第二章 系统工程方法论

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1、第第1页页第二章系统工程方法论第二章系统工程方法论主要内容：主要内容：1.系统工程的学科基础系统工程的学科基础 ；2.西西方系统工程方法论的发展方系统工程方法论的发展 ；3.系统分析系统分析的原理及其应用的原理及其应用 ；4系统工程方法论的新系统工程方法论的新探素探素 。学习重点：学习重点：系统工程的学科基础系统工程的学科基础 ；掌握；掌握几种典型的系统工程方法论几种典型的系统工程方法论 ；系统分析；系统分析的应用的应用 。 贝悔雪挎麓蛋侄孜唤猩遍掸思汲吸己乃啮要恫寞抒剩线楼咬又毯车杂纬姿第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第2页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 系

2、统工程学科性质系统工程学科性质： 在科学技术体系结构中，系统工程属于工程技在科学技术体系结构中，系统工程属于工程技术，是一门新兴的交叉学科。术，是一门新兴的交叉学科。域梢抬什弟贼慈类霓豌锤菌头衍奋谰侗须竟张酷展身掇卸矮禄巨免衔耿淄第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第3页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 系统工程与一般工程比较的特点系统工程与一般工程比较的特点：研研究究的的对对象象广广泛泛，包包括括人人类类社社会会、生生态态环境、自然现象和组织管理等；环境、自然现象和组织管理等；系统工程是一门跨学科的边缘学科；系统工程是一门跨学科的边缘学科；在在处处理理复复杂杂的的

3、大大系系统统时时，常常采采用用定定性性分分析和定量计算相结合的方法。析和定量计算相结合的方法。睦拙糊霖鞘佑糟写弯称漳祷皮捻坷癸淆阶虑捣趾江兼会莆苟这檄糕隙论饭第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第4页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 系统工程的发展系统工程的发展 ：“孙子兵法孙子兵法” ;” ;四川都江堰工程四川都江堰工程 ; ;系统工程的萌芽时期可追溯到系统工程的萌芽时期可追溯到2020世纪初的世纪初的F.W.F.W.泰勒泰勒(F.W.Taylor(F.W.Taylor）系统）系统 ; ;19401940年，丹麦哥本哈根电话公司的厄兰年，丹麦哥本哈根电话公司的厄兰

4、（A.K.ErlangA.K.Erlang）和美国贝尔电话公司的莫利纳）和美国贝尔电话公司的莫利纳(E.C.Molina)(E.C.Molina)将研制自动交换机的工作划分为将研制自动交换机的工作划分为规划、研究、开发、应用和通用工程五个阶段，规划、研究、开发、应用和通用工程五个阶段，提出排队论。提出排队论。弗网痉涂邱吝炳猪物忽础元烦鹃洒慰钵蘸桌季王失涵炒帖密净洞弟捅尹踢第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第5页页系统工程的发展系统工程的发展第二次世界大战时期，一些科学工作者以大规第二次世界大战时期，一些科学工作者以大规模军事行动为对象，提出了解决战争问题的一模军事行动为对象，提出了

5、解决战争问题的一些决策和对策的方法和工程手段，产生了运筹些决策和对策的方法和工程手段，产生了运筹学学 ；战后迅速扩展到一般经营管理方面；如；战后迅速扩展到一般经营管理方面；如“曼哈顿工程曼哈顿工程”。19451945年年, ,美国军部建立兰德公司美国军部建立兰德公司(Rand),(Rand),总结开总结开发了许多系统数学分析法发了许多系统数学分析法, ,奠定了今天系统工奠定了今天系统工程的基础。程的基础。19571957年年, ,美国学者顾杰美国学者顾杰(H.Goode)(H.Goode)和马可尔和马可尔(R.Machol)(R.Machol)合著系统工程学合著系统工程学(Systems (S

6、ystems Engineering),Engineering),理论上首次总结。理论上首次总结。超驱层信批烦斤靴幢厕廉蛛凿得拳灵羹赚奴耽胆慈贷揖镶测豫根鹅擦撬吓第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第6页页系统工程的发展系统工程的发展6060年代，电子计算机的普及，提供了强有力的年代，电子计算机的普及，提供了强有力的运算工具和信息处理手段运算工具和信息处理手段, ,系统工程在各领域系统工程在各领域开始形成独立的解决问题的体系开始形成独立的解决问题的体系, ,扩大了理论扩大了理论和实践的影响范围。和实践的影响范围。历时历时1111年的年的“阿波罗登月计划阿波罗登月计划”成功成功, ,引

7、起了引起了人们对系统工程的广泛关注。人们对系统工程的广泛关注。7070年代以来年代以来, ,系统工程得到迅速的普及与发展系统工程得到迅速的普及与发展, ,各大专院校开设系统工程课程各大专院校开设系统工程课程, ,各国成立系统各国成立系统工程研究所。工程研究所。那桌唁摹堡穆痹塌翼趋叉询韦租标菱笺遭中搂乏属膨在传描玉艰骑庆丸指第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第7页页系统工程在我国的发展系统工程在我国的发展2020世纪世纪5050年代年代, ,中科院钱学森、许志国教中科院钱学森、许志国教授创导下，建立第一个运筹学小组。授创导下，建立第一个运筹学小组。6060年代著名数学家华罗庚大力推广

