系统工程课件：LEC01_概述

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1、系统工程讲义系统工程讲义教材 吴吴祈祈宗宗主主编编. . 系系统统工工程程. . 北北京京理理工工大大学出版社学出版社. . 参考书参考书王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，2006汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，2003白思俊等，系统工程，电子工业出版社，白思俊等，系统工程，电子工业出版社，2006陈宏民等，系统工程导论，高等教育出版社，陈宏民等，系统工程导论，高等教育出版社，2006孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，2004谭跃进等，系统工程原理谭跃进等，系统工

2、程原理 ，国防科大出版社，国防科大出版社，1999吕吕永永波波，胡胡天天军军，雷雷黎黎 主主编编. 系系统统工工程程. 北北方方交交通通大大学出版社学出版社. 2003（2006，清华），清华）梁梁军军、赵赵勇勇主主编编. 系系统统工工程程导导论论，化化学学工工业业出出版版社社.2010课程学习目的、要求通过课程学习，掌握系统工程方法论，能通过课程学习，掌握系统工程方法论，能用系统的观点分析问题，并掌握系统工程用系统的观点分析问题，并掌握系统工程分析解决问题的基本概念、基本原理和基分析解决问题的基本概念、基本原理和基本方法，初步具有运用系统建模、系统分本方法，初步具有运用系统建模、系统分析、系

3、统预测、系统评价、系统决策等系析、系统预测、系统评价、系统决策等系统工程方法分析解决实际问题的能力。统工程方法分析解决实际问题的能力。1 概述概述系统工程是一门新兴交叉学科系统工程是一门新兴交叉学科系统工程是一门实用性很强的工程技术系统工程是一门实用性很强的工程技术研究对象：大型复杂的人工系统和复合系研究对象：大型复杂的人工系统和复合系统统内容：组织协调系统内部各要素的活动，内容：组织协调系统内部各要素的活动，使各要素为实现整体目标发挥适当作用使各要素为实现整体目标发挥适当作用目的：实现系统整体目标最优化目的：实现系统整体目标最优化1 概述概述1.1 关于系统关于系统(系统的概念系统的概念)1

4、.2 系统工程系统工程1.3 系统工程的发展历史系统工程的发展历史 1.4 系统工程的应用领域系统工程的应用领域1.1 关于系统关于系统1.1.1 1.1.1 什么是系统什么是系统小规模系统：自动控制系统，企业生产经小规模系统：自动控制系统，企业生产经营管理系统营管理系统大规模系统：经济系统，环境系统，城市大规模系统：经济系统，环境系统，城市系统系统 1.1 关于系统关于系统现实世界中的一切事物都可以被看作系统，现实世界中的一切事物都可以被看作系统，即系统是一切事物的存在方式之一，因而即系统是一切事物的存在方式之一，因而可以用系统思想来考察、描述和分析事物。可以用系统思想来考察、描述和分析事物

5、。在自然界和人类社会中普遍存在着各种各在自然界和人类社会中普遍存在着各种各样的系统。样的系统。 对系统的定义有不同的描述对系统的定义有不同的描述. .尚无一般定尚无一般定义，大概有义，大概有40多种多种.1.1 关于系统关于系统钱学森院士对系统的描述性定义：钱学森院士对系统的描述性定义： 系系统统是是由由相相互互作作用用和和相相互互依依赖赖的的若若干干组组成成部部分分（元元素素）结结合合成成的的具具有有特特定定功功能能的的有有机机整整体体。记为记为 S = 其其中中 （Elements）为为系系统统 （Systems）中中所所有有元元 素素 构构 成成 的的 集集 合合 ， （ Relatio

6、nship） 为为 系系 统统 中所有关系的集合。中所有关系的集合。1.1 关于系统关于系统此定义指出了系统的三个基本特征此定义指出了系统的三个基本特征:系统是有若干元素（要素）组成的；系统是有若干元素（要素）组成的；这这些些元元素素之之间间存存在在着着相相互互影影响响、相相互互作作用用、相相互互依依赖赖的有机关系；的有机关系；由于元素间的相互作用，使系统作为一个整体，具有由于元素间的相互作用，使系统作为一个整体，具有特定的功能。特定的功能。例:一枚导弹基本上由四个部分组成:战斗部,发动机,控制系统,壳体;(不止一个组成部分)各个组成部分之间存在着种种联系或作用,如电气方面的或机械方面的,等等

7、;导弹总体也会对各个组成部分提出相应的要求.作为一个整体,导弹可以打击一定距离范围内的目标;导弹的射程、精度等指标是作为一个整体才具有的。1.1 关于系统关于系统美国的美国的韦氏（韦氏（Webster）大辞典）大辞典：“有组织的或被组织化的整体；结合着的整体所形有组织的或被组织化的整体；结合着的整体所形成的各种概念和原理的结合；由有规则的相互作成的各种概念和原理的结合；由有规则的相互作用、相互依赖的形式组成的诸要素集合。用、相互依赖的形式组成的诸要素集合。”日本的日本的JIS（日本工业标准）中：（日本工业标准）中：“许多组成要素保持有机的秩序向同一目的的行动许多组成要素保持有机的秩序向同一目的

8、的行动的集合体。的集合体。”1.1 关于系统关于系统前苏联大百科全书中：前苏联大百科全书中：“一些在相互关联与联系之下的要素组成的一些在相互关联与联系之下的要素组成的集合，形成了一定的整体性、统一性。集合，形成了一定的整体性、统一性。”中国大百科全书中国大百科全书自动控制与系统工程自动控制与系统工程：“由相互制约、相互作用的一些部分组成的由相互制约、相互作用的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。具有某种功能的有机整体。”1.1 关于系统关于系统一般系统论的创始人贝塔朗菲（奥地利）一般系统论的创始人贝塔朗菲（奥地利）把系统定义为：相互作用的诸要素的综合把系统定义为：相互作用的诸要素的综合体。体

9、。 概括起来，可以把系统定义为：系统是由概括起来，可以把系统定义为：系统是由相互关联、相互制约、相互作用的若干部相互关联、相互制约、相互作用的若干部分（元素）组成的，具有特定功能的有机分（元素）组成的，具有特定功能的有机整体。整体。1.1 关于系统关于系统系统的本质：系统的本质：形成系统的诸要素的集合永远具有一定的特性，或者表现一定的行为；形成系统的诸要素的集合永远具有一定的特性，或者表现一定的行为；这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的；这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的；由由许许多多要要素素所所构构成成的的整整体体，但但从从系系统统功功能能来来看看，它它又又是是一一个个不不可可

