系统工程复习要点

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1、第一章：系统工程概述1、系统理论包括：老三论（形成于二十世纪四十年代 ：一般系统论、控制论和信息论。 系统论或狭义的一般系统论，是研究系统的模式、原则和规律，并对其功能进行数学描述的理论。控制论是研究各类系统的 控制和调节的一般规律的综合性理论。信息与控制等是其核心概念。信息论是研究信息的提取、变换、存储与流通等特点和 规律的理论。新三论（形成于二十世纪七十年代 ：耗散结构理论、协同论和突变论。2、系统的概念： 系统：是由两个以上有机联系、相互作用的要素所组成，具有特定功能、结构和环境的整体。 系统工程研究的是组织化的大规模复杂系统。系统与环境也是两个相对的概念。3、系统的一般属性： 整体性、

2、关联性、环境适应性（附加：目的性、层次性） 整体性：是系统最基本、最核心的特性，是系统性最集中的体现；集合的概念就是把具有某种属性的一些对象作为一个整体 而形成的结果，因而系统集合性是整体性的具体体现。关联性：构成系统的要素是相互联系、相互作用的； 环境适应性：系统的开放性及环境影响的重要性是当今系统问题的新特征，日益引起人们的关注；4、系统的类型：A、自然系统与人造系统B、实体系统与概念系统C、动态系统与静态系统D、圭寸闭系统与开放系统5、系统工程的概念： 系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称，属于一 门综合性的工程技术.用定量

3、与定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都 可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。钱学森曾指出：系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、 实验和使用的科学方法，是一种对所有系统具有普遍意义的科学方法，系统工程是一门组织管理的技术。系统工程是一门交叉学科；而且具有广泛而厚实的理论和方法论基础，又具有很明显的实用性特征。6、系统工程方法的特点： 科学性与艺术性兼容，这与系统工程主要作为组织管理的方法论和基本方法，在逻辑上是一致的；多领域、多学科的理论、 方法与技术的集成；定性分析与定量分析有机结合；需要各有关方面（人员、组

4、织等）的协作。7、社会实践的需要是系统工程产生和发展的动因。古代朴素的系统思想用自发的系统概念考察自然现象，其理论是想象的。 普遍联系和整体性的思想，就是科学系统思想的实质。20 世纪50 年代至60 年代，主要标志和集中代表是钱学森的工程 控制论华罗庚的统筹法和许国志的运筹学。中国大规模的研究与应用系统工程是从20 世纪70年代末、 80 年代初 开始的。第二章：系统工程方法论系统工程方法论就是分析和解决系统开发、运作及管理实践中的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法。1、霍尔三维结构集中体现了系统工程方法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化等特点。2、霍尔三维结构包括：时间维、逻

5、辑维、知识维或专业维A. 时间维一7个阶段：规划阶段、设计阶段、分析或研制阶段、运筹或生产阶段、系统实施或“安装”阶段、运行阶段、 更新阶段；B. 逻辑维一7 步：摆明问题、系统设计、系统综合、模型化、最优化、决策、实施计划C. 知识维或专业维：表征从事系统工程工作所需要的知识，也可反应系统工程的专门应用领域。D. 霍尔三维结构强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题基本上都可归纳成工程系统问题，应用定量分析手 段，求得最优解答。3、切克兰德方法论工作过程/内容：认识问题、根底定义、建立概念模型、比较及探寻、选择、设计与实施、评估与反馈 根底定义：是该方法中较具特色的阶段，目的是弄清系统

6、问题的关键要素，为系统的发展及其研究确立各种基本看法，并尽 可能选择出最合适的基本观点。4、霍尔三维结构与切克兰德方法论的不同点：均为系统工程方法论，均以问题为起点，具有相应的逻辑过程。A、前者主要以工程系统为研究对象，后者更适用于对社会经济和经营管理“软”系统问题的研究。B、前者的核心内容是优化分析，后者的核心内容是比较学习；C、前者更多的关注定量分析方法，后者比较强调定性与定量有机结合的基本方法；5、系统分析：是运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术对系统的各有关方面进行定量与定性相结合的分析，为选择最 优或满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。6、系统分析的 6要素：问题、目的及目标

