系系 统统 工工 程程 童小英童小英 1359132932613591329326 txydjtu.edu.cntxydjtu.edu.cn 教学参考教材教学参考教材 课程主要内容课程主要内容 系统工程概述系统工程概述（系统、系统工程的基本概念等）（系统、系统工程的基本概念等） 系统工程理论系统工程理论（理论基础及其理论的新发展）（理论基础及其理论的新发展） 系统工程方法论系统工程方法论（系统工程思考和处理问题的一般方法和总体框架）（系统工程思考和处理问题的一般方法和总体框架） 系统模型、模型化及系统仿真系统模型、模型化及系统仿真（系统模型技术及系统仿真方法）（系统模型技术及系统仿真方法） 系统评价方法系统评价方法（对系统方案满足系统目标程度的综合分析及判定（对系统方案满足系统目标程度的综合分析及判定 ） 决策分析方法决策分析方法（几种常见的决策分析方法介绍）（几种常见的决策分析方法介绍） 战略研究与管理战略研究与管理（探讨系统工程思想、方法的应用和系统管理的相关内容）（探讨系统工程思想、方法的应用和系统管理的相关内容） 系统工程应用案例系统工程应用案例（重点说明系统工程分析方法的具体应用）（重点说明系统工程分析方法的具体应用） 第一章第一章 系统工程概述系统工程概述 1.1.系统工程的产生、系统工程的产生、 发展及应用发展及应用 2.2.系统工程的研究对象系统工程的研究对象 3. 系统工程的概念与特点系统工程的概念与特点 4. 系统工程的应用领域系统工程的应用领域 1.1.系统工程的产生、系统工程的产生、 发展及应用发展及应用 一、系统思想及系统理论的产生与发展系统思想及系统理论的产生与发展 系统思想的发展经历了三个阶段，即：系统思想的发展经历了三个阶段，即：“只只 见森林见森林”（朴素的系统思想）阶段（朴素的系统思想）阶段“只见树木只见树木” 阶段阶段“先见森林，后见树木先见森林，后见树木”（科学的系统思想）（科学的系统思想） 阶段。阶段。 古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发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。展中具有突出地位和贡献。 战国时期的都江堰水利工程，是当时我国系统战国时期的都江堰水利工程，是当时我国系统 工程思想在实际应用中的集中体现。工程思想在实际应用中的集中体现。 一、系统思想及系统理论的产生与发展系统思想及系统理论的产生与发展 整体思想和联系思想整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与是科学系统思想的核心与 实质。实质。 一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、 协同学及自组织理论等协同学及自组织理论等是系统理论的重要内容是系统理论的重要内容 和和SESE的理论基础。的理论基础。 1. 系统及其要素系统及其要素 系统是由两个以上要素组成的整体，这些要系统是由两个以上要素组成的整体，这些要 素可以是单个事物，也可以是一群事物的子素可以是单个事物，也可以是一群事物的子 系统、分系统。系统、分系统。 2. 系统和环境。系统和环境。任一系统又是它所从属更任一系统又是它所从属更 大系统（环境或超系统）的组成部分，并大系统（环境或超系统）的组成部分，并 与其相互作用。与其相互作用。 3. 系统的结构系统的结构。构成系统的各要素之间存。构成系统的各要素之间存 在一定的有机联系，形成一定的结构和秩在一定的有机联系，形成一定的结构和秩 序。序。 4. 系统的功能。系统的功能。任何系统都特定的功能和任何系统都特定的功能和 运作的目的。运作的目的。 二、系统的一般属性二、系统的一般属性 1.1.整体性整体性 2.2.集合性集合性 3.3.