《清华大学系统工程》PPT课件
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《系统工程》幻灯片PPT
• other engineering disciplines concentrate on using knowledge of the real world (e.g., electrical circuits, materials, robotics),
• systems engineering focuses on methods to solve problems, not the solution of the problems.
Physical vБайду номын сангаас. Abstract Systems Open vs. Closed system
3.Feedback Control in System
Input
System Performance
Output
Character of open-loop system:
• Not aware of its own performance • Past action has no influence on future action • Possesses no means to provide for its own control or
3. Inventory Planning and Control
Inventory planning determines the material requirements: components, parts, raw materials, and so on
inventory control determines the proper inventory levels, reorder points, safety stocks, and the like.
清华软件工程课件第02章系统工程
THANKS
感谢观看
详细描述
核能系统工程涵盖了核反应堆设计、制造、运行和管理全 过程，涉及核能利用的各个方面，如核燃料循环、核安全 保障等。该领域强调安全性和可靠性，以确保核能利用的 安全与可持续发展。
总结词
核能系统工程的实施需要严格的法规和标准保障。
详细描述
核能系统工程涉及到核安全和辐射防护等方面，因此需要 遵守严格的国际和国家法规和标准。这些法规和标准规定 了核设施的设计、建造、运行和管理的要求，以确保核能 利用的安全性和可靠性。
架构描述语言（ADL）
用于描述和定义系统架构的语言，有助于理解和分析系统结构。
模型检查工具
用于验证系统模型的正确性和可靠性的工具，如模型检查器。
仿真技术
离散事件仿真
用于模拟离散事件的仿真技术，如交通仿真、物流仿 真等。
连续仿真
用于模拟连续时间的仿真技术，如控制系统仿真、流 体动力学仿真等。
混合仿真
详细描述
软件开发系统工程涉及软件的需求分析、设计、编码、测试和维护全过程，需 要综合考虑技术、经济、管理等方面，确保软件的性能、安全和可靠性。该领 域强调软件工程化，注重软件的开发和管理过程。
软件开发系统工程
• 总结词：软件开发系统工程的实施需要采用先进的开发和管理方法。 • 详细描述：软件开发系统工程的实施需要采用多种先进的开发和管理方
项目管理技术
项目管理软件
01
用于项目计划、进度、成本和资源管理的软件，如Microsoft
Project、Trello等。
敏捷开发方法
02
一种灵活的项目管理方法，强调快速响应变化和持续交付价值。
项目管理知识体系（PMBOK）
03
清华大学系统工程
qT(k)X ~X ~Tq(k)kqT(k)q(k)k
2 (y ˆk) k/N 1 , k
《系统工程导论》
第25页
5.3 主成分的计算方法及有关性质
主成分的样本方差之和
n
n
N1 2(yˆk)
N ~xT(t)q(k)qT(k)~x(t)
k1
k1 t1
N ~xT(t) n q(k)qT(k)~x(t)
《系统工程导论》
第3页
5.1 引言
观察：长、宽、高之间近似存在线性关系 若存在一个线性关系
或者 x 1 ( t ) b 0 ( 1 ) b 2 ( 1 ) x 2 ( t ) b 3 ( 1 ) x 3 ( t ) 或者 x 2 ( t ) b 0 ( 2 ) b 1 ( 2 ) x 1 ( t ) b 3 ( 2 ) x 3 ( t ) 或者 x 3 ( t ) b 0 ( 3 ) b 1 ( 3 ) x 1 ( t ) b 2 ( 3 ) x 2 ( t ) )
