第3章系统工程方法论
系统工程方法论
1、理解领导意图； 2、调查分析； 3、形成目标； 4、建立模型； 5、协调关系； 6、提出建议。
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2.4 系统工程方法论的新发展
（二）物理－事理－人理 WSR系统方法论的基本内容和主要步骤：
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2.4 系统工程方法论的新发展
要素
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2.2 系统分析原理
（二）系统分析的概念及其要素 系统分析的目的----
在于分析系统内部与系统环境之间、系统内 部各要素之间相互依赖、相互制约、相互促进的 复杂关系，分析系统要素的层次结构关系及其对 系统功能和目标的影响，通过建立系统的分析模 型使系统各要素及其与环境之间的协调达到最佳 状态，最终为系统决策提供依据。
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1
2012‐3‐25
知识维（科学技术）
知识维：指在完成上述各 阶段和各步骤所需要的各
种专业知识和管理知识。
逻辑维：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。
AB C D E F G
∶ ∶ 运筹学 控制论 社会科学 工程技术
逻辑维（方法步骤） 规划阶段
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2.2 系统分析原理
（一）系统分析简介 第二次世界大战后由美国兰德(RAND)公司提出 1972年成立国际应用系统分析研究所(IIASA) 广义的解释认为系统分析就是系统工程 狭义的解释认为系统分析是系统工程的一项优化 技术，是系统工程在非结构化问题决策中的具体 应用。
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3
2012‐3‐25
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2.4 系统工程方法论的新发展
（一）综合集成系统方法论 （二）物理－事理－人理
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2.4 系统工程方法论的新发展
【精选】系统工程方法论
– 改善交通环境 – 杜绝安全隐患 – 改善空气质量 – 提升城市形象
• 可能的解决方案有哪些？
– 取缔，不安置
• 政策性补贴X年 • 收购
– 取缔，安置
• 其它工作岗位 • 出租公司
• 提供再就业培训
• 谁能采取解决问题的行动？（城管、交通、 公安）
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系统分析方法论 ——谋划备选方案 第三章 ■ 方案确定之一：形态结构分析法： 如：
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系统分析方法论 ——建模和预计后果 第三章
解决的中心问题 • 预计哪些后果？ • 其中，哪一项最重要？ • 后果的作用时期考虑多久？
模型：客观世界本质特性的抽象 表述。
• 由分析问题的主要因素所构成 • 集中表明有关因素之间的关系
• 鲁棒性（强壮性）：在受到干扰的情况下，继续维持正常后果的程度 • 适应性（弹性）：目标经过修正甚至变动的情况下，原方案仍能适用 • 可靠性：系统在任何时候正常工作的可能性（如飞行器在各种复杂的
天气环境下保持正常飞行） • 可操作性：方案实施的可能性
当然在寻求方案的过程中过分追求其完美性 往往会增加解决问题的难度，我们寻求的是 能解决问题的方案，他们不一定要非常完美， 只要这些方案可行，能解决问题，易于管理 就可以了。
第3章 系统工程方法论
以兰德公司为代表的系统分析方法 论
以HALL为代表的硬系统工程方法 论
以Checkland为代表的软系统工程 1
系统分析方法论
问题的 构成
引进新的 可行方案
重新考虑 新目标
目标的 确定
资料的 收集
检查各 项假定 与资料
综合 评价
第3章系统工程方法论
东方系统方法论 （ 20世纪90年代）
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3.2 霍尔方法论
知识维
自然科学 工程技术 经济学 法 律 管理科学 环境科学 计算机技术 ……
逻辑维
时间维
规划阶段 设计阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段 明 确 问 题 系 统 设 计 系 统 综 合 系 统 分 析 系 统 评 价 决 策 实 施
16
结束
17
14
3.6 系统论方法的要点
系统论方法的辩证法哲学基础 还原论与整体论相结合 定性描述与定量描述相结合 局部描述与整体描述相结合 确定性描述与不确定性描述相结合 系统分析与系统综合相结合
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课堂讨论——系统方法论的要点
思考下列问题 硬系统方法论的主体思路 软系统方法论与硬系统方法论的异同 综合集成方法的主要观点 物理-事理-人理方法的要点 系统论方法的要点
