系统工程PPT
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9
9
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
二、霍尔模型
1.时间维（时间进程）
表示系统工程的工作阶段或 进程。即：从规划到更新， 按时间顺序排列的系统工程 全过程。
B
10
10
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
二、霍尔模型
2.逻辑维（方法步骤）
每个阶段需进行的工作步 骤，是运用系统工程方法 进行思考、分析和解决问 题应遵循的一般程序。
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）。
B
8
8
知识维
ABCD E F G
B
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
逻辑维
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段
B
23
23
2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
4. 改善概念模型 调查、了解、学习目前世界上公认的
一流大学，了解它们的办学宗旨、学科 建设、制度建设、资源获取途径与方资 源分配、激励制度等，通过这样的“学 习”，修改、改善学校的概念模型。
B
24
24
2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
33
33
2.5 综合集成法 第二章 系统工程方法论
一、概述
二十世纪80年代钱学森提出的综合 集成（Meta-Synthesis）方法是从 整体上考虑并解决复杂问题的方法 论。即“从定性到定量综合集成方 法” 。其实质是将专家群体、数据 和各种信息与计算机仿真有机地结 合，把各种学科的理论和人的经验 与知识结合起来，发挥整体优势。
“调查学习”法
案例：某大学开展创办世界一流大学的 研究。 1. 不良结构系统现状说明（学校现状说明）
对学校办学宗旨、学科建设、制度建设、 资源获取与分配制度、考核制度、所在地 环境等进行充分调查研究，着重说明学校 在教学和科研方面存在的优势、劣势、机
B
21
21
2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
B
14
14Fra Baidu bibliotek
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）
B
15
15
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%。
系统工程
第二章 系统工程方法论 The Methodology of SE
B
1
1
第二章 系统工程方法论 （The Methodology of SE）
1、SE方法论概述 2、几种具有代表性的SE方法论
霍尔模型 切克兰德方法 物理事理人理 综合集成方法
目的：了解和掌握SE方法论 为后续课程奠定方法论基础
定义
特点
方法
良 工程、 可用数学模型描 用霍尔模
结 机理明 述，有定量方法 型等“硬
构 显的物 可以计算出系统 方法”求
系 理型的 的行为和最佳结 出最佳的
统 硬系统 果。
定量结果。
B
27
27
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论 “调查学习”法
三、两种方法论的比较
定义
特点
方法
不 社会、 难用数学模型描 用调查学
二、方法描述
系统 运行
统计数据 信息资料
决策 提出问题 建模仿真 结果分析 结论 部门 形成判断 分析优化 综合集成 建议
系统 评价
专家群体
综合集成法基本过程
B
36
36
本章小结
第二章 系统工程方法论
系统工程方法论若干要点： 1. 定性与定量相结合 2. 系统分析与系统综合相结合 3. 局部研究与整体研究相结合 4. 确定性与不确定性相结合
B
34
34
综合集成
组合
综合的集成 集成的综合
集合
复合 联合
综合 从定性到定量 集成
集中 集结
融合
集聚
……
……
…… ……
定宏确科人多
概技数管
性观定学机学
念术学理
与与与与结科
的的模方
定微不人合交
集集型法
量观确文
叉
成成的的
相相定相
集集
结结相结
成成
合
合
结 合
合
综合集成概念图解
B
35
35
2.5 综合集成法 第二章 系统工程方法论
4
2.1 概述
第二章 系统工程方法论
二、系统工程方法论的特点
▪ 研究方法强调整体性 ▪ 技术应用强调综合性 ▪ 管理决策强调科学性
B
5
5
2.1 概述
第二章 系统工程方法论
三、具有代表性的系统工程方法论
霍尔(Hall)“三维结构” 切克兰德的“学习调查”法 物理-事理-人理 综合集成方法 并行工程
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。
B
19
19
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。
B
20
20
2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
37
2
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。
3
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？