相关性相关性( (相互作用、相互联系、相互协同相互作用、相互联系、相互协同) ) 4.4.层次性层次性( (控制层次、结构层次控制层次、结构层次) ) 5.5.环境适应性环境适应性( (与环境的相互影响与环境的相互影响) ) 6.6.目的性目的性( (共同目标共同目标) ) 三、系统的类型三、系统的类型 1.自然系统和人造系统自然系统和人造系统 2.实体系统和概念系统实体系统和概念系统 3.动态系统和静态系统动态系统和静态系统 4.封闭系统和开放系统封闭系统和开放系统 四、管理系统问题四、管理系统问题 国家 政策 市场 研究 技术 经济 预测 竞争 状况 企业 能力 资金 来源 资源 条件 社 会 需 求生 产 可 能生 产 组 织 与 控 制物 、 财 、 人 、 信 息生产 控制 库存 控制 质量 控制 成本 控制 资金 回收 产品 销售 服务 调查 经营目标产品开发经营计划生 产 技 术 准 备技术 文件 劳动 力 劳动 手段 劳动 对象 环境分析 经营决策与计划 投入 转换 产出 图11工业企业生产经营活动过程示意图 3.3.系统工程的概念及特点系统工程的概念及特点 1. 定义定义 所谓SE，是用来开发、运行、革新一个 大规模复杂系统所需思想、程序、方法的总 和（或总称）；它是从总体出发、合理开发、 设计、实施和运用系统技术，从而达到全局 最优的工程技术，是属于一门综合性的工程 技术。 2. 特点特点 整体性整体性(强调系统整体结构和表现强调系统整体结构和表现) 综合性综合性(强调系统要素之间的综合作用强调系统要素之间的综合作用) 最优性最优性(追求系统持续改善和整体最优追求系统持续改善和整体最优) 创新性创新性(强调多学科综合与系统创新强调多学科综合与系统创新) 4. 系统工程的应用领域系统工程的应用领域 社会系统工程社会系统工程 经济系统工程经济系统工程 区域规划系统工程区域规划系统工程 环境生态系统工程环境生态系统工程 能源系统工程能源系统工程 农业系统工程农业系统工程 企业系统工程企业系统工程 工程项目管理系统工程工程项目管理系统工程 科技管理系统工程科技管理系统工程 教育系统工程教育系统工程 交通运输系统工程交通运输系统工程 人口系统工程人口系统工程 军事系统工程军事系统工程 信息系统工程信息系统工程 物流系统工程物流系统工程 水资源系统工程水资源系统工程 本章重点：本章重点： 1.系统的概念及特点系统的概念及特点 2.管理系统问题管理系统问题 3.系统工程概念、特点及应用领域系统工程概念、特点及应用领域 系统科学的学科体系系统科学的学科体系 马 克 思 主 义 哲 学技 术 科 学工 程 技 术自然科学 数学 社会科学 历史唯物主义 （社会辩证法） 自然辩证法 图2-1 现代科学技术体系 系统工程的理论基础系统工程的理论基础 系统工程理论基础及工具系统工程理论基础及工具（P15P15） 1.1.一般系统论一般系统论 奥地利生物学家冯 贝塔朗菲； 1945年发表关于一般系统论；研究复杂系统一 般规律的学科。 基本观点：基本观点： 整体性 开放性及目的性 动态相关性 等级层次性 有序性 2.2.控制论控制论 美国人维纳创立，于1948年出版了控制论一 书。 三个发展阶段：三个发展阶段： 对系统方法的启示：对系统方法的启示： 黑箱-灰箱-白箱法 功能模拟法 形式化、数量化、最优化方法 3.3.信息论信息论 美国数学家申农（C.E.Shannon）和维纳 方法论：方法论： 类比方法 统计方法 信息方法（运用信息的观点，把系统看作是借 助于信息的获取、传递、加工、处理而实现其 有目的性的运动的一种研究方法） 4.4.耗散结构理论耗散结构理论 1969；比利时统计物理学家普利高津 研究远离平衡态的开放系统从无序到有序的 演化规律的一种理论 （为什么叫耗散结构？） 5.