系统工程方法论
系统工程方法论（methodology of systems engineering）可以是哲学层次上的思维方式、思维 规律，也可以是操作层次上开展系统工程项目的一般 过程或程序，它反映了系统工程研究和解决问题的一 般规律或模式，即分析和解决系统开发、运作及管理 实践中的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本 方法，它是系统工程思考问题和处理问题的一般方法 和总体框架。
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软系统方法论思路与工作步骤图
劣结构 问题情景 ① 实施可行 改革方案 ⑦ 可行的 改革方案 ⑥
问题情景 描述②
②和④ 比较 ⑤
相关系统 的根定义 ③
概念模型 ④
形成系统 概念④（a）
其他系统 思想④（b）
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3.4 综合集成方法论
综合集成法是以钱学森院士为代表的中国学 者的创造与贡献。综合集成研讨厅体系是综合 集成法的具体运用。钱学森院士在 20世纪80年 代初提出，将科学理论、经验知识、专家判断 力相结合，用半理论半经验的方法来处理具有 复杂行为的系统。20世纪80年代中期，在钱学 森院士指导下，系统学讨论班进行了方法论的 探讨，考察了各类复杂巨系统研究的新进展， 特别是社会系统、地理系统、人体系统和军事 系统四大类。
3、系统工程方法论
➢ 一般工程技术的“工程”概念是指把自然科学的原理 和方法应用于实践，设计和生产出有形产品的技术过 程。
➢ 系统工程的“工程”概念是指不仅包含“硬件”的设 计与制造，而且还包含与设计和制造“硬件”紧密相 关的“软件”，诸如规划、计划、方案、程序等活动 过程，所以称它是软件的工程。这样，就扩展了传统 的“工程”的含义，给系统工程赋予了新的“工程” 研究内容和方法，因此它又被称为“工程的工程”。
优化与可行的观点
▪ 这也是系统工程最有名的实用性观点。在一切活 动中，处理任何事情都期望着自己能够在众多的 方案中选优求好，甚至达到最优最好。
▪ 数学的最优解一旦付诸实际就要变成一个近似解、 可行解甚至满意解。这样，优化与可行观点也就 成了系统工程的重要思想。如今人们依靠运筹学 和管理科学得到了许多选优的数学方法，取得了 较好的效果。
▪ 正如马克思指出的，人类的一切节约归根结底都 是时间的节约。
▪ 系统工程是处处讲效率的，而要提高效率，首先 就要节省时间，注重时间的价值。
组合效应观点
▪ 效率的提高并非问题的根本所在，系统工 程的目标和本意是获取最好的效果。
➢ 所谓效果是指行动是否趋向目标和达到目标的程度。 而效率是指已经确定目标和方向后的执行情况，它主 要反映系统资源的利用程度。
③结构模型法
➢ 复杂问题可用分解方法，形成若干相关联的相对简单 的子问题，然后用网络图方法将问题直观地表示出来。
霍尔三维结构方法论小结
▪ 霍尔系统工程方法论强调明确目标，核心 内容是最优化，认为现实问题都可归纳为 工程一类的问题，应用定量分析的手段， 求得最优解。
➢ 随着实践经验不断丰富和系统工程学科的不断 发展，系统工程方法论也在不断地充实和创新。 在20世纪50一60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。
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。
国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
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
国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
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
国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
• 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）
国防科技大学信息系统与管理学院
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
第三章系统工程方法论
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时间上可以交叉。研制阶段可部分进行生产，生产阶段就可部分安装， 安装阶段可部分进行运行。需寻求最佳方案，用计划协调技术 （PERT）、图解评审技术（GERT）。 主要有泥沙问题、水库引发地震问题、四川将面临更加频繁和严重的 洪水问题、环境问题和资金问题。 综合治理长江，对上游实行水利开发和水土保持。
更新阶段
时间维(T)
1) 时间维
表示系统从规划到更新，从开始→结束按时 间顺序排列的全过程，反映了系统的生命周期 循环过程。
规划阶段：调研、明确目标 计划阶段：比较分析方案，择优 研制阶段：实现方案，作生产计划 生产阶段：零部件→组装整个系统 安装阶段：安装、调试 运行阶段：运行 更新阶段：评价→改进和更新
两种方法轮的比较 (?)
