系统工程：绪论
系统工程01 绪论
二、系统的属性（特性）
集合性 相关性 层次性 整体性 涌现性 目的性 环境适应性
三、系统的分类
1、按照系统的属性分类： 自然系统和社会系统 实体系统和概念系统 封闭系统和开放系统 静态系统和动态系统 开环系统和闭环系统 作业系统和管理系统
2、钱学森的系统分类 P10
四、方案分析与比较 (系统分析)
1.列出泡茶所需的全部工序
2.确定每道工序所需的时间
3.确定各道工序之间的时间连接关系
4.分析计算每种方案所需的总时间
5.做出比较结论
工序列表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 洗壶 灌水 放壶 等水开 洗杯 找茶叶 泡茶 喝茶 紧前工序 无 1 2 3 无 无 4，5，6 7 工序时间(分) 1 0.5 0.3 15 1 1 2.2
引言: How
• 建议
注重系统思考； 坚持问题导向； 采用系统化方法； • 教学要求 课堂学习与课外深化
引例
1960年6月4日，一架采用涡轮 发动机的飞机从波士顿起飞。飞机刚刚 起飞，便有30000只椋鸟冲向发动机，造 成气孔堵塞，发动机功率损失3/4，飞机 起飞1分钟后便坠入温恩罗普海湾，飞机 上的72人中有62人因此丧生。
四、系统的结构与功能
1、系统的结构表示
各种系统的具体结构是大不一样的，大系统的结 构往往是很复杂的。但是从一般的意义上说，系统的 结构可以用以下式子表示： S={E，R} 这里， S：代表系统； E：表示要素的集合； R：要素间的各种关系的集合。 由此可知，作为一个系统，必须包括其要素的集 合与要素之间关系的集合，两者缺一不可。两者结合 起来，才能决定一个系统的具体结构与特定功能。
引言: Why
安全系统工程重点
安全系统工程重点(共8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章绪论1.安全系统工程基础2.安全系统工程的研究对象、内容及方法3.安全系统工程的产生与发展安全系统工程，是以安全学和系统科学为理论基础，以安全工程、系统工程、可靠性工程等为手段，对系统风险进行分析、评价、控制，以期实现系统及其全过程安全目标的科学技术。
安全系统工程基础系统/System，系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体。
换言之，系统是由两个或两个以上元素组成的集合。
特性1.整体性：一个良好的系统，其整体功能一定“大于”各要素功能的”总和”。
一个不好的系统，其整体功能一定“小于”各要素功能的“总和”。
2.相关性：系统内各要素之间是相互联系、相互依赖、相互作用的特殊关系，通过这些关系，系统有机地联系在一块，发挥其特定功能。
3.目的性：任何系统都是为完成某种任务或实现某种目的。
要达到系统的既定目的，就必须赋予系统规定的功能，这就需要在系统的整个生命周期，即系统的规划、设计、试验、制造和使用等阶段，对系统采取最优规划、最优设计、最优控制、最优管理等优化措施。
4.环境适应性。
任何一个系统都处于一定的物质环境之中，系统必须适应外部环境条件的变化。
在研究系统时，必须重视环境对系统的影响。
安全系统工程研究对象(1) 人子系统(2) 机器子系统(3) 环境子系统三个子系统相互影响、相互作用的结果就使系统总体安全性处于某种状态。
安全系统工程的研究对象就是这种“人-机-环境”系统（以下简称“系统”）。
安全系统工程研究内容(1)系统安全分析(2) 系统安全预测 (3) 系统安全评价 (4) 系统风险控制第二章系统安全分析系统安全分析是安全系统工程的核心内容，它是安全评价的基础。
通过系统安全分析，可以对系统进行深入、细致的分析，充分了解、查明系统存在的危险性，估计事故发生的概论和可能产生的伤害及损失的严重程度，为确定出哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据。
《系统工程原理》课程标准