B
11
11
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
二、霍尔模型
3.知识维（科学技术）
表示从事系统工程工作所需 要的知识。即：完成上述各 阶段和各步骤所需要的各种 专业知识和管理知识。
B
12
12
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
三、霍尔管理矩阵
把三维结构中的六个时间阶段 （时间维）和七个逻辑步骤（逻 辑维）结合起来，形成一个二维 结构 ，称为系统工程的活动矩 阵，也称霍尔管理矩阵。
B
13
13
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
三、霍尔管理矩阵
逻辑维 明确 选择 系统 系统 方案 作出 付诸
时间维
问题 目标 综合 分析 优化 决策 实施
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段
a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a5代1 表a一52 项a具53体a的54管理a55活动a56 a57 a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67
良 结 构
机理不 清的生
述，只能用半定 量、半定性或者
习法等 “软方法”
系 物型的 只能用定性的方 求出可行
统 软系统 法来处理问题。 的满意解。
B
28
28
2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
一、概述 WSR
(物理-事理-人理，简称WSR)
由中国系统学会前理事长顾基发研究员 和华裔学者朱志昌博士于1995年提出的， 他们从国内众多案例中分析出“关系协 调”的重要性，于是从方法论的角度提 出了物理-事理-人理系统方法。
“调查学习”法
二、方法步骤
1. 不良结构系统现状说明
通过调查分析，对现存的不良结
构系统的现状进行说明。
2. 弄清关联因素
初步弄清、改善与现状有关的各
种因素及其相互关系。
B
18
18
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
3. 建立概念模型 用结构模型或语言模型来描述系
统的现状。
“调查学习”法
5. 比较 将学校现状与概念模型进行比较，找出存
在的问题，提出学校创世界一流大学的方案和 途径。这些方案和途径必须与决策者意图相一
6. 实施 学校根据提出的方案、途径，制定详细的
实施计划，实施创建世界一流大学的方案。
B
25
25
1. 不良结构问 题提出
2. 问题的表示
7. 采取行动改善 实际问题
29
2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
一、概述
基本思想：方法基于关系协调的重要 性，提出在处理复杂系统问题时，要 明物理、通事理、晓人理，才能产生 最大的效率和效益。
30
2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
二、方法描述
要素 物理
事理
人理
道理
物质世界法则 管理和做事的 人、纪律和规
“调查学习”法
2. 弄清关联因素 对上述因素进行关联分析，初步弄清目
前各种要素在学校中的地位和作用以及它 们之间的内在联系，明确改善哪些因素对 解决存在的问题作用最大，是创建世界一
B
22
22
2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
3. 建立概念模型 在弄清学校各要素作用及相互关系的
基础上，可用一些历史数据，可用结构 模型、语言模型等对学校的现状进行描 述，总之力图使建立的概念模型便于比
满意解代替最优 解，价值观方面 的重要变化。
6. 可行满意解
5. 模型与问题 的比较
现实世界
系统思考
3. 有关系统的 基本定义
4a. 公式化 系统概念
4. 概念模型
概念模型代替 数学模型，思 路更加开阔。
4b. 其他 系统思考
B
26
26
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论 “调查学习”法
三、两种方法论的比较
B
6
6
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。
B
7
7
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
和规则的理论
理论
范的理论
对象
客观物质世界
组织、系统
人、群体、关 系、智慧
着重点
是什么？ （功能分析）
怎样做？ （逻辑分析）
应当怎样做？ （人文分析）
原则 诚实，真理 协调，有效 人性，有效果
需要的 知识
自然科学
管理科学
系统科学
B
人文知识
行为科学
31
31
2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
二、方法描述
B
16
16
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。
B
17
17
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
•作为一个好的领导
懂物理、明事理和通人理.
•作为一个好的自然科学工作者
通物理、明事理和懂人理.
•一个好的系统工程工作者
明物理、通事理和懂人理.
