系统工程第三章
系统工程第三章系统建模方法
聚集性
节点倾向于形成紧密的集群或 社区。
鲁棒性与脆弱性
网络对随机攻击具有鲁棒性， 但对针对性攻击表现出脆弱性。
复杂网络的建模过程
确定网络节点与边 构建网络拓扑结构
分析网络特性 建立网络动态模型
识别系统中的实体作为节点，确定实体间的相互作用或关系作 为边。
根据节点和边的定义，构建网络的拓扑结构，包括节点的连接 关系和边的权重等。
目的
系统建模的主要目的是为了更好地理 解和分析系统的结构和行为，预测系 统的性能，以及为系统的优化设计和 控制提供决策支持。
系统建模的基本原则
准确性原则
模型应能准确地反映实际系统的本质特征和 主要行为。
可操作性原则
模型应具有可操作性和可计算性，以便进行 数值仿真和实验验证。
简明性原则
模型应尽可能地简单明了，避免不必要的复 杂性和冗余信息。
数据流图
使用数据流图描述系统中数据的流动和处理过程， 清晰地表达系统功能和数据之间的关系。
3
数据字典
对数据流图中的每个元素进行详细定义和描述， 形成数据字典，为系统分析和设计提供准确的数 据基础。
结构化设计方法
模块化设计
01
将系统划分为若干个功能模块，每个模块完成特定的功能，模
块之间通过接口进行通信。
多态是指允许使用父类类 型的指针或引用来引用子 类的对象，并可以在运行 时确定实际调用的子类对 象的方法。
面向对象的建模过程
识别对象
从问题领域中识别出实体和概念，将它们抽 象为对象。
定义类
根据对象的共同特征定义类，包括类的属性 和方法。
建立类之间的关系
通过继承、关联、聚合等方式建立类之间的 关系，形成类的层次结构。
系统工程导论 第三章 系统模型
第3章系统模型考生必做六件事1.记笔记2.下载课件3.及时复习课件和笔记4.落课的话及时看重播5.按时完成作业和随堂考6.记得给老师打分噢！《系统工程导论》第3章系统模型（重点）P61-P100第三章，大纲考核知识点和考核目标：（一）系统模型概述理解：模型的概念和分类、模型的构建3.1 系统模型概述P62-P66《系统工程导论》3.1.1模型的概念和分类（理解）P62-P641. 模型的概念模型：对现实世界某些属性的抽象。
而系统工程最常用的是数学模型，即分析模型。
Y=aX+bYX系统模型具有以下三个特征：（1）它是对现实世界部分的抽象或模仿。
（2）它由与分析问题有关的因素构成。
（3）它表明了有关因素间的相互关系。
3.1.1模型的概念和分类（理解）P62-P64在构造模型时，要兼顾它的现实性和易处理性。
3.1.1模型的概念和分类（理解）P62-P642. 模型的分类模型的分类图形与实物模型➢实物模型有城市规划模型和作战沙盘➢图形模型包括：1.不严格图：图画、草图、框图，没有严格的规定，用来表示那些还不太清楚的问题。
2.严格图：图论图、逻辑图、工程图。
有严格确定的结构形式和规范。
分析模型数学关系式表达变量间关系，应用在自然科学和工程技术仿真模型用“伪实验”预测行动的各种后果，实验对象不是真实世界而是仿真模型。
通常指计算机仿真。
3.1.1模型的概念和分类（理解）P62-P642. 模型的分类模型的分类博弈模型“人的行为导向”。
人的试验规则和计算机试验程序构成了博弈模型判断模型会议讨论，它的缺陷较多，影响处理问题的质量。
德尔菲法（专家调查法）。
3.1.1模型的概念和分类（理解）P62-P64例题单项选择题：系统工程人员常常用（）表示那些还不太清楚的问题，如描述效能原理、系统组态和宏观过程等。
A.框图B.图论图C.逻辑图D.工程图3.1.1模型的概念和分类（理解）P62-P64答案解析答案：A解析：P62图画、草图和框图为不严格图，即没有严格确定的规范，作图者常常需要附加文字说明。
计算机科学与技术专业课_系统工程导论(第三章p140)
系统工程导论(第三章)
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其中，
1 aij = Si对Sj有影响
0
Si对Sj无影响
因为邻近矩阵是布尔矩阵，所以运算法则为： A、B都是( n * n )布尔矩阵，则A、B的逻辑和： A ∪ B = C
系统工程导论(第三章) 18
Cij = aij ∪ bij = max{ aij，bij }
即: aij 与 bij中最大的一个， 只要两个中有一个是1，Cij就是1； aij，bij全为0时， Cij为0。
系统工程导论(第三章) 21
邻接矩阵A的性质： ①邻接矩阵和系统结构模型一一对应，有了图，邻接 矩阵唯一确定了，反之亦然；
②邻接矩阵A转置后得出的矩阵AT，是结构模型所有 箭头反过来之后的图所对应的邻接矩阵；
系统工程导论(第三章)
22
③邻接矩阵中若有一列元素（如第i列）全是另， 则Si是系统的源点； 若有一行元素（如第k行）全是另， 则Si是系统的汇点； ④若从Si出发，经K段支路到达S，则Si与Sj之间 “长度”为K的通路存在。