《系统工程原理》课程标准（执笔人：颜兆林罗鹏程审阅学院：信息系统与管理学院）课程编号：0811208英文名称：Principle of Systems Engineering预修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、运筹学基础学时安排：54学时，其中讲授43学时，实践8学时，考核3学时学分：3一、课程概述（一）课程性质地位本课程为技术类系统工程、指挥信息系统工程、管理工程专业本科学员的学科基础必修课程，合训类系统工程专业本科学员的专业综合必修课程。
通过本课程的教学，使学员理解系统工程方法论，学会用系统的观点分析问题，并且掌握系统工程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、系统分析、系统预测、系统评价、系统决策与系统网络计划等系统工程方法分析解决实际问题的能力，为达成相关专业人才培养的目标奠定基础。
（二）课程基本理念以素质教育和创新教育为指导思想，贯彻知识、能力、素质相结合以及发展性、教与学良性互动的原则，注重理论讲解与方法应用的结合，使学员掌握系统工程的基本概念、原理和方法，并初步具有运用系统工程有关方法来解决实际问题的能力。
（三）课程设计思路在相关专业教育改革的基本理念的指导下，结合我校本科生培养目标和专业需求，进行本课程教学的总体框架设计；以系统工程方法论、系统建模与系统分析、系统预测、系统评价、系统决策和网络计划技术为主要章节，合理划分课程教学的重点掌握内容和一般了解内容，教学过程中适当引入国内外系统工程方向的新进展和新成果，保证课程的先进性和创新性；采用课堂讲解的方式实施教学，通过闭卷考试的方式考核学员对内容的掌握情况并评价教学效果。
二、课程目标（一）知识与技能使学员能够描述和解释系统工程的基本原理和方法，能够阐述系统工程基本概念，并能够对系统工程的基本理论、模型和方法加以灵活运用，举一反三。
（二）过程与方法使学员理解运用系统工程的原理和方法解决工程实际问题的本质，掌握系统工程的有关模型和方法。
1谈谈你现在对系统工程的认识
第一章绪论1.谈谈你现在对系统工程的认识。
2.通过系统工程的发展历史，认识科学技术发展产生的一般规律。
3.讨论系统工程学的研究对象。
4.系统工程与系统科学的联系和区别是什么？第二章系统工程学的基本原理1.理解掌握系统工程学的各个基本范畴。
2.系统都有哪些基本特性，予以举例解释说明。
3.根据系统的特性原理，讨论社会主义社会的发展进程。
4.试对一所大学进行结构划分。
5.简述耗散结构理论和协同学的基本理论观点。
第三章系统工程学的基础理论1.写出一个一般运筹学模型。
说明运筹学与事理学和系统工程学的关系。
2.根据自己的理解，对信息的定义进行讨论。
3.简述通信理论的基本概念。
4.信息学和通信理论是什么关系？第四章系统分析1．什么是硬系统方法论，什么是软系统方法论，它们之间的区别是什么？2．什么是系统分析？3．系统分析有那些准则？4．系统分析的基本要素是什么？它们之间的关系如何？5．简述系统分析的主要作业。
6．举例说明系统分析的方法。
7．谈谈你对综合集成研讨厅体系的看法。
第五章系统设计1.讨论系统工程活动的一般过程和阶段划分。
2.简述任务分析和功能分析的基本内容，分析两个阶段间的相互关系。
3.权衡研究的要点有哪些？谈谈你对权衡研究在系统工程活动中的作用的认识。
4.系统设计评审的目标是什么？包括哪些主要内容？如何做好设计评审？5.系统设计过程的主要输出成果有哪些？第六章系统工程管理⒈系统工程计划应该在系统生命周期的什么阶段提出来？它为什么重要？⒉SEMP的目的是什么？它应当在生命周期的什么时候开发？它和下面几项活动之间是什么关系：⑴项目管理计划（PMP）；⑵可靠性项目计划；⑶检验与评价总计划（TEMP）；⑷全面质量管理计划（TQM）；⑸资源配置管理计划。
⒊ SEMP与系统说明书（A）之间是什么关系？⒋自己选择一个系统并且为你的系统开发一个详细的SEMP提纲。
⒌哪些任务应当包含在系统工程计划中。
⒍ WBS的目的是什么？SWBS与CWBS之间有什么区别？7. 用系统工程观点分析纯功能型组织结构、纯项目型组织结构和矩阵组织结构的优缺点。
1 安全系统工程-绪论
