系统工程概论(PPT31页)
系统工程概论
系统工程概论1.什么是系统工程系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想，理论，策略和方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成要素，组织结构，信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。
2．系统工程的基础方法系统分析，系统设计与系统的综合评价。
用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织的建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。
3. 系统工程的定义切斯纳（美）虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每个系统都是完整的整体，每个系统都有一定数量的目标。
系统工程则是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解的方法，并使各组成部分能个最大限度地相互协调。
钱学森系统工程是组织管理的技术。
把极其复杂的研制对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。
系统工程则是组织管理这种系统的规划，研究，设计，制造，试验，和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。
4.系统工程的特点1.系统工程研究问题一般采用先决定整体框架，后进入详细设计程序，一般是先进行系统的逻辑思维过程总体设计，然后进行各子系统或具体问题的研究。
2.系统工程方法是以系统整体功能最佳为目标，通过对系统的综合，系统分析构造系统模型来调整改善系统的结构，使之达到整体最优化。
3.系统工程研究是以系统思想为指导，采取的理论和方法是综合集成各学科，各领域的理论和方法。
4.系统工程的研究强调系统与环境相结合，近期利益与长远利益相结合，社会效益，生态效益与经济效益相结合。
5.系统工程研究强调多学科协作，根据研究问题涉及到的学科和专业范围，组成一个知识结构合理的专家体系。
《系统工程》课件
系统结构
图1.1 系统的基本概念图
9
4 系统的构成要素
（1） 系统的诸部件及其属性： 结构部件；操作部件；流部件 以电路系统、城市系统以及自然生态系统为例说明 （2）系统的环境及其界限
（3）系统的输入与输出
S＝（C，S，F，E）
C: 组成要素；S: 结构；F: 功能；E: 环境.
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系统的要素
系统的功能
《系统工程》讲义
参考教材：
谭跃进、陈英武、易进先编著.1999.系统工程原理. 湖南长沙:国防科技大学出版社. 顾培亮编著.1998. 系统分析与协调.天津:天津大学 出版社. 林定夷编著.1998.系统工程概论.广州:中山大学出 版社. 提纲：outline.doc
1
第一章 导 言
第一节 系统工程的定位
来愈令人满意。
34
第三节
方法论层次：
钱学森的综合集成工程方法论
(1)经验知识＋理论知识； (2)通过建模将定性知识与观测数据、统计资料结合； (3)人(知识工程＋专家系统)与计算机(电脑)结合
工程技术层次：
(1)根据实际问题收集信息资料和统计数据；
(2)约请相关专家分析研究，明确系统四大变量(状态、环境、控制、输出)， 确定系统建模思想； (3)建立系统数学模型(定量表示系统结构、功能、行为、特性、输入输出关 系)； (4)对系统行为做仿真模拟试验，获得定量数据资料； (5)组织专家群体检验系统模型的有效性； (6)修改、调整参数，仿真试验，专家分析评价，修改。。。 数学模型(符合实际系统的理论描述)----可信的结论
7
3 定义
(1)美Webster大词典 (2)日JIS工业标准 (3)前苏联大百科全书 (4)钱学森：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的 具有特定功能的有机整体。
系统工程概论PPT课件
系统工程作为一种科学的系统决策方法论，它是进行各种管 理决策的基本指导思想。
2021/3/14
2021
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系统观念
系统的观念就是整体最优的观念，它是在人类 认识社会、认识自然的过程中形成的整体观念， 或者称之为全局观念。
系统工程借助于自然科学与工程技术的方法，来 处理各种社会系统，将人类在长期开发自然系统 和改造社会系统的实践中所形成的整体最优化系 统观念应用于其求解问题的全过程之中，从而保 证了所解决问题的全面周到与科学合理。
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1、“系统工程”的含义
1978年我国著名学者钱学森指出：“系统工程是 组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验 和使用的科学方法”，“是一门组织管理的技 术”。
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封闭系统与开放系统
封闭系统:系统与外界环境既不能进行物质交换，也不能 进行信息、能量交换。
开放系统:系统与外界环境有信息、物质和能量交互作用 的系统。
系统边界：封闭系统具有刚性不可贯穿的边界；而开放系 统边界具有可渗透性。物理系统和生物系统边界比较容易 确定；社会系统边界确定较困难。
满意性（最优化）。系统工程是实现系统最优化的组织管 理技术，系统工程追求的并不是构成系统的个别部分最优， 而是通过协调系统各部分的关系，使系统整体目标达到最 优。
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系统工程的特点
