系统工程概论答案

系统工程概论答案
2.1 什么是孤立系统、封闭系统和开放系统？试分别举例加以说明。

答：a.如果系统与其环境之间既没有物质的交换，也没有能量的交换，就称其为孤立系统。

显然，客观世界是不存在这种孤立系统的；
b.如果系统与其环境可以交换能量但不可以交换物质，称其为封闭系统。

例如一个密闭的容器；
c.如果系统与环境之间既有换，又有物质交换，就称其为开放系统。

如一个细胞。

2.2 什么是系统自组织现象？试描述一个具体的系统自组织现象。

答：系统中的元素在环境作用下，不依靠外力，发展形成有序结构的过程，称为系统自组织。

19世纪末化学家利色根发现，将碘化钾溶液加入到含有硝酸银的胶体介质中，在一定的条件下，所形成的碘化银沉淀物会构成一圈圈有规律间隔的环状分布，这种有序的环称为利色根环。

如激光的产生就是一个典型的自组织过程。

2.3 中国科学家对系统科学与技术有过哪些贡献?
答：我国学者钱学森于1989年提出“综合集成法”，是对系统工程方法论研究方面作出的新贡献。

2.4 如何全面正确理解系统的整体性和“1+1>2”表达式？
答：系统不是各孤立部分属性的简单叠加，它还具有各孤立部分所没有的新的性质和行为。

系统的整体性质有时通俗地表达为“1+1>2”，但实际情况是复杂的，也有可能等于2或小于2，这取决于系统的结构、各部分的属性及系统内协同作用的强弱。

这主要是从系统的交通角度来理解的。

2.5 耗散结构理论、协同学和混沌理论的主要观点是什么？有什么共同点和不同点？
答：a.散结构理论认为一个系统总是朝着均匀和无序的平衡态发展，系统的熵不断增大，直至达到平衡态，此时系统的熵最大，但对于一个开放系统，系统的熵却可能增长、维持或减小。

b.协同学研究系统的各个部分如何进行协作，并通过协作导致系统出现空间上、时间上或功
能上的有序结构。

c.混沌是由确定性的发展过程中产生出来的一种随机运动。

它不是简单的无序状态，在“杂乱无章”运动中又包含普适常数，包含自相似性。

共同点：一个系统如何自发地形成有序结构的。

不同点：混沌理论是从随机表象角度来讲的，耗散结构是从熵的角度来讲的，协同学是从各个部分如何进行协作。

5.1 传统的优化算法和现代优化算法包括哪些内容？两者之间的最大区别是什么?
答：传统的优化算法必须定义被优化系统的性能指标和约束条件；必须选择代表优化因素的独立变量；写出表示各种变量之间关系的数学模型。

而现代优化算法是要解决优化问题中的难解问题，或者说是系统模型过于复杂无法用明确的解析方程来描述的问题。

它是一种多学科综合性的解决问题方法。

两者最大的区别是现代优化算法不再强调一定要求得最优解。

5.2 对感兴趣的组合优化问题，比较遗传算法与其他优化算法的计算结果。

答：
5.3 遗传算法的主要步骤是什么？在应用遗传算法解决实际优化问题时应该注意的问题有哪些？
答：处理步骤：首先是对优化问题的解进行编码，编码的目的主要用于优化剖解的表现形式和利于之后遗传算法中的计算。

第二是适应函数的构造和应用。

适应函数基本上依据优化问题的目标函数而定。

第三是染色体的结合。

双亲的遗传基因结合是通过编码之间的交配达到下一代的产生。

新一代的产生是一个生死过程，它产生了一个新解。

最后是变异，新解产生过程中可能发生基因变异，变异使某些解的编码发生变化，使解有更大的遍历性。

应该注意的问题有：a.解的编码和解码。

b.初始群体的选取和计算中群体的大小，群体的维数越大，其代表性越广泛，最终进化到最优
解的可能性越大。

但维数大的群体势必造成计算时间的增加，在一些应用中，群体的可以采用同遗传代数有关的变量，以使算法更有效。

C.适应函数的确定。

D.三个算子，种群选取、交配和变异。

5.5 系统分解/协调的原则是什么？
答：下级对上级进行分解，上级对下级进行协调。

6.1 什么是决策科学？你知道哪些决策科学的代表性著作和代表性人物？
答：a.狭义地说，决策指的是在几种行为方案中作出选择；广义地讲，决策还包括在作出最后选择前所进行的一切思维活动。

决策科学是作为关于思维、关于行动、关于人们切身利益的科学。

B.如我国古代的《资治通鉴》、《孙子兵法》等著作，如谋士张良，诸葛亮等。

6.2 决策科学在人类发展过程中是如何发挥作用的？请举例说明。

答：20世纪中叶，著名的“曼哈顿计划”、“阿波罗飞船计划”等重大系统工程行动极大地促进了管理决策科学的发展。

相继形成了运筹学、控制论、信息论、系统工程、系统论等学科。

20世纪后半叶，信息技术迅猛发展，人类社会进入了有史以来最为迅速的发展时期，以信息技术带动的新技术革命已惠及全球，它给人类社会带来的影响是广泛、深入、不可逆转和尚难充分预料的。