这次事故所产生的放射性尘埃， 这次事故所产生的放射性尘埃，比日本 广岛原子弹爆炸造成的辐射强400倍。 广岛原子弹爆炸造成的辐射强 倍
1986年苏联切尔诺 年苏联切尔诺 贝利核爆炸事故
切尔诺贝利核电厂爆炸后的航拍照片
图中爆炸厂房的房顶已被强大的气流掀走
• 切尔诺贝利电厂现在的卫星照片
图中反应堆厂房已经过部分加固
二、系统工程
系统工程是以系统为研究对象，以达到总体最佳 是以系统为研究对象，
效果为目标，为达到这一目标而采取组织、管理、 效果为目标，为达到这一目标而采取组织、管理、 技术等多方面的最新科学成就和知识的一门综合性 的科学技术。 的科学技术。
其含义有三： 其含义有三：
它属于工程技术，主要是组织管理的技术； 它属于工程技术，主要是组织管理的技术； 它是解决工程活动全过程的技术； 它是解决工程活动全过程的技术； 具有普遍的适用性。 具有普遍的适用性。
目的：应用系统的理论与方法去分析、规划、设计 应用系统的理论与方法去分析、规划、
新系统或改造已有系统， 新系统或改造已有系统，使之达到最优化的目 并按此目标进行控制和运行。 标，并按此目标进行控制和运行。
系统工程解决安全问题采用的方法： 系统工程解决安全问题采用的方法： 工程逻辑； 工程分析； 统计理论与概率论； 运筹学； 现代管理学理论及原则
• 切尔诺贝利造成巨大的经济损失
• 切尔诺贝利核电站建防护层，耗资14亿美元 切尔诺贝利核电站建防护层，耗资 亿美元 • 欧盟组织和乌克兰计划在“石棺”外面再套上一个长 欧盟组织和乌克兰计划在“石棺” 米的防护棚， 约152米、宽256米、高107米的防护棚，从而确保该 米 米 米的防护棚 反应堆100年不会再发生核泄漏。这一被称为“方舟” 年不会再发生核泄漏。 反应堆 年不会再发生核泄漏 这一被称为“方舟” 的大棚和埃及人建金字塔一样复杂， 的大棚和埃及人建金字塔一样复杂，因此被人称为是 未来的“世界第八奇迹”。 未来的“世界第八奇迹”
化工系统工程课件 第一章 绪论
2 化工过程系统工程学产生的基础 化工生产过程的综合性不断增强，化工企业朝 着多品种、跨学科的方向发展 化工装置日趋大型化，对放大技术的要求越来 越高，小试到规模生产的周期越来越短。 能源紧缺，能源的有效及合理利用成为人们越 来越关心的问题。 产品竞争日益加剧，一个品种的改变要求跟着 企业迅速改变，以适应市场的变化 环境意识的提高，要求企业对污染加以严格的 控制，提出了如何减少污染，合理的综合利用 资源的问题。
过程系统分析与模拟： 建立过程系统的数学模型并在计算机上模拟计 算的整个过程称为过程系统分析与模拟。
过程系统的模型：对实际过程系统的描述。 包括：数学模型与实物模型。
数学模型：建立数学表达式，在建立过程 中运用逻辑关系、规则、概念。 模拟计算：首先要寻求有效的数学模型求 解的方法，并将模型的求解过程转变为计 算程序，然后计算得出直观形式的输出结 果.
1.3.1 化工过程系统的分析
化工过程分析：对过程系统的运行机制、影响因素、 过程模型的数学描述、目标函数的建立、优惠工况 下的最佳操作参数等进行分析。 例：某年产30万t 乙烯装置改扩建为45万t 装置，竣 工投产后达到了预期的产量，但能耗超标。 如何选择对策，就要对工艺装置进行分析，在对过 程进行系统分析的同时，必需要对单元、物料、能 量利用情况进行分析。
所需系统结构
定义：按照规定的系统特性
寻求
子系统性能 按规定的目标最优组合，寻求理想过程系统。 具有最优的系统结构
〈２〉理想的过程系统
具有最合适的子系统
系统结构的概念
例：某化工过程系统由Ｂ+Ｃ为原料生产Ａ，且副 产Ｐ，其可能的过程流程一：树结构流程
Ａ+Ｂ+Ｃ
B 混 合 分 离
系统工程原理
绪论
这个当时就被古人赞誉为“一举而三役济”的 “丁渭造宫”，用今天的观点看来仍是值得称道 的。丁渭将皇宫的修复全过程看成了一个“系统 工程”，将取土烧砖、运输建筑材料、垃圾回填 看成了一串连贯的环节并有机地与皇宫的修筑工 程联系了起来，有效地协调好了工程建设中看上 去是无法解决的矛盾，从而不但在时间上提前完 成了工程，而且从经济上也节省了大量的经费开 支，又快又好地完成了皇宫的修复工作，实现了 整个系统的最优——既省时又省钱方案 .
