系统工程课件
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系统工程 ppt课件
统的现状。
4. 改善概念模型 进一步用更合适的模型或方法改
进上述概念模型。
PPT课件
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
二、方法步骤
5. 比较 将概念模型与现状进行比较，找
出符合决策者意图，而且可行的改革 途径或方案。
6. 实施 实施提出的改革方案。
PPT课件
20
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2.3 切克兰德的
PPT课件
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
四、霍尔模型的特点
研究方法上的整体性（三维） 技术应用上的综合性（知识维） 组织管理上的科学性
（时间维与逻辑维） 系统工程工作的问题导向性
（逻辑维）
PPT课件
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
五、霍尔模型的优势
运用系统工程过程管理方法， 决策的可靠性可提高一倍以上， 节约时间和总投资平均在15% 以上，而用于管理的费用一般 只占总投资的3%－6%。
PPT课件
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2.1 概述
第二章 系统工程方法论
一、系统工程的方法体系
工 具：计算机、算法…… 技 术：使用工具的方法。 方 法：选择什么技术来达到目的
的办法。 方法论：处理系统工程问题的一整
套思想、原则，是运用方 法的方法。
PPT课件
3
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2.1 概述
第二章 系统工程方法论
一、系统工程的方法体系
方法论研究： 从哪里开始着手解决问题？ 如何设计解决问题的过程？ 如何最终实现问题的解决？
PPT课件
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2.1 概述
第二章 系统工程方法论
4. 改善概念模型 进一步用更合适的模型或方法改
进上述概念模型。
PPT课件
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
二、方法步骤
5. 比较 将概念模型与现状进行比较，找
出符合决策者意图，而且可行的改革 途径或方案。
6. 实施 实施提出的改革方案。
PPT课件
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2.3 切克兰德的
PPT课件
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
四、霍尔模型的特点
研究方法上的整体性（三维） 技术应用上的综合性（知识维） 组织管理上的科学性
（时间维与逻辑维） 系统工程工作的问题导向性
（逻辑维）
PPT课件
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
五、霍尔模型的优势
运用系统工程过程管理方法， 决策的可靠性可提高一倍以上， 节约时间和总投资平均在15% 以上，而用于管理的费用一般 只占总投资的3%－6%。
PPT课件
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2.1 概述
第二章 系统工程方法论
一、系统工程的方法体系
工 具：计算机、算法…… 技 术：使用工具的方法。 方 法：选择什么技术来达到目的
的办法。 方法论：处理系统工程问题的一整
套思想、原则，是运用方 法的方法。
PPT课件
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2.1 概述
第二章 系统工程方法论
一、系统工程的方法体系
方法论研究： 从哪里开始着手解决问题？ 如何设计解决问题的过程？ 如何最终实现问题的解决？
PPT课件
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2.1 概述
第二章 系统工程方法论
系统工程概论PPT课件
系统工程给管理决策者提供了一种处理问题的思路，即以系 统的观念及工程的观念处理所面临的社会问题;
系统工程作为一种科学的系统决策方法论，它是进行各种管 理决策的基本指导思想。
2021/3/14
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系统观念
系统的观念就是整体最优的观念，它是在人类 认识社会、认识自然的过程中形成的整体观念， 或者称之为全局观念。
系统工程借助于自然科学与工程技术的方法，来 处理各种社会系统，将人类在长期开发自然系统 和改造社会系统的实践中所形成的整体最优化系 统观念应用于其求解问题的全过程之中，从而保 证了所解决问题的全面周到与科学合理。
2021/3/14
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27
1、“系统工程”的含义
1978年我国著名学者钱学森指出：“系统工程是 组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验 和使用的科学方法”，“是一门组织管理的技 术”。
2021/3/14
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封闭系统与开放系统
封闭系统:系统与外界环境既不能进行物质交换，也不能 进行信息、能量交换。
开放系统:系统与外界环境有信息、物质和能量交互作用 的系统。
系统边界：封闭系统具有刚性不可贯穿的边界；而开放系 统边界具有可渗透性。物理系统和生物系统边界比较容易 确定；社会系统边界确定较困难。
满意性（最优化）。系统工程是实现系统最优化的组织管 理技术，系统工程追求的并不是构成系统的个别部分最优， 而是通过协调系统各部分的关系，使系统整体目标达到最 优。
2021/3/14
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系统工程的特点