10、分分割割的整体；的整体；如果硬要把一个系统分割开来，那么它将失去其原来的性质；如果硬要把一个系统分割开来，那么它将失去其原来的性质；在在物物质质世世界界中中，一一个个系系统统中中的的任任何何部部分分可可以以被被看看为为一一个个子子系系统统，而而每每一个系统又可成为一个更大规模系统中的一个部分一个系统又可成为一个更大规模系统中的一个部分.系统的构成系统的构成: 要素、结构、功能、要素、结构、功能、 行为、环境行为、环境要素：要素：构成系统的基本单元或部分。构成系统的基本单元或部分。结构：结构：系统内部各组成部分或要素之间在时间、系统内部各组成部分或要素之间在时间、空间等方面的有机联系、相互作用的

11、组织机构、空间等方面的有机联系、相互作用的组织机构、方式和秩序。方式和秩序。功能：指系统诸要素在一定结构下形成的效应。功能：指系统诸要素在一定结构下形成的效应。功能由结构所规定，并通过系统整体的运动表现功能由结构所规定，并通过系统整体的运动表现出来。出来。行为：指实现系统目标所进行的活动，也是系统行为：指实现系统目标所进行的活动，也是系统功能的外部表现。功能的外部表现。环境：环境：系统以外的其它与之有关的事物的集合就系统以外的其它与之有关的事物的集合就构成了系统的环境。构成了系统的环境。系统的环境一个系统之外的一切与它相关联的事物构成一个系统之外的一切与它相关联的事物构成的集合的集合系统与环境

12、之间的关系是系统的外部规定性系统与环境之间的关系是系统的外部规定性环境也是决定系统整体涌现性的重要因素环境也是决定系统整体涌现性的重要因素环境意识是系统思想的另一个基本点环境意识是系统思想的另一个基本点系统的边界系统的边界把系统与环境分开来的东西把系统与环境分开来的东西边界的存在是客观的边界的存在是客观的边界存在的相对性边界存在的相对性系统的行为系统的行为系统相对于环境所表现出来的任何变化行为属于系统自身的变化，是系统特性的表现，但又同环境有关，反映了环境对系统的作用或影响不同的系统有不同的行为，同一系统在不同情况下也有不同行为系统行为包括：维生，学习，适应，演化，自组织、平衡、非平衡、稳定、

13、动态等系统的功能系统的功能系统行为所引起的、有利于环境中某些事物乃至整个系统行为所引起的、有利于环境中某些事物乃至整个环境存续与发展的作用环境存续与发展的作用凡系统都有功能，功能具有整体特性凡系统都有功能，功能具有整体特性系统是由相互制约的各部分组成的具有一定功能的整系统是由相互制约的各部分组成的具有一定功能的整体体子系统的功能是指子系统对整系统存续发展所负责任、子系统的功能是指子系统对整系统存续发展所负责任、所作贡献所作贡献把功能子系统的划分及其相互关联方式称为系统的功把功能子系统的划分及其相互关联方式称为系统的功能结构能结构1.1 关于系统关于系统系统的六个基本特性系统的六个基本特性: 整

14、体性整体性 集合性集合性 层次性层次性 相关性相关性 目的性目的性 适应性适应性1.1 关于系统关于系统1.整体性整体性 系统是系统是由两个或两个以上由两个或两个以上的的可以相互区可以相互区别别的要素，按照作为系统所应具有的综合的要素，按照作为系统所应具有的综合整体性而构成的。系统整体性说明，具有整体性而构成的。系统整体性说明，具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关独立功能的系统要素以及要素间的相互关系根据系根据逻辑统一性逻辑统一性的要求，的要求，协商协商存在于系存在于系统整体之中。统整体之中。1.1 关于系统关于系统整体性又称总体性。系统的特性，必须从系统的总体来加以理解。这种总体的观念是

15、系统概念的精髓。系统的若干部分按照系统所应具有的整体性整合成为一个系统，就会产生整体具有而部分没有的东西，如整体的形态、整体的特性、整体的行为、整体的状态、整体的功能。1.1 关于系统关于系统任何一个要素不能离开整体去研究，要素之间的联系和作用也不能脱离整体任何一个要素不能离开整体去研究，要素之间的联系和作用也不能脱离整体去考虑。去考虑。系统不是各个要素的简单集合，否则它就不会具有作为整体的特定功能。系统不是各个要素的简单集合，否则它就不会具有作为整体的特定功能。而脱离了整体性，要素的机能和要素之间的作用便失去了原有的意义，研究而脱离了整体性，要素的机能和要素之间的作用便失去了原有的意义，研究

16、任何事物的单独部分不能得出有关整体性的结论。任何事物的单独部分不能得出有关整体性的结论。系统的构成要素和要素之间的机能、要素间的相互联系要服从系统整体的功系统的构成要素和要素之间的机能、要素间的相互联系要服从系统整体的功能和目的，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的能和目的，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。总和形成了系统整体的有机行为。在一个系统整体中，即使每个要素并不都很完善，但它们也可以协商、综合在一个系统整体中，即使每个要素并不都很完善，但它们也可以协商、综合成为具有良好功能的系统。相反，即使每个要素都是良好的，但

17、作为整体却成为具有良好功能的系统。相反，即使每个要素都是良好的，但作为整体却可能不具备某种良好的功能，也就不能称之为完善的系统。可能不具备某种良好的功能，也就不能称之为完善的系统。1.1 关于系统关于系统2.集合性集合性 集合的概念就是把集合的概念就是把具有某种属性具有某种属性的一些对象看成一个整体，的一些对象看成一个整体，从而形成一个从而形成一个集合集合。集合里的各个对象叫做集合的要素。集合里的各个对象叫做集合的要素（子集子集）。）。系统的集合性表明，系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要素所系统的集合性表明，系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要素所组成的。这些要素可以是具体的物质，也

18、可以是抽象的或非物质的软组成的。这些要素可以是具体的物质，也可以是抽象的或非物质的软件、组织等件、组织等。例如，一个计算机系统，一般都是由例如，一个计算机系统，一般都是由CPU、存储器、输入输出设备等硬件组成，、存储器、输入输出设备等硬件组成，同时还包含有操作系统、程序开发工具、数据库等软件，它们形成一个完整同时还包含有操作系统、程序开发工具、数据库等软件，它们形成一个完整的集合。的集合。1.1 关于系统关于系统3层次性层次性 系系统统作作为为一一个个相相互互作作用用的的诸诸要要素素的的总总体体来来看看，它它可可以以分分解解为为一一系系列列的的子子系系统统，并并存存在在一一定定的的层层次次结结

19、构构。这这是是系系统统空空间结构的一种形式。间结构的一种形式。在在系系统统层层次次结结构构中中表表述述了了在在不不同同层层次次子子系系统统之之间间的的从从属属关关系系或或相相互互作作用用的的关关系系。在在不不同同的的层层次次结结构构中中的的子子系系统统存存在在着着动动态态的的信信息息流流与与物物质质流流，它它们们一一起起构构成成了了系系统统的的整整体体运运动动特特性性，为为深深入入研研究究复复杂杂系系统统的的结结构构、功功能能和和有有效效地地进进行行控控制与调节提供了条件。制与调节提供了条件。 1.1 关于系统关于系统4. 相关性相关性 组组成成系系统统的的要要素素是是相相互互联联系系、相相互