但航母是个十分复杂的系统工程，中国航母平台从试航 到形成战力还需近10年时间 ！
绪论
俄罗斯纽带新闻网就“瓦良格”号服役时 间展开猜测认为，可能会在2012年年底编 入海军服役，但形成战斗力的时间不会早 于2017年。
绪论
系统工程在中国
中国人很早就在不知不觉中运用系统工程思想来 解决很多实际问题。如田忌赛马----转败为胜、丁 渭造宫----一举三得，以及公元前250年秦国蜀郡 太守李冰父子的都江堰工程等等，都包含了系统 整体运筹的思想。 春秋末期（公元前6世纪），我国古代最杰出的军 事家孙武在著名的兵书《孙子兵法》中，提出了 “上兵伐谋，其次伐交，其次伐兵，其下攻城。 “上兵伐谋”这一谋略，体现了“以最小的代价， 取得最大的胜利”的系统优化思想。
客观世界三要素 ： 物质、能量和信息 不断丰富，事物间联系加强。世界朝复杂 性增加的方向发展，各项工作需 抓总
管理科学的发展与管理人才培养
管理科学发展的“制高点” ——系统化 管理T型人才
绪论
认识和解决各种重大、复杂现实问题的 需要
对于我们今天生活中所关心的各种社会经济问题，如经济改 革、价格问题、体制改革及各种政策的出台都是要经过充分 的系统的论证，这些都与系统工程有关。例如：
《安全系统工程概论》PPT课件
---专项安全评价
• 专项安全评价是针对某一项活动或场所,以及一个特定 的行业、产品、生产方式、生产工艺或生产装置等存 在的危险、有害因素进行的安全评价,查找其存在的危 险、有害因素,确定其程度并提出合理可行的安全对策 措施及建议.目前,我国政府已要求危险化学品单位、矿 山企业开展专项安全评价工作.
• 对于不同的生产过程、不同类型的事故,上 述比例关系不一定完全相同,但这个统计规律说 明了在进行同一项活动中,无数次意外事件必然
导致重大伤亡事故的发生.
〔2〕事故的因果连锁
• ----遗传及社会环境造成人性格缺点； • ----人的性格缺点以及缺乏安全知识等先天或后
天因素是产生不安全行为或造成物的不安全状 态的直接原因； • ----不安全行为或其造成物的不安全状态是引发 事故的直接原因； • ----由于不安全行为或不安全状态引起失去控制 的事件； • ----伤害事故造成人员伤害.
味着每天发生68、5万起,每小时发生2、8万起； • ----全世界每年死于工伤事故和职业危害的人数约为
110万； • ----伤亡事故造成的直接和间接的经济损失约占各国国
民经济总产值的4%.
1.2 我国的安全生产现状不容乐 观
• ----重特大恶性工伤事故频频发生； • ----职业病人数居高不下； • ----中、小企业技术落后、作业环境差； • ----我国安全生产状况引起国际社会关注.
---安全验收评价和安全现状综
合评价
• 安全验收评价是在建设项目竣工、试运行正常 后,通过对建设项目的设施、设备、装置实际运 行状况及管理状况的安全评价,查找该建设项目 投产后存在的危险、有害因素,确定其程度并提 出合理可行的安全对策措施及建议.
• 安全现状综合评价是针对某一个生产经营单位 总体或局部的生产经营活动的安全现状进行安 全评价,查找其存在的危险、有害因素并确定其 危险程度,提出合理可行的安全对策措施及建议.
