用、效益等进行充分的调查研究，通过数据处理和模型化等进行充分的调查研究，通过数据处理和模型化方法，得出评价系统功能、费用等量化指
16、标，来方法，得出评价系统功能、费用等量化指标，来作为决策者确定最优方案的依据。作为决策者确定最优方案的依据。 具体讲系统分析主要包括如下几方面内容：具体讲系统分析主要包括如下几方面内容： 系统环境分析。包括自然环境和社会环境。系统环境分析。包括自然环境和社会环境。如资源潜力、市场情况、投资能力、人口发展等。如资源潜力、市场情况、投资能力、人口发展等。 方案可行性分析。重点分析方案的先进性、方案可行性分析。重点分析方案的先进性、实用性和可操作性。实用性和可操作性。 经济活动分析。主要包括投入产业分析，经济活动分析。主要包括投入产业分析，投资效益分析等。投资效益分析等。 . .系统优化系统优化 在满足一组约束条件情况下，使目标函数取在满足一组约束条件情况下，使目标函数取得极大值或极小值的求解过程。显然，这种解释得极大值或极小值的求解过程。显然，这种解释必须首先建立相应的数学优化模型，然后借助计必须首先建立相应的数学优化模型，然后借助计算实现优化的目的。但是，从系统工程的角度来算实现优化的目的。但是，从系统工程的角度来看，光有上面数学优化还是不够的，这是因为现看，光有上面数学优化还是不够的，