相同点：问题导向；注重程序及阶段；… 不同点： (研究对象或应用领域、基本方法、 核心内容或关键点、反馈机制、…)
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： 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。 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。 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。
3、物理－事理－人理系统方法
物理－事理－人理系统方法（简称WSR)是中国系统工程学会 前理事长、中国科学院系统科学研究所研究员顾基发和华裔学者 朱志昌博士在1995年提出的，他们总结了国内很多系统工程的研 究与实践，分析它们成功与失败的原因，从众多的案例分析中悟 出了“关系协调”的重要性，从方法论角度提出了物理－事理－ 人理系统方法。 物理是象征本体论的客观存在，包括物质及其组织结构；阐 述自然客观现象和客观存在的定律、规则，是一种客观存在，不 以人的意志为转移。 事理是人们办成办好事情应遵循的道理、规律，帮助人们基 于客观存在有效处理事务的方法。 人理是关注、协调系统中所有团体相互之间的主观关系，包 括顾客、权力当局、组织者、专家、潜在业主、使用者、操作者、 受益和受损者；
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。
系统工程方法论的基本原理与应用：分享系统工程方法论的基本原理、流程和应用实践
系统工程方法论的基本原理与应用：分享系统工程方法论的基本原理、流程和应用实践引言系统工程是一个跨学科的领域，旨在通过系统思维和工程技术，解决复杂问题和构建高效可靠的系统。
系统工程方法论是系统工程实践的指导原则和方法体系。
本文将介绍系统工程方法论的基本原理、流程和应用实践，帮助读者了解系统工程的核心思想与方法。
什么是系统工程方法论？系统工程方法论是一种综合的方法体系，用于解决和管理复杂问题。
它综合了多个学科领域的理论和方法，并通过系统思维的方式，整合和优化各种资源和过程，以实现系统设计、开发和运营的目标。
系统工程方法论的核心原理是整体优化和综合创新，其目的是提高系统的性能、可靠性和可维护性。
系统工程方法论的基本原理1. 系统思维系统思维是系统工程方法论的基本思维方式和方法论，它强调将问题看作一个整体，而不是独立的部分。
通过系统思维，可以识别和理解系统的复杂性、关联性和动态性，以便有效地分析和解决问题。
2. 综合优化综合优化是系统工程方法论的核心原则之一。
它强调通过整合不同的资源和过程，寻求最优的解决方案。
综合优化需要考虑多个因素和目标，并通过权衡和协调，找到一个平衡的解决方案。
3. 风险管理风险管理是系统工程方法论的重要组成部分。
在系统工程中，风险是不可避免的，因为系统设计和开发涉及到多个不确定性因素。
通过风险管理，可以识别、评估和控制潜在的风险，并采取适当的措施来降低风险对系统的影响。
4. 阶段性开发阶段性开发是系统工程方法论的一项重要原则。
它将系统开发过程分为多个阶段，每个阶段都有明确的目标和交付成果。
通过阶段性开发，可以逐步完善系统，并及时发现和纠正问题，以确保系统的质量和性能。
系统工程方法论的流程系统工程方法论的实践过程可以分为以下几个关键步骤：1. 需求分析需求分析是系统工程的起点。
在这个阶段，系统工程师需要与用户和利益相关者合作，收集和整理系统的需求和期望。
通过需求分析，可以确立系统的功能、性能和约束条件，为后续的系统设计和开发做好准备。
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。
系统工程方法论
a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27
3、研制阶段
a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37
4、生产阶段
a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47
5、运行阶段代表一项a5具1 体a得52管理a5活3 动a54 a55 a56 a57
6、更新阶段
a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67