协同学协同学 70年代初，联邦德国理论物理学家哈肯 研究各种不同系统在一定外部条件下，系统内部各子 系统之间通过非线性相互作用产生协同效应，使系统从 混沌无序状态向有序状态，从低级有序状态向高级有序 状态，以及从有序状态向混沌状态转化的机理和共同规 律的理论。 6.6.突变论突变论 3. 3. 系统工程理论的新发展系统工程理论的新发展 1. 系统工程作为一门系统工程作为一门交叉学科交叉学科，日益，日益 向多种学科渗透和交叉发展。向多种学科渗透和交叉发展。 2. 系统工程作为一门系统工程作为一门软科学软科学，日益受，日益受 到人们的重视。到人们的重视。 3. 复杂适应系统理论复杂适应系统理论 4. 系统工程研究和应用的范围越来越系统工程研究和应用的范围越来越 广，对象系统的规模越来越大，并广，对象系统的规模越来越大，并 朝着“巨系统”的方向发展。朝着“巨系统”的方向发展。 5. 综合集成研讨厅体系构想综合集成研讨厅体系构想(机器体系、机器体系、 专家体系、知识体系三者集成专家体系、知识体系三者集成)。 第二章第二章 系统工程方法论系统工程方法论 1.1.系统工程基本工作过程系统工程基本工作过程 2.2.系统分析原理系统分析原理 3. 创新思维与方案创造技术创新思维与方案创造技术 4. 系统工程方法论的新发展系统工程方法论的新发展 1、研究、分析和处理问题的思想、程序和基本原则 叫做方法论。 系统工程方法可分为方法论层次上的方法和技术层 次上的方法。 方法论层次上的方法指的是人们研究、分析、处理 某类系统工程问题运用的程序和基本原则、如对“ 硬系统”，HALL提出了三维结构模型，对 “软系统 ”切可兰德提出了“调查学习”模式。 技术层面上方法指的是处理复杂系统问题常用到一 些具体方法，如系统分析方法，系统评价方法，系 统仿真方法，系统预测方法和系统决策方法等。 系统工程方法论的定义：系统工程方法论的定义： 系统工程方法论就是分析和解决系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统开发、运作及管理实践中的问题所应 遵循的遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法工作程序、逻辑步骤和基本方法， 是系统工程考虑和处理问题的一般方法是系统工程考虑和处理问题的一般方法 和总体框架。和总体框架。 1.系统工程基本工作过程系统工程基本工作过程 一、霍尔三维结构一、霍尔三维结构 霍尔三维结构集中体现了系统工程方法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、程序化和标的系统化、综合化、最优化、程序化和标 准化等特点，是系统工程方法论的重要基准化等特点，是系统工程方法论的重要基 础内容。础内容。 应用应用企业管理系统工程活动矩阵（企业管理系统工程活动矩阵（T-L） 问题问题 现状现状 说明说明 关联关联 要素要素 分析分析 方 向 目方 向 目 标 及 指标 及 指 标设计标设计 对象对象 系统系统 的再认识的再认识 变革变革 途径途径 探索探索 比 较比 较 、 分 析分 析 、 权 衡权 衡 、 评价评价 组织组织 行为行为 分析分析 实施实施 与与 改进改进 1 1. .企业诊断与企业诊断与 环境分析环境分析 2 2. .企业发展战企业发展战 略与规划略与规划 3 3. .产品研究与产品研究与 开发管理开发管理 4 4. .企业经营决企业经营决 策与计划策与计划 5 5. .生产要素的生产要素的 准备及投入管准备及投入管 理理 6 6. .生产过程的生产过程的 组织与控制组织与控制 7 7. .销售服务与销售服务与 资金回收管理资金回收管理 8 8. .企业管理系企业管理系 统更新和企业统更新和企业 经营环境改善经营环境改善 逻辑逻辑 步骤步骤 活动项目活动项目 工作过程工作过程 二、切克兰德方法论二、切克兰德方法论 1. 系统的分类系统的分类 Check