B
32
32
2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
二、方法描述
6.实施方案 5.提出建议
1.理解意图 协调关系 4.建立模型
2.调查分析 3.形成目标
B
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
二、霍尔模型
1.时间维（时间进程）
表示系统工程的工作阶段或 进程。即：从规划到更新， 按时间顺序排列的系统工程 全过程。
B
10
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
二、霍尔模型
2.逻辑维（方法步骤）
每个阶段需进行的工作步 骤，是运用系统工程方法 进行思考、分析和解决问 题应遵循的一般程序。
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）。
B
8
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知识维
ABCD E F G
B
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
逻辑维
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段
B
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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
4. 改善概念模型 调查、了解、学习目前世界上公认的
一流大学，了解它们的办学宗旨、学科 建设、制度建设、资源获取途径与方资 源分配、激励制度等，通过这样的“学 习”，修改、改善学校的概念模型。
B
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2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
33
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2.5 综合集成法 第二章 系统工程方法论
一、概述
二十世纪80年代钱学森提出的综合 集成（Meta-Synthesis）方法是从 整体上考虑并解决复杂问题的方法 论。即“从定性到定量综合集成方 法” 。其实质是将专家群体、数据 和各种信息与计算机仿真有机地结 合，把各种学科的理论和人的经验 与知识结合起来，发挥整体优势。
“调查学习”法
案例：某大学开展创办世界一流大学的 研究。 1. 不良结构系统现状说明（学校现状说明）
对学校办学宗旨、学科建设、制度建设、 资源获取与分配制度、考核制度、所在地 环境等进行充分调查研究，着重说明学校 在教学和科研方面存在的优势、劣势、机
B
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2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
B
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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）
B
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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%。
系统工程
第二章 系统工程方法论 The Methodology of SE
B
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第二章 系统工程方法论 （The Methodology of SE）
1、SE方法论概述 2、几种具有代表性的SE方法论
霍尔模型 切克兰德方法 物理事理人理 综合集成方法
目的：了解和掌握SE方法论 为后续课程奠定方法论基础
定义
特点
方法
良 工程、 可用数学模型描 用霍尔模
结 机理明 述，有定量方法 型等“硬
构 显的物 可以计算出系统 方法”求
系 理型的 的行为和最佳结 出最佳的
统 硬系统 果。
定量结果。
B
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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
三、两种方法论的比较
定义
特点
方法
不 社会、 难用数学模型描 用调查学
二、方法描述
系统 运行
统计数据 信息资料
决策 提出问题 建模仿真 结果分析 结论 部门 形成判断 分析优化 综合集成 建议
系统 评价
专家群体
综合集成法基本过程
B
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本章小结
第二章 系统工程方法论
系统工程方法论若干要点： 1. 定性与定量相结合 2. 系统分析与系统综合相结合 3. 局部研究与整体研究相结合 4. 确定性与不确定性相结合
B
34
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综合集成
组合
综合的集成 集成的综合
集合
复合 联合
综合 从定性到定量 集成
集中 集结
融合
集聚
……
……
…… ……
定宏确科人多
概技数管
性观定学机学
念术学理
与与与与结科
的的模方
定微不人合交
集集型法
量观确文
叉
成成的的
相相定相
集集
结结相结
成成
合
合
结 合
合
综合集成概念图解
B
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2.5 综合集成法 第二章 系统工程方法论
4
2.1 概述
第二章 系统工程方法论
二、系统工程方法论的特点
▪ 研究方法强调整体性 ▪ 技术应用强调综合性 ▪ 管理决策强调科学性
B
5
5
2.1 概述
第二章 系统工程方法论
三、具有代表性的系统工程方法论
霍尔(Hall)“三维结构” 切克兰德的“学习调查”法 物理-事理-人理 综合集成方法 并行工程
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。
B
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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。
B
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2.3 切克兰德的
第二章 系统工程方法论
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2
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。