整体性（系统性）。即把研究对象看成一个整体系统，这 个整体系统又是由若干部分（要素和子系统）有机结合而 成的。
关联性（协调性）。协调系统各部分之间、各部分与整体 之间的关系，可提高整体系统的性能。
系统工程概论
系统工程概论1.什么是系统工程系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想，理论，策略和方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成要素，组织结构，信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。
2．系统工程的基础方法系统分析，系统设计与系统的综合评价。
用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织的建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。
3. 系统工程的定义切斯纳（美）虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每个系统都是完整的整体，每个系统都有一定数量的目标。
系统工程则是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解的方法，并使各组成部分能个最大限度地相互协调。
钱学森系统工程是组织管理的技术。
把极其复杂的研制对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。
系统工程则是组织管理这种系统的规划，研究，设计，制造，试验，和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。
4.系统工程的特点1.系统工程研究问题一般采用先决定整体框架，后进入详细设计程序，一般是先进行系统的逻辑思维过程总体设计，然后进行各子系统或具体问题的研究。
2.系统工程方法是以系统整体功能最佳为目标，通过对系统的综合，系统分析构造系统模型来调整改善系统的结构，使之达到整体最优化。
3.系统工程研究是以系统思想为指导，采取的理论和方法是综合集成各学科，各领域的理论和方法。
4.系统工程的研究强调系统与环境相结合，近期利益与长远利益相结合，社会效益，生态效益与经济效益相结合。
5.系统工程研究强调多学科协作，根据研究问题涉及到的学科和专业范围，组成一个知识结构合理的专家体系。
系统工程-决策分析课件
THANKS
感谢观看
系统工程的应用领域
制造业
生产线的规划、设计和优化， 提高生产效率和产品质量。
能源
如核能、太阳能等新能源系统 的规划、建设和运营。
航空航天
如飞机、卫星等复杂系统的设 计、制造和测试。
交通运输
城市交通规划、物流系统优化 等。
信息技术
如软件工程、信息系统设计等 。
系统工程的基本原则
整体性原则
将系统视为一个整体，注重各组成部分之间 的相互关系和作用。
详细描述
决策的定义通常包括目标、条件、方案和选择等要素。决策可以分为不同的类型，如战 略决策、战术决策和操作决策等，也可以根据涉及的领域和范围分为个人决策和组织决
策。
决策过程
总结词
决策过程包括确定目标、收集信息、制 定方案、评估方案和选择最优方案等步 骤。
VS
详细描述
在决策过程中，首先ຫໍສະໝຸດ 要明确目标，然后 通过收集相关信息来了解问题的背景和条 件。接着，制定多个可能的方案，并对这 些方案进行评估和比较。最后，选择最优 方案并实施。
通过优化群决策的流程和方法，提高决策的效率和准确性。
决策支持系统
系统架构
01
构建决策支持系统的基本架构，包括数据层、模型层、应用层
等。
系统功能
02
根据实际需求，设计系统的各项功能，如数据查询、模型计算
、报表生成等。
系统实施
03
根据系统架构和功能要求，进行系统开发和实施工作，确保系
统的正常运行和效果。
决策分析方法
要点一
总结词
决策分析方法包括定性和定量两种方法。定性方法主要依 赖于经验和专业知识，而定量方法则通过数学模型和数据 分析来评估方案。
系统工程概述教学课件PPT
2024/7/25
8
needs.
系统工程
Systems Engineering (Discipline)
Systems Engineering is an engineering discipline whose
responsibility is creating and executing an interdisciplinary
people, hardware, software, facilities, policies, and
documents; that is, all things required to produce
systems-level results. The results include 12
参考资料
1. 吴祈宗. 系统工程. 北京：北京理工大学出版社，2011年 2. 梁迪(主编). 统工程. 北京：机械工业出版社，2005
3. 汪应洛(主编). 系统工程. 北京：机械工业出版社，2003
4. 《运筹学》教材编写组编，运筹学[M] （修订版），北京： 清华大学出版社，1996
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系统工程
系统工程(Systems engineering，SE)，是20世纪中期兴起 的一种多学科交叉方法、一门多学科交叉工程学科
是实现“从概念到产品”研发的共性方法(通用方法) 它针对系统整体全寿命周期的问题，旨在运用系统的思
想和方法，对系统的问题进行预测、建模、设计、优化、 决策和评价等，为复杂系统问题提供技术可行、经济最 优的解决方案。 (如最优控制)
This general process of “Idea of systems engineering” was abstracted into the SIMILAR Process.
