西安交大系统工程课件3.pptx
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西安交大系统工程课件1
阶段
年代（份） 1930
重大工程实践或事 重要理论与方法贡献 件 美国发展与研究广 正式提出系统方法（Systems 播电视 approach）的概念 美国实施彩电开发 采用系统方法，并取得巨大成 计划 功 美国Bell电话公司 正式使用系统工程（Systems 开发微波通讯系统 Engineering）一词 英、美等国的反空 产生军事运筹学（Military 袭等军事行动 Operations Research）,也即 军事系统工程
I 1940
II
第二次世界 大战期间
本世纪40年 代 II 1945 40年代后期 到50年代初 期
美国研制原子弹的 运用SE，并推动了其发展（1万 “曼哈顿计划” 5千人，运用系统工程的方法） 美国空军建立兰德 曾经提出系统分析（Systems （RAND）公司 analysis）概念，强调了其重 要性 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
美国H.切斯纳
系统工程则是按照各个目标进行权衡， 全面求得最优解（或满意解）的方法，并 使各个组成部分能够最大限度地互相适应。
日本学者三浦武雄
跨学科，因为系统工程的目的是研究 系统，而系统不仅涉及到工程学的领域， 还涉及到社会、经济和政治等领域，为了 圆满解决这些交叉领域的问题，除了需要 某些纵向的专门技术以外，还要由一种技 术从横向把他们组织起来，这种横向技术 就是系统工程。
(5) 交通运输系统工程 研究铁路、公路、航运、航空综合运 输规划及其发展战略，铁路运输规划， 铁路调度系统，公路运输规划，公路运 输调度系统，航运规划，航运调度系统， 空运规划，空运调度系统，综合运输规 划，综合运输优化模型，综合运输效益 分析。
《系统工程》PPT课件
发电机：先有奥斯特的电能生磁，后来法拉第的 磁能生电。
留声机：爱迪生发现送话器听筒音膜有规律的振 动，号来把震动还原为声音。
逆向思维案例：脱水缸转轴
一个由逆向思维而诞生的创造发明的典型例子。 脱水缸设计时，有个很头疼的问题：脱水缸的颤抖
和由此产生的噪声问题， 工程技术人员想了许多办法：
先加粗转轴，无效， 后加硬转轴，仍无效。
概括了工程系统中绝大部分技术冲突所涉及的几何、物理、性能等参数
39个通用技术参数的属性分类
几何参数：长度、面积、体积、形状
物理参数：重量、速度、力、应力/ 压强、温度、光照度 有害因素参数：作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素 功率参数；物体的能量消耗、功率 技术参数：操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制造性、
美洲银行大厦的结构设计者是林同炎（美籍华人，著名工程 结构专家）。
他设计的美洲银行大厦时，突破了一般常规的思维框架，突 破了以刚对刚的正面思维模式，不是把设计思维放在增强结 构刚度来提高抗震性方面，而是采用了逆向思维。
以房屋次要构件开裂的损失来避免建筑物倒坍的设计思想： 在一般受力情况下，建筑物有足够的刚度来承受外力； 而当受到突如其来的强烈外力时，可由房屋内部结构中 某些次要构件的开裂，使房屋总刚度骤然减弱，从而大 大减少地震力对大楼的破坏。
横向思维—另辟蹊径
横向思维又称 “侧向思维”，是发散思维的又一 种形式。
利用其他领域里的知识，从另外的途径间接地解决问题 的一种思维形式。
跳出传统的逻辑思维框架，思维广度大大增加。
导入案例：叩诊法
一百多年前，奥地利的医生奥恩布鲁格，想解决 怎样检查出人的胸腔积水这个问题。
其父是酒商，在经营酒业时，只要用手敲一敲酒 桶，凭叩击声，就能知道桶内有多少酒。
留声机：爱迪生发现送话器听筒音膜有规律的振 动，号来把震动还原为声音。
逆向思维案例：脱水缸转轴