作为厂长的工作需要，上图结构已经能满足，但对于 车间管理人员，这一结构是不能满足的，还需把车间中的 每个工段作为一个单独实体。
系统工程导论(第三章)
10
二.构模的基本步骤 ①明确构模的目的和要求； ②对系统进行一般语言描述； ③确定模型的结构； ④弄清系统中的主要因素及其相互关系； ⑤估计模型中的参数； ⑥实验研究； ⑦必要修改。
第三章
系统模型与仿真
第一节 系统模型 模型在系统工程中占有相当重要的地位，了解什么 是模型，模型的作用，模型的分类等，这些对于构造和 使用模型相当重要。
系统工程导论(第三章)
1
一.模型的定义 模型是实际系统的理想化的抽象化的或简化的一种 表示，描绘了现实世界的某些主要特点。
《系统工程》结构模型
•
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1.区域划分
• 系统要素Si的可达集R（Si） 、先行集A（Si） 、共同集C （Si） 之间的关系如图所示：
26
西南交大物流起始集B（S）和终止集E（S）。系统要素集合S的起始集是在S中 只影响（到达）其他要素而不受其他要素影响（不被其他要素到 达）的要素所构成的集合，记为B（S）。 B（S）中的要素在有 向图中只有箭线流出，而无箭线流入，是系统的输入要素。其定 义式为： B（S）= { Si | Si ∈S， C（Si）= A（Si）， i= 1，2，…，n } 如在于前有向图所对应的可达矩阵中， B（S）={S3，S7}。 当Si为S的起始集（终止集）要素时，相当于使前图中的阴影部分 C（Si）覆盖到了整个 A（Si）（ R（Si））区域。 这样，要区分系统要素集合S是否可分割，只要研究系统起始集B （S）中的要素及其可达集（或系统终止集E（Si）中的要素及其 先行集要素 ）能否分割（是否相对独立）就行了。
两两判断认为：S2影响S1，S3影响S4，S4影响S5，S7影 响S2，S4和S6相互影响。这样，该系统的基本结构可用 要素集合S和二元关系集合Rb来表达，其中： • S = {S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7}
Rb = {（S2，S1），（S3，S4），（S4，S5），
（S7，S2），（S4，S6），（S6，S4）}
（3）选择模型方法；
（4）确定模型结构； （5）估计模型参数； （6）对模型进行实验研究； （7）对模型进行必要修正。
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二.解释结构模型（ISM）
（一）系统结构模型化基础
1.概念
结构→结构模型→结构模型化→结构分析
系统工程3
第三章系统评价第一节概述一、系统评价的含义：根据系统目的和评价指标，利用资料和模型，对比各可行方案，权衡其得失，从而排定各方案的优劣顺序，为方案的决策提供依据。
系统评价就是利用最优化的结果和各种资料，用技术经济的观点对比各替代方案，考虑成本与效果之间的关系，权衡各个方案的利弊得失，选择出技术上先进，经济上合理的良好或满意方案。
说明：（1）评价是全面公正、具体的，且用数据来说明评价的结果；（2）分析只是注重对系统的定性问题进行比较、分析，比评价要粗略些；（3）要进行评价，选择最优方案，就必须有一个评价的标准，即：评价尺度及价值判断问题。
1．评价尺度：会随时间而变化和发展，共有四类：（1）绝对尺度，即规定其原点尺度不变。
如物理学中的长度。
（2）间隔尺度，即只要知道其数值差即可。
相比较而存在。
（3）顺序尺度：即表示一种顺序关系，用数字或字符来表示，如等级（产品）、名次等；（4）名义尺度，即为了分类或识别的需要而用数字与对象相对应。
在评价中，要根据评价的目的，评价对象的性质等来确定评价尺度。
2．价值：（1）如果从哲学意义上来讲，就是评价主体（个人或集体）对某个评价对象（如待开发的系统、待评价的方案等）的认识（主观感受）和估计。
（2）如果从经济学上来说，价值常被理解为根据评价主体的效用观点对于评价对象能满足某种需求的认识和估计。
价值是评价主体的主观感受，因此评价主体所处的立场、观点、环境、目的等不同，对价值的评定结果也会有所不同。
①个人价值观：评价主体对评价对象的主观感受及所代表的利益不同，其对评价对象的价值判断会随时间、立场、观点、环境、目的等不同而不同。
②社会价值观：人们在价值观念上会表现出某种程度的共同性和客观性，系统评价就是要将两者很好地协调统一起来，并且恰当地选择评价主体，根据具体的情况进行分组，再设立相应的评价人员权重。
二、系统评价的复杂性：P2041．评价目标的多样性2．定性指标的主观性影响3．评价方案各有优势与不足4．人的价值观起主导作用三、系统评价的步骤：P2081．整理说明评价方案。
《系统工程》作业习题参考答案