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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？
B
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
二、霍尔模型
3.知识维（科学技术）
表示从事系统工程工作所需 要的知识。即：完成上述各 阶段和各步骤所需要的各种 专业知识和管理知识。
B
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
三、霍尔管理矩阵
把三维结构中的六个时间阶段 （时间维）和七个逻辑步骤（逻 辑维）结合起来，形成一个二维 结构 ，称为系统工程的活动矩 阵，也称霍尔管理矩阵。
B
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
三、霍尔管理矩阵
逻辑维 明确 选择 系统 系统 方案 作出 付诸
时间维
问题 目标 综合 分析 优化 决策 实施
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段
a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a5代1 表a一52 项a具53体a的54管理a55活动a56 a57 a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67
良 结 构
机理不 清的生
述，只能用半定 量、半定性或者
习法等 “软方法”
系 物型的 只能用定性的方 求出可行
统 软系统 法来处理问题。 的满意解。
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2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
一、概述 WSR
(物理-事理-人理，简称WSR)
由中国系统学会前理事长顾基发研究员 和华裔学者朱志昌博士于1995年提出的， 他们从国内众多案例中分析出“关系协 调”的重要性，于是从方法论的角度提 出了物理-事理-人理系统方法。
“调查学习”法
二、方法步骤
1. 不良结构系统现状说明
通过调查分析，对现存的不良结
构系统的现状进行说明。
2. 弄清关联因素
初步弄清、改善与现状有关的各
种因素及其相互关系。
B
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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
3. 建立概念模型 用结构模型或语言模型来描述系
统的现状。
“调查学习”法
5. 比较 将学校现状与概念模型进行比较，找出存
在的问题，提出学校创世界一流大学的方案和 途径。这些方案和途径必须与决策者意图相一
6. 实施 学校根据提出的方案、途径，制定详细的
实施计划，实施创建世界一流大学的方案。
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1. 不良结构问 题提出
2. 问题的表示
7. 采取行动改善 实际问题
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2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
一、概述
基本思想：方法基于关系协调的重要 性，提出在处理复杂系统问题时，要 明物理、通事理、晓人理，才能产生 最大的效率和效益。
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2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
二、方法描述
要素 物理
事理
人理
道理
物质世界法则 管理和做事的 人、纪律和规
“调查学习”法
2. 弄清关联因素 对上述因素进行关联分析，初步弄清目
前各种要素在学校中的地位和作用以及它 们之间的内在联系，明确改善哪些因素对 解决存在的问题作用最大，是创建世界一
B
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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
3. 建立概念模型 在弄清学校各要素作用及相互关系的
基础上，可用一些历史数据，可用结构 模型、语言模型等对学校的现状进行描 述，总之力图使建立的概念模型便于比
满意解代替最优 解，价值观方面 的重要变化。
6. 可行满意解
5. 模型与问题 的比较
现实世界
系统思考
3. 有关系统的 基本定义
4a. 公式化 系统概念
4. 概念模型
概念模型代替 数学模型，思 路更加开阔。
4b. 其他 系统思考
B
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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
三、两种方法论的比较
B
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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。
B
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
和规则的理论
理论
范的理论
对象
客观物质世界
组织、系统
人、群体、关 系、智慧
着重点
是什么？ （功能分析）
怎样做？ （逻辑分析）
应当怎样做？ （人文分析）
原则 诚实，真理 协调，有效 人性，有效果
需要的 知识
自然科学
管理科学
系统科学
B
人文知识
行为科学
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2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
二、方法描述
B
16
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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。
B
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
•作为一个好的领导
懂物理、明事理和通人理.
•作为一个好的自然科学工作者
通物理、明事理和懂人理.
•一个好的系统工程工作者
明物理、通事理和懂人理.
B
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2.4物理-事理-人理第二章 系统工程方法论
二、方法描述
6.实施方案 5.提出建议
1.理解意图 协调关系 4.建立模型
2.调查分析 3.形成目标
B