整体性（系统性）。即把研究对象看成一个整体系统，这 个整体系统又是由若干部分（要素和子系统）有机结合而 成的。
关联性（协调性）。协调系统各部分之间、各部分与整体 之间的关系，可提高整体系统的性能。
系统工程作为一种科学的系统决策方法论，它是进行各种管 理决策的基本指导思想。
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系统观念
系统的观念就是整体最优的观念，它是在人类 认识社会、认识自然的过程中形成的整体观念， 或者称之为全局观念。
系统工程借助于自然科学与工程技术的方法，来 处理各种社会系统，将人类在长期开发自然系统 和改造社会系统的实践中所形成的整体最优化系 统观念应用于其求解问题的全过程之中，从而保 证了所解决问题的全面周到与科学合理。
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1、“系统工程”的含义
1978年我国著名学者钱学森指出：“系统工程是 组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验 和使用的科学方法”，“是一门组织管理的技 术”。
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封闭系统与开放系统
封闭系统:系统与外界环境既不能进行物质交换，也不能 进行信息、能量交换。
开放系统:系统与外界环境有信息、物质和能量交互作用 的系统。
系统边界：封闭系统具有刚性不可贯穿的边界；而开放系 统边界具有可渗透性。物理系统和生物系统边界比较容易 确定；社会系统边界确定较困难。
满意性（最优化）。系统工程是实现系统最优化的组织管 理技术，系统工程追求的并不是构成系统的个别部分最优， 而是通过协调系统各部分的关系，使系统整体目标达到最 优。
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系统工程的特点
整体性（系统性）。即把研究对象看成一个整体系统，这 个整体系统又是由若干部分（要素和子系统）有机结合而 成的。
关联性（协调性）。协调系统各部分之间、各部分与整体 之间的关系，可提高整体系统的性能。
系统工程及双V课件
课件制作与测试
选择合适的制作工具
根据需求选择合适的课件制作工具，如 PowerPoint、Prezi等。
功能测试
在课件制作过程中，进行多次功能测试，确 保课件运行稳定、无错误。
制作课件
根据规划的内容和素材，开始制作课件，注 重内容的呈现形式和交互设计。
内容审核
邀请专家或同行再次对完成的课件进行审核 ，确保内容的准确性和完整性。
THANKS
感谢观看
竞争分析
分析市场上同类型的课件，了解其优点和不足，以优 化自己的课件设计。
内容规划
内容结构设计
根据需求调研结果，规划课件的结构和章节， 确保内容完整、逻辑清晰。
知识点划分
将课程内容细化为多个知识点，为每个知识点 分配适当的时间和篇幅。
内容校对与审核
邀请专家或同行对课件内容进行校对和审核，确保内容准确无误。
界面设计
02
03
功能设计
根据用户需求和习惯，设计用户 界面，包括布局、配色、字体等 ，以提高用户体验。
针对每个功能模块，详细设计其 功能流程、输入输出、数据处理 方式等。
系统开发
编程语言和工具选择
根据系统设计和开发要求，选择合适的编程语言和开发工具。
数据库设计
根据系统需求，设计数据库结构，包括表、字段、关系等。
课件发布与维护
发布形式选择
根据目标受众和学习场景选择合适的发布形式，如在线学习平台 、移动应用等。
后期维护
定期更新和维护课件内容，确保与最新知识和技术保持同步。
学习支持
提供必要的学习支持服务，如在线答疑、学习指导等，以帮助学习 者更好地理解和应用所学知识。
05
系统工程与双V课件的结合
系统工程案例分析PPT课件
模糊综合评估法的步骤和方法
• 第一步：得到模糊矩阵（R）和模糊集(A)。 • 第二步：根据模糊数学原理，求出模糊综合评估
集B,B=A*R。 • 模糊矩阵的乘法与普通矩阵的乘法的运算过程一
样，只是将实数加法改为模糊逻辑加 ，将实 数乘法改为模糊逻辑乘 “^”。
• 第三步：把B正规化，根据安全指标就可以判断系统的安 全性。
n个方案对准则层 C i 的的相对重要度：
w ( L2 ) (w 1 ( l2 ),w 2 (l2 ),.w .n (2 .)) l.T (,L 1 ,2 ,..k )...,
综合重要度由相对重要度
w
(1)
与
w (2) l
计算而得。
v(2)(v1 (2),v2 (2),.v .n (2 .)),T
1 系统安全工程介绍
什么是系统安全工程
采用系统工程的原理和方法，识别、分析和评价系统中的危险 性，并根据其结果调整工艺、设备、操作、管理、生成周期和投资费 用等因素，使系统所存在的危险因素能得到消除或控制。使事故的发 生减少到最低程度，从而达到最佳安全状态。
安全的定义
安全就是预知人类活动各个领域中存在的潜在危险， 并且为消除这些危险所采取的各种方法，手段和行动的总 称。
• 一般损失事故：经济损失小于1万元的事故。 • 较大损失事故：经济损失在1万元至10万元之间的事故。 • 重大损失事故：经济损失在10万元在100 万元之间的事故。 • 特大损失事故：经济损失在100万元以上的事故。
因素
某隧洞工程安全事故统计调查表
评价
特大 重大 较大 一般
• 根据事故树分析的结果，给出各个事件的危险程度。塌方 事故的危害程度为0.2，物理打击的危害程度为0.9，电气 事故的危害程度为0.5，爆破事故的危害程度为0.8，车辆 运输事故的危害程度为0.6。
系统工程概述教学课件PPT
2024/7/25
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needs.
系统工程
Systems Engineering (Discipline)
Systems Engineering is an engineering discipline whose
responsibility is creating and executing an interdisciplinary
people, hardware, software, facilities, policies, and
documents; that is, all things required to produce
systems-level results. The results include 12