《系统工程导论》
第9页
5.2 主成分分析基本原理
主成分分析几何意义：
平移＋旋转，使得样本点在第一主轴的方差最大
u u12 x1xc1soin sx2xs2cinos c1c2
u2
u1
x2
g
O
《系统工程导论》
x1
第10页
5.2 主成分分析基本原理
基本准则：分类变量的分散程度越大越有利 变量的样本均值
e ( y 1 ) l 0 ( 1 ) l 1 ( 1 ) e ( x 1 ) l 2 ( 1 ) e ( x 2 ) l 3 ( 1 ) e ( x 3 )
y 1 (t) e(y 1 ) l1 (1 )x 1 (t) e(x 1 ) l2(1 )x 2(t) e(x2) l3(1 )x 3(t) e(x 3)
2 (y ˆk) k/N 1 , k
《系统工程导论》
第25页
5.3 主成分的计算方法及有关性质
主成分的样本方差之和
n
n
N1 2(yˆk)
N ~xT(t)q(k)qT(k)~x(t)
k1
k1 t1
N ~xT(t) n q(k)qT(k)~x(t)
《系统工程导论》
第3页
5.1 引言
观察：长、宽、高之间近似存在线性关系 若存在一个线性关系
或者 x 1 ( t ) b 0 ( 1 ) b 2 ( 1 ) x 2 ( t ) b 3 ( 1 ) x 3 ( t ) 或者 x 2 ( t ) b 0 ( 2 ) b 1 ( 2 ) x 1 ( t ) b 3 ( 2 ) x 3 ( t ) 或者 x 3 ( t ) b 0 ( 3 ) b 1 ( 3 ) x 1 ( t ) b 2 ( 3 ) x 2 ( t ) )
《系统工程导论》
第9页
5.2 主成分分析基本原理
主成分分析几何意义：
平移＋旋转，使得样本点在第一主轴的方差最大
u u12 x1xc1soin sx2xs2cinos c1c2
u2
u1
x2
g
O
《系统工程导论》
x1
第10页
5.2 主成分分析基本原理
基本准则：分类变量的分散程度越大越有利 变量的样本均值
e ( y 1 ) l 0 ( 1 ) l 1 ( 1 ) e ( x 1 ) l 2 ( 1 ) e ( x 2 ) l 3 ( 1 ) e ( x 3 )
y 1 (t) e(y 1 ) l1 (1 )x 1 (t) e(x 1 ) l2(1 )x 2(t) e(x2) l3(1 )x 3(t) e(x 3)
系统工程PPT课件
测模型进行残差检验。
⑤ 根据系统未来变化，确定预测值上下 界，即按下式确定灰平面
上界：xm (1) (anx k)x(1)(n)kmax
下界：xm (1 )(in n k)x(1 )(n )kmin
σmax为在n点以后，x (0)增长的上界；
x ( r ) ( k ) x ( r 1 ) ( 1 ) x ( r 1 ) ( 2 ) x ( r 1 ) ( k )
11
累减生成（逆累加生成）IAGO
对于x (r) ，其IAGO计算式为： α(1)( x(r)(k))
=α(0)(x(r)(k))-α(0)(x(r)(k-1)) = x(r)(k)-x(r)(k-1) = x(r-1)(k)
1 ( x( 1 )( 1 ) x( 1 )( 2 )) 2
1 (，x( 1 )( 2 ) x( 1 )( 3 )) 2
1
1
1 2
(
x(
1
)(
n
1
)
x(
1
)(
n
))
1
x(0 )( 2 )
y
N
x
(0
)(
3
)
x
(
0
)
(
n
)
14
③建立预测模型，求出累加序列
x ˆ(1)(k1)x(0)(1)ueak u
4.7 灰色预测
时间序列预测采用趋势预测原理，存 在以下问题： • 若时间序列变化趋势不明显时，很难建立 起较精确的预测模型； • 趋势预测是基于系统按原趋势发展变化的 假设基础之上进行预测的，未考虑对未来 变化产生影响的各种不确定因素。 20世纪80年代初创立了灰色预测理论。
1
4.7.1 灰色预测概述
⑤ 根据系统未来变化，确定预测值上下 界，即按下式确定灰平面
上界：xm (1) (anx k)x(1)(n)kmax
下界：xm (1 )(in n k)x(1 )(n )kmin
σmax为在n点以后，x (0)增长的上界；
x ( r ) ( k ) x ( r 1 ) ( 1 ) x ( r 1 ) ( 2 ) x ( r 1 ) ( k )
11
累减生成（逆累加生成）IAGO
对于x (r) ，其IAGO计算式为： α(1)( x(r)(k))