6.3 你认为决策科学与技术发展的大趋势将会给未来社会带来哪些重大影响? 答：P107
6.4 个人与集体在决策时应该如何应用决策模型，如何避免或减少失误？
答：a.决策者非唯一，所以重大问题的决策应大力推行科学化的民主程序决策，以避免重大失误；b.决策方法非唯一，由于决策信息不完全，决策环境不确定，而每一种决策方法都不是万能的，因此有必要在决策中采用多种理论和方法；c.决策结局非唯一，对于决策信息不完全程度较高、决策环境不确定性较大、方案实施时间很长的情况，最好引入竞争机制，多种决策方案同时在不同的范围供实施，在实施的实践中，进一步检验各种实施方案。

6.7 什么是非结构化决策问题？如何对这类问题进行研究和决策？
答：凡是难以在决策前对决策环境和求解规划准确识别的问题，只能凭决策者的经验、直觉做出应变的决策，一般是无章可循的非程序决策，称为非结构化决策问题。

通过采用决策支持系统对这类问题进行研究和决策。

6.8
P119
7.1 什么叫系统模型？有哪些类型？如何进行系统分析？
答：a.系统模型是一个系统某一方面本质属性的描述，它以某种确定的形式（例如文字、符号、图表、实物、数学公式等）关于该系统的知识。

B.一般将系统分为物理模型、文字模型和数学模型三大类。

C.系统分析的步骤：1、系统目的分析和确定，分析和确定对象系统的目的和目标，分析和定义系统需要的功能，进而以这些数据作出模型，进行仿真。

2、模型化，模型化的作用是为对象所需的各种模型。

3、系统最优化，它的作用在于运用最优化的理论和方法，对若干替换模型进行最优化，求出若干个替换解。

4、系统评价，根据替换解，考虑前提条件、假设条件和约束条件，在经验和知识的基础上决定满意解，从而为选择系统设计方案提供足够信息。

7.3
8.1 什么叫网络技术？PERT和GERT各具有特点?
答:a.网络技术是从图与网络基础上发展出的现代科学管理中的一种方法，网络计划是运用网络的基本概念，对工程总体计划和调度进行统筹安排。

B.PERT只能评审具体模型，模型中无回路，只能有一个终端。

GERT能评审概率模型，有回路，结果不唯一
8.2 用成本计划管理的（PERT）法来分析与调整工厂的工程时间费用。

8.3 GERT法较之PERT法在哪些方面有改进？
答：GERT它克服了PERT网络中的局限性，扩大了适应范围，而且计算结果具有较强的预测性。

9.1 提高系统可靠性的重要意义是什么？你在工作与生活中遇到过哪些系统可靠性问题？
答：系统可靠性是评价系统的一个重要性能指标，系统可靠性分析分析是系统工程的一个重要组成部分。

提高系统的可靠性，可以更好地发挥系统效能，避免社会、经济和技术风险，获得尽可能大的社会经济效益。

例子，大家自己想啊，自己想的两个供参考啊，小时候家里请匠人做椅子、桌子，做得肯定得结实，选取木料、结构设计都是结实也就是可靠性的保证。

现在自己做的电子项目，像pcb板注意布线不相互干扰、各个小系统集合注意相互影响。

9.2 系统可靠性的研究有哪些内容？
答：系统的可靠性分析包括以下几个方面的内容：a.可靠性分析，合理分配系统各组成部分的可靠性指标，使系统在总体上交通优，费用省。

B.可靠性计算及预测，以利各个不同设计方案之间的比较。

C.失效规律，任何元件及系统都可能能在运行一段时间后出现故障，失去原来的交通。

D.系统的修复。

9.4 试考察人的身体中有哪些结构是为了提高人类生命的可靠性的？
答：由多种组织构成的能行使一定功能的结构单位叫做器官。

维生器官是人体内维持生命的器宫。

如果身体内的维生器官不能完全运行正常的话，一个人便可以很快死亡。

主要的维生器官有：
脑部，负责控制和协调呼吸、心跳、荷尔蒙生产、感觉接收、肌肉运动等
心脏，将含有充分氧气及养分的血液送至全身，供应各组织器官
肺部，负责呼吸及使血液带氧
肝脏，将血液内的废物移除带到膀胱之内
人体共有八大系统：运动系统、神经系统、内分泌系统、循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统。