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大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
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第二节 综合集成工程
综合集成( Meta-Synthesis )工程就是 从整体上考虑并解决复杂问题得方法论。钱 学森等人在研究解决开放得复杂巨系统问题 时,提出了“从定性到定量综合集成方法”,这 就是系统工程思想得新发展。其实质就是将 专家群体、数据和各种信息与计算机仿真有 机地结合,把各种学科得理论和人得经验与知 识结合起来,发挥整体优势。
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第二节 综合集成工程
“工程技术层次”上得综合集成得基本步骤和要点:
(1)针对提出得实际问题,充分收集有关信息资料,调用有关方面得 统计数据,为研究工作做基础性准备; (2)请各方面有关专家对系统进行分析研究,明确问题得症结所在, 对系统做定性判断,确定系统建模思想; (3)以经验假设为前提,对系统进行定量表示,建立数学模型; (4)把与数学模型有关得数据、信息输入计算机,对系统做仿真模 拟试验,获得系统得定量数据资料; (5)组织专家群体对仿真结果进行分析评价、检验; (6)依据专家们得新见解、新判断,对系统模型做出修改,然后再仿 真,再分析评价,如此反复循环,直到结果符合实际系统得理论描述 。
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段
运行阶段
更新阶段
第3章系统工程方法论
软系统方法论思路与工作步骤图
劣结构 问题情景 ① 实施可行 改革方案 ⑦ 可行的 改革方案 ⑥
问题情景 描述②
②和④ 比较 ⑤
相关系统 的根定义 ③
概念模型 ④
形成系统概念④（a）
其他系统 思想④（b）
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3.4 综合集成方法论
综合集成法是以钱学森院士为代表的中国学 者的创造与贡献。综合集成研讨厅体系是综合 集成法的具体运用。钱学森院士在 20世纪80年 代初提出，将科学理论、经验知识、专家判断 力相结合，用半理论半经验的方法来处理具有 复杂行为的系统。20世纪80年代中期，在钱学 森院士指导下，系统学讨论班进行了方法论的 探讨，考察了各类复杂巨系统研究的新进展， 特别是社会系统、地理系统、人体系统和军事 系统四大类。
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综合集成方法的主要观点
（1）定性综合集成 由不同学科、不同领域专家组成专家体系，对所研究的复杂巨系 统和复杂性问题，进行多学科交叉研究，提出经验性假设、形成定性 判断。 （2）定性定量相结合综合集成 建立数据和信息体系、指标体系、模型体系，通过系统仿真和实 验，对经验性假设的正确与否给出定量描述，增加了新的信息，这个 过程可能反复多次。 （3）从定性到定量综合集成 由专家体系对系统仿真和实验的结果进行综合集成，通过人－机 结合、反复对比、逐次逼近，直到专家们认为定量结果是可信的，也 就完成了从定性到定量综合集成。 从定性综合集成提出经验性判断，到人－机结合的定性定量相结 合综合集成得到定量描述，再到从定性到定量综合集成获得科学结论， 这就实现了从经验性的定性认识上升到科学的定量认识。
2
系统思想、方法论、方法与技术关系图
影响
系统思想 指导
方法论 规范
方法 推动
技术应用
第三章 系统工程方法论
数学模型的方法
确定预测内容 准备数据资料 确定预测方法,建立数学模型 确定预测方法,
–定性预测法 –时间序列预测法 –因果关系预测法
计算预测值,分析预测误差 计算预测值,
(4)建模和预计后果
每种方案实施后都相应有一系列后果,因 此本阶段的首要工作便是确定应该预计哪 些后果?其中哪些最重要?选定后果项目 后,便可着手建立一个或多个模型预计行 动和后果指标之间的关系. 系统分析的主要模型有图形模型,分析模 型,仿真模型,博弈模型和判断模型
调查学习的基本步骤
不良结构系统现状的表述; 弄清,改善与现状有关的各种因素及其 相互关系; 建立概念模型(结构或语言描述); 改善概念模型; 将模型与问题的表述作比较; 找出可行而满意的途径和方案; 采取行动改善实际问题. 该方法的核心不是寻求最优化,而是调查 比较,从中寻找改善现存系统的途径.