=α(0)(x(r)(k))-α(0)(x(r)(k-1)) = x(r)(k)-x(r)(k-1) = x(r-1)(k)
1 ( x( 1 )( 1 ) x( 1 )( 2 )) 2
1 (，x( 1 )( 2 ) x( 1 )( 3 )) 2
1
1
1 2
(
x(
1
)(
n
1
)
x(
1
)(
n
))
1
x(0 )( 2 )
y
N
x
(0
)(
3
)
x
(
0
)
(
n
)
14
③建立预测模型，求出累加序列
x ˆ(1)(k1)x(0)(1)ueak u
4.7 灰色预测
时间序列预测采用趋势预测原理，存 在以下问题： • 若时间序列变化趋势不明显时，很难建立 起较精确的预测模型； • 趋势预测是基于系统按原趋势发展变化的 假设基础之上进行预测的，未考虑对未来 变化产生影响的各种不确定因素。 20世纪80年代初创立了灰色预测理论。
1
4.7.1 灰色预测概述
系统工程(完整版PPT课件)
至今还没
有统一定
义
13
系统工程的定义
(3)日本学者三浦武雄指出：“系统工程与其它工程学不同之处在 于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的边 缘科学。因为系统工程的目的是研究系统，而系统不仅涉及到工 程学的领域，还涉及到社会、经济和政治等领域，为了圆满解决 这些交叉领域的问题，除了需要某些纵向的专门技术以外，还要 有一种技术从横向把它们组织起来，这种横向技术就是系统工程 ，也就是研究系统所需的思想、技术和理论等体系化的总称。”
6
系统概念的形成
15世纪下半叶以后： “只见树木” 具体化
19世纪： “先见森林，后见树木”
辨证唯物主义： 世界是由无数相互关联、
相互依赖、相互制约和
科学系统思 想的实质
相互作用的过程所形成 的统一整体。
7
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。
➢ 一台机器、一个部门、一项计划、一个研究项 目、一种组织、一套制度都可以看成一个系统;
➢ 系统的存在具有普遍性;
➢ 系统的概念是相对的而不是绝对的，它没有绝 对规模的界限。
8
2.系统的特性
1）集合性。系统是由两个以上的可以相互区别的要素所组成。
2）相关性。组成系统的各要素之间具有相互联系、相互作用 、相互依赖的特定关系。某—要素若发生变化则会影响其他 要素的状态变化。
4
第一章 系统与系统工程
一、系统工程的应用举例 二、系统 三、系统工程 四、系统工程方法论
5
二、 系统
1.系统的概念
系统概念的形成
只见森林
➢公元前古希腊对“宇宙大系统”的认识；
➢我国西周时期的“阴阳二气”及金、木、 水、火、土“五行”；
系统工程(第1章)-精品资料PPT课件
人口问题的定量研究及应用（始于1978年）、 2000年中国的研究(1983至1985年）、全国和地 区能源规划（始于1980年）、全国人才和教育规 划（始于1983年）、农业系统工程（始于1980 年）、区域发展战略（始于1982年）、投入产出 表的应用（始于60年代和1976年）、军事系统工 程（始于1978年）、水资源的开发利用（始于 1978年）等。
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。 o 古希腊辩证法的奠基人：“世界是包括一切的整体” o 公元前古希腊德谟克利特：“宇宙大系统” o 西周时期用阴阳二气来解释自然现象，产生“五行”概念 o 我国老子：“道生一、一生二、二生三、三生万物” o 东汉时期张衡：“浑天说”、“地动仪” o 战国时期都江堰“鱼嘴”岷江分水工程、“飞沙堰”分洪排沙 工程、“宝瓶口”引水工程和120个附属渠堰工程 o 。。。。。。 o 耗散结构理论的创始人普利高津《存在到演化》：“中国传统 的学术思想是看重于研究整体性和自发性，研究协调和协和”。
03.11.2020
8
2.科学系统思想的形成
系统概念的实质：
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。
—
—马克思、恩格斯
系统思想在20世纪科学技术发展的客观要求下得到迅猛 发展：
o 20世纪初，贝塔朗菲一般系统论思想：整体、动态、等级
o 管理学领域
o 20世纪中期，信息论、控制论
1945
03.11.2020
重大工程实践或事件 重要理论与方法贡献
美国发展与研究广播电 正式提出系统方法（Systems
视
approach）的概念
美国实施彩电开发计划 采用系统方法，并取得巨大成功