20、互作作用用的的，相相关关性性说说明明这这些联系之间的些联系之间的特定关系和演变规律特定关系和演变规律。例例如如，城城市市是是一一个个大大系系统统，它它由由资资源源系系统统、市市政政系系统统、文文化化教教育育系系统统、医医疗疗卫卫生生系系统统、商商业业系系统统、工工业业系系统统、交交通通运运输输系系统统、邮邮电电通通讯讯系系统统等等相相互互联联系系的的部部分分组组成成，通通过过系系统统内内各各子子系系统统相相互互协协调调的的运运转转去去完完成成城城市市生生活活和和发发展展的的特特定定目目标标。各各子子系系统统之之间间具具有有密密切切的的关关系系，相相互互影影响响、相相互互制制约约、相相互互作作用

21、用，牵牵一一发发而而动动全全身身。要要求求系系统统内内的的各各个个子子系系统统根根据据整整体体目目标标，尽尽量量避避免免系系统统的的“内耗内耗”，提高系统整体运行的效果。，提高系统整体运行的效果。1.1 关于系统关于系统5.目的性目的性 通常系统都具有通常系统都具有某种目的某种目的。为达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而。为达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而这正是区别这一系统和那一系统的标志。系统的目的一般用更具体的目标来这正是区别这一系统和那一系统的标志。系统的目的一般用更具体的目标来体现。比较复杂的社会经济系统都具有不止一个目标。因此，需要用一个指体现。比较复杂的社会经济系统都具

22、有不止一个目标。因此，需要用一个指标体系来描述系统的目标。标体系来描述系统的目标。比如，衡量一个工业企业的经营业绩，不仅要考核它的产量、产值指标，而且要比如，衡量一个工业企业的经营业绩，不仅要考核它的产量、产值指标，而且要考核它的成本、利润和质量指标。在指标体系中的各个指标之间有时是相互考核它的成本、利润和质量指标。在指标体系中的各个指标之间有时是相互矛盾的，有时是互为消长的。为此，要从整体出发，力求获得全局最优的经矛盾的，有时是互为消长的。为此，要从整体出发，力求获得全局最优的经营效果，这就要求在矛盾的目标之间做好协调工作，寻求平衡或折衷方案。营效果，这就要求在矛盾的目标之间做好协调工作，寻

23、求平衡或折衷方案。为了实现系统的目的，系统必须具有控制、调节和管理的功能，管理的过程为了实现系统的目的，系统必须具有控制、调节和管理的功能，管理的过程也就是系统的有序化过程，使它进入与系统目的相适应的状态也就是系统的有序化过程，使它进入与系统目的相适应的状态1.1 关于系统关于系统6.适应性适应性 任何一个系统都存在于一定的任何一个系统都存在于一定的物质环境物质环境之中，因此，它必之中，因此，它必然要与外界然要与外界产生物质、能量和信息交换产生物质、能量和信息交换，外界环境的变化，外界环境的变化必然会引起必然会引起系统内部各要素的变化系统内部各要素的变化。不能适应环境变化的。不能适应环境变化的

24、系统是没有生命力的，只有能够经常与外界环境保持最优系统是没有生命力的，只有能够经常与外界环境保持最优适应状态的系统，才是具有不断发展势头的理想系统。适应状态的系统，才是具有不断发展势头的理想系统。例如，一个企业必须经常了解市场动态、同类企业的经营动向、有关行业的发展例如，一个企业必须经常了解市场动态、同类企业的经营动向、有关行业的发展动态和国内外市场的需求等环境的变化，在此基础上研究企业的经营策略，动态和国内外市场的需求等环境的变化，在此基础上研究企业的经营策略，调整企业的内部结构，以适应环境的变化。调整企业的内部结构，以适应环境的变化。例：随着研制技术的发展、竞争的加剧，导弹武器系统需要不断

25、地提高性能，更新换代。如精度指标，可靠性指标，机动性能，突防性能，等等。又如计算机，其性能越来越高。1.1 关于系统关于系统系统的分类系统的分类（1）自然系统、人造（工）系统 ：按按照照系系统统的的起起源源（自自然然属性）分属性）分自自然然系系统统：依据自然规律，不以人们意志为转移而形成的系统（由自然过程产生的系统）。如：天体系统、海洋系统、生态系统。有功能、无目的有功能、无目的 人人造造系系统统：按人们意志设计与实现的系统（为满足人类的某种需要，人为建立起来的系统）。如：通信系统、工程系统、仓库管理系统、图书管理系统。有功能、有目的有功能、有目的复复合合系系统统：自然系统和人造系统相结合而形

26、成的系统。如：环境保护系统、矿藏开发系统。1.1 关于系统关于系统（2 2）实体系统、概念系统：按物质属性分）实体系统、概念系统：按物质属性分实实体体系系统统：由物质实体（矿物、生物、机械、人群等）组成的系统。如机械系统、电力系统、人-机控制系统等概概念念系系统统：由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的非物质实体所构成的系统。如管理系统、教育系统、计划系统等（3 3）动态系统、静态系统：按运动属性分动态系统、静态系统：按运动属性分动动态态系系统统：状态随时间的推移不断发生变化的系统。如：化工生产系统。静静态态系系统统：状态不随时间的推移不断发生变化的系统，它是动态系统的一种极限状态（处

27、于稳定的系统）。如车间平面布置，封存的仪器和设备。1.1 关于系统关于系统（4）开开放放系系统统、封封闭闭系系统统 ：按系统与环境间的关系分开开放放系系统统：与环境发生物质、能量和信息交换的系统。如：生态系统、城市系统、工业生产系统等。封封闭闭系系统统：与环境有能量交换，但没有物质和信息交换的系统。如：密封的容器。孤孤立立系系统统：不与环境发生物质、能量交换的系统。如：保温的密封的容器（开水瓶）。 1.1 关于系统关于系统（5 5）简简单单系系统统、简简单单巨巨系系统统、复复杂杂巨巨系系统统 ：按系统结构复杂程度分简简单单系系统统：组成系统的子系统数量比较少，且子系统之间的关系比较简单的系统。

28、如一个工厂、一台设备等。简简单单巨巨系系统统：组成系统的子系统数量非常多、种类也比较多，但子系统之间的关系比较简单的系统。如激光系统等。复复杂杂巨巨系系统统：组成系统的子系统数量很多，具有层次结构，它们之间的关系极为复杂的系统。如生物体系统、星系系统、社会系统等。什么的复杂？什么是复杂性？，没有统一的概念。1.1 关于系统关于系统还有其它的分类方法：还有其它的分类方法：按系统结构分类：按系统结构分类： 集中系统、多级递阶系统、分散系统集中系统、多级递阶系统、分散系统按系统是否具有不定性进行分类：按系统是否具有不定性进行分类： 确定性系统、不确定性系统确定性系统、不确定性系统1.2 系统工程系统