8、优选年代著名数学家华罗庚大力推广优选法、统筹法；系统工程在国防武器装备法、统筹法；系统工程在国防武器装备研制方面取得显著成效。研制方面取得显著成效。19801980年成立中国系统工程学会，系统工年成立中国系统工程学会，系统工程在各个领域广泛应用并取得了许多成程在各个领域广泛应用并取得了许多成果。果。穷崩升琢拘汀雏弱得萨秽兴慨惮赞饺辞汇凶汁惮烂淳素糕拭担主百障羊骡第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第8页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 系统论系统论、信息论信息论、控制论控制论（简称三论）、（简称三论）、运筹学运筹学是系统科学的重要理论基础及工是系统科学的重要理论基础

9、及工具。三论为系统科学的发展注入了新的具。三论为系统科学的发展注入了新的思想，运筹学提供了定量分析的工具。思想，运筹学提供了定量分析的工具。 毒脏琐痴牢斜菏涧掠缘作花旅痰赏还抒缝馈越全洲归收候苯址檀鳖妇格征第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第9页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 一、一、控制论控制论(cybernetics) 1控制论的产生与发展控制论的产生与发展1947年诺伯特年诺伯特维纳创立的控制论维纳创立的控制论（Cybernetics）是一门研究系统控制的）是一门研究系统控制的学科。学科。 维纳于维纳于1948年出版了控制论一书，年出版了控制论一书，他对他

10、对控制论的控制论的定义是定义是“关于在动物和机关于在动物和机器中控制和通讯的科学器中控制和通讯的科学” 岗跳熔几搪既极鉴脖喧冉音携监锰的耸堡炊背臻廓助侥筐困筏遇晤邓价胃第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第10页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 维纳的维纳的控制论控制论阐明了阐明了两个基本观念两个基本观念：一个一个是一切有生命、无生命的系统都是是一切有生命、无生命的系统都是信息系统；信息系统；另一个另一个是一切有生命、无生是一切有生命、无生命的系统都是控制系统。命的系统都是控制系统。 给腕埠佯弟憋隅振绪卉报忿飘缓匙咏庄樱柑棘爸照哎剥曰膳江腑通槛滓驮第二章 系统工程方

11、法论第二章 系统工程方法论第第11页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 2控制论经过了三个时期：控制论经过了三个时期：(1) 20世纪世纪40年代末至年代末至50年代是第一时期，年代是第一时期，即即经典控制理论经典控制理论时期时期;(2) 20世纪世纪60年代是第二时期，即年代是第二时期，即现代控现代控制理论制理论时期时期;(3) 20世纪世纪70年代是第三时期，即年代是第三时期，即大系统大系统控制理论控制理论时期。时期。 五焰阴陕劝韧弟尚祷绢瘴竹昼划蹬堤心屑负耽珊习佩转令镶拂裙锡汐任傅第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第12页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工

12、程的学科基础 3.控制论的控制论的核心问题核心问题是信息的提取、处理、是信息的提取、处理、传播、存储和利用等一般问题。传播、存储和利用等一般问题。碑砷欣或德多屉降尾司壬乎显哦茫腊舱的车华啮骑网汽芍饺霄融溢坠效楷第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第13页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 4.控制论的基本概念控制论的基本概念 (1)控制系统的构成控制系统的构成 控制系统是由施控器、受控器和控制作用的传控制系统是由施控器、受控器和控制作用的传递者组成递者组成 (2)系统的稳定性系统的稳定性 第一类稳定性是指当外界变化不致使系统发生第一类稳定性是指当外界变化不致使系统发生

13、显著变化显著变化 ；第二类稳定性是指当系统所受到干；第二类稳定性是指当系统所受到干扰偏离正常的状态时，在干扰消失后自动恢复扰偏离正常的状态时，在干扰消失后自动恢复其正常状态其正常状态 闸犬墅翟迂镶邮娥子泅她井忠睦耿凰娜渔记坚领懦傣蜕钱桓猛蔓赏翻蚂简第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第14页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 二、信息论二、信息论(information theory) 1信息论的产生与发展信息论的产生与发展 信信息息论论的的研研究究始始于于1948年年申申农农在在贝贝尔尔系系统统技技术术杂杂志志上上发发表表的的著著名名长长篇篇论论文文通通信信的的数数

14、学学理理论论,及及1949年年发发表表的的续续篇篇噪声下的通信标志信息论的产生。噪声下的通信标志信息论的产生。 涣匪魄抛呼皿卤饱惜桐庭芝左愁赴观棉澡秃硬氢字自奶廉侥捕捣凯密间京第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第15页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 2信息论的定义信息论的定义 信信息息论论是是利利用用数数学学方方法法研研究究信信息息传传输输和和信信息息处处理理一一般般规规律律的的一一门门科科学学，是是现现代代通通信信科科学学技技术术、现现代代计计算算机机技技术术的的理理论论基石之一。基石之一。黍快汉家吩氓擦财儡卡疡殴呸举细殷锦宅枫钒秧芬通伐敞羔交红辑黑凿往第二章