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。 o 古希腊辩证法的奠基人：“世界是包括一切的整体” o 公元前古希腊德谟克利特：“宇宙大系统” o 西周时期用阴阳二气来解释自然现象，产生“五行”概念 o 我国老子：“道生一、一生二、二生三、三生万物” o 东汉时期张衡：“浑天说”、“地动仪” o 战国时期都江堰“鱼嘴”岷江分水工程、“飞沙堰”分洪排沙 工程、“宝瓶口”引水工程和120个附属渠堰工程 o 。。。。。。 o 耗散结构理论的创始人普利高津《存在到演化》：“中国传统 的学术思想是看重于研究整体性和自发性，研究协调和协和”。
03.11.2020
8
2.科学系统思想的形成
系统概念的实质：
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。
—
—马克思、恩格斯
系统思想在20世纪科学技术发展的客观要求下得到迅猛 发展：
o 20世纪初，贝塔朗菲一般系统论思想：整体、动态、等级
o 管理学领域
o 20世纪中期，信息论、控制论
1945
03.11.2020
重大工程实践或事件 重要理论与方法贡献
美国发展与研究广播电 正式提出系统方法（Systems
视
approach）的概念
美国实施彩电开发计划 采用系统方法，并取得巨大成功
系统工程原理 ppt课件
社会的演变方向 复杂性增加
□ 空间狭窄 □ 时间缩短 □ 普遍联系加强
PPT课件 18
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
无论如何，我们将被迫在知识的一切领 域中运用“整体”或者“系统”来处理复 杂性问题，这将是对科学思维的一个根本 改造。
——贝塔朗菲
PPT课件 19
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
系统的分类
□ 自然系统与人造系统 □ 实体系统与概念系统 □ 动态系统和静态系统 □ 控制系统与行为系统 □ 开放系统与封闭系统
PPT课件 16
1.1 系统的概念
系统的分类：开放系统与封闭系统
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。
PPT课件 6
1.1 系统的概念
系统定义的三个基本特征: (1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 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。
PPT课件 7
1.1 系统的概念
系统的五个基本特性:
□ 整体性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
参考书： ▪ 汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，2003 ▪ 王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，2006 ▪ 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，2006 ▪ 孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，2004
PPT课件 4
系统工程原理
第一章 绪 论
内容 第一章 绪论 第二章 系统工程方法论 第三章 系统建模与系统分析 第四章 系统结构模型 第五章 层次分析法 第六章 投入产出分析 第七章 系统预测
□ 空间狭窄 □ 时间缩短 □ 普遍联系加强
PPT课件 18
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
无论如何，我们将被迫在知识的一切领 域中运用“整体”或者“系统”来处理复 杂性问题，这将是对科学思维的一个根本 改造。
——贝塔朗菲
PPT课件 19
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
系统的分类
□ 自然系统与人造系统 □ 实体系统与概念系统 □ 动态系统和静态系统 □ 控制系统与行为系统 □ 开放系统与封闭系统
PPT课件 16
1.1 系统的概念
系统的分类：开放系统与封闭系统
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。