29、工程1.2.1 什么的系统工程什么的系统工程 系统工程在系统科学的学科体系中属于工程技术层次，对系统工程至今没有统一的定义。钱学森钱学森院士院士（1978）指出：）指出： “系系统统工工程程是是组组织织管管理理系系统统的的规规划划、研研究究、设设计计、制制造造、试试验验和和使使用用的的科科学学方方法法，是是一一种种对对所所有系统都具有普遍意义的科学方法。有系统都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组织管理的技术”。系统工程是寻求系统工程是寻求“总体最优总体最优”的理论和方法。的理论和方法。(装备装备)系统工程定义系统工程定义美国军用标准美国军用标准MIL

30、- STD - 499A 定义：定义：“系统工程系统工程是将科学和工程技术的成就应用于：是将科学和工程技术的成就应用于： 通过运用定义、综合、分析、设计、试验和评通过运用定义、综合、分析、设计、试验和评价的反复迭代过程，将作战需求转变为一组系统价的反复迭代过程，将作战需求转变为一组系统性能参数和系统技术状态的描述；性能参数和系统技术状态的描述； 综合有关的技术参数，确保所有物理、功能和综合有关的技术参数，确保所有物理、功能和程序接口的兼容性，以便优化整个系统的定义和程序接口的兼容性，以便优化整个系统的定义和设计；设计； 将可靠性、维修性、安全性、生存性、人素工将可靠性、维修性、安全性、生存性、

31、人素工程和其它有关因素综合到整个工程工作之中，以程和其它有关因素综合到整个工程工作之中，以满足费用、进度、保障性和技术性能指标。满足费用、进度、保障性和技术性能指标。”技术与管理两个过程技术与管理两个过程系统工程既是一个技术过程，又是一个管系统工程既是一个技术过程，又是一个管理过程。为了成功地完成系统的研制，在理过程。为了成功地完成系统的研制，在整个系统寿命周期内，技术和管理两方面整个系统寿命周期内，技术和管理两方面都很重要。因此，美国防务系统管理学院都很重要。因此，美国防务系统管理学院把系统工程定义为把系统工程定义为 “ 是为了达到所有系是为了达到所有系统要素的优化平衡，控制整个系统研制工统

32、要素的优化平衡，控制整个系统研制工作的管理功能，把作战需求转变为一组系作的管理功能，把作战需求转变为一组系统参数的描述，并综合这些参数以优化整统参数的描述，并综合这些参数以优化整个系统效能的过程。个系统效能的过程。”军方强调管理过程军方强调管理过程系统工程内涵系统工程内涵 以研究大规模复杂系统为对象的一门以研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科交叉学科。把把自自然然科科学学和和社社会会科科学学的的某某些些思思想想、理理论论、方方法法、策策略略和和手手段段等等根根据据总总体体协协调调的的需需要要，有有机机地地联联系系起起来来，把把人人们们的的生生产、科研或经济活动有效地产、科研或经济活动有效地组

33、织起来组织起来应应用用定定量量分分析析和和定定性性分分析析相相结结合合的的方方法法和和计计算算机机等等技技术术工工具具，对对系系统统的的构构成成要要素素、组组成成结结构构、信信息息交交换换和和反反馈馈控控制制等等功功能进行分析、设计、制造和服务能进行分析、设计、制造和服务从从而而达达到到最最优优设设计计、最最优优控控制制和和最最优优管管理理的的目目的的，以以便便最最充充分分地地发发挥挥人人力力、物物力力的的潜潜力力，通通过过各各种种组组织织管管理理技技术术，使使局局部部和和整整体体之之间间的的关关系系协协调调配配合合，以以实实现现系系统统的的综综合合最最优优化化。1.2 系统工程系统工程研究对

34、象：研究对象：大型复杂的人工系统和复合系统。内容：内容：组织协调系统内部各要素的活动，使各要素为实现整体目标发挥适当作用。目的：目的：实现系统整体目标最优化。学学科科性性质质：是一门现代化的组织管理技术，是特殊的工程技术，是跨越许多学科的边缘科学。 系统工程特点系统工程特点研究思路的整体化：系统工程强调研究思研究思路的整体化：系统工程强调研究思路的整体化，就是既把所要研究的对象看路的整体化，就是既把所要研究的对象看成是一个系统整体，又把研究对象的过程成是一个系统整体，又把研究对象的过程看成是一个整体。看成是一个整体。系统工程特点系统工程特点应应用用方方法法的的综综合合化化：系系统统工工程程强强

35、调调综综合合运运用用各各个个学学科科和和各各个个技技术术领领域域内内所所获获得得的的成成就就和和方方法法，使使得各种方法相互配合，达到系统整体最优化。得各种方法相互配合，达到系统整体最优化。 系统工程特点系统工程特点组织管理上的科学化、现代化：系统工程研究思组织管理上的科学化、现代化：系统工程研究思路的整体化要求管理上的科学化，其应用方法综路的整体化要求管理上的科学化，其应用方法综合化要求管理上的现代化。合化要求管理上的现代化。 管理科学化是要按科学规律办事，包括对管理、管理科学化是要按科学规律办事，包括对管理、组织结构、体制和人员配备分析，工作环境布局、组织结构、体制和人员配备分析，工作环境

36、布局、程序步骤组织，以及工程进度计划与控制等问题程序步骤组织，以及工程进度计划与控制等问题的研究。的研究。 管理现代化是指符合事物发展的客观规律，符管理现代化是指符合事物发展的客观规律，符合自己国家需要，使用有效的最新管理理论、思合自己国家需要，使用有效的最新管理理论、思想、组织和方法手段，促进生产力的发展和生产想、组织和方法手段，促进生产力的发展和生产关系的改善。关系的改善。1.2 系统工程系统工程系统工程与其他各门工程技术一样，以改造客观世界、使系统工程与其他各门工程技术一样，以改造客观世界、使其符合人类需要为目的其符合人类需要为目的; ;都要从实际条件出发，运用基础都要从实际条件出发，运

37、用基础科学和技术科学的基本原理科学和技术科学的基本原理; ;都要考虑经济因素和经济效都要考虑经济因素和经济效益。益。系统工程是一门工程技术，系统工程是一门工程技术，系统工程的对象、任务、方法系统工程的对象、任务、方法以及从事系统工程活动所需要的知识结构，与传统工程技以及从事系统工程活动所需要的知识结构，与传统工程技术相比，有明显区别：术相比，有明显区别：1.2 系统工程系统工程概念不同：传统工程技术的概念不同：传统工程技术的“工程工程”概念是指把自然科学概念是指把自然科学的原理和方法应用于实践，可将它看成是制造的原理和方法应用于实践，可将它看成是制造“硬件硬件”的的工程；系统工程的工程；系统工