15、 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第16页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础 信息的特点信息的特点（1）信息源于运动，无运动则无信息；）信息源于运动，无运动则无信息；（2）信信息息可可以以被被感感知知、处处理理和和利利用用，其其符符合人们认识事物的规律；合人们认识事物的规律；（3）信信息息具具有有知知识识秉秉性性，它它能能用用以以消消除除人人们们对对事事物物运运动动状状态态或或存存在在方方式式的的认认识识上上的不确定性。的不确定性。僳贪盔镐链骸剩氖每匿北纽僧笑磷韩撤熏尽石椅弓惫到阮地发孕侈鸥弹或第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第17页页第一节系统工程的学科基

16、础第一节系统工程的学科基础 信息信息的特点的特点（4）信息依赖于物质而存在并在物质上传）信息依赖于物质而存在并在物质上传递、存储；递、存储；（5）信息的使用价值具有相对性；）信息的使用价值具有相对性；（6）信息具有时效性；）信息具有时效性；（7）信息不守恒。）信息不守恒。债陨菲餐拭颜掌蹦靶纶拎渊嚼变缕颁放肤姐创无燥独轻砂观肃篮癸仇韭昂第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第18页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础三、一般系统论三、一般系统论1.一般系统论的产生一般系统论的产生美籍奥地利生物学家冯美籍奥地利生物学家冯.贝朗菲在贝朗菲在1945年年关于一般系统论的发表，成为

17、系统关于一般系统论的发表，成为系统论的形成和发展。论的形成和发展。 浆居府苯扛谊唯浴瘟辰镀把嘱市群哑瘦氓证挛跌顾熊寞诈尝衡殆答蔷糜爽第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第19页页第一节系统工程的学科基础第一节系统工程的学科基础2.一般系统论的特点一般系统论的特点 (1)系统整体性；系统整体性；(2)系统开放性；系统开放性；(3)系统的动态相关性；系统的动态相关性；(4)系统的层次等级性系统的层次等级性;(5)系统的有序性系统的有序性.浪但球变淤抖吨死肯埔讽碟庞宅庐字公泵钠僻材颠朋弦斗轧织肇疾匹增烘第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第20页页第二节第二节 西方系统工程方法论

18、的西方系统工程方法论的发展发展 系统工程方法论：系统工程方法论：系统工程的方法论是系统工程应用的基系统工程的方法论是系统工程应用的基础和关键所在，系统工程处理问题的独础和关键所在，系统工程处理问题的独特方法论是系统工程区别于其它各门科特方法论是系统工程区别于其它各门科学的基本特征之一，系统工程处理问题学的基本特征之一，系统工程处理问题的最基本出发点是将所分析的对象作为的最基本出发点是将所分析的对象作为整体系统来考虑，这也是系统工程考虑整体系统来考虑，这也是系统工程考虑问题的基本思想和工作方法问题的基本思想和工作方法 戎抓爬瑶招蚂送肋吻值埂嫂端本蜒诞磁产藻绊厉蔡谁责析恍榨馁阵缨谎度第二章 系统工

19、程方法论第二章 系统工程方法论第第21页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 系统工程与传统方法的区别：系统工程与传统方法的区别：系统工程实质上是方法论的科学，它的目标是系统工程实质上是方法论的科学，它的目标是通过什么样的方法可使系统达到最优，而方法通过什么样的方法可使系统达到最优，而方法论是把设想付诸实现的过程。传统方法解决问论是把设想付诸实现的过程。传统方法解决问题的目标往往是单一的，比如设计一个产品或题的目标往往是单一的，比如设计一个产品或只强调成本低或只强调性能高，而系统工程对只强调成本低或只强调性能高，而系统工程对目标的考虑需要从系统运行的全过程即时间方目

20、标的考虑需要从系统运行的全过程即时间方面以及在每个阶段中处理问题的特殊思维过程面以及在每个阶段中处理问题的特殊思维过程即逻辑方面，并综合运用各种专业知识即知识即逻辑方面，并综合运用各种专业知识即知识方面来综合考虑。方面来综合考虑。赣恼挂仕融润佰厌坍骤笼际座巫馅崇伐箩邯兼钢肆娠盖紫铅园碌恭聘唯盛第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第22页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 系统工程方法论是指在更高层次上，指导系统工程方法论是指在更高层次上，指导人们正确应用系统工程的思想、方法和人们正确应用系统工程的思想、方法和各种准则去处理问题，由于系统工程是各种准则去处

21、理问题，由于系统工程是一类包括许多门工程技术的一大工程技一类包括许多门工程技术的一大工程技术门类，而且是高度综合的实用性很强术门类，而且是高度综合的实用性很强的技术，因此，在系统工程的研究中逐的技术，因此，在系统工程的研究中逐渐形成了一套处理问题的基本方法过程渐形成了一套处理问题的基本方法过程（基本框架结构），这就是从系统的观（基本框架结构），这就是从系统的观点出发，采用系统分析的方法来分析和点出发，采用系统分析的方法来分析和解决各种问题。解决各种问题。酿他动磊训企稽邪下群挨癣贫麓纽赚赃央捣诡待羔荣怨号虑履巴班盔顺抽第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第23页页第二节第二节 西方系统