参考资料
1. 吴祈宗. 系统工程. 北京：北京理工大学出版社，2011年 2. 梁迪(主编). 统工程. 北京：机械工业出版社，2005
3. 汪应洛(主编). 系统工程. 北京：机械工业出版社，2003
4. 《运筹学》教材编写组编，运筹学[M] （修订版），北京： 清华大学出版社，1996
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系统工程
系统工程(Systems engineering，SE)，是20世纪中期兴起 的一种多学科交叉方法、一门多学科交叉工程学科
是实现“从概念到产品”研发的共性方法(通用方法) 它针对系统整体全寿命周期的问题，旨在运用系统的思
想和方法，对系统的问题进行预测、建模、设计、优化、 决策和评价等，为复杂系统问题提供技术可行、经济最 优的解决方案。 (如最优控制)
This general process of “Idea of systems engineering” was abstracted into the SIMILAR Process.
系统工程解决方案ppt课件
需求管理 R
功能分析 F
逻辑设计 L
Electronics
Software
Mechanical
物理设计 P
系统工程协同管理平台
系统动与态仿行真为建模
（系可统靠分性析）
系统集验成证、测试Te、sts
Discrete (Events)
y=f(x) y=f(x,t) f(dx/dt,x,y,t)=0
Continuous (Physics)结构测试模型与数据
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需求工程解决方案
• 需求管理: • 优化产品开发流程——从需求定义直至产品最终验证 • 支持层次迭代的系统工程流程，可以在任何层次子系统以需求为驱动设计 • 能够处理各种不同层次和类型的需求：
• 需求追踪: • 可以从任何来源捕获需求，强大的需求跟踪与影响性分析能力 • 可追溯性确保所有的需求在研制阶段得到满足和实现 • 完善的自动化报告与文档生成
功能定义
• 针对设计需求定义系统/子系统所需实现的功能，确定 系统间输入输出关系。
逻辑定义
• 定义系统逻辑结构以实现功能，实现系统行为建模与仿真， 建立系统级的统一仿真平台。
Requirement Functional
Req
Func
Logical Logic
Physical Phys
Simulate Simu
• V6 PLM系统工程解决方案
RFLP设计流程
系统功能的定义、分析与分解
• 功能定义
• 产品（或服务）所起的作用和所担负的职能。
• 功能分析
• 满足需求，优化方案，有利于创新 • 有利于发现问题，改进产品 • 有助于对功能进行分解
• 功能分解
• 认识产品的总体功能及分功能，把握功能的本质 • 建立功能之间的联系，与产品零部件的关系 • 实现总体功能 • 细化功能，有助于设计工作及多种设计方案
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 )
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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
)
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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 )
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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
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(
x(
1
)(
n
1
)
x(
1
)(
n
))
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x(0 )( 2 )
y
N
x
(0
)(
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)
x
(
0
)
(
n
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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。
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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
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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”；
系统工程课件第一章(1)
（COOPETITION；GUANXI） 科学发展观引起普遍关注（系统发展观）
v 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
系统工程课件第一章(1)
导论：What
v SE是以大规模复杂系统（特 别是管理系统）为研究对象， 在系统理论、管理科学及其运 筹学、专业工程技术等学科基 础上形成的一门交叉学科。通 过学习，主要使学生掌握分析 与解决一般管理系统问题的思 想、程序和方法。
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
(二)系统理论的产生与发展
系统工程的研 究对象
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。
。
SE的概念与 特点
系统工程课件第一章(1)
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
第三段
（课堂习题2）[2]
v 系统工程应用实例 [2] v （课程总结）[1]
第四段
系统工程课件第一章(1)
导论：Who/Where v Who/Where?