38、程的“工程工程”概念，是指不仅包含概念，是指不仅包含“硬件硬件”的设计与制造，而且还包含与设计和制造的设计与制造，而且还包含与设计和制造“硬件硬件”紧密相紧密相关的关的“软件软件” 。对象不同：传统工程技术都是把各自特定领域内工程物质对象不同：传统工程技术都是把各自特定领域内工程物质对象作为研制对象；系统工程则是以对象作为研制对象；系统工程则是以“系统系统”为研究的对为研究的对象。象。任务不同：传统的工程技术是用来解决某个特定专业领域任务不同：传统的工程技术是用来解决某个特定专业领域中的具体技术问题；系统工程的任务是解决系统的全盘统中的具体技术问题；系统工程的任务是解决系统的全盘统筹问题。筹问

39、题。1.2 系统工程系统工程方方法法不不同同：传传统统工工程程技技术术所所用用的的方方法法是是根根据据条条件件采采用用可可能能实实现现目目标标的的方方法法，提提出出不不同同方方案案进进行行设设计计，试试制制出出原原型型，经经试试验验后后最最终终达达到到生生产产和和建建设设的的目目的的；系系统统工工程程在在解解决决各各种种问问题题的的过过程程中中，采采用用一一整整套套系系统统方方法法：以以系系统统工工程程观观念念，按按照照完完整整的的解解决决问问题题的的程程序序，运运用用电电子子计计算算机机对对系系统统进进行行定定量量分分析析和和计计算算，从从而而为为解解决决复复杂杂系系统统问问题题提提供供有有

40、效效手手段段和工具。所以，系统工程的目标是实现系统的整体优化。和工具。所以，系统工程的目标是实现系统的整体优化。1.2 系统工程系统工程从事系统工程应用，不仅要有专业技术人员，而且还应吸从事系统工程应用，不仅要有专业技术人员，而且还应吸收社会科学工作者和其他行业的人员参加。收社会科学工作者和其他行业的人员参加。系统工作人员应具备的能力：能够坚持用系统观点和方法系统工作人员应具备的能力：能够坚持用系统观点和方法研究和处理问题；知识面宽广，且有较深的专业知识；具研究和处理问题；知识面宽广，且有较深的专业知识；具有丰富的想像力和创造力；善于发现问题；善于沟通，有丰富的想像力和创造力；善于发现问题；善

41、于沟通，取得各方面的有关人员配合与协作；掌握环境动向，了解取得各方面的有关人员配合与协作；掌握环境动向，了解部门之间的信息。部门之间的信息。1.2 系统工程系统工程1.2.3 系统工程的研究对象和内容系统工程的研究对象和内容系统工程的研究对象：系统工程的研究对象： 大型复杂的人工系统和复合系统（任何物质系统、概念系统）。系统工程的主要内容：系统工程的主要内容： 系统分析、系统设计、系统模型化、系统最优化、系统的组织管理、系统评价、系统预测与决策等。基本任务：基本任务： 系统模型化、系统优化、系统评价。1.2 系统工程系统工程 为为了了实实现现和和完完成成系系统统目目标标及及任任务务，系系统统工

42、工程程在在其其方方法法论论的的思思想想下要运用一定的具体方法与手段，即系统工程技术。下要运用一定的具体方法与手段，即系统工程技术。常用的系统工程技术：常用的系统工程技术： （1）系统辨识技术）系统辨识技术 （2）系统模型化技术）系统模型化技术 （3）系统最优化技术）系统最优化技术 （4）系统评价技术）系统评价技术 （5）系统预测技术）系统预测技术 （6）系统决策技术）系统决策技术系统工程的作用：系统工程的作用： 为社会科学研究提供定量分析方法，为社会科学研究提供定量分析方法， 为自然科学研究提供定性分析方法。为自然科学研究提供定性分析方法。1系统辨识技术系统辨识技术 系系统统工工程程研研究究的

43、的对对象象大大多多是是复复杂杂的的大大系系统统，由由于于系系统统因因素素众众多多，结结构构复复杂杂，目目标标多多样样，功功能能综综合合，因因此此需需要要共共同同理理解解、明明确确系系统统的的总总目目标标、分分目目标标，以以及及相相应应的的系系统统结结构构层层次次，为为实实现现这这个个目目的的就就需需要要通通过过系系统统的的辨辨识识来来解解决决。目目前前用用于于大大规规模模复复杂杂系系统统辨辨识识的的常常用用方方法法是是解解析析结结构构模模型型技技术术，即即ISM。2系统模型化技术系统模型化技术 模模型型化化是是系系统统工工程程的的核核心心内内容容。系系统统模模型型是是系系统统优优化化和和评评价

44、价的的基基础础，是是系系统统工工程程的的基基本本要要求求，任任何何一一项项系系统统工工程程都都需需要要先先建建立立模模型型。按按系系统统模模型型分分类类，系系统统模模型型化化技技术术主主要要有有结结构构模模型型化化技技术术、分分析析模模型型技技术术、系系统统仿仿真真模模型型技技术术。通通过过系系统统模模型型化化，就就可可以以对对系系统统进进行行解解剖剖、观观测测、计计量量、变变换、试验，掌握系统的本质特征和运行规律。换、试验，掌握系统的本质特征和运行规律。3系统最优化技术系统最优化技术 系系统统最最优优化化是是系系统统工工程程追追求求的的主主要要目目标标之之一一。优优化化技技术术是是应应用用数

45、数学学的的一一个个分分支支。系系统统工工程程所所用用到到的的优优化化技技术术大大多多数数集集中中在在运运筹筹学学中中，如如线线性性规规划划、非非线线性性规规划划、整整数数规规划划、动动态态规规划划、多多目目标标规规划划、排排队队论论、对对策策论论等等等等，它它们们被被应应用用于于系系统统对对有有限限资资源源进进行行统统筹筹安安排排，为为决决策策提提供供有有依依据据的的最最优优方方案案。在在运运筹筹学学的的应应用用中中，往往往往是是运运用用模模型型化化方方法法，将将一一个个已已确确定定研研究究范范围围的的现现实实问问题题，按按预预期期目目标标，将将现现实实问问题题中中的的主主要要因因素素及及各各

46、种种限限制制条条件件之之间间的的因因果果关关系系、逻逻辑辑关关系系建建立立数数学学模模型型，通通过过模模型型求求解寻求最优化。解寻求最优化。4系统评价技术系统评价技术 系系统统评评价价就就是是对对系系统统的的价价值值进进行行评评定定，其其主主要要作作用用是是通通过过系系统统评评价价技技术术，将将系系统统方方案案排排序序，以以便便从从众众多多的的可可行行方方案案中中找找出出最最优优方方案案，为为决决策策提提供供依依据据。迄迄今今为为止止，评评价价技技术术已已发发展展到到数数十十种种，但但较较为为常常用用的的有有费费用用效效益益分分析析、关关联联矩矩阵阵法法、关关联联树树法法、层层次次分分析析法法