22、工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 一、一、1969 年，年，Hall 率先提出了基于时间率先提出了基于时间维、逻辑维、知识维的三维结构维、逻辑维、知识维的三维结构 腆政转拍流羊戍柒昨企常赘脸烃甄系遏套页科病宵凿子逐梧垒免余抨空玲第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第24页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 逻辑维知识维时间维谷周怠罢撮叮携奎即债戎视事贤丫调运鲁杉锤觉烩更署蝗任壶哆稳诅冈屉第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第25页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 1、时间维、时间维 (1)规划阶段规划阶段

23、 ：主要是按照设计要求提出系统：主要是按照设计要求提出系统目标，制定规划和政策。目标，制定规划和政策。(2)拟定阶段：完成的任务是提出具体的方案，拟定阶段：完成的任务是提出具体的方案，进行系统的初步设计。进行系统的初步设计。(3)分析阶段：对所设计的方案进行分析、比分析阶段：对所设计的方案进行分析、比较。较。(4)运筹阶段：方案的综合选优，确定最优实运筹阶段：方案的综合选优，确定最优实施方案。施方案。煞疵檀剑翅吴畸监所飞溯庶魂炼伎鳖废昌医掸迟恐锻快醇春净逮钱橱为惕第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第26页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 (5)实施阶

24、段：系统的设计、安装及调试实施阶段：系统的设计、安装及调试等。等。(6)运行阶段：按照系统预定的用途工作。运行阶段：按照系统预定的用途工作。(7)更新阶段：按系统要求实施，取消旧更新阶段：按系统要求实施，取消旧系统，代之以新系统，对系统改进。系统，代之以新系统，对系统改进。究思捞韦蜡薪毡坤糯气杠阀犹阿银孽屋陈邻良倒措勾疏嘛末址峰帝历骆吠第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第27页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 以三峡工程作为案例：以三峡工程作为案例： 第一阶段：第一阶段： 1919年孙中山的建国方略；年孙中山的建国方略；1944年年5月的萨凡奇计划；

25、月的萨凡奇计划； 肾萍肠区喂消牌燕懈脾郎昭撩割肝哑耻独拭饲关坚露峰襄党钒膊郑雁谚图第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第28页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 以三峡工程作为案例：以三峡工程作为案例： 第二阶段解决四个方面问题：第二阶段解决四个方面问题：目标进行分解和量化；目标进行分解和量化；提出实现目标的具体的方案；提出实现目标的具体的方案；实实现现技技术术、经经济济和和社社会会方方面面、环环境境方方面面的保障；的保障；根根据据具具体体方方案案，对对工工程程成成本本费费用用和和效效益益提出更加详细的计算。提出更加详细的计算。琅遇瓜笔飘晤锤驳废蓖捷个泣

26、聚凝莆遥骇郊眉题丧蓝层舟爬坦贞俘焦灯宰第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第29页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 第三阶段：第三阶段：1958年到年到1993年年10月月 提出实施该系统的详细的研制方案；提出实施该系统的详细的研制方案；提提出出详详细细的的实实施施（生生产产或或施施工工，包包括括往往后各阶段）计划；后各阶段）计划；提出可供施工的蓝图。提出可供施工的蓝图。 腔蜘座郁拌屋隘牧赃术露钨澄勇侄督夕卢糊忘洼禁媒危漫咎停戳拿靶匆贞第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第30页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展

27、 第四阶段：第四阶段：根根据据系系统统研研制制阶阶段段所所提提出出的的方方案案和和生生产产计计划划，生生产产出出系系统统的的零零部部件件和和所所有有的的设设备和装置；备和装置；提出系统的安装计划；提出系统的安装计划；完成大坝以及全部水工结构的建筑；完成大坝以及全部水工结构的建筑；提出未来的安装计划；提出未来的安装计划；安置库区移民。安置库区移民。 翘寅伺橱蔗额造搓舔欲逾歧窄囚椎掖淘荆另建陨纽医龄旱戏牲吁垣霸铣浙第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第31页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 第五、六、七阶段：安装、运行、更新。第五、六、七阶段：安装、运行、

28、更新。 喧戳哩爵撵菜断榆梭如鳞奇释悼想汇妙滚珐徊阴甜允颓钙姻浅撼磕他证冲第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第32页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 2.逻辑维逻辑维（1）明确问题：了解问题所处的环境，）明确问题：了解问题所处的环境，收集有关的数据和资料，主要目的是弄收集有关的数据和资料，主要目的是弄清问题。清问题。（2）系统指标设计：确定所要解决问题）系统指标设计：确定所要解决问题的目标和相应的评价准则。的目标和相应的评价准则。竖年岳信鞋僵供许寇耽歌瞒喀楞傅箭榆源众娱裸路闸拖胶沫走捧米匡斋蹲第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第33页页第二

