系统工程复习大纲

系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。

系统的分类：按系统是否人为分（自然——海洋系统、矿藏系统、生态系统、太阳系、宇宙系等、人造系统——人类对自然物质通过加工，用人工方法制造出来的工具和机械装置等构成的各种工程系统；人类通过人为地规定的组织、制度、步骤、手续等建立起来的各种管理系统和社会系统；人类通过对自然现象和社会现象的科学认识，用人工方法研究出来的科学体系和技术体系等）；按系统与环境是否有交流分（孤立、开放、封闭系统）；按系统状态是否随时间变化分（动态——学校，企业、静态系统——大桥，公路，房屋）；按系统要素是否是物质分（实体——自然界的矿物、生物，生产部门的机械设备、原始材料、概念系统——管理系统、科学技术体系、教育系统、文化系统）；按系统的大小、复杂程度如何分（普通、大、巨系统，复杂、简单系统）
系统的特性：整体性（确定系统的组成要素）相关性（反映要素之间的关系）目的性（反映系统的功能，确定系统和环境的边界）环境适应性（反映了系统的结构形态）动态性（明确了系统与环境之间的关系）有序性（反映了系统的变化趋势）
系统的目标集：是各级分目标和目标单元的集合，也是逐级逐项落实总目标的结果。

系统的边界：属于系统的要素和不属于系统的要素之间的分界线，即确定系统边界就是确定什么因素属于系统要素的范围。

系统具有有限的边界。

边界划分的作用：有助于解决问题。

边界划分：确定哪一些因素应划归系统，人为作用，根据研究状况进行。

系统边界划分注意的几个问题：系统的目的性；现有的技术、理论水平；问题解决的时效性；系统的表现程度系统结构：指系统的构成要素在时空连续区上的排列组合方式和相互作用方式。

系统结构的普遍形式决定了系统的基本特征。

系统结构分析的目的：寻求构筑系统合理结构的规律和途径。

包含：因果关系，反馈结构，S型结构，多重结构
系统的基本特征：目的性（构造系统结构的出发点），阶层性，相关性，集合性，（系统结构的主要内涵特性）整体性，环境适应性（分别作为系统内外部综合协调的表征）
系统工程与传统工程的区别：传统工程：解决问题的方法一清二楚，称为“内容明确的问题”，大目标具体化，评价方法具体化，目标分解、层次化；侧重于对能量、物质进行变换，完成各种“硬件”生产任务，称为“硬技术”。

系统工程：解决问题的方法不明确，称为“内容不明确的问题”，系统工程大目标是抽象的，评价方法是抽象的，评价方法多方面、多层次的，系统目标多方面、多层次的；侧重于信息聚集、加工、处理和变换，完成各种“软件”生产任务，生产出各种无形产品，如规划、设计、决策、制度、程序等，因此系统工程称为“软技术”，系统科学称为“软科学”。

联系：对于一个大型的工作任务或系统来讲，既需要“硬技术”也需要“软技术”。

解释结构模型（ISM）特点是:把复杂的系统分解为若干个子系统（要素），利用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。

是定性还是定量？
系统工程方法论的核心：核心是其逻辑程序，系统工程方法论的伟大创造在于其逻辑程序的开发。

系统工程依其逻辑程序展开的过程，既要结合实际问题以相应的思想原则作指导，又要选择运用恰当的科学方法、技术和手段。

这就是说，逻辑程序将系统工程的三大内容体系结合成一个有机整体。

系统工程方法论的逻辑程序提供了这样一种非程序化问题解决的途径：将许多程序化决策环节（子问题）组装起来构成总体问题解决的操作规程，或者反过来说，将总体为非程序化的决策问题分解为一系列程序化决策子问题，从而大大地化解了问题分析与解决的难度。

切克兰德方法论（“软”）与霍尔三维结构模型（“硬”，时间维：系统工程活动从开始到结束按时间顺序排列的全过程，分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运行、更新七个时间阶段。

逻辑维：指时间维的每一个阶段内所要进行的工作内容和应该遵循的思维程序，包括明确问题、确定目标、系统综合、系统分析、优化、决策、实施七个逻辑步骤。

知识维列
举需要运用包括工程、医学、建筑、商业、法律、管理、社会科学、艺术、等各种知识和技能。

）区别：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”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前者更多地关注定量分析方法，而后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。

联系：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
系统目标冲突类型：属于技术领域的目标冲突，无碍于社会，影响范围有限。

（这时，对于两个相互冲突的目标，往往可以通过去掉一个目标，也可以通过设置或改变约束条件，或按实际情况给某一目标加限制，而使另一目标充分实现，由此来协调目标间的冲突关系。