47、、模模糊糊评评价价法法、可可能能满满意意度法等。度法等。5系统预测技术系统预测技术 系系统统预预测测是是依依据据过过去去和和现现在在的的有有关关系系统统及及其其环环境境的的已已知知材材料料，运运用用科科学学的的方方法法和和技技术术，发发现现和和掌掌握握系系统统发发展展与与运运行行中中的的固固有有规规律律，并并按按此此规规律律去去探探求求系系统统发发展展的的未未来来。预预测测的的主主要要作作用用是是为为决决策策者者提提供供科科学学的的预预见见和和决决策策依依据据，同同时时为为产产生生多多个个系系统统方方案案和和优优化化系系统统方方案案提提供供方方法法手手段段。系系统统预预测技术可分为定性预测技术

48、与定量预测技术。测技术可分为定性预测技术与定量预测技术。6系统决策技术系统决策技术 系系统统决决策策是是指指决决策策者者根根据据系系统统的的各各种种行行动动方方案案及及其其可可能能产产生生的的后后果果所所作作的的判判断断或或决决定定。决决策策分分析析是是比比较较规规范范的的技技术术。它它所所起起的的作作用用是是使使决决策策过过程程得得到到数数据据和和定定量量分分析析的的支支持持，使使决决策策所所需需的的信信息息全全面面而而清清晰晰地地展展现现给给决决策策者者，从从而而有有助助于于决决策策者者正正确确决决策策。决决策策技技术术按按决决策策环环境境可可分分为为三三种种类类型型：即确定型决策、风险型

49、决策、不确定型决策。即确定型决策、风险型决策、不确定型决策。1.2 系统工程系统工程1.2.4 系统工程主要理论基础系统工程主要理论基础一般系统论大系统理论经济控制论控制论运筹学系统工程的学科体系系统工程的学科体系现代科学技术的体系结构（钱学森）现代科学技术的体系结构（钱学森） 四个层次：工程技术层次、技术科学层次、基础科学层次、哲学。四个层次：工程技术层次、技术科学层次、基础科学层次、哲学。系统科学的体系结构（钱学森）：系统科学的体系结构（钱学森）： 系统工程这类工程技术、系统工程的理论方法、系统工程的理论基系统工程这类工程技术、系统工程的理论方法、系统工程的理论基础、哲学。础、哲学。系统工

50、程的学科体系系统工程的学科体系系统工程作为处理一般系统总体最优化的技术与方法，它在系统科学系统工程作为处理一般系统总体最优化的技术与方法，它在系统科学的学科体系中处于工程技术层次。的学科体系中处于工程技术层次。系统科学：依据系统思想建立的完整科学体系，研究系统演化的一般系统科学：依据系统思想建立的完整科学体系，研究系统演化的一般规律，系统有序结构的自组织原理和系统复杂性。规律，系统有序结构的自组织原理和系统复杂性。基础科学：指的是该学科的理论基础，解释该学科的一般规律，作为基础科学：指的是该学科的理论基础，解释该学科的一般规律，作为系统科学的理论基础就是系统学。系统科学的理论基础就是系统学。技

51、术科学：该学科的技术基础，沟通着基础理论到实践应用，指导工技术科学：该学科的技术基础，沟通着基础理论到实践应用，指导工程技术实现；作为该学科的技术基础是程技术实现；作为该学科的技术基础是“运筹学运筹学”，“控制理论控制理论” 和和“信息理论信息理论”。工程技术：指的是这个学科中的应用技术，作为系统科学的应用技术工程技术：指的是这个学科中的应用技术，作为系统科学的应用技术就是系统工程。就是系统工程。系统科学划分四个层次系统科学划分四个层次(1)(1)系统哲学系统哲学系统观系统观 系统观主要涉及：系统本体论、系统认识论以及人和世界的关系。系统观主要涉及：系统本体论、系统认识论以及人和世界的关系。(

52、2)系统的基础科学系统的基础科学系统学系统学在一般系统论、耗散结构、协同学等广泛在一般系统论、耗散结构、协同学等广泛学科成就之上，研究一般系统的基本概念、学科成就之上，研究一般系统的基本概念、基本性质以及系统进化的一般规律，其中基本性质以及系统进化的一般规律，其中包括研究一般系统的基本概念和性质的系包括研究一般系统的基本概念和性质的系统概念论；研究适用于各种具体系统的一统概念论；研究适用于各种具体系统的一般演化模式和规律的系统进化论；运用数般演化模式和规律的系统进化论；运用数学语言和严格演绎方法所建立的系统数学。学语言和严格演绎方法所建立的系统数学。(3)系统的方法科学系统的方法科学技术科学技

53、术科学系统的方法科学是根据系统科学的基本概系统的方法科学是根据系统科学的基本概念和基本原理研究系统方法的理论。其大念和基本原理研究系统方法的理论。其大致包括信息论、控制论、大系统理论、运致包括信息论、控制论、大系统理论、运筹理论、经济系统理论等。筹理论、经济系统理论等。(4)系统的应用科学系统的应用科学系统工程系统工程系统的应用科学是把系统基础科学的概念系统的应用科学是把系统基础科学的概念理论和系统方法科学中的理论方法具体应理论和系统方法科学中的理论方法具体应用到人们的实践活动之中，它用定量和定用到人们的实践活动之中，它用定量和定性相结合的系统思想和系统方法处理大型性相结合的系统思想和系统方法

54、处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以看织建立，还是系统的经营管理，都可以看成是一种工程实践，这就是系统工程，它成是一种工程实践，这就是系统工程，它构成了本学科的主要内容。构成了本学科的主要内容。系统工程与其他相近学科的关系系统工程与其他相近学科的关系系统科学与系统工程系统科学与系统工程 系统科学是一门从总体上研究复杂系统科学是一门从总体上研究复杂系统共同运动规律的科学系统共同运动规律的科学 系统工程是一门系统科学、工程技系统工程是一门系统科学、工程技术学、经济学和管理学等相结合的组术学、经济学和管理学等相结合的组织管

55、理技术，是一种改造客观世界的织管理技术，是一种改造客观世界的工程技术，同时也是一种运筹与决策工程技术，同时也是一种运筹与决策的艺术。的艺术。系统分析与系统工程系统分析与系统工程系统工程系统分析系统工程系统分析; ; 系统工程包括在系统方法之中，与系统分析并列系统工程包括在系统方法之中，与系统分析并列; ; 系统工程包括系统分析、系统设计和决策分析系统工程包括系统分析、系统设计和决策分析. . 本课程体系：系统工程系统分析决策分析本课程体系：系统工程系统分析决策分析 运筹学与系统工程运筹学与系统工程 运运筹筹学学和和系系统统工工程程可可以以看看作作是是属属于于一一个个领领域域中中的的两两个个姐姐