一,系统工程与传统方法的区别
从前面对系统工程的介绍可以看出,系统工程实 质上是方法论的科学,它的目标是通过什么样的 方法可使系统达到最优,而方法论是把设想付诸 实现的过程.对于传统方法,它解决问题的目标 往往是单一的,比如设计一个产品或只强调成本 低或只强调性能高,而系统工程对目标的考虑需 要从系统运行的全过程即时间方面以及在每个阶 段中处理问题的特殊思维过程即逻辑方面,并综 合运用各种专业知识即知识方面来综合考虑.
(一)霍尔(Hall)系统工程方法论 1962年贝尔公司工程师Hall总结公司开展 SE经验,写成《系统工程方法论》一书. 所谓方法论,就是把设想变为实体的具体 过程与步骤.
Hall三维结构分析
知识维
逻辑维 时间维
Hall的SE方法论:是"三维结构方法体系" 即把系统工程活动从时间上分成前后衔接 的"几个阶段";从逻辑上把每个阶段分 成几个环环紧扣的几个步骤;同时也要考 虑完成上面所说的这些阶段和步骤所需要 的各种专业和技术素养.主要靠广泛吸引 各类专业人员参加到SE活动来实现,或者 把他们的知识和建议储存到计算机中随时 备用.
《系统工程方法论》PPT课件
§3.1 处理复杂系统问题的基本观点 §3.2 系统论方法 §3.3 霍尔的系统工程方法论 §3.4 切克兰德的系统工程方法论 §3.5 物理-事理-人理方法论 §3.6 螺旋式推进原则 §3.7 系统工程的构思原则 §3.8 综合集成工程方法论
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§3.1处理复杂系统问题的基本观点
把系统与环境看成一个整体，从更高的角度来分析系统 与环境的关系，在策划系统最优时，必须考虑环境的制 约作用，必须使环境受益，在万不得已的情况下，力图 使环境所受损失最小，决不允许环境受到不能接受的损 失。
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综合观点
由于系统内部要素之间存在着相互依存、相互 制约的关系，当人们对系统某些问题进行决策 时，尤其是遇到多目标、多因素、纵行交错、 千变万化的系统时，应对目标、因素进行综合 分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综 合。切忌只凭一时、一事、一地、一人进行决 策。作好系统内各要素之间的协调工作，实现 全系统的综合平衡
系统工程师对复杂系统问题进行研究，首 先要有正确的指导思想，有辨证唯物主义 的思想，矛盾论、实践5个观点是处理复 杂系统问题的基本观点：
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整体观点
把系统内部所有要素看成一个整体，在策划最优时，子 系统最优与系统最优发生矛盾时，子系统要服从整个系 统，这就是人们常说的：“局部服从整体，地方服从中 央，个人服从集体”。反之，整个系统要对所有的子系 统之间的关系进行协调，充分发挥各子系统的能动作用
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9
还原论与整体论相结合
整体论(holism)强调整体地把握对象。还原论 (reductionism)主张把整体分解为部分去研究 。 古代的整体论是朴素的、直观的，没有把对整体 的把握建立在对部分的精细了解之上。还原论相 信客观世界是既定的，存在一个由所谓“宇宙之 砖”构成的基本层次，只要把研究对象还原到那 个层次，搞清楚最小组分即“宇宙之砖”的性质，
产品研发中的系统工程方法论是什么
产品研发中的系统工程方法论是什么在当今竞争激烈的市场环境中，产品研发已成为企业获取竞争优势的关键。