）属于社会性质的目标冲突，由于涉及了一些集团的利益，通常称为利害冲突。

（这类目标冲突不像前一类型容易协调，在处理时应持慎重态度。

）目标冲突还常常表现在不同层次的决策目标上，即总体目标、战略目标和战术目标之间的不协调。

（总体目标是系统存在的理由；战略目标是指导系统达到总体目标的长期方向；而战术目标则是把系统的战略目标变成具体的、可操作的形式，以便形成短期决策。

这三个层次上的目标冲突反映了长期利益与短期利益之间的矛盾,因此，要有效地实现系统的基本目标就必须协调不同层次上的目标冲突。

）
目标冲突协调的处理方法：根本任务在于把有关各方由于价值观、道德观、知识层次、经验和所依据的信息等方面存在的差别而造成的矛盾和冲突，加以有效的疏通和化解。

经过调解得到的目标是有关各方均能接受的满意结果，并非某种意义上的最优。

目标协调的办法，常采用利益分配法和评定等级法。

例：目标冲突协调：例如在进行产品设计时，可能强调两个目标：一是尽可能低的成本，二是尽可能高的质量。

解决办法：建立一个没有矛盾的目标集，把引起矛盾的分目标剔除掉；采用所有分目标，寻求一个能达到冲突目标得以并存的方案。

利害冲突协调：企业在减员增效的过程中就至少有如下两个目标：一是提高企业的效益，二是保证工作岗位不减员。

处理的方法：目标方之一放弃自己的利益；保持其中一个目标，用其它方式补偿或部分补偿受损方的利益；通过协商调整目标系统，使之达到目标相容
事件：引起系统状态发生变化的行为。

仿真钟的推进：（1）事件调度法(Event Scheduling)
（2）固定增量时间推进法
选择适当的时间单位T做为仿真钟推进时的增量, 每推进一步进行如下处理: (1) 该步内若无事件发生, 则仿真钟再推进一个单位时间T; (2) 若在该步内有若干个事件发生, 则认为这些事件均发生在该步的结束时刻。

仿真钟的缺点：仿真钟每推进一步, 均要检查事件表以确定是否有事件发生, 增加了执行时间; 每一步里，任何事件的发生均认为发生在这一步的结束时刻, 如果T选择过大, 则会引
入较大的误差; 要求事先确定各类事件的处理顺序, 增加了建模的复杂性。

系统动力学:是研究信息反馈系统动态行为的计算机仿真方法。

它有效地把信息反馈的控制原理与因果关系的逻辑分析结合起来，面对复杂的实际问题，从研究系统的内部结构入手，建立系统的仿真模型，并对模型实施各种不同的政策方案，通过计算机仿真展示系统的宏观行为，寻求解决问题的正确途径。

实质：1、是一种对系统问题求数值解的计算技术 2、是人为的实验手段。

3、比较真实的描述系统的运行、演变及其发展过程。

作用：1，信息收集的有效性,2，利用仿真模型可以更好处理一些难以监理物理模型或数学模型的问题进行预测、分析和评价,3，系统简化，子系统便于分析,4，启发新思路。

方法：1、连续系统仿真方法：系统中的状态变量随时间连续变化而变化的系统。

（变化速率）分类：模拟仿真法、数字仿真法、混合仿真法、（任务分配、采样周期、误差补偿） 2，离散系统仿真方法：系统状态变量值在一些离散的时间点（特定时刻、随机性）上发生变化的系统。

数量关系和逻辑关系的流程图：“到达”模型（输入）、“服务”模型（输出）、“排队”模型（系统模型）举例：库存控制系统、随即服务系统
系统分析：是运用建模及预测，优化，仿真，评价等技术对系统的各方面进行定性与定量相结合的分析，为选择最优或满意度系统方案提供决策依据的分析研究过程
系统分析六要素：问题；目的及目标；方案；模型；评价；决策者
情景分析法：在专家集体推测的基础上对可能的未来情景的描述
步骤：建立信息库；确定主题目标；分析并构造影响区域；确定描述影响区域的关键因素；探寻各种可能的未来发展趋势；选择并解释环境情景；引入突发事件检验其对未来情景的影响；详细阐明主题情景
模型的三个特征：是现实世界部分抽象或模仿；是由那些与分析有关的因素构成；表明有关因素间的相互关系
模型分类：概念；符号；形象；类比；仿真
构建模型的一般原则：建立方框图；考虑信息相关性；考虑准确性；考虑结集性。