系统工程原理
系统规模大
复杂系统 系统行为复杂 系统规模大同时行为复杂
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国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
1.1 系统的概念
系统的分类：简单系统与复杂系统
3、复杂系统的内在表现 • 开放性：考虑系统与其环境之间的物质、能量 或信息交换，更能反映客观世界的真实性； • 非线性：具有多解、多稳态，能够描述稳定性 交换，更能追踪客观世界的多样性； • 随机性：微涨落放大，更能体现系统从无序到 有序或从有序到混沌的自发性； • 涌现性(突现性)：通过整体与局部的关系，研 究系统整体的涌现行为，更能体现系统结构与行 为演化的目的性。
（2） 本S i 身是一个系统。
10
国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
1.1 系统的概念
关于系统的层次性
系统的层次结构：组分（子系统）及 组分（子系统）之间的关联方式的总和。
关联方式主要是因果关联（数学和 逻辑关系），表现形式有树状结构和网 状结构两种。
11
国防科技大学信息系统与管理学院
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国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
1.1 系统的概念
系统的分类：简单系统与复杂系统
4、钱学森关于系统的分类
开放的复杂巨系统
人类社会系统是一个巨系统（如中国人口的 微观组分（人）接近13亿，即1.3´109），这 个系统与环境进行物质、能量、信息的交换， 接受环境的输入和干扰、向环境提供输出，而 且还不断适应和不断进化，是一个典型的开放 的（特殊）复杂巨系统。
S5.NUDT
1.2 系统工程的概念
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 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，技术和管理两方面都很重要。 因此，美国防务系统管理学院把系统工程定义 为 “ 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 数以优化整个系统效能的过程。”
绪论-可靠性系统工程理论与实践
多层次、多尺度建模
针对复杂系统的层次性和多尺度特性，发展 多层次、多尺度可靠性建模方法，更好地刻 画系统的整体可靠性。
提高我国产品整体可靠性的战略思考
强化基础研究
加大对可靠性基础理论、方法和技术 的研究投入，提升我国在国际可靠性 领域的学术地位和影响力。
03
寿命周期费用
产品从研制、生产、使用 到报废整个寿命周期内所 发生的一切费用。
费用构成
包括研制费用、生产费用、 使用费用和报废费用等。
分析方法
通过费用估算、费用比较 等方法，对产品寿命周期 费用进行分析和评估，为 决策提供支持。
PART 03
可靠性系统工程实践
可靠性试验与数据分析
可靠性试验设计
保障人身安全
对于涉及人身安全的产品或系统，如汽车、飞机等，通过可靠性系统 工程可以保障人们的生命财产安全。
PART 02
可靠性系统工程理论
可靠性指标与评估方法
可靠度
产品在规定条件下和规定时间 内完成规定功能的概率。
失效率
工作到某时刻尚未失效的产品 ，在该时刻后单位时间内发生 失效的概率。
平均无故障时间
可靠性系统工程概述
定义与发展历程
定义
可靠性系统工程是一门研究产品、系统或设备在规定的条件下和规定的时间内， 完成规定功能的能力的综合性工程技术学科。
发展历程
可靠性系统工程起源于20世纪40年代的军事领域，随着科技的发展和工业的进 步，逐渐扩展到航空、航天、能源、交通等各个领域，并不断完善和发展。
研究对象与特点
研究对象
可靠性系统工程的研究对象包括产品、 系统或设备等，涉及机械、电子、计算
矿业系统工程
逻辑方法
• 明确问题是指尽可能的收集第一手资料、了解和掌握研究 的问题过去、现状和发展趋势，目前的条件等。 • 选择目标是指对研究的系统最终目标是什么，达到的最终 目的，确定评价目标的准则条件。 • 系统综合是指达到目标的各种方案，各个方案的优缺点等。 • 系统分析是指将各个方案进行系统的比较、分析和论证， 建立模型。 • 方案优化是指找出最优和次优方案的过程。 • 作出决策，确定选择方案。 • 实施方案和跟踪调查。
矿业系统工程
主讲： 肖福坤 单位： 采矿教研室
矿业系统工程绪论