《系统工程》作业习题参考答案第三章:初步系统分析1、设有5个销售员w 1、w2、w3、w4、w 5，他们的销售业绩由二维变量v 1、v 2描述，如下表所示，使用绝对值距离来测量点与点之间的距离，用最长距离法来测量类解：第一步：计算样本点与样本点之间的距离，得到距离矩阵：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡04042055306641054321w w w w w第二步：将距离最近的样本点w 1和w 2合并为类h 6，在新分类情况下计算距离： ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡06064044206543h w w w 第三步：将距离最近的样本点w 3和w 4合并为类h 7，继续计算距离：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡060460765h h w 第四步：合并w 5和h 7为类h 8，最后计算h 6与h 8的距离为6。
第五步:123452、设有5个环境区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，各区域环境污染状况由4个指标衡量，即空气、水、土、作物中污染物含量的超限度。
具体各区域污染物超限度数见下表所示:依次对这5个区进行模糊聚类。
解：（1）建立模糊相容关系和模糊等价关系（2）给定聚类水平，对样本进行聚类 ① λ＝0.93时② λ＝0.95时③ λ＝0.98时（3）结合本问题的背景，第二种分类，即分为三类更为合适，其中Ⅰ、Ⅲ为重度污染区域，Ⅱ为较重污染区域，Ⅳ、Ⅴ为轻度污染区域。
⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡==⇒⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=195.0193.093.0189.089.089.0193.093.098.089.01~~195.0183.091.0189.086.082.0188.093.098.081.01~84R R R }{{}ⅡⅤⅣⅢⅠ;,,,1110111101111010001011101~4⇒⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=R }{{}}{ⅤⅣⅡⅢⅠ,;;,1100011000001010001000101~4⇒⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=R }{{}{}{}ⅤⅣⅡⅢⅠ;;;,1000001000001010001000101~4⇒⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=R第五章：系统仿真1、一家小邮局的经理认为，由于镇上店铺的增多，邮局提供的一个窗口的服务已经不够用了。
第三章 系统工程方法论
7. 结论：SA得到的结果，具体形式有报告、建议或意见等。
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二、系统分析的要素
七个要素组成的SA要素结构图
目标 A2 A1 A3 A4 A5 A2 模型 A4 效果
（＋）
A5
准则
费用
（－）
A1 A3
结论
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一、霍尔“三维结构”模型
20世纪60～70年代具有代表性的SE方法论。 1、霍尔的三维结构（1969年提出） 将系统的整个管理过程分为前后紧密相连 的六个阶段和七个步骤，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。三维结构由时间维、逻辑维、知识维组成， 如图示：
• 确定原则：
长远性 总体性 可行性 单义性 具体性 标准性 一致性 有序性
• 如：改善整个地区的医疗保健 改善公共交通安全状况
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• 评价指标：合理的评价指标能反映达到目标的程度。
通过设定权重变多指标为单一指标
• 约束条件：对备选方案、后果和目标的限制。
系统的模型就是对系统特征的概括和描述 模型是对系统这一实体的抽象 系统模型帮助人们对系统加深理解，进行评价、决策
• 建模技术
结构模型：描述系统结构 分析模型：理想模型 仿真模型：模仿真实对象 博弈模型：加入人的因素的模型 判断模型：讨论结果（情景分析法）
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环境的不确定性导致系统工程的“不确定性”
“情景分析”是解决环境问题的最佳方法
化工系统工程 第三章过程系统的结构分析
2020/3/9
第三章 过程系统的结构分析
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化环院：路平