《安全系统工程概论》PPT课件
---专项安全评价
• 专项安全评价是针对某一项活动或场所,以及一个特定 的行业、产品、生产方式、生产工艺或生产装置等存 在的危险、有害因素进行的安全评价,查找其存在的危 险、有害因素,确定其程度并提出合理可行的安全对策 措施及建议.目前,我国政府已要求危险化学品单位、矿 山企业开展专项安全评价工作.
• 对于不同的生产过程、不同类型的事故,上 述比例关系不一定完全相同,但这个统计规律说 明了在进行同一项活动中,无数次意外事件必然
导致重大伤亡事故的发生.
〔2〕事故的因果连锁
• ----遗传及社会环境造成人性格缺点； • ----人的性格缺点以及缺乏安全知识等先天或后
天因素是产生不安全行为或造成物的不安全状 态的直接原因； • ----不安全行为或其造成物的不安全状态是引发 事故的直接原因； • ----由于不安全行为或不安全状态引起失去控制 的事件； • ----伤害事故造成人员伤害.
味着每天发生68、5万起,每小时发生2、8万起； • ----全世界每年死于工伤事故和职业危害的人数约为
110万； • ----伤亡事故造成的直接和间接的经济损失约占各国国
民经济总产值的4%.
1.2 我国的安全生产现状不容乐 观
• ----重特大恶性工伤事故频频发生； • ----职业病人数居高不下； • ----中、小企业技术落后、作业环境差； • ----我国安全生产状况引起国际社会关注.
---安全验收评价和安全现状综
合评价
• 安全验收评价是在建设项目竣工、试运行正常 后,通过对建设项目的设施、设备、装置实际运 行状况及管理状况的安全评价,查找该建设项目 投产后存在的危险、有害因素,确定其程度并提 出合理可行的安全对策措施及建议.
• 安全现状综合评价是针对某一个生产经营单位 总体或局部的生产经营活动的安全现状进行安 全评价,查找其存在的危险、有害因素并确定其 危险程度,提出合理可行的安全对策措施及建议.
第一讲 系统工程概论
系统工程的对我们的意义
管理科学的发展与管理人才培养
管理科学发展的“制高点”——系统化管理 交通大学的发展及其管理学院的学科优势 钱学森、许国志、汪应洛…… 战略管理者 宏观政策的制定者 企业的CEO …….
系统工程能让你成为
什么是系统工程
SE是以大规模复杂系统（特别是管理系 统）为研究对象，在系统科学、管理科 学及其运筹学等学科基础上形成的一门 交叉学科。通过学习，主要使学员掌握 研究各种管理系统问题的思想、程序和 方法。
总结：系统科学的发展
1920年 至 50年代 50年代 至 70年代 70年代 至 ８0年代 90年代 以来
系统理论形成。贝塔朗菲等的有机体论（1925），一般系统论（
1945-1956）；控制论（维纳1948）；信息论（香农1949）；在社科 管理领域有：IE，运筹学，组织均衡理论（西蒙1942，1952），投 入产出分析（Leontief 1953） 系统理论的实践与发展。系统工程（理想系统设计，A. D. Hall 1962, H. Chestnut1965 67, G. Nadler 1969），管理科学（OR，TQC） ，经济控制论（O. Lange 1965），组织理论（矩阵组织，多元结构 论，组织的条件适应理论等），组织行为学，等等
1957 H.Good和 系统工程学科形成的标志 R.E.Machol发表第一 部名为《系统工程》 的著作 美国研制北极星导弹 提出PERT（网络优化技 潜艇 术），这是最早的系统工程 技术之一。 R.E.Machol编著《系 统工程手册》 美国自动控制学家 L.A.Zedeh提出“模 糊集合”概念 19611972 表明系统工程的实用化和规 范化 为现代SE奠定了重要的数 学基础
系统工程概论（PPT31页）
9. 工程決策程序
10. 產品從研發到完成，系統工程人員不斷的在做 工程決策。重大的決策，影響時程、功能及成本甚 鉅，為使決策允當，應建立重大決策系統化程序， 以防匆忙疏失。
11. 型態管理
12. 產品系(pǐn xì)統從研發開始，即應開始型態管
理，任何需求變更必須經正式程序，確保需求者與
研發者保持即時(Real Time)的溝通。
XX年度
• 確立系統/分系統基本型 態規格
• 研發策略評估
• 採用有效方案消除不 確定之相關問題
• 確定更精確預算需求
• 修訂研發測試總計劃
• 驗證確定關鍵風險項目
• 平行研發項目擇優定案
• 提報全型開發工作計劃
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全型開發工作(gōngzuò)內容