PPT课件 6
1.1 系统的概念
系统定义的三个基本特征: (1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 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。
PPT课件 7
1.1 系统的概念
系统的五个基本特性:
□ 整体性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
参考书： ▪ 汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，2003 ▪ 王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，2006 ▪ 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，2006 ▪ 孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，2004
PPT课件 4
系统工程原理
第一章 绪 论
内容 第一章 绪论 第二章 系统工程方法论 第三章 系统建模与系统分析 第四章 系统结构模型 第五章 层次分析法 第六章 投入产出分析 第七章 系统预测
系统工程课件
系统工程课件一、概要亲爱的同学们，今天我们要学习的主题是《系统工程课件》。
你是不是觉得“系统工程”这个词听起来高大上，好像离我们生活有点远呢？其实它和我们息息相关，系统工程不只是关于复杂的理论和公式，更重要的是解决问题的方法和思维。
好了让我们来简单了解一下这个课程吧！首先什么是系统工程呢？简单来说就是把复杂的问题分解成小部分，然后整合各部分，使之更有效地解决的一种方法。
你可能会想，这听起来并不那么神秘嘛。
没错但别以为它简单到一学就会哦！每个部分都有它的独特之处和难点，通过学习这个课程，你会了解到如何运用系统思维去解决实际生活中的问题。
接下来我们会深入了解系统工程的基本原理和方法，比如我们怎样确定系统的目标、如何分析系统的结构和功能、怎样优化和改进系统等等。
这些知识点都是实际应用的基础，所以我们一定要打好基础，以便日后在实际操作中得心应手。
当然啦学习这门课程也不是轻松的事情，我们需要投入时间和精力去理解和掌握每一个知识点。
但是只要你用心去学，你会发现其实它很有趣也很有用。
相信我通过学习系统工程，你的解决问题的能力一定会得到大幅提升。
那么让我们开始这段探索之旅吧！1. 介绍系统工程的定义和发展历程系统工程简单来说，就是研究如何把一个大的、复杂的系统分解成小块，然后合理地组合起来，让整体运作得更顺畅。
这就像是我们搭积木，每一块积木（也就是系统的各个部分）都很重要，怎样把它们组合在一起，让它们发挥最大的作用，这就是系统工程的魅力所在。
系统工程并不是凭空出现的，它的诞生和发展，与我们社会的科技进步息息相关。
早在古代我们的祖先在建造桥梁、宫殿时，就已经有了系统工程的初步思想。
现代的系统工程，则是在工业革命后，随着大型工程、复杂项目的出现而逐渐发展起来的。
特别是近年来，随着计算机技术的飞速发展，系统工程更是大放异彩。
那么接下来我们会更深入地探讨系统工程的各个方面，让大家更好地理解它的魅力和重要性。
让我们一起期待吧！2. 阐述系统工程的重要性及其在各领域的应用首先我们要明白系统工程的重要性，在现代社会，无论是建造一座大桥、设计一款新的电子产品，还是解决复杂的医疗问题，都需要系统工程的思维。
《系统工程》课件
照预期工作并相互协调。
3
验收测试
由用户或客户进行的最终测试，以验证 系统是否满足其需求和期望。
总结与展望
在本节中，我们将总结本课程的重点内容，并展望系统工程的未来发展方向。 希望您通过本课程获得了对系统工程的深入了解，并能应用于实际项目中。
《系统工程》PPT课件
欢迎来到《系统工程》PPT课件！在本课程中，我们将深入探讨系统工程的概 念、方法和应用。通过本课程，您将学习如何设计和开发复杂系统，以满足 现代社会的需求。
课程介绍
在这一部分，我们将介绍本课程的目标、学习内容和教学方法。您将了解系 统工程的重要性以及它在各个领域的应用。
系统工程概述
在本节中，我们将深入研究系统工程的核心概念和原则。您将了解系统工程的定义、历史背景和关键要素。
系统工程过程
1
需求分析
在这一阶段，我们将确定系统的功能和
系统设计与开发
2
性能需求，以便为后续设计和开发阶段 奠定基础。
在这一阶段，我们将设计系统的结构和