56、妹妹学学科科，都都是是系统思想方法定量化的实际应用研究。系统思想方法定量化的实际应用研究。 运筹学为系统工程提供最重要的方法和理论基础。运筹学为系统工程提供最重要的方法和理论基础。运运筹筹学学的的目目的的：增增加加现现有有系系统统效效率率的的分分析析工工作作，以以专专业业技技术术为为导导向向，分析程序由下而上（战术）分析程序由下而上（战术）系系统统工工程程：对对可可供供选选择择的的系系统统方方案案进进行行选选择择比比较较；以以问问题题状状况况为为导导向向，分析程序由上而下（战略）分析程序由上而下（战略）1. 3 系统工程的发展历史系统工程的发展历史1.3.1 系统工程的产生与发展系统工程的产生

57、与发展一一般般观观点点：系统工程是在第二次世界大战期间，为适应军事需要而形成的。它的萌芽阶段，中国可追溯到2600多年前的周易，国外可追溯到20世纪初的Taylar管理制度（1911年）。第一次出现第一次出现“系统工程系统工程”名称：名称： 观点1：1957年美国人哥德和麦克尔合著“系统工程”为标志； 观点2：1940年贝尔电话公司在发展微波通讯网络时，为缩短科学发明与投入应用的时间，在全国电信网中首先采用了新技术，提出了“系统工程”的名称。 1.3 系统工程的发展历史系统工程的发展历史1.3.2 系统工程在中国系统工程在中国古代：古代： 最早是八卦与周易公元前五百多年前，以老子为创始人的道家

58、对系统提出了精辟的看法黄帝内经“天人相应”孙子兵法，李冰父子建造都江堰现代：现代： 以钱学森院士院士为代表。1.3 系统工程的发展历史系统工程的发展历史管子：， 农事诗等古籍，对农作与种子，地形，土壤，水份，肥料，季节，气候诸因素的关系，都有辩证的论述。齐国名医扁鹊：主张按病人气色，声音，形貌综合辩证，用针灸，汤液，按摩，熨贴，砭法等多种疗法治病。周秦至西汉初年的古代医学总集：强调人体各器官的有机联系，生理现象和心理现象的联系，身体健康与自然环境的联系等。战国时期李冰父子设计建造的都江堰工程：包括“鱼嘴”岷江分水工程，“飞沙堰”分洪排沙工程，“宝瓶口”引水工程三大主体和120个附属渠堰工程，工

59、程之间的联系处理得恰到好处，协调运转。中国古代历法：很早就提示了天体运行与季节变化的联系，编制出历法和指导农事活动的二十四节气。1.3 系统工程的发展历史系统工程的发展历史l我国古代天文学家为发展原始农牧业，把宇宙作为一个超系统，探讨了它的结构、变化和发展，努力揭示天体运行与季节的变化。l我国古代的系统思想还反映在军事理论方面。孙子的孙子兵法阐述了不少朴素的系统思想和谋略。孙子兵法中从“道、天、地、将、法五个方面来分析战争的全局。l古希腊的唯物主义哲学家德谟克利特（公元前467前370年）从唯物主义的立场出发阐述了系统的思想，他认为原子构成万物，形成不同系统层次的世界，宇宙中有无数个世界，这些

60、世界不断产生、发展和消灭。古希腊辩证法奠基人之一的赫拉克利特（Heracleitus)在一书中说：“世界是包括一切的整体。”1.3 系统工程的发展历史系统工程的发展历史15世纪下半叶，由于近代科学的兴起，力学、天文学、物理学、化学以及生物学逐渐从混为一体的哲学中分离出来，得到了日益迅速的发展。把自然界的局部细节抽出来进行分门别类的研究。19世纪上半叶，自然科学取得了巨大的成就，特别是能量转化和细胞的发现，使人们对自然过程的相互联系的认识有了很大的提高。马克思、恩格斯的辩证唯物主义认为，物质世界是由许多相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程所形成的统一整体。这就是系统概念的实质。 总

61、之：用自发的系统概念考察自然现象，是古代中国和古希腊唯物主义哲学思想的一个特征。古代辩证唯物的哲学思想包含了系统思想的萌芽。都江堰水利工程都江堰水利工程 战国时期川西太守李冰父子主持修建。目标：利用岷江水资源灌溉川西平原、防洪与航运（漂木、行舟）。包括三大工程及120多项配套工程。其总体构思是系统思想的杰出运用。两千多年来，都江堰一直发挥着巨大的效益，是我国最成功的水利工程。 三大工程 鱼嘴：分水工程： 大水“内三外七” 小水“内七外三” 飞沙堰：分水、排沙 宝瓶口：调水、沉淀沙粒 完整的养护制度：每年挖泥沙、修堤。如“深掏滩、低筑堰”等，规定了挖沙时间、深度（以江底的石碑为标记等 体现了利用

62、天然资源、整体规划、系统优化的古代朴素的系统思想古代朴素的系统思想古代朴素的系统思想古代朴素的系统思想 1.3 系统工程的发展历史系统工程的发展历史l系统思想的发展经历了三个阶段，即：“只见森林”（朴素 的系统思想）阶段“只见树木”阶段“先见森林，后见树木”（科学的系统思想）阶段。l古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发展中具有突 出地位和贡献。l 整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质。阿波罗登月计划阿波罗登月计划系统工程发展的里程碑目标：在10年内将人送上月球，并使其安全地返回地球经费：250亿美元1969年6月，阿波罗飞船登上月球，标志着系统工程及其在装备研制中应用的日趋成熟 。

63、我国两弹一星与载人航天系统工程实践我国比较系统地、有组织地研究和运用系我国比较系统地、有组织地研究和运用系统工程始于统工程始于1960年代，年代， 在在两弹一星两弹一星和和载人载人飞船飞船有成功的探索。有成功的探索。1979年，成立中国系统工程学会。年，成立中国系统工程学会。期刊：系统工程理论与实践，系统工程学期刊：系统工程理论与实践，系统工程学报，报，Journal of Systems Science and Systems Engineering ，模糊系统与数学，模糊系统与数学，系统工程与电子技术，等等系统工程与电子技术，等等 载人飞船工程（7个系统）： 航天员系统、飞船应用系统、载人