第二(dìèr)階段里
程碑
階段資料輸入：
時程 工作項目
8. 設計評估
9. 管理單位按既定目標時程及工作計劃，訂定評估及 檢討工作。對每一關鍵系統、產品組件，階段設計完 成或重要研發程序完成，建立評估制度。
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第十七页，共31页。
7. 介面整合
8. 大型系統之介面問題，從研發開始即不斷發生， 直到研發完成，計劃管理人員及系統工程人員，不 斷的處理介面問題。因此訂定必要的程序、規範， 可有效降低衝突，提高工作效率。
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第十八页，共31页。
10. 組織與產品責任分工(fēn gōng)
11. 產品架構與單位組織間之明確定義，是確保成功 之關鍵。不當的組織分工(fēn gōng)，造成產品開發 之權責不明，介面混淆不清，造成成本及效率問題。
12. 人員及訓練
13. 大型系統的研發，人力龐大，將需求各式的專業 或專長訓練。早期的需求認定，及早培育，或引進專 家，或舉辦在職訓練，將可縮短研發時間。
系统工程概论
系统工程概论摘要：系统工程的目的是解决总体优化问题，从复杂问题的总体入手，认为总体大于各部分之和，各部分虽较劣但总体可以优化。
系统工程处理问题的最基本出发点是将分析的对象作为整体系统来考虑，这也是系统工程考虑问题的基本思想和工作方法。
关键字：系统，工程，控制，最优1．引言系统工程是系统科学的一个分支，实际是系统科学的实际应用。
可以用于一切有大系统的方面，包括人类社会、生态环境、自然现象、组织管理等，如环境污染、人口增长、交通事故、军备竞赛、化工过程、信息网络等。
系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。
系统工程是一门工程技术，但是，系统工程又是一类包括了许多类工程技术的一大工程技术门类，涉及范围很广，不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科。
系统工程所需要的基础理论包括，运筹学、控制论、信息论、管理科学等。
2. 系统工程的具体概论和分析2.1、系统的观念系统的观念就是整体最优的观念，它是在人类认识社会、认识自然的过程中形成的整体观念，或者称为全局观念。
大自然的发展启示我们，进化与优化是自然界的基本规律之一。
整体功能最优化是生物在漫长的进化过程中逐步形成的本能，有意识地进行整体最优化是人类特有智能的体现。
现代科学技术的发展已为系统观念的发展与应用提供了充分而必要的条件：首先，它使系统观念能逐步做到数量化，成为一套具有数学理论，能够定量处理系统各组成部分之间内在联系的科学方法。
其次，它为定量化系统观念的应用提供了强有力的计算工具——电子计算机。
在今天，系统观念已被理解为，使具有多元目标的某一系统体，其整体指标最优(或最满意、最适宜或最合情合理)的观念，广泛用来协助解决现代社会各种大型化和复杂化的问题。
2.2、系统分析的特点注重系统与环境及其系统各要素之间的关系，借助定量和定型分析方法，寻求系统整体综合最优的策略是系统分析的最主要特点。
系统工程概论
系统的一般原理系统的概念系统是由若干个（两个或两个以上）相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的元素组成的具有某种特定功能的有机整体。
（1），系统是由两个或两个以上可以相互区别的元素组成的，单个元素构不成系统；（2），系统中的各元素相互间具有联系，彼此独立的各元素不能称其为系统；（3），系统是一个有机整体；（4），系统具有某种特定的功能。
系统特征整体性，关联性，目的性（或目的指向性），层次性，可控性，动态性，环境的适应性系统与要素的关系（1）整体制约部分，系统通过整体作用支配和控制要素其一，整体决定着部分的性质和功能，不封若脱离整体，其性质和功能就会丧失；其二，整体的存在和发展决定着部分的存在和发展，整体功能一旦丧失，部分也就随之灭亡。
（2）部分反作用于整体，要素通过相互作用决定系统的特性和功能部分是系统整体存在的基础，若把各个部分去掉，整体也就不存在了；其次，组成部分的数量或质量发生变化会导致系统整体的改变。
（3）系统和要素的概念是相对的系统和要素的区别是相对的，由要素组成的系统，又是较高一级系统的组成部分，它在这个更大的系统中的地位是一个要素，而同时它本身又是较低一级组成要素的系统。