组件，并进行系统的开发阶段，我们将测试和验证系统的 功能和性能是否符合需求，并进行必要 的修正。
系统需求分析
功能需求
系统需要满足哪些基本功能要求？
可用性需求
系统需要有多高的可用性和可靠性，以确保持 续运行和故障恢复？
性能需求
系统需要具备什么样的性能指标，例如速度、 容量和可靠性？
安全需求
系统需要采取什么样的安全措施，以保护敏感 信息和防止未经授权的访问？
系统设计与开发
系统架构设计
设计系统的整体架构，确定系统的组件和它们之间 的关系。
软件开发
编写和调试系统的软件代码，以满足系统的功能和 性能需求。
《系统工程》课件
02
系统工程方法论
硬系统方法论
总结词
强调数学模型和定量分析的方法论
详细描述
硬系统方法论注重数学模型和定量分析在解决系统问题中的应用，通过建立精确的数学模型来描述系 统的结构和行为，并运用数学分析和优化方法来寻求最优解决方案。这种方法论在工程、物理和经济 学等领域有广泛应用。
软系统方法论
总结词
强拟、优化技术、决策分析等。
系统分析的局限性
数据获取难度大
对于某些复杂系统，难以获取完 整、准确的数据，导致分析结果 的不准确。
主观因素影响
系统分析的结果往往受到分析者 的主观因素影响，如经验、知识 背景等，可能导致结果的偏颇。
适用范围有限
系统分析方法适用于具有明确目 标、约束条件和决策变量的系统 ，对于某些模糊性、不确定性较 高的系统可能不适用。
04
系统设计
系统设计的概念和原则
概念
系统设计是根据用户需求，将系统抽 象为具体的物理结构或流程，以满足 预定目标的过程。
原则
系统设计应遵循整体性、最优化、可 靠性、可扩展性和可维护性等原则， 以确保系统能够高效、稳定地运行。
系统设计的步骤和方法
步骤
需求分析、系统规划、系统分析、系统设计、系统实施 和系统评估。
系统评价是对一个系统进行全面评估的过程，包括对其性能、效果、可行性和可 持续性等方面的评估。
目的
系统评价的目的是为了了解系统的现状，发现问题和不足，为系统的改进和创新 提供依据和支持。
系统评价的步骤和方法
步骤
确定评价目标、制定评价计划、收集 和分析数据、评估结果反馈。
方法
定性和定量评价方法，如专家评估、 问卷调查、实验法等。
系统工程的应用领域
清华大学系统工程114 ppt课件
2.1 系统评价分析方法
2.1.4 系统评价分析原则 ❖ 内部因素与外部因素相结合 ❖ 近期与远期利益相结合 ❖ 局部效益与总体效益相结合 ❖ 定性分析与定量分析相结合
《系统工程导论》
第8页
2.1 系统评价分析方法
2.1.5 系统评价分析的要点与步骤 要点
项目
为什么
应该如何 采取什么对策
目的 为什么提出这个问题？ 应提什么？
❖ 方法：问题分层、因素权重分析、方案排序、一 致性检验等整套办法。
❖ 应用：80年代初期介绍到中国，在工程技术、社 会科学领域应用较广泛。
《系统工程导论》
第11页
2.2 层次分析法
2.2.1 问题与实例 问题
面对复杂问题做决策（如，推研）时，往往： ❖ 多个评价准则：如综合评估 ❖ 多人参与：同学、辅导员、班主任…… ❖ 很多可行方案：各种可能的评价体系和权重因子
《系统工程导论》
第5页
2.1 系统评价分析方法
2.1.2 定义
❖ 广义：等同于系统工程 ❖ 狭义：通过一系列步骤，帮助领导者选择最优
方案的一种系统方法。 ❖ 是实现科学决策的重要工具。
《系统工程导论》
第6页
2.1 系统评价分析方法
2.1.3 系统评价分析要素
❖ 目标（Objective）
研究
❖ 可行方案（Feasible
对象 为什么从此入手？
应找哪个人？
删去工作中不必要部分
时间 地点
人
为什么在这时做？ 为什么在这里做？ 为什么由此人做？
应何时做？ 应在何处做？ 应由谁做？
合并重复的工作内容
方法 为什么这样做？
如何去做？
使工作尽量简化
清华大学系统工程11
3.2 解释结构模型法（ISM）
❖ 图的矩阵表示法
（1）邻接矩阵(adjacency matrix)
S1
S2
S3 S5 S6
S4
S1 S2 S3 S4 S5 S6
S1 0
0 勇于开始，才能找到成功的路
0
0
0
0
S2 0 0 1 0 0 0
A
[aij
]66
S3
1
1
0
0
0
0
S4 0 0 1 0 1 1
John Warfield(1974)：结构模型法是“在仔细定义的 模型中，使用图形和文字来描述一个复杂事件（系统 或研究领域）的结构的一种方法论。”
Mick Mclean & P. Shephed (1976)：结构模型“着重 于一个模型组成部分的选择和清楚地表示出各组成部 分间的相互作用。”