7、、方案、模型、评价、决策者。 目的是对系统的总要求，目标是系统目的的具体化。目的具有整体性和唯一性，目标具有从属性和多样性。目标分析是系统 分析的基本工作之一，其任务是确定和分析系统的目的及其目标。方案即达到目的及目标的途径。7、应用系统分析的原则：A、坚持问题导向B、以整体为中心C、多方案模型分析和选优D、定量分析与定性分析相结合E、多次反复进行8、系统工程方法论提及的创新型技术方法：提问法（5W1H）、头脑风暴法、德尔菲法、情景分析法。A、提问法：5W1H （目的why、对象what、时间when、场所where、人员who、手段how） +检核表法B、头脑风暴法思路：亦称智力激励法，具体

8、地说就是针对一定问题，召集由有关人员参加的小型会议，在融洽轻松的会议 气氛中，与会者敞开思想，各抒己见，自由联想，畅所欲言，互相启发，互相激励，使创造性设想起连锁反应，从而获得众 多解决问题的方法。其有两条基本原则：一是推迟判断，即不要过早的下断言、做结论，避免束缚人的想象能力，熄灭创造 性思想的火花；二是“数量提供质量”人们越是提出更多的设想，就越有可能走上解决问题的轨道；C、德尔菲法思路：确定调查目的，拟定调查提纲；选择一批经验丰富而又熟悉该专题的专家，一般10-20人，包括理 论和实践等各方面专家，这一点尤为重要；以通信的方式向选定的各个专家发出调查表，征询意见；经过一轮德尔菲活 动后，

9、把原始资料或专家意见汇总成图表反馈给参加咨询的专家，在一定期限内回收，再进行汇总分析，然后转入下一轮活 动；如此反复，经过三四轮，意见比较集中后进行数据处理与综合得出结果D、群体决策支持系统（GDSS）:能让分散在不同地方的决策者在同一时间通过远程电视会议系统，面对面地在一起讨论某些 重大的决策。群件：帮助群组协同工作的软件，他帮助人们以三种不同的方式，即任务共享、环境共享以及时间与地点共享来进行决策。 时间与地点共享的技术：会议技术、布告栏技术、存储与转发技术布告栏：信息是被动的，需要用户积极的参与，主动获取信息。与视像会议系统相比，该方法的好处是不要求与会者同时参 加讨论，同时可以很方便的

10、隐身、匿名，技术上很容易实现类似德尔菲法的效果。9、情景分析法：一般是在专家集体推测的基础上，对可能的未来情境的描述。对未来情景，既要考虑正常的、非突变的情 况，又要考虑各种受干扰的，极端的情况。情景分析法具体步骤：A、建立信息库B、确定主题目标C、分析并构造影响区域D、确定描述影响区域的关键变量E、探寻各种可能的未来发 展趋势 F、选择并解释环境情境G、引入“突发事件”H、详细阐明主题情景10、思维导图与Mindmanager,它是一种将放射性思维具体化的方法。第三章：系统模型与模型化概述1 、模型的定义： 模型可以说是现实系统的替代物，模型应反映出系统的主要组成部分、各部分之间的相互作用，

11、以及在运用条件下的因果作 用及相互关系。模型是现实系统的理想化抽象或简洁表示，描绘了现实系统的某些主要特点，是为了客观的研究系统而发展起来的。2、模型的三个特征：A. 他是现实世界部分的抽象或模仿；B.它是由那些与分析的问题有关的因素构成的；C.它表明了有关因素间的相互关系；3、模型化就是描述系统的构成和行为，对实体系统的各种因素进行适当筛选，用一定方式（数学、图像等）表达系统实体 的方法。简而言之就是构造模型的过程。作用：A.模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表述，这种表达是简洁的、形式化的；B.模型提供了脱离具体内容 的逻辑演绎和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理的发现；C