系统结构（1）系统结构是指组成系统的各要素之间在数量上的比例和空间或时间上的联系方式，即系统内诸要素相互依赖、相互作用的内在方式、也就是各要素在时间或空间上排列和组合的具体形式。
系统结构的基本形式有数量结构、时序结构、空间结构和逻辑结构。
（2）系统结构的基本特点系统结构的稳定性，系统结构的层次性，系统结构的相对性，系统结构的开放性（3）整体与结构的关系整体与结构的关系表现在4个方面：结构是系统整体存在的基础，结构的变化将导致系统整体性能的变化，结构是整体与部分相互联系、相互作用的纽带，结构受整体的制约。
系统功能（1）系统的功能反映系统与外部环境的关系，表达出系统的性质和行为。
系统整体对外在环境的作用或影响称为系统的外部功能，简称外功能；系统整体对内在环境的作用或影响称为系统的内部功能，简称内功能。
系统工程概论系统的结构和功能
1.2 系统的结构和功能 ➢ 系统和要素的关系 ➢ 系统结构 ➢ 系统功能 ➢ 结构功能关系
1.3 系统环境与不确定性 ➢ 系统环境 ➢ 不确定性 ➢ 系统环境不确定性分类 ➢ 不确定性管理方法
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1.2 系统结构和功能
➢ 系统和元素的关系
未来时间点上
现在时间点上的人
分类：内生不确定性、外生不确定性。
层次：
越 来 越 不 确 定
环境前景清晰明显（点的分析方法） 环境前景有几种可能（线的分析方法） 环境前景有一定范围（面的分析方法） 环境前景不明确（体的分析方法）
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系统的分类
自然界所面临的系统是各种各样的，它们以各种各样的形态存在于 这个五彩缤纷的世界。因此，我们就可以按照系统在自然界存在的形 态及性质，将系统分为各种各样的类型。
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1.2 系统结构和功能
➢ 结构和功能的关系
产生新质
？
要素通过结构
结构：内部状态 内部作用
决定
受制于 绝对依赖性
功能：外部状态 受制于 环境 外部作用 相对独立性
结构和功能的具体表现关系：
反作用于
结构不同，功能不同； 结构不同，功能相同；
结构相同，功能不同；
结构相同，功能相同。
整体和结构的关系：1.结构是整体存在的基础； 2.结构的变化导致整体性能的改变； 3.结构是整体和部分相互联系、相互作用的纽带； 4.结构受到整体的制约。
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1.2 系统结构和功能
➢ 系统功能
定义：系统整体与环境相互作用反映的能力。 （内部功能、外部功能及相互相互关系）
系统工程概述
一、为什么学习系统工程
1. 认识和解决各种重大、复杂现实问题的需要； 2. 管理科学的要求 3. 西安交大的系统工程
1. 系统工程 I （控制、大系统） 2 系统工程 II （管理系统工程） 3 系统工程 III （人口系统工程） 系统工程是管理学院唯一的一类课程 本科、硕士、博士论文中所用的方法多出于系统工程
二、学习内容的安排
系统工程概论 系统工程方法论 结构模型和解释结构模型
状态空间模型 仿真模型及系统动力学方法
系统评价 管理决策及冲突分析
三、如何学好系统工程
注意培养系统思想（尤其独特的思想）； 注意综合应用所学的知识，综合就是创造，
发明创造很有限； 实践性较强，注意主动联系实际； 计算机与系统工程； SE与OR被公认为管理学院最硬的两门课
工业企业系统实例
环境分析
国家 政策
市场
研究
社
会
需
技术
求
经济
预测
竞争 状况
企业
能力
生
产
资金 来源
可 能
资源 条件
经营决策与计划
投入
技术 文件
经产经 营品营 目开计 标发划
劳动
力
生 产 技 术 准 备 劳动
手段
劳动 对象
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
转换
生产 控制
库存 生 控制 产 组 织 与 控 质量 制 控制
成本 控制
产出
服务 调查
第一章 系统工程概述
第一节 引言 第二节 系统 第三节 系统工程
系统工程是一门交叉学科
三大学科的交叉： 运筹学（OR） 现代管理科学 系统科学 交叉：自然科学/社会科学在思想、理论、方
第一讲系统工程概论讲义教材
III
40年代后期到50 年代初期