一个由逆向思维而诞生的创造发明的典型例子。 脱水缸设计时，有个很头疼的问题：脱水缸的颤抖
和由此产生的噪声问题， 工程技术人员想了许多办法：
先加粗转轴，无效， 后加硬转轴，仍无效。
概括了工程系统中绝大部分技术冲突所涉及的几何、物理、性能等参数
39个通用技术参数的属性分类
几何参数：长度、面积、体积、形状
物理参数：重量、速度、力、应力/ 压强、温度、光照度 有害因素参数：作用于物体的有害因素、物体产生的有害因素 功率参数；物体的能量消耗、功率 技术参数：操作时间、可靠性、强度、适用性和通用性、可制造性、
美洲银行大厦的结构设计者是林同炎（美籍华人，著名工程 结构专家）。
他设计的美洲银行大厦时，突破了一般常规的思维框架，突 破了以刚对刚的正面思维模式，不是把设计思维放在增强结 构刚度来提高抗震性方面，而是采用了逆向思维。
以房屋次要构件开裂的损失来避免建筑物倒坍的设计思想： 在一般受力情况下，建筑物有足够的刚度来承受外力； 而当受到突如其来的强烈外力时，可由房屋内部结构中 某些次要构件的开裂，使房屋总刚度骤然减弱，从而大 大减少地震力对大楼的破坏。
横向思维—另辟蹊径
横向思维又称 “侧向思维”，是发散思维的又一 种形式。
利用其他领域里的知识，从另外的途径间接地解决问题 的一种思维形式。
跳出传统的逻辑思维框架，思维广度大大增加。
导入案例：叩诊法
一百多年前，奥地利的医生奥恩布鲁格，想解决 怎样检查出人的胸腔积水这个问题。
其父是酒商，在经营酒业时，只要用手敲一敲酒 桶，凭叩击声，就能知道桶内有多少酒。
系统工程第4版教学汪应洛西安交通大3教学教案21页PPT
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
系统工程4版教学汪应洛西安交通大 3教学教案
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
第一讲系统工程概论讲义教材
强调了其重要性
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
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
《系统工程》课件
02
系统工程方法论
硬系统方法论
总结词
强调数学模型和定量分析的方法论
详细描述
硬系统方法论注重数学模型和定量分析在解决系统问题中的应用，通过建立精确的数学模型来描述系 统的结构和行为，并运用数学分析和优化方法来寻求最优解决方案。这种方法论在工程、物理和经济 学等领域有广泛应用。
软系统方法论
总结词
强拟、优化技术、决策分析等。
系统分析的局限性
数据获取难度大
对于某些复杂系统，难以获取完 整、准确的数据，导致分析结果 的不准确。
主观因素影响
系统分析的结果往往受到分析者 的主观因素影响，如经验、知识 背景等，可能导致结果的偏颇。
适用范围有限
系统分析方法适用于具有明确目 标、约束条件和决策变量的系统 ，对于某些模糊性、不确定性较 高的系统可能不适用。
04
系统设计
系统设计的概念和原则
概念
系统设计是根据用户需求，将系统抽 象为具体的物理结构或流程，以满足 预定目标的过程。
原则
系统设计应遵循整体性、最优化、可 靠性、可扩展性和可维护性等原则， 以确保系统能够高效、稳定地运行。
系统设计的步骤和方法
步骤
需求分析、系统规划、系统分析、系统设计、系统实施 和系统评估。
系统评价是对一个系统进行全面评估的过程，包括对其性能、效果、可行性和可 持续性等方面的评估。
目的
系统评价的目的是为了了解系统的现状，发现问题和不足，为系统的改进和创新 提供依据和支持。
系统评价的步骤和方法
步骤
确定评价目标、制定评价计划、收集 和分析数据、评估结果反馈。
方法
定性和定量评价方法，如专家评估、 问卷调查、实验法等。
系统工程的应用领域
系统工程第4版 教学PPT 作者 汪应洛 西安交通大学 主编 第1章 系统工程概述-PPT资料20页
“系统”作为系统理论、系统工程和整个系统科学的基本 研究对象，需要正确理解和深刻认识。