Who —— 学生为主体，教师为主导。 Where —— 将课堂内外的学习结合起来！
系统工程课件第一章(1)
导论：How
v How?
建议注坚重持系问统题思导1耳2考向、、说不严话许禁点3使迟平0名%用到时一，手及10次两机中%无次及途+(故扣交早期未除头退中到7接+0期扣%末除，考平三试时次）成无9绩平0时% 采用系统化3方、法不无成故绩缺。课作业一次未交及抄袭扣除
系统工程课件第一章(1)
2020/11/30
系统工程课件第一章(1)
v 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
系统工程课件第一章(1)
导论：What
v SE是以大规模复杂系统（特 别是管理系统）为研究对象， 在系统理论、管理科学及其运 筹学、专业工程技术等学科基 础上形成的一门交叉学科。通 过学习，主要使学生掌握分析 与解决一般管理系统问题的思 想、程序和方法。
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
(二)系统理论的产生与发展
系统工程的研 究对象
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。
。
SE的概念与 特点
系统工程课件第一章(1)
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
第三段
（课堂习题2）[2]
v 系统工程应用实例 [2] v （课程总结）[1]
第四段
系统工程课件第一章(1)
导论：Who/Where v Who/Where?
Who —— 学生为主体，教师为主导。 Where —— 将课堂内外的学习结合起来！
系统工程课件第一章(1)
导论：How
v How?
建议注坚重持系问统题思导1耳2考向、、说不严话许禁点3使迟平0名%用到时一，手及10次两机中%无次及途+(故扣交早期未除头退中到7接+0期扣%末除，考平三试时次）成无9绩平0时% 采用系统化3方、法不无成故绩缺。课作业一次未交及抄袭扣除
系统工程课件第一章(1)
2020/11/30
系统工程课件第一章(1)
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PPT课件
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6
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
一、概述
1969年美国贝尔电话公司工程师 霍尔（A·D·Hall）提出了系统工程 三维结构，简称为霍尔模型。
基本思想：任何复杂问题都可以 归结为工程问题来研究，它强调 明确目标，其核心思想是优化， 应用定量的手段求得最优解。
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论 “调查学习”法
一、概述
切克兰德1981年提出“调查学 习”模式。
基本思想：方法的核心不是寻求 “最优化”，而是“调查、比较” 或者说是“学习”，从模型和现状 比较中，研究改善现存系统的途径。
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
统的现状。
4. 改善概念模型 进一步用更合适的模型或方法改
进上述概念模型。
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
二、方法步骤
5. 比较 将概念模型与现状进行比较，找
出符合决策者意图，而且可行的改革 途径或方案。
6. 实施 实施提出的改革方案。
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2.3 切克兰德的
二、霍尔模型
模型将系统的整个管理过程分为 六个阶段（时间维）和七个步骤 （逻辑维），并同时考虑到为完 成这些阶段和步骤的工作所需的 各种专业管理知识（知识维）。
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知识维
ABCD E F G
.
第二章 方法论
环境科学 社会科学 工程技术 计算机科学 管理科学 经济 法律
系统工程系统工程概述ppt课件
史书记载 “一举而三役济”，并且“省费以亿万计”
.