运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与 应用、电子计算机的出现，为SE奠定了重 要的学科基础
1957
H.Good和 R.E.Machol发表第一 部名为《系统工程》 的著作
系统工程学科形成的标志
1958
美国研制北极星导弹 提出PERT（网络优化技
潜艇
系统理论
突变论（catastrophe theory）
60年代末，法国数学家 R.托姆研究不连续现象的一个 新兴数学分支，也是一般型态学的一种理论，能为自 然界中形态的发生和演化提供数学模型
分岔理论（bifurcation theory）
50年代，苏联学者A.A.安德罗诺夫等研究分岔现 象的特性和产生机理的数学理论（早在19世纪，C.雅 可比，H.庞加莱等人就已引进 “分岔”概念）
以圣菲研究所（SFI）为代表的理论框架， 其代表性理论是不是1994年霍兰提出的 CAS（复杂适应系统）理论（美国学派）
以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体 系（中国学派）
总结：系统科学的发展
1920年 至
50年代
50年代 至
70年代
70年代 至
８0年代
90年代 以来
系统理论形成。贝塔朗菲等的有机体论（1925），一般系统论（
术），这是最早的系统工程
技术之一。
IV 1965
R.E.Machol编著《系 表明系统工程的实用化和规
统工程手册》
范化
19611972
美国自动控制学家 L.A.Zedeh提出“模 糊集合”概念
美国实施“阿波罗” 登月计划
为现代SE奠定了重要的数 学基础
使用了多种SE方法，其成 功极大地提高了SE的地位
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系統定義
• 系統：由元素(Elements)所組成之複雜或完整的 實體
– 元件(Components) – 屬性(Attributes) – 關係(Relationships)
• 系統是為達某一目標，而由一組關聯的元件相 互運作
– 每一元件的特性及行為，均會影響系統行為 – 每一元件的特性及行為，均會受到其他元件所影響 – 次系統的元件亦有以上的性質 – 單一元件不可定義為次系統
確定武器系統各分系統或型態項目規格配置，進行 各關鍵性技術及零組件開發及測試工作
全型開發階段(Full Scale Development Phase)
完成系統所有的設計研發及驗證，及配合生產所需 之裝備開發，以及後續維修相關作業之規劃
生產階段(Production Phase)
維持品質，確保可靠度。強化管理以降低成本
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專案管理
系統工程管理
時程管理 財務管理 合約管理 後勤管理 生產管理 工程管理
型態管理 品質管理 測試驗證 品質管制 資料管理
設計工程 可靠度工程 生產工程
其他
測試工程 後勤工程 品保工程
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系統工程管理計劃內涵
系統工程管理計劃 (SEMP)
第一部份 系統工程管理
第二部份 系統工程程序
第三部份 專業工程整合
• 工程研發試驗/改 進
• 雛形試驗/改進 • 先導生產/驗證評
估 • 量產/產品接收測
試 • 可靠度工作計劃 • 生產整備工作計
劃 • 整體後勤支援及
維修計劃
XX年度
第三階段里程碑
XX年度
階段完成輸出： • 產品基線文件 • 生產設備確認 • 生產核定 • 生產規劃修訂 • 維修人員訓練 • 第三階段評估結果及
– 可靠度 – 維護度 – 系統能 力 – 後勤支 援
• 成本概 算
系統概念
• 威脅分 析 • 操作概 念 • 系統架 構 • 硬體概 念 • 軟體概 念 • 多線進 行 • 可行性
系統設計
• 系統特
性 及需求
• 硬體特
性 及需求
• 軟體特
性 及需求
• 系統整
合
• 測試分
析
系統介面
• 軟體介
面
• 硬體介
面
• 軟體及
硬 體介面
• 人機介
面
• 性能分
析 及偵錯
• 介面整
合
系統運用
• 效益分
析
• 性能改
善 及提昇
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專案管理及系統工程管理
• 專案管理包含：工程管理(Engineering Management) 及事務管理(Business Management)