2 系统的分隔与块间排序
❖ 用邻接矩阵升幂法进行系统分隔 可约标准阵： 将交连矩阵L经过一系列的变换，并对 原邻接矩阵也作相应的变换，变换 成可约标准矩阵，才能确定结点间 的强属交连的情况和对整体进行有 效识别。
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第三章 过程系统的结构分析
❖ 设想：将大系统分解为个个单元在进行求解。
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第三章 过程系统的结构分析
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过程系统的结构分析
❖ 系统结构分析通常涉及以下几个步骤：
系统结构的数学描述。将化工流程图变成由结点和边组 成的流程拓扑“图”，再以矩阵的形式描述“图”中的 结构信息。
系统的分隔。用系统结构矩阵将整个系统分隔成若十个 相对独立的“整体”——不可再分块，并确定各个不可 再分块的计算顺序。
6）用矩阵来表达图的弊病是，零元占绝大部分、矩阵是稀疏 的，非零元仅占1％～10％，系统越大矩阵就越稀疏；
7）邻接矩阵随单元编号的改变而变化。
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第三章 过程系统的结构分析
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化环院：路平
❖ 系统的2分系隔思统路：的分隔与块间排序
1）到任回取到图该中结的点一e个i的结环点路e；i，沿有向边搜索通路，看是否能找
1.三段往复式压缩机；2.甲醇合成塔； 3. 水冷却器；4.水冷却器；5.循环压缩机；
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第三章 过程系统的结构分析
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化环院：路平
4 系统结构分析实例
❖ 甲醇合成系统的分隔
1）写出描述系统的邻接矩阵B。 2）用树搜索法找系统中的环路。 3）具有公共结点的环路，
合并成不可再分块。
《系统工程》第三章系统模型与模型化知识点
第三章系统模型与模型化1、模型是实现系统的理想化抽象或简洁表示，描绘了现实系统的某些主要特点，是为了客观地研究系统而发展起来的。
模型的三个特点：（1）它是现实世界部分的抽象或模仿（2）它是由那些与分析的问题有关的因素构成的（3）它表明了有关因素间的互相关系2、模型的作用与地位 P36作用：（1）模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达。
这种表达是简洁的、形式化的。
（2）模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理的发现。
（3）利用模型可以进行“思想”试验。
3、模型的分类P364、构造模型的一般原则书P37：（1）建立方框图（2）考虑信息相关性（3）考虑准确性（4）考虑集结性课件：1.现实性 2.简洁性 3.适应性 4.强壮性5、建模的基本步骤P38（1）明确建模的目的和要求，以便使模型满足实际要求，不致产生太大偏差。
（2）对系统进行一般语言描述。
（3）弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系（结构关系和函数关系），以便使模型准确地表示现实系统。
（4）确定模型的结构（5）估计模型的参数（6）实验研究（7）必要修改课件：1.形成问题 2.选定变量 3.变量关系的确定4.确定模型的数学结构及参数辨识5.模型真实性检验6、模型的简化方法 P40（1）减少变量，减去次要变量（2）改变变量性质（3）合并变量（集结）（4）改变函数关系（5）改变约束条件7、系统结构模型化------计算题P41-54结构模型是定性表示系统构成要素以及它们之间存在着的本质上相互依赖，相互制约和关联情况的模型。
邻接矩阵（A）是表示系统要素间基本二元关系或直接联系情况的方阵。
邻接矩阵A的元素a ij可以定义如下：a ij= 1 S i R S j R表示S i与S j有关系0 S i R S j R表示S i与S j没关系可达矩阵R是指用矩阵形式来描述有向连接图各节点之间，经过一定长度的通路后可以到达的程度。
第三章系统工程方法论
第三章系统工程方法论系统工程方法论是一种科学的方法论体系，旨在理解和解决复杂系统的设计、开发和运营过程中的问题。
系统工程方法论的核心理念是将复杂系统划分为不同的组成部分，并从整体的角度考虑系统的设计和运营。
系统工程方法论有许多不同的阶段和步骤，以下是其中的一些重要内容：首先，系统工程方法论要求对系统进行全面的分析和理解。
这包括对系统目标、需求、功能、性能和约束条件的明确和详细的定义。