Dennis Cearlock (1977)：结构模型强调“确定变量之 间是否有联结以及其连接的相对重要性，而不是建立 严格的数学关系以及精确地确定其系数。”
3.2 解释结构模型法（ISM）
结论
n个变量的邻接矩阵A，当k大于 或等于n后，Ak的非对角线上不会有 首次不为1的元素。
所以
n个变量的有向图，若两个变量
间没有1, 2, …, n-1次通道, 它们
之间就不会有通道。
所以 研究变量间有无通道，只需看
▪ 特点：把复杂的系统分解为若干子系统(要 素)，利用人们的实践经验和知识，以及计 算机的帮助，最终将系统构造成一个多级 递阶的结构模型。
可以把模糊不清的思想、看法转化为直观 的具有良好结构关系的模型。
3.2 解释结构模型法（ISM）
《系统工程教学课件》系统工程第9章
核心思想：综合集成方 法论的核心思想是将不 同领域、不同学科的知 识和信息进行综合集成， 形成新的知识和技术体 系，以解决复杂系统的 规划和问题。
实施步骤：综合集成方 法论的实施步骤包括问 题定义、知识获取、模 型构建、仿真实验和决 策支持等。通过这些步 骤，可以对复杂系统进 行全面深入的分析和优 化。
根据系统设计和需求，使用编程语言实现系统的 各个模块。
系统部署
将系统部署到实际运行环境中，并进行必要的配 置和调整。
ABCD
集成测试
对系统各个模块进行集成测试，确保模块之间的 协调和整体功能的实现。
系统维护
在系统运行过程中，对系统进行必要的维护和更 新，以确保系统的稳定性和可靠性。
系统评估与优化
01
决策分析方法用于辅助决策者 进行科学决策，通过评估不同 方案的风险和收益，选择最优 方案。
决策分析方法包括风险分析、 决策树、敏感性分析等。通过 这些方法，可以评估不同方案 的风险和收益，选择最优方案 ，为决策者提供科学的决策依 据。
系统工程工具与技术 建模与仿真技术
总结词
可行性研究用于评估项目的实施可能性 、技术可行性和经济可行性。
关键点
多国合作、复杂系统集成、长期运行和维护。
核能系统工程案例
案例名称：核能发电厂
描述：核能发电厂是一个集成了机械、电气、 控制等多个专业的复杂系统，通过系统工程的 方法，确保了核能发电的安全、稳定和高效。
关键点：安全设计、稳定运行、专业协作。
智能交通系统工程案例
案例名称
智能交通系统（ITS）
描述
性能评估
评估系统的性能指标，如响应时 间、吞吐量、可用性等，以确保
系统满足用户需求。
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《系统建工筑精程选导课论件》
第1212页
2.2 层次分析法
或记 S Score(A) Score(B) Score(C)T ,
aL aF aS aV aC aM
A bL
bF
bS
bV
bC
bM
cL cF cS cV cC cM
W wL wF wS wV wC wM T
那么， SAW
最优解决方案即S中值最大的那一个。
《系统建工筑精程选导课论件》
第1414页
2.2 层次分析法
决策问题的决策层次
目标
对学校的满意度
项目
为什么
应该如何 采取什么对策
目的 为什么提出这个问题？ 应提什么？
对象 为什么从此入手？
应找哪个人？
删去工作中不必要部分
时间 地点
人
为什么在这时做？ 为什么在这里做？ 为什么由此人做？
应何时做？ 应在何处做？ 应由谁做？
合并重复的工作内容
方法 为什么这样做？
如何去做？
使工作尽量简化
《系统建工筑精程选导课论件》
aL
aF
aS
School B
bL
bF
bS
School C
cL
cF
cS
wV
wC
wM
aV
aC
aM
bV
bC
bM
cV
cC
cM
Sco (A)reaLwLaFwFaSwSaVwVaCwCaMwM Sco (B)rebLwLbFwFbSwSbVwVbCwCbMwM Sco (Cr)ecLwLcFwFcSwScVwVcCwCcMwM Besatrm g aSxc(o (A)rS ,eco (B)rS ,eco (Cr))e
Step 3: 构造判断矩阵judgments matrix对决策元素值进
行一致性检验；若判断不一致，返回Step 2，重新进
行两两比较；若满足一致性，进入Step 4.
Step 4: 计算决策表的相对权重 weights .
Step 5: 归一化处理相对权重值，并得到各方案的分数值 及排序情况 scores and hence rankings .