• 1.课程性质: • 2.课程特点： • (1)数学理论要求高; • (2)联系专业紧密； • (3)新知识、新理论； • (4)与计算机联系紧密，以计算机 为手段； • 3.参考教材：《运筹学》------清华版 • 《矿业系统工程》------邢中光
• 它是应用在大的复杂方面的研究，即涉及到很多 专业领域的研究内容，应用社会科学、专业技术 和经济等领域的协调发展，才能使系统达到最优。
• 2.软硬问题
矿业系统工程绪论
五、系统工程的应用
• 系统工程的发展起源于上世纪50——60年代，美国的40 年代贝尔电话网络系统、阿波罗登月计划是成功的具体应 用，如我国的导弹系统研究、卫星系统研究、国民经济长 远规划研究等。而系统过程在矿业的应用是在70年代以后 80年代初期。当时都是一些小系统的应用，具体是运筹学 的应用。它过分考虑了定性化技术，使大规模的应用出现 一些问题。比较成功的应用是把网络技术应用在回采工作 面搬家、图论应用在通风网络的解算优化，矿区长远发展 或可持续发展，可行性研究（环境评价）。目前研究的主 要内容为：矿井虚拟技术、数字化矿井、决策支持系统， 支护设计专家系统等。 • 系统工程理论与方法随着科学技术的发展也不断发展和提 高。目前系统工程应用范围由原来的工程向社会型发展， 研究内容大和复杂，向大型化、智能化发展。如三峡工程 的研究，2000年中国发展研究等。
系统工程
系统工程大纲课程名称：系统工程课程名称：System Engineering课程编号：课程教师：课程性质：总学时:32一、教学目的系统工程是管理科学与工程类本科专业的专业选修课程，它是运用系统思想和数学模型、计算机工具进行管理分析的一门实用、新兴学科，通过本课程学习，应能使学生在已有的管理学、经济学、统计学和运筹学等课程的基础上，掌握系统工程的基本概念、系统工程方法论和一些常用的系统分析方法，使学生初步具有应有的系统工程思想、方法和工具解决社会经济中实际问题的能力。
二、教学手段1、课程教学：本课程主要采用课堂教学形式2、案例教学：授课过程中采用计算案例或讨论的形式，个别讨论需要学生预先的实验计算准备。
3、“读写议”：指定分析方法、进行上机实验、撰写分析报告，进行全班讨论4、多媒体教学：本课程采用多媒体教学，配有ppt课件和音像教学资料5、实验教学：运用系统动力学仿真软件，针对具体的工程问题或经济社会问题建立仿真模型，从而使学生在掌握相关理论基础上，提高运用现代化管理软件的能力和实际操作水平。
三、教学要求1、多媒体教学：ppt课件要求与本教学大纲内容基本相匹配。
2、案例数量：分析案例4个以上，每一学年要求更新一个综合案例。
3、案例讨论：就运用系统动力学仿真软件设计方案进行一次(2课时)预展示，学生讲解，教师点评。
4、操作练习：在实验室进行系统动力学模型输入、调试、计算。
共计2次4课时。
四、教学内容第一章绪论（2课时）通过对社会发展、经济发展中遇到的实际问题的讲解和归纳提炼，以及系统工程相关基础理论和计算机技术发展等方面的介绍，了解系统工程的产生背景，通过讲解国内外系统工程的典型案例，了解系统工程的发展简史以及我国系统工程的发展状况：熟悉系统工程在社会经济系统和现代企业管理中的应用，本章节主要内容包括系统工程的产生背景、系统工程的发展、以及系统工程在社会经济系统和现代化企业管理中的应用等。
1、系统工程的产生背景①社会发展②经济发展③相关基础理论和计算机技术发展2、系统工程的发展①系统工程发展简史②我国系统工程的发展3、系统工程在社会经济系统和现代化企业管理中的应用①社会经济发展规划②现代企业管理本章重点掌握领导系统工程在企业管理中的应用，本章难点在于相关基础理论的介绍。
系统安全工程绪论
对称加密与非对称加密
对称加密算法 适用于对称密钥的加密和解密， 加密速度快
非对称加密算法 使用公钥和私钥进行加密和解 密，更安全
公钥基础设施（PKI）技术
数字证书
01 用于验证通信方身份和公钥的有效性
密钥管理
02 管理和分发密钥，确保安全的通信
03
数字签名与数字证书
数字签名
验证数据的完整性和真 实性 基于非对称加密算法
系统安全工程是指通过综合运用计算机科学、 工程学、信息技术等学科的理论和技术，对计 算机系统进行安全性设计、开发、测试和维护 的过程。在当今信息化时代，系统安全工程的 重要性愈发凸显，对于保障信息系统安全、数 据保密性、完整性和可用性起着至关重要的作 用。
系统安全工程的重要性
保障信息系统安全
数据完整性
通信协议加密
漏洞修复机制
保护物联网设备间通信的安全 性
及时修复物联网设备的安全漏 洞
移动安全
应用权限管理
远程锁定与擦除
对移动应用的权限进行合理管 理
遗失设备后可远程执行锁定 或数据擦除操作
数据加密传输
恶意软件防护
保护ห้องสมุดไป่ตู้动设备数据在传输过程 中的安全