通过这一步骤，系统工程师能够清楚地了解系统应该做什么，以及它需要满足哪些要求。
其次，系统工程方法论强调对系统进行综合设计。
在这一阶段，系统工程师需要将各个组成部分和子系统组合在一起，以满足系统的整体功能和性能要求。
这需要对不同组成部分的协调和集成，以确保整个系统能够正常运行。
然后，系统工程方法论要求对系统进行详细的设计和开发。
这包括对系统的各个方面进行具体的规划和实施，包括系统架构的设计、软件和硬件的开发、系统测试和验证等。
通过这一步骤，系统工程师能够确保系统能够按照预期的方式工作并满足用户的需求。
最后，系统工程方法论要求对系统进行有效的运营和维护。
这包括对系统的监控和故障排除，以确保系统能够持续地运行和提供所需的功能和性能。
此外，系统工程师还需要对系统进行定期的更新和升级，以适应不断变化的需求和技术。
系统工程方法论的主要目标是提高系统的质量和可靠性，降低系统的成本和风险。
通过将系统分解为不同的组成部分，并从整体的角度进行设计和开发，系统工程方法论可以帮助系统工程师更好地理解和解决系统的复杂性问题。
此外，系统工程方法论还可以提供一种结构化的方法来管理项目和资源，以确保项目的顺利进行和成功交付。
总之，系统工程方法论是一种重要的工程方法论，可以帮助系统工程师理解和解决复杂系统的设计、开发和运营问题。
通过全面的分析和理解、综合的设计、详细的开发和有效的运营，系统工程方法论可以提高系统的质量和可靠性，降低系统的成本和风险。
系统工程方法论的应用可以帮助组织和团队更好地管理和实施复杂系统项目，从而提高项目的成功率和效率。
系统工程教案--中国矿大第三章
系统⼯程教案--中国矿⼤第三章第三章系统⼯程⽅法论第⼀节系统⼯程基本⼯作过程⼀、霍尔三维结构A ·D ·霍尔(A ·D ·Hall)三维结构是由美国学者A ·D ·霍尔等⼈在⼤量⼯程实践基础上，于1969年提出的，其内容反映在可以直观展⽰系统⼯程各项⼯作内容的三维结构图中，具体如图3—1所⽰。
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、程序化和标准化等特点，是系统⼯程⽅法论的重要基础内容。
1、时间维时间维表⽰系统⼯程的⼯作阶段或进程。
系统⼯程⼯作从规划到更新的整个逻辑维时间维划述计题图3—1 霍尔三维结构⽰意图过程或寿命周期可分为以下七个阶段：(1)规划阶段。
根据总体⽅针和发展战略制订规划。
(2)计划阶段。
根据规划提出具体计划⽅案。
(3)分析或研制阶段。
实现系统的研制⽅案，分析、制定出较为详细⽽具体的⽣产计划。
(4)运筹或⽣产阶段。
运筹各类资源及⽣产系统所需要的全部“零部件”，并提出详细⽽具体的实施和“安装”计划。
(5)系统实施或“安装”阶段。
把系统“安装”好，制定出具体的运⾏计划。
(6)运⾏阶段。
系统投⼊运⾏，为预期⽤途服务。
(7)更新阶段。
改进或取消旧系统，建⽴新系统。
其中规划、计划与研制阶段共同构成系统的开发阶段。
2、逻辑维逻辑维是指系统⼯程每阶段⼯作所应遵从的逻辑顺序和⼯作步骤，⼀般分为以下七步：(1)明确问题。
同提出任务的单位对话，明确所要解决的问题及其确切要求，全⾯收集和了解有关问题历史、现状和发展趋势的资料。
(2)确定⽬标并据此设计评价指标体系。
确定任务所要达到的⽬标或各⽬标分量，拟定评价标准。
在此基础上，⽤系统评价等⽅法建⽴评价指标体系，设计评价算法。
(3)系统综合。
设计能完成预定任务的系统结构，拟定政策、活动、控制⽅案和整个系统的可⾏⽅案。
(4)模型化。
针对系统的具体结构和⽅案类型建⽴分析模型，并初步分析系统各种⽅案的性能、特点、对预定任务能实现的程度以及在⽬标和评价指标体系下的优劣次序。
《安全系统工程》第3章
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2023/5/13
《安全系统工程》第3章
第三章 危险源辨识
危险源的定义：在触发因素的作用，可使其导致事故的具有能量的物质与行为称 为危险源，具有能量的物质称为固有危险源，具有能量的行为称为人为危险源。
危险源是事故发生的前提，是事故发生的能量主体。 只有识别生产•过。程中的各种具有能量的物质与行为，分析这些能量转化为事故的 转化过程及转化条件、触发因素，才能控制这种具有能量的物质与行为不至于逸散 和失控，才能使危险源不至于转化为事故。 因此，危险辨识是安全系统工程的重要内容，是系统安全分析、评价与控制的基 础，它对于有效地控制作业场所和企业生产过程中潜在的危险因素，确保职工在生 产过程中的安全和健康，保证企业生产顺利进行都具有十分重要的意义。
三、
•过去事故 类别
•潜在事故 类别
•触发 因素
•触发 因素
•现实危 险源
•潜在危 险源
•某类事 故的危 险源
•图3-2 危险源辨识途径
四、危险有害因素辨识方法
•第二节 危险源辨识途径
选用哪种辨识方法要根据分析对象的性质、特点、寿命的不同阶段和分析人员的知识、经 验和习惯来定。常用的危险、有害因素辨识方法有直观经验分析方法和系统安全分析法。 1.直观经验分析方法