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2.系统的概念
系统----由两个以上相互联系、相互作用的要素所组成的具有 特定结构、功能和环境的整体。
包且 功能是系统中任何一个 要素所都不具备的
要素之间存在着
相互联系（作用）----结构
.
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1 系统工程的定义
钱学森
系统工程是组织管理系统的规划、研究、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。总之，系统 工程是一门组织管理的技术。
.
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系统工程是一门交叉学科
建立在运筹学、系统理论和现代管理学等 学科的基础上----思想来源；
提供跨学科的程序性技术； 提供跨学科的方法性技术。
阶段
时间
1930
I 1940
第二次世界 大战期间
II
本世纪40年 代
1945
重大事件
美国发展与研究广播 电视 美国实施彩电开发计 划 美国Bell电话公司开 发微波通讯系统 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
.
重要贡献
正式提出系统方法（Systems approach）的概念。 采用系统方法，并取得巨大成功。
起点和终点都需要建大型油库，
由于海上运输的不确定性，油库储量需要保持10日产量，
油库体积巨大，投资额也巨大
.
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案例: 普拉德霍湾油田原油运输 ----方案评价
方案2：管道运输（加热保持原油流动性） 为了保证技术上可行，需要沿途加热原油， 加热站建设费用高（特别在北极冻土地带） 加热站管理复杂，消耗燃料，运行费用高 加热后，输油管里的热量影响周围环境
《软件工程》教学课件02系统工程
安全性评价指标体系设计
保密性
系统是否能够保护用户的敏感信息不被泄露给未授权的 用户或实体。
可用性
在安全性方面，可用性主要指系统在遭受攻击时仍能保 证合法用户的正常访问和使用。
ABCD
完整性
系统是否能够保证数据在传输、存储和处理过程中不被 篡改或损坏。
可审计性
系统是否能够对安全事件进行记录和分析，以便后续的 安全审计和风险评估。
物联网技术
为系统工程提供了更广泛的设备连接和数据采集能力，推动了智能化 系统的快速发展。
未来发展趋势预测
系统工程将更加注重智能化和自动化：随着人工 智能、机器学习等技术的不断发展，系统工程将 更加注重智能化和自动化技术的应用，提高系统 的智能化水平和运行效率。
系统安全性将受到更多关注：随着网络安全风险 的日益加剧，系统工程将更加注重系统安全性的 设计和保障，采用更加先进的安全技术和措施来 保护系统的安全稳定运行。
07 总结回顾与展望未来发展 趋势
关键知识点总结回顾
01
系统工程基本概念
包括系统的定义、分类、特性以 及系统工程的目标、原则和方法
等。
03
系统设计与实现
包括系统架构设计、模块设计、 接口设计以及系统实现过程中的
编程、测试和集成等。
02
系统建模与分析
涉及系统需求建模、结构建模、 行为建模以及模型的分析、验证
约束条件分析
在设计过程中，需要充分考虑各种约束条件，如技术约束、经济约束、时间约束 等。这些约束条件对系统设计产生重要影响，需要在设计初期进行充分分析和评 估。
模块化设计思路与实践
模块化设计思路
将系统划分为若干个相对独立的模块，每个模块具有特定的 功能和接口。这种设计思路有助于提高系统的可维护性、可 扩展性和可重用性。
系统工程状态空间模型课件
入，使系统达到期望的性能指标。
04
状态空间模型的应用实 例
航天器轨道姿态动力学系统
总结词
航天器轨道姿态动力学系统是状态空间模型的重要应用之一，通过建立状态方程和观测 方程，实现对航天器轨道和姿态的精确描述和预测。
详细描述
在航天器轨道姿态动力学系统中，状态空间模型能够描述航天器的位置、速度、姿态等 状态变量，以及航天器所受到的力矩、气动阻力等作用力。通过建立状态方程和观测方 程，可以实现对航天器轨道和姿态的精确描述和预测，为航天器的控制和导航提供重要
05
状态空间模型的发展趋 势与展望
模型复杂性的提高
引入更多因素
随着系统工程领域的不断发展， 状态空间模型需要引入更多的因 素，如环境变化、人为因素等， 以更准确地描述系统行为。
考虑非线性关系
传统的状态空间模型往往只考虑 线性关系，但实际系统中非线性 关系广泛存在，因此需要加强对 非线性状态空间模型的研究和应 用。
系统辨识和预测
通过实际系统的输入/输出数据，可以辨识出系 统的状态空间模型，进而对系统的未来行为进行 预测和评估。
状态空间模型的应用领域
航空航天领域
在航空航天领域中，状态空间模 型广泛应用于飞行控制系统设计 、卫星轨道分析和姿态控制等方
面。
电力能源领域
在电力能源领域中，状态空间模型 用于描述电力系统的动态行为，如 电压稳定分析、暂态稳定评估等。
确定系统输入与
总结词
系统输入与输出的确定是建立状态空 间模型的必要步骤，需要明确系统输 入和输出的形式和作用。