这些系统协调配合，使人体内各种复杂的生命活动能够正常进行。

八大系统的作用：
一、运动系统：运动系统由骨、软骨、关节和骨骼肌等构成。

起支架、保护和运动的作用。

二、神经系统：神经系统由神经元组成，是由中枢神经系统和遍
布全身的周围神经系统而组成。

在体内起主导作用；一方面它控制和调节个器官、系统的活动；另一方面通过神经系统的分析与综合，使人体对环境变化的刺激作出相应的反应，达到人体环境的统一。

三、内分泌系统：内分泌系统由多种腺体组成。

通过分泌不同的激素（雄性、雌性激素、胰岛素、肾上腺素）对整个人体的生长、发育、新陈代谢和生殖起到调节作用。

四、循环系统：循环系统由心脏、血管和淋巴管组成。

它将消化系统的吸收的营养物质和肺吸收的氧送到全身器官的组织和细胞，同时将他们的代谢产物及CO2运送到肾、肺、皮肤排出体外。

以保证人体的新陈代谢不断。

五、呼吸系统：由呼吸道和肺组成。

吸入新鲜空气，通过肺泡内的气体交换，使血液得到氧并排除Co2。

六、消化系统：有口腔、咽、食管、小肠、大肠等组成。

是食物的消化和吸收的功能。

供人体所需要的书屋和能量。

七、泌尿系统：由肾脏、输尿管、膀胱、尿道等组成。

排出体内多余的水分及代谢产物或毒素。

八、生殖系统：产生生殖细胞，繁殖后代。

9.6 列举几个具有不同类型可靠性模型的实际系统，并分别建立其可靠模型。

答：P186 串联可靠性模型，并联可靠性模型的事例等等
9.7 什么是系统的冷储备和热储备？它们各有何优缺点？
答：在冷储备系统的n个子系统中，有一有是正常工作子系统，另外n-1个子系统作冷储备用，当工作子系统失效时，储备的子系统中的一个就替代工作子系统的工作，直到所有的子系统都失效，系统才失效；在热储备系统中，储备子系统失效率不为零。

9.10 试对某个建筑物进行火灾的事件树分析。

P191（图9-17）
9.11 为加强安全，将某重要岗位由一人调整为两共同，问此时可靠性是否一定能得到提高。

请举例加以说明。

答：不一定；
11.1 MRP和ERP在实现过程中应该注意什么问题，两者的应用对象有何区别？
答：MRP系统的注意事项：a.必须使生产与营销紧密地结合起来，这是确保MRP有效的基本条件；b.正确及时的库存状况信息是保持MRP系统有效的重要条件；c.材料清单，生产流程，工序能力，交纳周期等基本数据必须准确完备，并根据需求及时更新；d.必须与其他部门紧密联系，才能保证MRP目标的实现；e.要以和产控制和库存控制为重点。

ERP在对整个供应链的管理过程中更加强调对资金流和信息流的控制，同时通过企业员工的工作和业务流程，促进资金、材料的流动和价值的增殖，并决定了各种流的流量和流速。

MRP是一种工业制造企业的物资计划管理模式。

根据产品结构各层次物品的从属和数量关系，以每个物品为计划对象，以完工日期为时间基准倒排计划，按提前期长短区别各个物品下达计划时间的先后次序。

ERP系统的管理对象便是上述各种资源及生产要素，通过ERP的使用，使企业的生产过程能及时、高质地完成客户的订单，最大程度地发挥这些资源的作用，并根据客户订单及生产状况做出调整资源的决策。

11.2 复杂系统在分解为不同的子系统进行研究时，如何划分子系统？子系统之间的关系如何把握？如何确定主导子系统和其在整个系统中的作用？
答：划分子系统的目的就是将复杂的难以研究的大系统划分为若干个简单的容易的子系统，所以划分子系统可以按各个功能块来划分，也可以按系统的概念来划分；而子系统之间的关系要根据系统的需要确定相对关系，可以是相互关联的也可以是相互独立的；根据子系统的重要性和其必不可少的地位来确定主导子系统，其在整个系统中的作用是中心单元，是必不可少的。

11.3复杂系统的评估准则如何确定？如何根据复杂评估准则确定最优方案？
答：单一目标评估可以将各种效益都转化为用货币衡量的经济价值来衡量，而多目标主要是通过某种方式转化为一个目标以便比较；
利用现有的数据资料，应用通常的预测技术，得到各个项目上述指标的数值，用专家意见法识别每项有关的权重系数，将所有的指标加权求和，得出对每个项目的效果指数，并对其进行排序，可得到最优方案。

11.4在区域规划中所遵循的研究步骤包括哪些，各部分的产要内容是什么？
答：包括a.区域特点、性质及功能分析，其内容是分析所处理区域特征、地位、性质和功能，规定系统边界、确定系统范围；b.区域发展和目标分析，其内容是为分析区域的发展前景和状况；c.建立区域发展综合模型，其内容是对以上所作的工作所得到的数据进行分析和建立数学模型；d.区域发展和政策分析，其内容是分析所处理区域的各种相关的发展信息；d.区域规划实施及跟踪研究，其内容是对项目进行落实和监测。