所谓固有危险源指物和环境因素，而物的概念是广义 的。所谓人为危险源，指危险行为及管理失误或差错。 这些危险源可能是已知的，也可能是未知的。对于未知 的危险源，我们称其为潜在危险源。潜在危险源需要调 查研究、分析判断，才能确定。
二、危险源的类型
二、危险源的类型
•第二节 危险源辨识途径
1、固有危险源
固有危险源分为：化学危险源、物理危险源、机械危险源、电气危险源和土建设施危 险源，其危险物质与可能的事故见表3-1所示。P25
安全系统工程第三章
⑤确定分析的深度。在分析原因事件时， 要分析到哪一层为止，需事先明确。 分析的太浅，可能发生遗漏；分析得 太深，则事故树过于庞大繁琐。具体 深度应视分析对象而定。对化工生产 系统来说，一般只到泵、阀门、管道 故障为止；电器设备分析到继电器、 开关、马达故障为止，其中零件故障 就不一定展开分析。
事故树的编制是否完善直接影响到定 性分析和定量分析的结果的正确性， 关系到事故树分析的成败，所以事故 树编制这一环节是非常重要的。 编制方法一般分人工编制、计算机辅 助编制两类。
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一、人工编制 1．编制事故树的规则 事故树的编制过程是一个严密的逻辑推理过 程，应遵循以下原则： ①确定顶上事件应优先考虑风险大的事故事 件。能否正确选择顶上事件，直接关系到分 析结果，是事故树分析的关键。在系统危险 分析的结果中，不希望发生的事件远不止一 个。但是，应当把容易发生且后果严重的事 件优先做为分析对象，即顶上事件；也可以 把发生频率不高但后果严重以及后果不太严 重但非常频繁的事故做为顶上事件。
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②确定事故树的顶上事件。在广泛搜集事故树资料 的基础上，确定一个或几个事故作为顶上事件进行 分析。一个系统发生的事故可能会有多种，不可能 也没有必要都进行事故树分析，一般选择发生可能 性较大且能造成一定后果的那些事故作为分析对象。 有些事故尽管不易发生，但是一旦发生造成严重的 后果。为避免这类重大事故的发生，也常采用事故 树分析法。有的事故虽然过去没发生过，特别是新 开发的或运转周期不长的系统，可根据物料性质、 工艺条件、设备结构、人员操作水平、类似系统的 经验等预想事故作为顶上事件。确定顶上事件时， 要坚持一个事故编一棵树的原则且定义明确，例如： “加氢反应温度过高”，“氧气钢瓶超压爆炸”， 象“过程火灾”，“化工厂爆炸”这些太笼统了， 无法向下分析。
系统工程
资金的时间价值及等值计算 利息与利息率
资金等值计算
第一节 资金的时间价值及等值计算
“资金的时间价值”——日常生活中常见 ——今天你是否该买东西或者是把钱存起来以后 再买？不同的行为导致不同的结果 ，例如：你有 1000元，并且你想购买1000元的冰箱。 如果你立即购买，就分文不剩；
二、衡量资金时间价值的尺度
（一）绝对尺度
绝对尺度包括利息、盈利或净收益。利息反映了借贷资 金的增值；盈利或净收益反映了资金投入生产流通领域的增值。
（二）相对尺度
相对尺度包括利率、盈利率或收益率。是单位时间内 （通常为一年）所获得的利息、盈利额或收益额。与投入资金 的比率，也称资金报酬率，是用百分数表示的相对指标。
一、利息的计算
设P为本金，I为一个计息周期内的利息， 则利率i为:
I i 100 % P
借贷资金的计息制度分为单利计息和复利计息两种，简称 为单利法和复利法。
1.单利法:仅对原始本金计息，利息不生息。其特点是 计算简便，不论计息次数多大，每期的利息是相等的。
In P n i Fn P (1 i n)
二、资金等值换算公式 (一）一次支付（整付）类型公式
整付：分析期内，只有一次现金流量发生 现值P与将来值（终值）F之间的换算
F 2 n
现金流量模型:
0 P
0 1 2 n－1 n 0 1 2
1
n－1 n
P（现值）
F（将来值）
1.整付终值计算公式
已知期初投资为P，利率为i，求第n年末 收回的本利和（终值）F。
1.收益率（投资收益率 ） 是指项目的净收益与 净收益 总投资的比率，表达式为： 投资收益率= 100% 总投资
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§3-1 系统工程两种方法论
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
二、切克兰德方法论——软系统工程方法论 切克兰德方法论的核心是“比较”与“探寻”，它 强调从“理想”模式(概念模型)与现实状况的比较中， 探寻改善现状的途径，使决策者满意(化)。 通过认识与概念化、比较与学习、实施与再认识 等过程，对社会经济等问题进行分析研究，这是一般 软系统工程方法论的共同特征。
第三章 系统工程方法论