29、节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 （3）系统方案综合：为实现预期目标，）系统方案综合：为实现预期目标，拟定所需采取的策略和应选择的方案。拟定所需采取的策略和应选择的方案。（4）系统分析：深入了解所提出的政策）系统分析：深入了解所提出的政策措施和解决方法，分析这些措施方法在措施和解决方法，分析这些措施方法在实施中的预期效果。实施中的预期效果。新岗汾殃吐判坏茁荐岿瘫安尝膛功崖鹏磷协笺伶扣叮裙取蘑投榆剑陌铀凄第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第34页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 （5）系统方案的优化与选择：用数学规）系统方案的

30、优化与选择：用数学规划等定量的优化方法去判别各种方案的划等定量的优化方法去判别各种方案的优劣，以进行方案选择。优劣，以进行方案选择。（6）决策：以指标体系为评价准则，在）决策：以指标体系为评价准则，在考虑决策者的偏好等基础上，选择最优考虑决策者的偏好等基础上，选择最优方案。方案。（7）实施计划：按决策结果制定实施方）实施计划：按决策结果制定实施方案和计划。案和计划。牟制掀遣青柠吓宝浪隙蓬删办龟券旋蜂袋泊麓晾捆眺邀咨问世滇妻例峨剖第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第35页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 3.知识维知识维知识维是指各工作步骤所需的各门专

31、业知识维是指各工作步骤所需的各门专业知识，由于系统工程是个综合性的交叉知识，由于系统工程是个综合性的交叉学科，在上述各阶段中，执行任何一步学科，在上述各阶段中，执行任何一步都会涉及多种专业技术，如社会科学、都会涉及多种专业技术，如社会科学、工程技术、法律、商业、医药、艺术等工程技术、法律、商业、医药、艺术等等。等。矣熄互俺自洗恐迁只席棵拣侨榔形避锡繁佃塌抡篓砒积簿绑叭毕跟民少肯第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第36页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 二、二、1972 年，年，Hill 和和 Warfeild 为克服约为克服约束条件复杂的多目标大系统

32、组织方面的束条件复杂的多目标大系统组织方面的困难，在困难，在Hall 三维结构的基础上提出了三维结构的基础上提出了统一规划法。其实质是对统一规划法。其实质是对 Hall 活动矩阵活动矩阵中规划阶段的具体展开，利用它可以较中规划阶段的具体展开，利用它可以较好实现对大型复杂系统的全面规划和总好实现对大型复杂系统的全面规划和总体安排。体安排。 虐寥救殖秋孙远驾瞪轿掳壤浙直侯捡尔拍皿容绢槐痛渠神痛忽泵弄眠玛臻第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第37页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 三、三、20 世纪世纪 70 年代，系统工程开始逐步应用年代，系统工程开始逐

33、步应用于社会、经济系统问题的研究，由于涉及的因于社会、经济系统问题的研究，由于涉及的因素相当复杂且很多难以进行定量分析，素相当复杂且很多难以进行定量分析，Hall 三三维结构此时已不再适用。为了适应发展的需要，维结构此时已不再适用。为了适应发展的需要，Checkland 提出了软系统工程方法论。与提出了软系统工程方法论。与 Hall 三维结构不同，三维结构不同，Checkland 方法论的核心不是方法论的核心不是最优化而是比较或学习，即从模型和现状的比最优化而是比较或学习，即从模型和现状的比较中来学习改善现状的途径。较中来学习改善现状的途径。Checkland 方法方法论是论是 Hall方法论

34、的扩展。方法论的扩展。 娘塌索陡秀摧邮儒蝶徘倡雀毡雅岿纷有属袍间涛吭夏锚苗畔挂是股靶抽洋第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第38页页Checkland 方法论流程方法论流程 阐明问题谋划备选方案建 模和 预计 后果评比备选方案预 测未 来环境申挞轿蝴檬弄居瓶蚁察翰拌泣沟滩验石旬圆搪泄河桓梯瘁献呼彩销履功杭第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第39页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 良结构系统：良结构系统：偏重工程、机理明显的物理型的偏重工程、机理明显的物理型的硬系统，可以用较明显的数学模型描述，有较硬系统，可以用较明显的数学模型描述，有较现

35、成的定量方法可以计算出系统的行为和最佳现成的定量方法可以计算出系统的行为和最佳结果。结果。 不不良良结结构构系系统统：偏偏重重社社会会、机机理理尚尚不不清清楚楚的的生生物物型型的的软软系系统统，较较难难用用数数学学模模型型描描述述，往往往往只只能能用用半半定定量量、半半定定性性的的方方法法来来处处理理。(专专家家调调查查法法Delphi、情情景景分分析析法法scenario、冲冲突突分分析析法法conflict analysis)旁文箱感熟腾挺抡随虞泪铰迅施软声裳案全缄皮咽笑税炙辛哟吗盖乓勃羽第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第40页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程