而要成功地进行产品研发，系统工程方法论起着至关重要的作用。
那么，产品研发中的系统工程方法论究竟是什么呢？简单来说，系统工程方法论是一种综合性的、有条理的方法，用于指导产品从概念设计到最终实现的整个过程。
它将产品视为一个复杂的系统，综合考虑技术、人员、流程、时间、成本等多个因素，以实现产品的最优设计和开发。
首先，系统工程方法论强调明确产品的需求和目标。
在产品研发的初始阶段，需要深入了解市场需求、用户期望以及企业的战略目标。
这不仅包括功能性需求，如产品应具备的功能和性能，还包括非功能性需求，如可靠性、可维护性、安全性等。
通过充分的市场调研和用户反馈收集，明确产品要解决的问题和为用户带来的价值。
在明确需求后，接下来是进行系统的设计和规划。
这就像是为建造一座大厦绘制蓝图，需要考虑产品的整体架构、各个子系统之间的关系以及它们如何协同工作。
采用模块化的设计思想，将复杂的系统分解为相对独立且易于管理的模块，每个模块都有明确的功能和接口定义。
这样可以提高开发的效率和灵活性，便于后续的维护和升级。
同时，系统工程方法论注重风险管理。
在产品研发过程中，不可避免地会遇到各种风险和不确定性，如技术难题、市场变化、资源短缺等。
通过提前识别和评估这些风险，并制定相应的应对策略，可以降低风险对项目的影响。
例如，对于可能出现的技术瓶颈，可以提前安排技术攻关；对于市场需求的变化，可以建立灵活的调整机制。
此外，系统工程方法论强调团队协作和沟通。
产品研发通常涉及多个专业领域的人员，如工程师、设计师、市场人员、测试人员等。
良好的团队协作和有效的沟通是确保项目顺利进行的关键。
通过建立明确的沟通渠道和协作机制，使不同专业的人员能够充分交流和合作，共同解决问题。
在整个研发过程中，系统工程方法论还要求进行严格的质量控制和验证。
制定详细的质量标准和测试计划，对产品的各个阶段进行严格的测试和评估，确保产品符合设计要求和用户期望。
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系统工程的霍尔三维结构
§3.1霍尔系统工程三维结构
霍尔三维结构小结:
霍尔三维结构强调明确目标,核心内容是最优 化,并认为现实问题基本上都可以归纳成结构 良好的工程系统问题,应用定量分析手段,求 得最优解答.
该方法论具有研究方法上的整体性(三维)、技 术应用的综合性(知识维)、组织管理上的科 学性(时间维和逻辑维)和系统工程工作的问 题导向性(逻辑维)的突出特点.
第三章 系统工程方法论
方系 法统
工 程
①方法论层次上的方法—系统工程方法论 研究、分析、处理系统工程问题运用的思想、程序和基本原则（亦 即一般方法和总体框架）。如霍尔的三维结构模型、切克兰德的调 查学习模式、并行工程方法学、物理—事理—人理系统方法论、综 合集成系统方法论等。
②技术层次上的方法 —系统工程优化技术
垂直方向的集成缩短了信息传递途径，而水平方 向的集成能加强不同领域间的融合和合作。对组织结 构的影响表现为扁平型组织结构演化的趋势。
§3.3并行工程方法学
5、并行工程在技术支承上的要求
（1）一个完整的公共数据库,它必须集成并行设计 所需要的诸方面的知识、信息和数据。
（2） 一个支持各方面人员并行工作、甚至异地工 作的计算机网络系统， 可以实时、在线地在各个设 计人员之间沟通信息、发现并调解冲突。
英美军方: 商船是否应 装火炮？
率击
击
落
沉
敌
商
机
船
率
4%
25%↓
10%
结论
§3.1霍尔系统工程三维结构
二维活动矩阵:
逻辑维 时间维
1 2 34 567
问目系系最决实 题标统统优策施 阐选综分化 述择合析
1 规划 2 拟定方案 3 系统研制 4 生产 5 安装 6 运行 7 更新
按照问题性质及总的 功能要求,形成一组备 选系统方案.