§3-2 以钱学森为代表的综合集成方法论 一、研究开放复杂巨系统 二、综合集成方法论 三、 WSR系统方法论
第三章 系统工程方法论
§3-2 以钱学森为代表的综合集成方法论 一、研究开放复杂巨系统 开放复杂巨系统是指： (1)系统与子系统分别与外界有各种各样的能量、 信息或物质的交换，而且通过学习互相取得知 识； (2)系统内部结构复杂，不仅要用定量模型，而且 要用定性模型，各个子系统的知识表达不同， 获取知识方式也各有不同，系统中的结构随着 情况变化会不断演变； (3)子系统数量巨大。
§3-1 系统工程两种方法论
一、Hall三维结构方法论——硬系统工程方法论 二、切克兰德方法论——软系统工程方法论 三、两种方法论的比较
§3-2 以钱学森为代表的综合集成方法论
一、研究开放复杂巨系统 二、综合集成方法论 三、 WSR系统方法论
§3-3 系统分析原理
一、系统分析的概念及其要素 二、系统分析的程序 三、系统分析的原则
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
一、Hall三维结构方法论——硬系统工程方法论 二、切克兰德方法论——软系统工程方法论 三、两种方法论的比较
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
一、Hall三维结构方法论——硬系统工程方法论 1969年，美国贝尔电话公司的工程师霍尔 （A.D.Hall）总结开展系统工程的经验，写出 了《系统工程方法论》一书，提出了著名的三 维结构方法体系。 Hall提出的基于时间维、逻辑维、知识维的 三维结构，标志着硬系统工程方法论的建立。
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
二、切克兰德方法论——软系统工程方法论
第三章 系统工程方法论
二、切克兰德方法论——软系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
1．认识问题 收集与问题有关的信息，表达问题现状，寻找构成或影响因 素及其关系，以便明确系统问题结构、现存过程及其相互之间 的不适应之处，确定有关的行为主体和利益主体。 2．根底定义 根底定义是该方法中较具特色的阶段，其目的是弄清系统问 题的关键要素，为系统的发展及其研究确立各种基本的看法， 并尽可能选择出最合适的基本观点。根底定义所确立的观点要 能经得起实际问题的检验。 3．建立概念模型 概念模型是来自于根底定义、通过系统化语言对问题抽象描 述的结果，其结构及要素必须符合根底定义的思想，并能实现 其要求。
第三章 系统工程方法论
§3-3 系统分析原理
一、系统分析的概念及其要素 Systems analysis（S.A）——S.E 1、概念 （2）要素 ③方案（综合பைடு நூலகம்——达到目标的途径。 方案≥2个 方案个数取3~4个最好（从研究问题的角度） 用创造性的技能去找方案 初始方案多一点 经过规范化分析得到3~4 个可行备选方案，加以比较、决策选优。
第三章 系统工程方法论
§3-3 系统分析原理
一、系统分析的概念及其要素 Systems analysis（S.A）——S.E 1、概念 （2）要素 ②目的及目标——目的是对系统的总要求， 目标是对系统目的具体化。 目的——总目标，具有唯一性。 目标——具体要达到的指标，多目标。 指标——评价问题的尺度。
第三章 系统工程方法论
二、切克兰德方法论——软系统工程方法论 5．选择 针对比较的结果，考虑有关人员的态度及其 他社会、行为等因素，选择出现实可行的改善 方案。 6．设计与实施 6 通过详尽和有针对性的设计，形成具有可操 作性的方案，并使得有关人员乐于接受和愿意 为方案的实现竭尽全力。 7．评估与反馈 根据在实施过程中获得的新的认识，修正问 题描述、根底定义及概念模型等。
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
二、切克兰德方法论——软系统工程方法论 3．建立概念模型 概念模型是来自于根底定义、通过系统化语 言对问题抽象描述的结果，其结构及要素必须 符合根底定义的思想，并能实现其要求。 4．比较及探寻 将第一步所明确的现实问题(主要是归纳的结 果)和第三步所建立的概念模型(主要是演绎的 结果)进行对比。有时通过比较，也需要对根底 定义的结果进行适当修正。
同学们大家好
系统工程
经济管理学院管理科学与工程系
第三章 系统工程方法论
主要内容 ◆系统工程两种方法论 ◆以钱学森为代表的综合集成方法论 ◆系统分析原理
第三章 系统工程方法论
学习目标 ◆理解系统工程两种方法论 ◆了解以钱学森为代表的综合集成方法论 ◆掌握系统分析原理
第三章 系统工程方法论
目 录
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
二、切克兰德方法论——软系统工程方法论