12
一、系统的概念及特点
系统的定义：系统是由两个以上有机联系、相互作 用的要素所组成，具有特定功能、结构和环境的整体。
该定义有以下四个要点： (1)系统及其要素 (2)系统和环境 (3)系统的结构 (4)系统的功能
国际应用系统 分析研究所 （IIASA）在维也 纳成立
SE的应用开始从 工程领域进入到社会 经济领域，并发展到 了一个重要的新阶段。
70年代 VI 80年代
SE的广泛应用在国际上达到高潮
SE在国际上稳定发展、在中国的研究 与应用达到高潮
三、系统工程在中国的发展及应用
上世纪50至60年代，我国的一些研究机构和著名学 者为SE的研究与应用作了理论上的探讨、应用上的偿试 和技术方法章 系统工程方法论 第三章 系统模型与模型化 第四章 系统仿真及系统动力学方法 第五章 系统评价方法 第六章 决策分析方法 第七章 战略研究与管理 第八章 系统工程应用实例
考试 合计
学时数 4 4 8 6 6 8 4 6 2 48
第一章 系统工程概述
第一节 系统工程的产生、发展及应用 第二节 系统工程的研究对象 第三节 系统工程的概念与特点 第四节 系统工程的应用领域
一、系统的概念及特点
系统的一般属性: （1）整体性 （2）关联性 （3）环境适应性
二、系统的类型
1、自然系统与人造系统 2、实体系统与概念系统 3、动态系统和静态系统 4、封闭系统与开放系统
第三节 系统工程的概念与特点
一、系统工程的概念
定义：用定量与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 的设计或组织建立，还是系统的经营管理， 都可以统一地看成是一类工程实践，统称为 系统工程。
12
一、系统的概念及特点
系统的定义：系统是由两个以上有机联系、相互作 用的要素所组成，具有特定功能、结构和环境的整体。
该定义有以下四个要点： (1)系统及其要素 (2)系统和环境 (3)系统的结构 (4)系统的功能
国际应用系统 分析研究所 （IIASA）在维也 纳成立
SE的应用开始从 工程领域进入到社会 经济领域，并发展到 了一个重要的新阶段。
70年代 VI 80年代
SE的广泛应用在国际上达到高潮
SE在国际上稳定发展、在中国的研究 与应用达到高潮
三、系统工程在中国的发展及应用
上世纪50至60年代，我国的一些研究机构和著名学 者为SE的研究与应用作了理论上的探讨、应用上的偿试 和技术方法章 系统工程方法论 第三章 系统模型与模型化 第四章 系统仿真及系统动力学方法 第五章 系统评价方法 第六章 决策分析方法 第七章 战略研究与管理 第八章 系统工程应用实例
考试 合计
学时数 4 4 8 6 6 8 4 6 2 48
第一章 系统工程概述
第一节 系统工程的产生、发展及应用 第二节 系统工程的研究对象 第三节 系统工程的概念与特点 第四节 系统工程的应用领域
一、系统的概念及特点
系统的一般属性: （1）整体性 （2）关联性 （3）环境适应性
二、系统的类型
1、自然系统与人造系统 2、实体系统与概念系统 3、动态系统和静态系统 4、封闭系统与开放系统
第三节 系统工程的概念与特点
一、系统工程的概念
定义：用定量与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 的设计或组织建立，还是系统的经营管理， 都可以统一地看成是一类工程实践，统称为 系统工程。
系统工程概述(系统工程-西安交大袁治平)
电子商务
电子商务是利用信息技术实现商业交易的一种方式，通过 信息系统工程的方法，实现了电子商务系统的规划、建设 和运营。
THANKS
感谢观看
切克兰德方法论
定义
切克兰德方法论是由英国工程师切克兰德提出的一种系统 工程技术方法论。
01
核心概念
切克兰德方法论强调系统工程的渐进性 和迭代性，通过不断优化和改进系统来 满足需求。
02
03
应用领域
切克兰德方法论广泛应用于环境工程、 交通工程、城市规划等领域，尤其适 用于处理不确定性和复杂性问题。