❖ 要分别找出以上六个因素对男孩子的成长的重要性 ❖ 要弄清各所学校在六个因素方面的表现如何 ❖ 要通过以上分析比较从三所学校中挑选最好的一所
《系统建工筑精程选导课论件》
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2.2 层次分析法
解决问题概览：分数值、权重、排序
学习氛围 交友 学校生活 假期安排 升学率 特长发展
wL
wF
wS
School A
《系统建工筑精程选导课论件》
第2 2页
2.1 系统评价分析方法
2.1.1 历史演变
❖ 由美国RNAD公司最早于20世纪40年代提出。早期 用于武器系统的成本和效益分析，采用定量分析。
❖ 70年代左右，推广到更广泛的领域，常常与制定政 策相关。
❖ 80年代后，特别针对信息系统建设的中系统评价分 析方法应用广泛：结构化原型法面向对象构件 法。
清华大学本科专业限选课程
系统工程导论
开课单位：清华大学自动化系 授课时间：2009年春季学期 主讲教师：胡坚明副教授
第二章 层次分析法
§2.1 系统评价分析方法 §2.2 层次分析法 Analytical Hierarchy Process
§2.2.1 问题与实例 §2.2.2 Saaty提出的AHP方法 §2.2.3 一致性检验 §2.2.4 AHP方法的后续发展 §2.3 AHP应用方法
如何得到A和W？？
《系统建工筑精程选导课论件》
第1313页
2.2 层次分析法
2.2.2 Saaty提出的AHP方法
Step1 : 将问题按照决策要求进行层次分解，得到决策层 次decision hierarchy.
Step 2: 采用两两比较 pairwise comparison法
2.1.6 系统评价分析方法
❖ 目标－手段分析方法 ▪ 如：分级展开目标，如AHP方法
❖ 因果分析方法 ▪ 例如，学习成绩不稳定，什么因素造成的？
《系统建工筑精程选导课论件》
第8 8页
2.2 层次分析法
Analytical Hierarchy Process
❖ 起源：20世纪70年代由Saaty教授提出 ❖ 特点：定性与定量分析相结合 ❖ 适用：不能完全用数学模型表示的多目标、多准
解题要求
❖如何比较不同的可行方案，作出判断并从中选择最好的 方案？ ❖最终选择的结果可靠性如何？
《系统建工筑精程选导课论件》
第1010页
2.2 层次分析法
案例：选择高中
案例
某同学已经初中毕业，面临选择高中。其父母和孩子一 起要从A、B和C三所中学中选择最好的一所就读。
解决方案要点
❖ 三人同意按六个因素来比较各个学校：学习氛围、交友、 学校生活、假期安排、升学率、特长发展
则、群决策问题 ❖ 方法：问题分层、因素权重分析、方案排序、一
致性检验等整套办法。 ❖ 应用：80年代初期介绍到中国，在工程技术、社
会科学领域应用较广泛。
《系统建工筑精程选导课论件》
第9 9页
2.2 层次分析法
2.2.1 问题与实例
问题
面对复杂问题做决策（如，推研）时，往往： ❖ 多个评价准则：如综合评估 ❖ 多人参与：同学、辅导员、班主任…… ❖ 很多可行方案：各种可能的评价体系和权重因子
研究
❖ 可行方案（Feasible
designs, Alternatives）
❖ 费用（Cost）
A1
❖ 模型（Model）
A2
❖ 效果（Effect, Results）
模型
❖ 准则（Criterion）
An
❖ 结论（Conclusion） 可行方案
目标
评价
效果 (+)
费用 (-)
A2
准则
An
A1
结论 （方案排序）
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2.1 系统评价分析方法
2.1.4 系统评价分析原则 ❖ 内部因素与外部因素相结合 ❖ 近期与远期利益相结合 ❖ 局部效益与总体效益相结合 ❖ 定性分析与定量分析相结合
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2.1 系统评价分析方法
2.1.5 系统评价分析的要点与步骤 要点
《系统建工筑精程选导课论件》
第3 3页
2.1 系统评价分析方法
2.1.2 定义
❖ 广义：等同于系统工程 ❖ 狭义：通过一系列步骤，帮助领导者选择最优
方案的一种系统方法。 ❖ 是实现科学决策的重要工具。
《系统建工筑精程选导课论件》
第4 4页
2.1 系统评价分析方法
2.1.3 系统评价分析要素
❖ 目标（Objective）