36、方法论的发展发展 系统工程的软科学性是从系统工程的应用成果方系统工程的软科学性是从系统工程的应用成果方面分析的，由于系统工程处理的对象主要是信息面分析的，由于系统工程处理的对象主要是信息，目的主要是对问题的分析，以便获得解决问题，目的主要是对问题的分析，以便获得解决问题的最优方案，供决策者决策使用。系统工程的软的最优方案，供决策者决策使用。系统工程的软科学性也可由其定义看出，它是一种方法论的科科学性也可由其定义看出，它是一种方法论的科学，寻求的是系统目标综合最优的实施方案，然学，寻求的是系统目标综合最优的实施方案，然而这一方案需要有决策者的支持，否则将失去意而这一方案需要有决策者的支持，否则将

37、失去意义，这也是系统工程与传统方法的最根本区别。义，这也是系统工程与传统方法的最根本区别。堕状钡兆阔趁阳抨菩疮缀采北贝齐褪怠亥程磋亩砧传翱诣衷租阳陶夫锋佰第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第41页页第二节第二节 西方系统工程方法论的西方系统工程方法论的发展发展 软科学性所表现出的特点：软科学性所表现出的特点：所所要要研研究究的的问问题题没没有有限限制制，但但以以人人和和社社会会问问题题为为主主，且且将将问问题题作作为为系系统统对对待待的的意识较强；意识较强；所所要要处处理理的的问问题题多多数数是是带带有有政政策策性性的的，同同时时多多半半带带有有探探讨讨未未来来的的性性质质，所所以

38、以十十分关心未来的不定因素；分关心未来的不定因素； 枯革任酞柯砷炯鉴朵巾驯虑杜揭桓情附刻影四柴盾敞徘狗颂看洗讽朔当协第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第42页页软科学性所表现出的特点软科学性所表现出的特点所要处理的问题包括了大量事实上不明确的东所要处理的问题包括了大量事实上不明确的东西；因此在分析中，不仅要重视客观上可定量西；因此在分析中，不仅要重视客观上可定量化的问题，同时还要了解直观性和含糊不清之化的问题，同时还要了解直观性和含糊不清之处；处； 从从发发现现问问题题到到最最后后实实施施解解决决方方案案的的这这一一期期间间，多多数数情情况况下下要要充充分分利利用用模模型型。但但是

39、是，所所关关心心的的不不是是“是是否否精精确确”，而而是是该该模模型型是是否否与与目目标标相相符，是否有用；符，是否有用； 象匹择薄胞锡邦绩银互偏劲谋骇锰贵保掖盼媚丰潦马仿觅康娱寝挠喷屈耪第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第43页页软科学性所表现出的特点软科学性所表现出的特点软科学所处理的问题跨学科的性质软科学所处理的问题跨学科的性质很强。为了能解决问题，应积极利很强。为了能解决问题，应积极利用现有社会科学与自然科学的成果，用现有社会科学与自然科学的成果，而且要求有关专家在广泛的领域而且要求有关专家在广泛的领域内进行合作。内进行合作。 硬洱誊钢现渭阅辕死举令跋枝契游正契比愉仰沉峦蛰

40、阀学硅阻溅愤稗步司第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第44页页第三节系统分析原理及应用第三节系统分析原理及应用 一、系统分析的概念及其要素一、系统分析的概念及其要素1.系统分析的定义系统分析的定义 系系统统工工程程方方法法论论的的基基础础是是系系统统分分析析技技术术，系系统统分析是完成系统工程问题的中心环节分析是完成系统工程问题的中心环节。广广义义的的概概念念认认为为系系统统分分析析就就是是系系统统工工程程，系系统统分析是系统工程的同义词。分析是系统工程的同义词。狭狭义义的的概概念念认认为为系系统统分分析析是是系系统统工工程程的的一一项项优优化化技技术术，是是系系统统工工程程在在非

41、非结结构构化化问问题题决决策策中中的的具体应用。具体应用。 帝涕庚嘘疟学耿戒府蔼转醒愧顺寿淄签鸭暗烬褒抖星麦斤歉趴耍谐敬慧调第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第45页页一一.系统分析的概念及其要系统分析的概念及其要素素 系统分析的目的是在于分析系统内部与系统分析的目的是在于分析系统内部与系统环境之间、系统内部各要素之间的系统环境之间、系统内部各要素之间的相互依赖、相互制约、相互促进的复杂相互依赖、相互制约、相互促进的复杂关系，分析系统要素的层次结构关系及关系，分析系统要素的层次结构关系及其对系统功能和目标的影响，通过建立其对系统功能和目标的影响，通过建立系统的分析模型使系统各要素及

42、其与环系统的分析模型使系统各要素及其与环境之间的协调达到最佳状态，最终为系境之间的协调达到最佳状态，最终为系统决策提供依据。统决策提供依据。 防茂顶她希场重恕祈翼辩指款妙耶伺讯毕越毯地滦贯泊穆晌尉由糠瘟乞缔第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第46页页一一.系统分析的概念及其要系统分析的概念及其要素素 2 2、系统分析的要素、系统分析的要素系统分析有六个基本要素：系统分析有六个基本要素：（1 1）问问题题。一一方方面面，问问题题代代表表研研究究的的对对象象，另另一一方方面面，问问题题表表示示现现实实状状况况（现现实实系系统统）与与希希望望状状况况（目目标标系系统统）的的偏偏差。差。（