(2)功能的并行性：产品生命周期所涉及到的各功 能领域,工程活动并行交叉进行。
（3)集成性：研究开发、产品设计、过程设计、制 造装配和市场的全面集成。
(4)协同性：多学科并行工程小组协同工作,即产品 全生命周期中各阶段不同领域技术人员全面参与。
(5)科学性：采用了迄今最为先进的开发工具、方 法和技术（如全面质量管理、系统工程方法、质量工 程方法、计算机辅助系统等）。
§3.2切克兰德软科学系统工程方法论
问
弄
题
清
现
关
状
联
说
因
明素
初步弄清与改善现状 有关的各种因素及其 相互关系.
§3.2切克兰德软科学系统工程方法论
问
弄
建
题
清
立
现
关
概
状
联
念
说
因
模
明素型
在不能建立数学模型 时,用结构模型或语言 模型描述现状.
§3.2切克兰德软科学系统工程方法论
问
弄
建
改
题
清
立
善
现
关
§3.1霍尔系统工程三维结构
1.时间维（p44）
知识维
表示工作阶段,即按时 间排列的工作顺序.
管理 法律 工程技术 …
逻辑维
时间维
规划阶段 拟定方案 系统研制 生产阶段 安装阶段 运行阶段
更新阶段 弄目系系最决实 清标统统优策施 问选综分化 题择合析
§3.1霍尔系统工程三维结构
1.时间维
知识维
2.逻辑维（p45）
决实
题标统统优策施
时间维
阐选综分化 述择合析
1 规划
2 拟定方案 3 系统研制 4 生产 5 安装 6 运行
7 更新
§3.1霍尔系统工程三维结构
二维活动矩阵:
逻辑维 时间维
1 2 34 567
问目系系最决实 题标统统优策施 阐选综分化 述择合析
1 规划 2 拟定方案 3 系统研制 4 生产 5 安装 6 运行 7 更新
§3.2切克兰德软科学系统工程方法论
系统
良好 结构系统
偏重工程、机理明显的物理型硬系统，可定量描述。
不良 结构系统
偏重社会、机理尚不清楚的生物型软系统，较难定量描述。
该方法论是英国兰卡斯特大学的切克兰德20世纪 70年代中期提出的，是对霍尔方法论的修正.
切克兰德的“调查学习”软方法的核心不是寻 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,寻求改善现存系统的途径.
问 题
弄 清
建 立
改 善
比
实
现
关
概
概
状
联
念
念
说 明
因 素
模模 型型
较
施
实施能带来上述 变革的改革方案.
§3.2切克兰德软科学系统工程方法论
问 题
弄 清
建 立
改 善
比
实
现
关
概
概
状
联
念
念
说 明
因 素
模模 型型
较
施
切克兰德“调查学习”软方法流程图
§3.2切克兰德软科学系统工程方法论
两种方法论的比较
霍尔三维结构和切克兰德方法论均为系统工程方 法论,均已问题为起点,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:
（2）强调交互作用、互相协调的并行研制过程, 在产品的整个研制过程中综合考虑其性能、可靠性、 维修性、保障性和生产性;
（3）建立多学科(多专业)的综合产品研制机制及计 算和辅助工程环境。
§3.3并行工程方法学
2、并行工程所体现的主要思想
(1)约束信息的并行性：设计时同时考虑产品生命 周期的所有因素。
处理复杂系统工程问题常用的一些具体方法。如模型化方法、系统 分析方法、系统评价方法、系统仿真方法等。
§3.1霍尔系统工程三维结构
霍尔三维结构 是由美国学者霍尔等人于 1969年提出的一种系统工程方法论。它的出现, 为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题 提供了一种统一的思想方法,因而在世界各国得 到了广泛应用.