检测并清除移动设备上的恶意 软件
工业控制系统安全
系统安全工程绪论
汇报人： 时间：2024年X月
目录
第1章 系统安全工程概述 第2章 系统安全威胁与漏洞分析 第3章 系统安全加密技术 第4章 系统安全管理与审核 第5章 系统安全工程的应用领域 第6章 系统安全工程的未来发展 第7章 系统安全工程绪论
● 01
第1章 系统安全工程概述
系统安全工程的 定义
数据传输 区块链可用于安全的数据传输
安全系统工程
安全系统工程第一章绪论-安全系统工程概述1.系统：系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。
（理解、掌握)2.系统的特点：整体性,相关性目的性和功能性，有序性,环境适应性。
（理解、掌握）3.系统工程:是组织管理系统的规划、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。
(理解、掌握）4.安全系统工程：是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素,评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术。
（理解、掌握）5.系统的分类（熟悉）a)自然系统和人工系统b)实体系统和抽象系统c)静态系统和动态系统d)控制系统和行为系统e)开放系统和封闭系统：开放系统指系统与环境之间进行物质、能量或信息交换。
封闭系统则相反,即系统与环境互相隔绝，它们之间没有任何物质、能量或信息交换。
f)简单系统与复杂系统6.系统原理：(熟悉)指运用系统的观点、理论和方法对管理活动进行充分的系统分析,以达到管理的优化目标，即从系统论的角度来认识和处理管理中出现的问题。
（系统原理是现代管理科学中的一个最基本的原理。
）a)整分合原理：现代高效率的管理必须在整体规划下明确分工,在分工基础上进行有效地综合,这就是整分合原理. 整分合原理的主要含义：整体把握，科学分解,组织综合。
把握时机，实行动态管理，及时调整计划，不断改善分工(明确分工），适时综合协调。
b)反馈原理:现代高效率的原理,必须有灵敏、正确、有力的反馈，这就是反馈原理。
如果反馈使系统的输人对输出的影响增大,导致系统的运动加剧发散，这种反馈叫正反馈；反之，如果反馈使系统的输入对输出的影响减小，使系统偏离目标的运动收敛，趋向于稳定状态,则叫做负反馈。
反馈涉及两个方面的问题一是控制系统本身接收、处理、利用各种信息的能力如何；二是反馈系统能否保证灵敏、正确、有力地反馈信息。
c)弹性原理：管理是在系统外环境和内部条件千变万化的形势下进行的，管理必须要有很强的适应性和灵活性，才能有效地实现动态管理。
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美国实施彩电开发计划
采用系统方法，并取得巨大成功
美国Bell电话公司开发微 正式使用系统工程（Systems 波通讯系统 Engineering）一词
英、美等国的反空袭等 军事行动 美国研制原子弹的“曼 哈顿计划” 美国空军建立兰德 （RAND）公司 产生军事运筹学（Military Operations Research）,也即军 事系统工程 运用SE，并推动了其发展 曾经提出系统分析（Systems analysis）概念，强调了其重要 性
根据日常经验，对以上泡茶问题可以有以下三种解法： 甲：⑴洗净水壶；⑵灌上凉水；⑶壶放在火上；⑷等水 开；⑸水开后，以最快的速度洗茶杯，找茶叶；⑹泡 茶，待茶泡好；⑺喝茶。 乙：⑴洗净水壶；⑵洗茶杯；⑶找好茶叶；⑷灌凉水； ⑸壶放火上；⑹等水开；⑺水开后，用准备好的茶杯、 茶叶泡茶；⑻等待茶泡好；⑼喝茶。 丙：⑴洗净水壶；⑵灌凉水；⑶壶放火上；⑷洗茶杯； ⑸拿茶叶；⑹水开之前，可干一些其它事；⑺水开， 泡茶；⑻喝茶。
系统工程
绪论
学习目的
通过学习本课程，使学生掌握系统工程学的
基本概念、基本原理和典型技术方法，具备
对各类社会经济系统进行系统分析和进行系
统工程管理的能力，了解本学科的最新发展
和动态。
学习方法
注重系统思考 坚持问题导向
采用系统化方法
课程知识体系
系统工程概述(2学时) 系统工程基本原理、理论(4学时) 系统分析 (8学时) 系统设计，系统思想在工程、企业中的应 用 (6学时) 系统结构模型技术 (6学时) 系统仿真技术与系统动力学方法 (8学时) 系统评价与检验 (8学时)
第二节 系统工程的产生与发展
整体思想和联系思想是科学系统思想的 核心与实质。 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是系统理论 的重要内容和SE的理论基础。
第二节 系统工程的产生与发展