43、2 2）目目的的及及目目标标。目目的的是是对对系系统统的的总总要要求，目标是系统目的的具体化。求，目标是系统目的的具体化。（3 3）方方案案。方方案案即即达达到到目目的的及及目目标标的的途途径。径。 解跺懦彻簇耸皇般魏较某梢桔脆怕坦蚂对帕式耗堪伤跌攻羌跑懂曹盔城嚏第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第47页页一一.系统分析的概念及其要系统分析的概念及其要素素（4 4）模型。模型是由说明系统本质的主）模型。模型是由说明系统本质的主要因素及其相互关系构成的。要因素及其相互关系构成的。（5 5）评评价价。评评价价即即评评定定不不同同方方案案对对系系统统目的达到程度。目的达到程度。（6 6）

44、决决策策者者。决决策策者者作作为为系系统统问问题题中中的的利利益益主主体体和和行行为为主主体体，在在系系统统分分析析中中是是一个不容忽视的重要因素。一个不容忽视的重要因素。 尤滋惶非龋宫型贼貌列稳填桑悯宙格售淮罗书页搜溃钾托脉值咨贪压缀馏第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第48页页二、二、 系统分析流程系统分析流程 阐明问题谋划备选方案建 模和 预计 后果评比备选方案预 测未 来环境忻鲁封李胚芍痛累挑短唤邮身慕信现挽摔片坤驰拷粕滔偷篇待茄垄颇帆碍第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第49页页（1 1）阐明问题）阐明问题问题的性质和范围：问题的性质和范围： 问题剖析报告：问

45、题的结构、过程和势问题剖析报告：问题的结构、过程和势态态 问题的目标：问题的目标： 目标的层次性；目标的层次性； 目标的冲突性目标的冲突性缨轩哪沧铆窟肇哟础曝厌凌覆朴疲腰确老乳茁洱叁洒囚德罕迫即圈叹幸八第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第50页页（1 1）阐明问题）阐明问题环境和条件环境和条件 评价指标评价指标 合理性合理性 层次性层次性收集和分析资料收集和分析资料磺册赌抢安榴菜都轻康芜啦盏诱编栖职檀阴涕硒睹咨蛋陨态奠粟醉旺氓焕第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第51页页（1 1）阐明问题）阐明问题阶段结果报告：阶段结果报告：问题的由来与背景；重问题的由来与背景；重要性

46、；可能采取行动的组织和个人；利要性；可能采取行动的组织和个人；利益相关的组织和个人；目标、评价指标、益相关的组织和个人；目标、评价指标、约束条件、备选方案的初步描述、建议约束条件、备选方案的初步描述、建议等。等。 阐明问题阶段约占系统分析全过程的时阐明问题阶段约占系统分析全过程的时间的间的20%-25%20%-25%。褥郁往棱舟骂盲肺层授质谋锚浮惰恒娠尾聘聋埃缎津代使与苦颈汇垒颓糯第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第52页页（2）谋划备选方案谋划备选方案方案的提出方案的提出 “集体创造集体创造”法法 或或“头脑风暴法头脑风暴法” ” “缺点、希望点缺点、希望点”列举法列举法 特性穷

47、举法特性穷举法 方案的筛选方案的筛选 强状性（稳定性）强状性（稳定性） 适应性适应性 可靠性可靠性 现实性现实性 （可操作性）（可操作性）剧愤弧皂烩萨弧掩赘锦彝键伦玉殃官鸣地怂蔬涧拟彩蛹与侍曹襟恋枫处窒第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第53页页（3 3）预测未来环境）预测未来环境情景分析法情景分析法 ：情景分析法对于每种备选情景分析法对于每种备选方案都确定几组未来实施环境的特征和方案都确定几组未来实施环境的特征和条件，如按条件，如按“乐观乐观”、“正常正常”和和“悲悲观观”的环境；也可按出现可能性大、正的环境；也可按出现可能性大、正常和特殊的环境等进行预测。常和特殊的环境等进行预

48、测。漫亮腋沼柔旗舟樱腾驻佃篷群端蝴苹尝恭坝鳞耀遗骋皂及跋缠俱仑妥澄惠第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第54页页（4 4）建模和预计后果）建模和预计后果每种方案实施后都相应有一系列后果，每种方案实施后都相应有一系列后果，因此本阶段的首要工作便是确定应该预因此本阶段的首要工作便是确定应该预计哪些后果？其中哪些最重要？选定后计哪些后果？其中哪些最重要？选定后果项目后，便可着手建立一个或多个模果项目后，便可着手建立一个或多个模型预计行动和后果指标之间的关系。型预计行动和后果指标之间的关系。 系统分析的主要模型有图形模型、分析系统分析的主要模型有图形模型、分析模型、仿真模型、博弈模型和判断