（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）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的有机结合。
§3.3并行工程方法学
并行工程的定义
并行工程（concurrent engineering,简称CE)是 1988 年美国国家防御分析研究所（IDA—Institute of Defense Analyze）提出的。是美国国防部在90年代乃至21世纪发 展武装备系统的基本管理模式。
(IDA的温纳) 是对产品及相关过程,包括制造过程 和支持过程,进行并行、一体化设计的一种系统化方法, 这种方法力图使产品开发者从一开始就考虑到产品全 生命周期从概念形成到产品报废的所有因素,包括质量、 成本、进度和用户需求。
§3.3并行工程方法学
1、其核心内容是：
（1）强调用户需求,并把用户需求转化为完整的产 品要求；
（3）一套切合实际的计算机仿真模型和软件, 以便 设计方案的评估、推断产品的制造及使用过程,发现所 隐藏的问题。（此问题是实施并行工程的“瓶颈” )
§3.3并行工程方法学
6、并行工程的实施步骤
企业实施并行工程牵涉到企业组织结构及经营的各个方面, 必须按照并行工程管理技术和方法组织实施,实施步骤如下：
3 系统研制
4 生产
5 安装
6 运行
7 更新
知识维
以一向量(工作阶段、 思维过程、专业知识)表示 出系统工程所处的任意位 置，就是三维空间结构作 为统工程方法论的本质
ABCDEFG
环境科学 社会科学 计算机科学 管理科学
经济 法律 工程技术
逻辑维
规划阶段
2 方1案阶段 3 研制阶段 4生产阶段 5运行阶段 6更新阶段
（1）以组织的等级结构为代表的垂直方向的专业化分工；
（2）以部门为代表的水平方向的专业化分工。
§3.3并行工程方法学
群体工作模式，即高度协作的组织结构：
它要求信息高度集成化，使企业内各组织单位之 间的相互关系更加紧密，以致打乱和冲破传统部门之 间的界限划分。
信息集成化往往会引起企业内部信息交流渠道的 再构造。可通过组织结构重组和利用IT技术来实现。
§3.3并行工程方法学
3、并行工程强调的四大要素:
（1）加速产品开发周期 （2）提高产品质量 （3）降低成本 （4）提供优质服务
§3.3并行工程方法学
4、并行组织管理模式
多功能小组—群体工作模式 小组成员来自产品生命周期相关的主要技术领域， 他们共同负责产品从需求分析直到交付使用过程中的 所有工作。 传统组织管理理论中的一个基本概念是将工作划 分成各种专业化的任务，然后根据这些专业化的任务 组成不同的部门。一般地有两种类型的专业分工：
霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程 分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤,同时 还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种 专业知识和技能.这样,就形成了由时间维、逻 辑维和知识维所组成的三维空间结构。
§3.1霍尔系统工程三维结构
霍尔（Arthur D.Hall）
美国通信工程师和系统工程专家，霍尔三维结构的创始人。 1924年4月13日生于美国弗吉尼亚州林奇堡。 1949年获普林 斯顿大学工程学士学位，后在贝尔电话公司通信开发训练部学习 3年获得结业证书。曾在纽沃克工学院、麻省理工学院、 纽约大 学和霍普金斯大学当研究生。1965年获科学硕士学位。1968年获 科学博士学位。 他在贝尔电话公司工作了16年。在担任宽频带系统研究部部 主任期间，曾主持波导及同轴电缆脉码调制传输系统规划。在担 任电视工程部主任期间，主持并参加了教育电视、共用天线电视。 无线电和电视广播以及电视电话的系统规划。1966年任杰罗尔德 电子公司主管工程的副总裁。1968年担任SCM公司研究、开发和 系统工程副总裁。1970年后任A.D.霍尔公司总裁，在远程通信方 面提供咨询服务。他是费城宾夕法尼亚大学系统工程兼职教授。 对发展系统工程有重要贡献，著有《系统工程方法论》。