64、飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统、着陆场系统。如载人飞船系统（13个分系统）： 结构与机构分系统、制导导航与控制分系统、热控分系统、环境控制与生命保障分系统、推进分系统、测控与通信分系统、数据管理分系统、电源分系统、回收着陆分系统、仪表与照明分系统、应急救生分系统、乘员分系统、有效载荷分系统。1.3系统工程的发展历史系统工程的发展历史1.3.3 研究趋势与展望研究趋势与展望 系统工程是一门交叉学科，日益向多学科渗透和交叉发展； 系统工程作为一门软科学，日益受到人们的重视； 系统工程的应用领域日益扩大，进而推动系统工程理论和方法不断发展与完善。1.4 系统工程的应用系统工程的应用

65、社会系统工程社会系统工程社会系统工程社会系统工程研究对象是整个社会，这是一个开放的复杂巨系统。研究对象是整个社会，这是一个开放的复杂巨系统。目前正在探讨一种从定性到定量，综合运用多种学科处理复杂巨系统目前正在探讨一种从定性到定量，综合运用多种学科处理复杂巨系统的方法论。的方法论。经济系统工程经济系统工程经济系统工程经济系统工程主要研究宏观经济问题，如国家的经济发展战略、综主要研究宏观经济问题，如国家的经济发展战略、综合发展规划、经济指标体系、产业结构分析、资源合理配置、经济政合发展规划、经济指标体系、产业结构分析、资源合理配置、经济政策分析、综合国力分析、世界经济模型等。策分析、综合国力分析、

66、世界经济模型等。环境生态系统工程环境生态系统工程环境生态系统工程环境生态系统工程主要研究大气生态系统、大地生态系统、流域主要研究大气生态系统、大地生态系统、流域生态系统、森林与生物生态系统、城市生态系统的规划建设问题。生态系统、森林与生物生态系统、城市生态系统的规划建设问题。1.4 系统工程的应用系统工程的应用企业系统工程企业系统工程企业系统工程企业系统工程主要研究市场预测、新产品开发、主要研究市场预测、新产品开发、CIMSCIMS及并行工程、全面质量管理、成本及并行工程、全面质量管理、成本效益分析效益分析等；等；农业系统工程农业系统工程农业系统工程农业系统工程主要研究农业发展战略、大农业和立

67、主要研究农业发展战略、大农业和立体农业的战略规划、农业结构分析、农业区域规划、体农业的战略规划、农业结构分析、农业区域规划、农产品需求预测、农业政策分析等；农产品需求预测、农业政策分析等；教育系统工程教育系统工程教育系统工程教育系统工程主要研究人才需求预测、人才与教育主要研究人才需求预测、人才与教育发展规划、人才结构分析、教育政策分析等。发展规划、人才结构分析、教育政策分析等。1.4 系统工程的应用系统工程的应用区域规划系统工程区域规划系统工程区域规划系统工程区域规划系统工程运用系统工程的原理和方法研究区域发展运用系统工程的原理和方法研究区域发展战略、区域综合发展规划。、区域投入产出分析、区域

68、城镇布战略、区域综合发展规划。、区域投入产出分析、区域城镇布局、区域资源合理配置、城市水资源规划、城市公共交通规划局、区域资源合理配置、城市水资源规划、城市公共交通规划与管理等。与管理等。能源系统工程能源系统工程能源系统工程能源系统工程研究能源合理结构、能源需求预测、能源开发研究能源合理结构、能源需求预测、能源开发规模预测、能源生产优化模型、能源合理利用模型、电力系统规模预测、能源生产优化模型、能源合理利用模型、电力系统规划、节能规划、能源数据库等问题。规划、节能规划、能源数据库等问题。水资源系统工程水资源系统工程水资源系统工程水资源系统工程研究河流综合利用规划、流域发展战略规划、研究河流综合

69、利用规划、流域发展战略规划、农田灌溉系统规划与设计、城市供水系统优化模型、水能利用农田灌溉系统规划与设计、城市供水系统优化模型、水能利用规划、防汛指挥调度、水污染控制等问题。规划、防汛指挥调度、水污染控制等问题。1.4 系统工程的应用系统工程的应用交通运输系统工程交通运输系统工程研究铁路、公路、航运、航空综研究铁路、公路、航运、航空综合运输规划及其发展战略、铁路调度系统、公路运输合运输规划及其发展战略、铁路调度系统、公路运输调度系统、航运调度系统、空运调度系统、综合运输调度系统、航运调度系统、空运调度系统、综合运输优化模型、综合运输效益分析等。优化模型、综合运输效益分析等。信息系统工程信息系统

70、工程信息网络信息网络+ +用户是一个人用户是一个人网结合网结合的开放的复杂巨系统，不仅具有信息采集、加工、存的开放的复杂巨系统，不仅具有信息采集、加工、存储、传输、调用、共享、分析、综合等功能，还具有储、传输、调用、共享、分析、综合等功能，还具有产生新信息的功能，是信息的生产系统。产生新信息的功能，是信息的生产系统。军事系统工程军事系统工程军事系统工程军事系统工程主要研究国防发展战略、作战模拟、主要研究国防发展战略、作战模拟、情报、通信和指挥自动化系统、武器装备发展规划、情报、通信和指挥自动化系统、武器装备发展规划、国防经济学、军事运筹学等。国防经济学、军事运筹学等。1.4 系统工程的应用系统

71、工程的应用 应用实例： 国家发展研究中心组织的“2000年的中国”的研究； 国家教委组织的“全国人才规划模型”“教育规划模型”等的研究； 国防科研部门组织的“国防总体战略”，“军事指挥系统”，“现代作战模拟”“后勤保障系统”等的研究；1.4 系统工程的应用系统工程的应用 交通运输部门组织的“综合运输网络”，“铁路运行图网络模型”，“铁路编组站自动化的系统分析”，“民航全国售票网络系统研究”，“交通运输系统动力学理论和方法的研究”等； 能源部门组织的“长江三峡巨型工程的综合论证和决策分析的研究”，“全国大中型水电站建设研究”，“山西能源化工基地建设的发展战略和长远规划的研究”等； 农业科研部门组

72、织开展的“黄淮海地区农业综合开发研究”，“发展立体农业的系统研究”，“农村产业结构系统研究的模型体系”，“粮食安全保障的预警系统研究”等； 国家自然科学基金组织的“宏观决策分析、金融数学、金融工程、金融管理的研究”“搞活大中型企业的系统分析”等思考题思考题何谓系统？系统具有哪些特性？何谓系统？系统具有哪些特性？试述系统的结构与功能之间的关系。试述系统的结构与功能之间的关系。如果一个系统的组成要素都是最优的，请问这个如果一个系统的组成要素都是最优的，请问这个系统的整体也会是最优的吗，举例说明系统的整体也会是最优的吗，举例说明? ?系统工程是什么系统工程是什么? ? 它有什么特点？它有什么特点？试述钱学森院士关于建立系统科学体系的思想。试述钱学森院士关于建立系统科学体系的思想。系统工程在改革开放和国防现代化建设中有什么系统工程在改革开放和国防现代化建设中有什么重要意义？重要意义？