详细描述
在确定系统输入与输出时，需要考虑 系统外部对内部状态的影响以及系统 内部状态对外部的输出，明确输入和 输出的形式和作用，以便后续建立输 出方程。
04
状态空间模型的应用实 例
航天器轨道姿态动力学系统
总结词
航天器轨道姿态动力学系统是状态空间模型的重要应用之一，通过建立状态方程和观测 方程，实现对航天器轨道和姿态的精确描述和预测。
详细描述
在航天器轨道姿态动力学系统中，状态空间模型能够描述航天器的位置、速度、姿态等 状态变量，以及航天器所受到的力矩、气动阻力等作用力。通过建立状态方程和观测方 程，可以实现对航天器轨道和姿态的精确描述和预测，为航天器的控制和导航提供重要
05
状态空间模型的发展趋 势与展望
模型复杂性的提高
引入更多因素
随着系统工程领域的不断发展， 状态空间模型需要引入更多的因 素，如环境变化、人为因素等， 以更准确地描述系统行为。
考虑非线性关系
传统的状态空间模型往往只考虑 线性关系，但实际系统中非线性 关系广泛存在，因此需要加强对 非线性状态空间模型的研究和应 用。
系统辨识和预测
通过实际系统的输入/输出数据，可以辨识出系 统的状态空间模型，进而对系统的未来行为进行 预测和评估。
状态空间模型的应用领域
航空航天领域
在航空航天领域中，状态空间模 型广泛应用于飞行控制系统设计 、卫星轨道分析和姿态控制等方
面。
电力能源领域
在电力能源领域中，状态空间模型 用于描述电力系统的动态行为，如 电压稳定分析、暂态稳定评估等。
确定系统输入与
总结词
系统输入与输出的确定是建立状态空 间模型的必要步骤，需要明确系统输 入和输出的形式和作用。
详细描述
在确定系统输入与输出时，需要考虑 系统外部对内部状态的影响以及系统 内部状态对外部的输出，明确输入和 输出的形式和作用，以便后续建立输 出方程。
第二讲：系统工程理论与方法论课件
这段工作的基本线索。
② 在规范分析中一般需（或尽可能）建立结构模型、数 学模型或仿真模型。
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
12
• Whw？
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
13
系统分析原理
③ 每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方案→ 非劣方案→经排序的非劣方案（或称选择性方案）。 ④ 环境分析贯穿SA全过程，在SA中是十分重要和 必不可少的。 ⑤ 在应用SA过程中，并不一定要（或能）遍历并 完成每一个具体过程（哪些必不可少？） 。
6
（三）、两种方法论的比较
霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工 程方法论，均以问题为起点，均具有相应的逻 辑过程。
在此基础上，两种方法论主要存在以下不同点： (1)霍尔三维结构主要以工程系统为研究对象 ，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营 管理等“软”系统问题的研究。 (2)前者的核心内容是优化分析，而后者的核 心内容是比较学习。 (3)前者更多关注定量分析方法，而后者比较 强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
14
系统分析原理
3、SA的特点及原则 （1）坚持问题导向 （2）以整体为目标 （3）多方案模型分析和选优 （4）定量分析与定性分析相结合 （5）多次反复进行
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
15
4.系统分析原理应用问题
❖应用领域广泛 ❖对系统分析的技术方法具有指导作用
系统工程导论 （Systems Engineering, SE） —系统工程方法论及其应用
高欣 北京邮电大学自动化学院
第二讲：系统工程理论与方法论
② 在规范分析中一般需（或尽可能）建立结构模型、数 学模型或仿真模型。
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
12
• Whw？
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
13
系统分析原理
③ 每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方案→ 非劣方案→经排序的非劣方案（或称选择性方案）。 ④ 环境分析贯穿SA全过程，在SA中是十分重要和 必不可少的。 ⑤ 在应用SA过程中，并不一定要（或能）遍历并 完成每一个具体过程（哪些必不可少？） 。
6
（三）、两种方法论的比较
霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工 程方法论，均以问题为起点，均具有相应的逻 辑过程。
在此基础上，两种方法论主要存在以下不同点： (1)霍尔三维结构主要以工程系统为研究对象 ，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营 管理等“软”系统问题的研究。 (2)前者的核心内容是优化分析，而后者的核 心内容是比较学习。 (3)前者更多关注定量分析方法，而后者比较 强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。