二、系统工程的发展概况
第二节 系统工程的产生与发展
阶段 年代（份） 1930 I 1940 重大工程实践或事件 美国发展与研究广播电 视 重要理论与方法贡献 正式提出系统方法（Systems approach）的概念
第一节 泡茶问题
所以，在泡茶问题上，前述各项资源除随 机干扰外，不存在节约问题。这个问题， 唯一涉及的节约问题是关于一种既无限又 有限的资源—时间的节约。 3 系统工程研究任务界定 设计一个解决泡茶问题的行动计划，要求 合理安排各道工序，最大限度节约时间。
第一节 泡茶问题
三、定性策划几个备选方案
紧前工序 无 1 2 3 无 无 3，5，6 7
工序时间(分) 1 0.5 0.3 15 1 1 2.2
甲：
第一节 泡茶问题
1 灌水 0.5 放壶 0.3 等水开 15 洗杯，找茶叶 2
洗壶
喝茶 乙：
洗壶 1 洗杯 1 找茶叶 喝茶 丙： 1 2.2 灌水 泡茶
2.2
0.5 15
泡茶
放壶 0.3 等水开
第一节 泡茶问题
华罗庚先生的泡茶
“想泡壶茶喝。当时的情况是：开水没有， 开水壶要洗，茶壶茶杯要洗，火已升了， 茶叶也有了，怎么办?”
第一节 泡茶问题
一、问题描述
1.目标：喝到一碗清新的热茶。 2.条件：已有一个茶壶、一包好茶叶、一 个燃着的火炉和可用的凉水水源。 3.其它要求：以最节约资源的方式实现目 标。 4.系统工程研究任务：为解决喝茶问题设 计一个行动计划系统(设计一个解决泡茶 问题的行动计划)。
分析结果：丙方案最节约时间。 方案建议：丙
第一节 泡茶问题
泡茶工程经验总结
几大步骤： 确定问题 目标分析 需求分析 方案策划 系统分析（统计、计算、比较） 决策建议 方案实施 系统原理：最优化、并行统筹、工序图法
第二节 系统工程的产生与发展
一、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： “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。 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。
第二次世界 大战期间 II 本世纪40年 代
1945
第二节 系统工程的产生与发展
III 40年代后期到50年 代初期 1957
运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与应用、 电子计算机的出现，为SE奠定了重要的学科基础
系统工程学科形成的标志
H.Good和 R.E.Machol发表第一 部名为《系统工程》 的著作 美国研制北极星导弹 潜艇
第一节 泡茶问题
二、问题分析
1 资源需求 根据我们的日常经验，现代人类的活动通 常需要人、财、物等类资源。在这个泡茶 问题上，不涉及资金，所需的资源包括： 凉水、茶壶、茶叶、茶碗、火炉。这些资 源目前都已齐备，且假设除人外没有限制。
第一节 泡茶问题
2 目标要求 以最节约资源的方式泡一壶好茶。 这个问题中，前面提到的各项资源除了人力 资源外，都是没有限制的。但实际上，茶壶 的大小是确定的，因而所用水是确定的。 再假定炉火的发热量及热效率是确定的，那 么，一旦装满水的茶壶放到火上，其消耗的 能源也是确定的。 茶叶使用量是有定额的。
洗壶
1灌水0.5源自放壶0.3 0.3
洗杯
等水开
1
15
拿茶叶
1 泡茶 2.2 喝茶
图1 泡茶系统工程备选方案工序图
第一节 泡茶问题
方案分析
甲方案总时间=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21
乙方案总时间=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21
丙方案总时间=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19
1958
提出PERT（网络优化技术），这是 最早的系统工程技术之一。
IV
1965
R.E.Machol编著《系 统工程手册》
表明系统工程的实用化和规范化
为现代SE奠定了重要的数学基础 美国自动控制学家 L.A.Zedeh提出“模糊 集合”概念 19611972 美国实施“阿波罗” 登月计划 使用了多种SE方法，其成功极大地 提高了SE的地位
第一节 泡茶问题
四、方案分析与比较 (系统分析)
1.列出泡茶所需的全部工序
2.确定每道工序所需的时间
3.确定各道工序之间的时间连接关系
4.分析计算每种方案所需的总时间
5.做出比较结论
第一节 泡茶问题
工序列表 序号 名称 1 洗壶 2 灌水 3 放壶 4 等水开 5 洗杯 6 找茶叶 7 泡茶 8 喝茶