随着应用领域不断扩大和系统工程不断发展，系统工程方 法论也需要加以发展和创新。 20世纪40～60年代期间，系统工程主要用来寻求各种“战 术”问题的最优策略、组织管理大型工程项目等。 进人70年代以来，系统工程越来越多地用于研究社会经济 的发展战略和组织管理问题，涉及的人、信息和社会等因素相 当复杂，使得系统工程的对象系统软化，并导致其中的许多因 素又难以量化。 为适应这种发展，从70年代中期开始，许多学者在霍尔方法 论的基础上，进一步提出了各种软系统工程方法论。其中，在 80年代中前期由英国兰切斯特大学P．切克兰德(P·Checkland) 教授提出的方法比较系统且具有代表性。 P．切克兰德认为，完全按照解决工程技术问题的思路来解 决社会问题或“软科学”问题，会碰到很多问题。他提出的软 系统工程方法论的主要内容和工作过程如图所示。
第三章 系统工程方法论
§3-2 以钱学森为代表的综合集成方法论 二、综合集成方法论 1987年，钱学森提出了定性和定量相结合的 系统研究方法，并把处理复杂巨系统的方法命 名为定性定量相结合的综合集成方法，把它表 述为从定性到定量的综合集成技术。1992年， 他又提出从定性到定量的综合集成研讨体系， 进而把处理开放复杂巨系统的方法与使用这种 方法的组织形式有机结合起来，将其提升到了 方法论的高度。
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
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，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)霍尔方法论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)霍尔方法论的核心内容是优化分析；而切克兰德方法 的核心内容是比较学习。 (3)霍尔方法论更多关注定量分析方法，而切克兰德方法 强调定性与定量方法的有机结合。
第三章 系统工程方法论
§3-2 以钱学森为代表的综合集成方法论
三、 WSR系统方法论
第三章 系统工程方法论
§3-3 系统分析原理
一、系统分析的概念及其要素 二、系统分析的程序 三、系统分析的原则
第三章 系统工程方法论
§3-3 系统分析原理
一、系统分析的概念及其要素 Systems analysis（S.A）——S.E 1、概念 （1）定义 系统分析是应用建模、优化、仿真、评价 等技术，对系统的各个方面进行定量、定性分 析，以选择最优或满意的系统方案。
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
一、Hall三维结构方法论——硬系统工程方法论
1．时间维 时间维表示系统工程的工作阶段或进程。 系统工程工作从规划到更新的整个过程或寿命周期可分为以下 七个阶段： (1)规划阶段。根据总体方针和发展战略制定规划。 (2)设计阶段。根据规划提出具体计划方案。 系统开发阶段 (3)分析或研制阶段。实现系统的研制方案，分析、制定 出较为详细而具体的生产计划。 (4)运筹或生产阶段。运筹各类资源及生产系统所需要的 全部“零部件”，并提出详细而具体的实施和“安装” 系统实施阶段 计划。 (5)系统实施或“安装”阶段。把系统“安装”好，制定 出具体 系统维护阶段 的运行计划。 (6)运行阶段。系统投入运行，为预期用途服务。
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
一、Hall三维结构方法论——硬系统工程方法论 2.逻辑维——Hall三维结构方法论最精彩部分
(4)模型化。 针对系统的具体结构和方案类型建立分析模型，并初步分析 系统各种方案的性能、特点、对预定任务能实现的程度以及在 目标和评价指标体系下的优劣次序。 (5)最优化。 在评价目标体系的基础上生成并选择各项政策、活动、控制 方案和整个系统方案，尽可能达到最优、次优或合理，至少能 令人满意。 (6)决策。 在分析、优化和评价的基础上由决策者作出裁决，选定行动 方案。 (7)实施计划。 不断地修改、完善以上六个步骤，制定出具体的执行计划和 下一阶段的工作计划。
第三章 系统工程方法论
§3-1 系统工程两种方法论
一、Hall三维结构方法论——硬系统工程方法论 2.逻辑维——Hall三维结构方法论最精彩部分
逻辑维是指系统工程在时间维每阶段工作应该必须遵循的逻 辑顺序和工作步骤。一般分为以下七步： (1) (1)明确所要研究的问题 。 同提出任务的单位对话，明确所要解决的问题及其确切要求， 全面收集和了解有关问题的历史情况、发展现状以及未来发展 趋势的详细资料。 (2)系统设计。 即确定目标并据此设计评价指标体系。确定任务所要达到的 目标或各目标分量，拟定评价标准。在此基础上，用系统评价 等方法建立评价指标体系，设计评价算法。 (3)系统综合。 设计能完成预定任务的系统结构，拟定政策、活动、控制方 案和整个系统的可行方案。