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第二讲：系统工程理论与方法论
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系统分析原理
3、SA的特点及原则 （1）坚持问题导向 （2）以整体为目标 （3）多方案模型分析和选优 （4）定量分析与定性分析相结合 （5）多次反复进行
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
15
4.系统分析原理应用问题
❖应用领域广泛 ❖对系统分析的技术方法具有指导作用
系统工程导论 （Systems Engineering, SE） —系统工程方法论及其应用
高欣 北京邮电大学自动化学院
第二讲：系统工程理论与方法论
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∀z ∈ Ω
第7页
Nov 9, 2012
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距离的定义
在聚类分析中，最为常用的明考夫斯基距离：
⎡P q⎤ d ( x, y ) = ⎢ ∑ x k − y k ⎥ ⎣ k =1 ⎦
1/ q
, q>0
这里， x
= ( x1 , x2 ,..., x p ) ， y = ( y1 , y2 ,..., y p )
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模糊集合的定义
我们知道，对于一个普通集合Ａ，可以用
⎧1 μ A ( x) = ⎨ ⎩0
x∈A x∉A
来表示这个集合，μ A ( x ) 称为集合Ａ的特征函数。 和普通集合一样，我们把被讨论的对象的全体称为论域 （集），常用大写字母Ｘ，Ｙ，…表示，用小写字母，
第6页
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距离的定义
记 Ω 为样本点集合， ∀x, y ∈ Ω ，则样本点 x与 y
+ 的距离 d ( x, y ) 是 Ω × Ω → R 的一个函数，并且满足 以下条件：
（1 ） d ( x , y ) ≥ 0 （2）d ( x, y ) = 0, 当且仅当x = y （3）d ( x, y ) = d ( y , x ) （4 ） d ( x, y ) ≤ d ( x, z ) + d ( z , y )
第三章 系统模型
聚类分析
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聚类分析
“物以类聚，人以群分”。 聚类分析（Cluster Analysis）就是一种根据研究对象特征对 研究对象进行分类的多元分析技术，它将样本或变量按照亲 疏的程度，把性质相近的归为一类，使得同一类中的个体都 具有高度的同质性，不同类之间的个体具有高度的异质性。 描述亲疏程度通常有两种方法：
聚类谱系图
f5 f4 f3 f2 f1 W7 W6 W5 W4 W3 W2 W1
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聚类分析（例三）
数据：12家公司关于赢利能力的四个指标数据
Firm 1 2 3 … 12 X1 .12 .14 .14 … .18 X2 .25 .31 .16 … .31 X3 .32 .31 .17 … .53 X4 .08 .11 .12 … .13
第一列表示聚类的顺序； 第二、三列表示每一步将哪两类合并； 第四列表示被合并的两类之间的距离； 第五、六列表示被合并的两类上一次合并分别是在哪一步形成的。0表示被合并的类为单个案例。 最后一列表示每一步形成的新类将在哪一步参与下一次合并。
第 17 页
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模糊集合三要素
３．隶属度 论值x属于给定概念的资格程度叫ｘ的隶属度，以上面所论对 象为“青年人”为例。论值中有四个年龄。它们分别属于“ 青年人”的资格我们可通过不同方法求得。现假设它们的隶 属度为 μ A (1 0 ) = 0 . 5 , μ A (1 8 ) = 1 . 0
xi ∈G1 x j ∈G2
它的直观意义为两类中最近两点间的距离。
2、最长距离法
D(G1 , G2 ) = max { d ( xi , x j ) }
xi ∈G1 x j ∈G2
其直观意义为两类中最远两点间的距离。
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距离的计算
如果有两类样本点 G1和 G2 ，怎样测量它们之间的距离呢？假 设 D (G1 , G2 ) 是从 G1 × G 2 → R + 的一个函数，我们称其为 聚合指数，它有多种定义方法，比如 1、最短距离法
D (G1 , G2 ) = min { d ( xi , x j ) }