• 系統工程管理為有效整合所有設計參數及工程 特性，以系統化之工程程序運作，將構想需求 轉化，完成產品系統，並滿足任務功能及時程、 預算限制下之目標需求
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系統工程定義
• 以工程設計或分析的手段，使人為系統能順暢 運作並達到人類所需者
– 專業技術 – 經濟、生態、政治、社會等因素
• 目的：提昇產品競爭力
– 產品定義及系統需求儘量符合顧客需求 – 以生命週期概念強調元件與系統之關係 – 整合相關之專業共為系統工程，同步運作 – 建立專案系統，以確保產品由開發到報廢回收均能
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概念設計工作內容
任務目標
概念設計
初期資料輸入： • 奠基研究專案 • 奉准特案項目 • 研發項目指導 • 任務需求 • 性能分析 • 其他資料獲得研討
時程 工作項目
• 核派計劃主持人 • 工作計劃書提報 • 分項工作或合約
訂定 • 預算合約奉核 • 概念設計平行探
討 • 生命週期預算成
本、時程、性能 評估 • 第一階段目標評 估
文件整理
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生產銷售工作內容
第三階段里程碑
生產銷售
終結
階段資料輸入： • 產品基線文件 • 生產設備 • 銷售規劃 • 整體後勤規劃
時程 工作項目
• 生產銷售及系統 運作管理
• 次一代產品改進 開發
• 品質檢測及汰除
XX年度
XX年度
11
系統工程師任務
系統任務
• 任務需 求 • 操作需 求 • 研發需 求 • 性能需 求
4
典型武器系統發展週期
5
愛國者飛彈研發歷程
6
產品系統研發程序
1.
2.
2.
3.
4.
概念設計階段 (Concept Exploration Phase)
探討前瞻性系統概念及確定系統功能需求，尋 求以最低成本及最短時程達成任務目標
設計驗證階段(Demonstration/Validation Phase)
• 平行研發方案 • 生命週期成本分
析/確定成本設計 目標 • 整體後勤支援方 案計劃 • 系統、分系統規 格訂定 • 研發測試總計劃 修訂 • 關鍵項目評估及 風險管理
XX年度
第二階段里程碑
階段完成輸出：
XX年度
• 確立系統/分系統基本 型態規格
• 研發策略評估
• 採用有效方案消除不 確定之相關問題
XX年度
第一階段里程碑
XX年度
階段完成輸出：
• 研發測試總計劃
• 提報後續設計驗證 工作計劃
• 工作分工及合約商 選擇
• 評估結果
• 確定系統功能需求
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設計驗證工作內容
第一階段里程碑設計驗證 Nhomakorabea階段資料輸入： • 第一階段評估結果 • 研發策略 • 系統概念 • 測試總計劃 • 工作計劃
時程 工作項目
• 確定更精確預算需求
• 修訂研發測試總計劃
• 驗證確定關鍵風險項 目
• 平行研發項目擇優定 案
• 提報全型開發工作計 劃
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全型開發工作內容
第二階段里程碑
全型開發
階段資料輸入： • 系統/分系統設計
審查文件 • 研發策略 • 研發測試總計劃 • 風險評估 • 整體後勤支援規劃
時程 工作項目
• 系統運用構想計 劃
任務及限制 權限及責任 資源分配 管理程序 文件及規範 評估設計 介面整合 工程決策
計劃保證 型態管理 系統分工架構 人員及訓練 績效評估 時程圖/里程碑
其他
系統需求 功能分析 組合設計 評估及決策 系統描述
其他
可靠度 維護度 易製性 整體後勤支援 品質保證 分析及模擬 系標統準安化全
電磁相容 系統有效性 人因工程 價值工程 防蝕工程 材料及程序
循序的推展
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系統工程管理定義
• 整合技術性與管理性的程序與活動，包括：
– 徹底的循系統定義、綜合分析、設計、測試及評鑑 等、反覆性的工程運作程序，將運用需求轉化為系 統功能參數與型態的描述
– 整合相關的技術參數，確保所有物理性、功能性及 計劃性的各項介面，相互配合，達成系統定義與設 計的最佳化
– 整合可靠度、維護度、安全度、妥善率、人因因素 及其他專業事項，融合運用到整體系統上，以滿足 任務需求成本、時程及技術性能目標