12、.利用模型可以进行“思想”实验；模型的本质决定了它的作用的局限性。4、模型分类概念模型分：思维模型、字句模型、描述性模型； 符号模型：通常用图示和数学形式，一般分为：结构模 型、数学模型； 形象模型分：物理模型、图像模型。 另外还有类比模型、 仿真模型。5、构造模型的一般原则：建立方框图、考虑信息相关性、考虑准确性、考虑结集性；建模的基本步骤：A. 明确建模的目的和要求，以便使模型满足实际要求，不致产生太大偏差；B. 对系统进行一般语言描述；C. 弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系（结构关系和函数关系）以便使模型准确地表示现实系统；D. 确定模型的结构；E.估计模型的参数；F.实验研究；

13、G.必要修改；6、建模的基本方法：分析法、实验法、综合法、老手法、辩证法。7、系统结构的基本表达方式：集合表达、有向图表达、矩阵表达。二元关系就有传递性，且强连接关系的各要素之间存在替换性；即：Si R Sj又有Sj R Si；强连接关系的要素节点间具有 双相回路。结构：即组成系统诸要素之间相互关联的方式，包括现代企业在内的大规模复杂系统具有要素及其层次众多、结构复杂和社 会性突出等特点。结构模型：是定性表示系统构成要素以及他们之间存在着的本质上相互依赖、相互制约和关联情况的模型。 结构模型化即建立系统结构模型的过程。结构分析是一个实现系统结构模型化并加以解释的过程。二元关系：根据系统的性质和

14、研究的目的所约定的一种需要讨论的、存在于系统中的两个要素（Si、Sj）之间的关系Rij。 通常有影响关系、因果关系、包含关系、隶属关系以及各种可以比较的关系。有向图是由节点和连接各节点的有向弧组成的，可用来表达系统的结构。具体方法是：用节点表示系统的各构成要素，用有 向弧表示要素之间的二元关系。从节点I到J的最小的有向弧数称为D中节点间的通路长度。8、系统结构模型化技术（ISM）基本思想：通过各种创造性技术，提取问题的构成要素，利用有向图、矩阵等工具和计算机 技术，对要素及其相互关系等信息进行处理，最后用文字加以解释说明，明确问题的层次和整体结构，提高对问题的认识和 理解程度。9、主成分分析也

15、称主分量分析或矩阵数据分析。他通过变量变换的方法把相关的变量变为若干不相关的综合指标变量。主 成分分析基本思路：主成分分析是利用降维的思想，将多个变量转化为少数几个综合变量（即主成分），其中每个主成分都 是原始变量的线性组合，各主成分之间互不相关，从而这些主成分能够反应始变量的绝大部分信息，且所含的信息互不重叠。 由于线性无关，就使得分析与评价指标变量时，可切断相关的干扰，找出主导因素，做出更准确的估量。主成分分析的计算过程：A. 样本主成分计算 B. 主成分选择与回归 C. 分析、应用10、聚类分析：按照事物属性的内在联系规律和一定的要求，对事物进行分类研究的方法叫做聚类分析。聚类分析可将样

16、本 或变量按亲疏的程度进行分类，描述亲疏程度通常用两种方法：一是把样本或变量看成P维空间的一个点，定义点与点之间 的距离。另一种是用样本间的相似系数来描述其亲疏程度。聚类分析计算过程：A. 对原始数据进行标准化变换 B. 选择距离（欧氏距离） C. 计算距离 D. 样品分类11、系统的状态定义：状态是指为完全描述ttO时系统行为所需变量的最小集合，该集合构成状态空间。 状态变量：在状态空间集合中的每个变量成为状态变量。12、研究动态系统行为时，有输入-输出法和状态变量法两种方法。其中输入-输法又叫端部法。他只研究系统的端部特性， 而不研究系统的内部结构。13、系统工程模型技术：迷糊逻辑控制、人工神经网络、禁忌搜索