¾ ¾ ¾ ¾ {9}单独为一类，综合盈利能力最好 {6,8,12}为一类,综合盈利能力较好 {1,2,5,10,7,3}为一类,综合盈利能力较差 {4,11}为一类,综合盈利能力差
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模糊聚类
模糊数学 模糊集合 模糊聚类
1.0
0.5
µA（5）= 4 / 9
1 万元
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5 万元
10万元
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例二
根据某地区多年降雨情况分析，降雨量在400∼500毫米基本是 丰收年，而≤200毫米，≥700毫米将出现严重旱、涝灾害， 试求降雨量隶属丰收年的隶属度。根据题意知 μA ( 400 ∼ 500 ) = 1.0 , μA (200 ,700 ) = 0 降雨量在200∼700毫米之间降 雨量的隶属度变化如图所示。
x，y ，…表示论域（全集）中的元素。
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模糊集合的定义
A ，则映射 设 X 为所论全集，X 的一切模糊子集记为 ～
⎧ A : X → [0,1] ⎪μ ～ ⎨ ∀x ∈ A A⊆ X ⎪ ～ ～ ⎩
~
~
μ A ( x ) ∈ [0,1]
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分类数的确定
各类之间的距离足够大； 各类所包含的元素都不要过多； 分类的数目应该符合研究目的； 本例最终将样本分为4类。
第 18 页
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聚类结果
将 12 家公司分成 4 类，从原始数据各指标值分析 结果知各类的特征：
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冰柱图(Icicle Plot)
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聚类谱系图
第 16 页
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模糊数学简介
1965年，美国著名控制论专家查德（L.A.Zadeh）最先发表了 一篇题为“Fuzzy sets”的论文，它标志着模糊数学的诞生。 随着科学技术的进步，特别是计算机科学的发展，人们要处 理的问题愈来愈多，范围愈来愈广泛。尤其涉及许多复杂大 系统问题，要求对大量的模糊概念做出量的回答，这便是模 糊数学产生和发展的客观实践基础。 模糊数学不是使数学模糊数化，而是用精确定义的概念刻化 模糊现象，从而使数学这种工具应用到经典数学所不能及的 领域中。
第4页
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分层聚类
基本思想：
首先将每个样本当作一类，然后根据样本之间的相似程度并 类，并计算新类与其它类之间的距离，再选择相近者并类， 每合并一次减少一类，继续这一过程，直到所有样本都并成 一类为止。
第5页
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第 10 页
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n1 和 n2
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相似系数
相似系数的计算公式：
rij =
∑ (x
k =1 n
n
ki
− xi )( xkj − x j )
~ ~
μ A (4 0 ) = 0 .8 , μ A (5 0 ) = 0 .6
~ ~
于是得到如下模糊子集，即
A = μA(10) /10,μA(18) /18,μA( 40) / 40,μA( 50) / 50
~
~ ~ ~ ~
= {0.5/10,1.0/18,0.8/ 40,0.6/ 50}
{
}
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系统聚类的步骤
第一步：标准化处理； 第二步：定义并计算样本点之间的距离 /计算相似系 数； 第三步：将距离最近的（或相似系数最大）的两类 并成一类，并重新计算距离或相似系数； 第四步：重复步骤二到三直到所有样本归为一类； 第五步：画出聚类谱系图； 第六步：确定最终分类。
μA(x) 1.0
0.5
0 100 第 28 页
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200
300
450
500
600
700 降雨（毫 米）
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模糊集合的基本运算
p
当 q = 1, 2 时，则分别得到： ¾ 哈明（Hamming）距离： d1 ( x, y ) = ∑ x k − y k
k =1