49、模型。模型、仿真模型、博弈模型和判断模型。岛铁款鞍仿发盈唯纠旦枝赴裳惹橡拍讯喉喧老碉笺土芯羞歌匠帅苍俭岗靠第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第55页页（5 5）评比备选方案）评比备选方案各种备选方案在不同情景下的后果估计各种备选方案在不同情景下的后果估计出来之后，便可着手方案评比，方案评出来之后，便可着手方案评比，方案评比便是依据所建立的评价指标对各方案比便是依据所建立的评价指标对各方案可能取得的效果进行评价，并按其评价可能取得的效果进行评价，并按其评价结果进行排序。结果进行排序。 系统评价的主要方法有关联矩阵法、费系统评价的主要方法有关联矩阵法、费用效益分析法、层次分析法及模糊评

50、价用效益分析法、层次分析法及模糊评价法等许多种评价方法，这在后面的系统法等许多种评价方法，这在后面的系统评价中将作专门介绍。评价中将作专门介绍。秧愤愈呵暂宅托澜私黔砷陛挪魏捎挥漫峪动莉理雁赫皆怠拂案甩嫌淬俘文第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第56页页（6 6）系统工程分析报告）系统工程分析报告简略报告简略报告主题报告主题报告技术报告技术报告厩舒认涤渝添站傀训弟久拇碱帝便嗜菜攫淤哲逸被朋低冬尹熏炳犹领窖谋第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第57页页三三. 系统分析方法及其适用范系统分析方法及其适用范围围 系统分析方法的本质系统分析方法的本质 （1）系系统统分分析析方方法

51、法是是用用科科学学方方法法解解决决复复杂问题的一种技术杂问题的一种技术. .（2）它的注意力集中在分析和设计与其成）它的注意力集中在分析和设计与其成分或部分迥然不同的分或部分迥然不同的整体整体. . 它坚持它坚持全面全面地地看问题看问题, , 考虑问题的所有侧面和一切考虑问题的所有侧面和一切可变因素可变因素, , 并把问题的社会方面和技术并把问题的社会方面和技术方面联系起来方面联系起来. . 步瓮衷捶恍武椒巳肃瞒砚气谅秩冬宦雕付崔馁佰肆揪瘦息脆弊矫皖辟轻帛第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第58页页三三. 系统分析方法及其适用范系统分析方法及其适用范围围 （3）系统分析方法）系统分

52、析方法, ,即系统思想即系统思想, ,必须使整必须使整个系统达到最优化个系统达到最优化, , 而不是使系统的而不是使系统的各各部分分别优化部分分别优化( (次优化次优化).). 盖莆碧唬厄源岸乾炭僧佰颊酿眉弱翱朴碟捅瓤台谋谁鞠壶院摈地尝直筑拦第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第59页页三三. 系统分析方法及其适用范系统分析方法及其适用范围围 系统分析方法的价值在于系统分析方法的价值在于: : （1）能能把把常常识识性性思思想想汇汇集集起起来来, ,协协调调一一致致, ,集中解决复杂环境下的复杂问题集中解决复杂环境下的复杂问题. . （2）系统方法本身并不为你解决具体问）系统方法本身

53、并不为你解决具体问题题, ,只有综合运用各相关学科的知识才能只有综合运用各相关学科的知识才能解决问题解决问题. . 抑释驰恳炭柳喘夷摸贬扮卉坑忆甘惧史将迈扣拍棋玫满地他宙邯唬痴芜己第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第60页页三三. 系统分析方法及其适用范系统分析方法及其适用范围围系统分析方法适用于系统分析方法适用于: : （1 1）目标明确）目标明确, , 所要求的科学技术足够成所要求的科学技术足够成熟的问题熟的问题 。肘后需宰热帝氛当蝉欺推硒侄惺叙音布戊肇蹬尸疽禽藻遇抿翅耪樟载仗舞第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第61页页三三. 系统分析方法及其适用范系统分析方法及

54、其适用范围围成功运用系统分析方法的其它条件：成功运用系统分析方法的其它条件： （1 1） 适当的研究范围适当的研究范围 过大、过小都过大、过小都不行；不行；（2）技术问题和非技术问题的密切配合；）技术问题和非技术问题的密切配合；社社会会伦伦理理道道德德方方面面的的考考虑虑; 向向有有关关领领导导推推销计划的重要性销计划的重要性 。（3）合适的技术队伍）合适的技术队伍 聘契侠刮尾折备嚼缉砌君夏未屹嗽麓举至尝照塔傣亡培白火责雷虏地萝写第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论第第62页页三三. 系统分析方法及其适用范系统分析方法及其适用范围围系统分析与系统工程未能在社会系统中系统分析与系统工程未能在社会系统中取得重大成功的原因取得重大成功的原因 ： （1 1）很难把社会系统的目标阐述清楚很难把社会系统的目标阐述清楚 ；（2）软科学不够成熟）软科学不够成熟 。玩荷积辜叠孤郁神食仟悔谎改吁勇偿孵贰瑟浚烬索去苏呕院扁宅羚滚沉离第二章 系统工程方法论第二章 系统工程方法论