兰德公司方法论
核武器研制
核武器研制是核能应用的 极端形式，通过系统工程 的方法，实现了核武器的 设计、制造和部署。
交通系统工程案例
1 2
城市交通规划
城市交通规划是解决城市交通问题的关键，通过 系统工程的方法，实现了城市交通的高效、安全 和可持续发展。
高速铁路建设
高速铁路是一种先进的交通方式，通过系统工程 的方法，实现了高速铁路的建设和运营。
系统可以按照不同的层次进行 划分，每个层次都有其特定的
功能和作用。
环境适应性
系统与外部环境相互作用，能 够适应环境的变化并保持其稳
定性和有效性。
系统分析
问题定义
明确系统所面临的问题，确定 问题的性质、范围和限制条件
。
需求分析
分析系统的功能需求和非功能 需求，确定各项需求的优先级 和权重。
资源分析
评估系统所需的资源，包括人 力、物力、财力等，以及资源 的可用性和约束条件。
不同领域的交流和合作。
提升组织能力
系统工程方法可以帮助组织 更好地管理和协调资源，提
高组织效率和竞争力。
电子商务是利用信息技术实现商业交易的一种方式，通过 信息系统工程的方法，实现了电子商务系统的规划、建设 和运营。
THANKS
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切克兰德方法论
定义
切克兰德方法论是由英国工程师切克兰德提出的一种系统 工程技术方法论。
01
核心概念
切克兰德方法论强调系统工程的渐进性 和迭代性，通过不断优化和改进系统来 满足需求。
02
03
应用领域
切克兰德方法论广泛应用于环境工程、 交通工程、城市规划等领域，尤其适 用于处理不确定性和复杂性问题。
兰德公司方法论
核武器研制
核武器研制是核能应用的 极端形式，通过系统工程 的方法，实现了核武器的 设计、制造和部署。
交通系统工程案例
1 2
城市交通规划
城市交通规划是解决城市交通问题的关键，通过 系统工程的方法，实现了城市交通的高效、安全 和可持续发展。
高速铁路建设
高速铁路是一种先进的交通方式，通过系统工程 的方法，实现了高速铁路的建设和运营。
系统可以按照不同的层次进行 划分，每个层次都有其特定的
功能和作用。
环境适应性
系统与外部环境相互作用，能 够适应环境的变化并保持其稳
定性和有效性。
系统分析
问题定义
明确系统所面临的问题，确定 问题的性质、范围和限制条件
。
需求分析
分析系统的功能需求和非功能 需求，确定各项需求的优先级 和权重。
资源分析
评估系统所需的资源，包括人 力、物力、财力等，以及资源 的可用性和约束条件。
不同领域的交流和合作。
提升组织能力
系统工程方法可以帮助组织 更好地管理和协调资源，提
高组织效率和竞争力。
系统工程4版教学PPT作者汪应洛西安交通大学主编5章节 系统评价方法
判断矩阵及其分析处理举例
T I1
I2
I3
Wi
Wio
I1 1 1/3 2 0.874 0.230
I2 3
1
5 2.466 0.648
I3 1/2 1/5 1 0.464 0.122
(3.804)
[注] Wi的求取采用方根法（几何平均值法）
I1 P1
P2
P3
Wi
Wio
P1 1 1/3 1/5 0.406 0.105
1 500以下 85以下 25以下 160以上 不美观
第二节 关联矩阵法
关联矩阵表（逐对比较法）
期望 产品成 市场占 投资 产品
Xj
Vij j
利润 0.4
品率 0.3
有率 0.1
费用 外观 Vi
0.2 0.0
自A行i 设
计(A1)
3
3
3
3
4 3.0
国外引 进(A2)
4
4
4
1
3 3.4
改建(A3)
若记：隶属度矩阵为 评价项目权重向量为
R(rij)94 W(wi)19
评价等级分值向量为 D(dj )14
则有：综合隶属度向量 S=W•R
综合得分
S•DT
24
作业
P134 9 P135 10、11 P136 12
25
26
Xj
(
j
1,n)
：评价指标（准则、项目）
n
j ：评价指标权重，oj 1, j 1
j1
7
第二节 关联矩阵法
Xj X1 X2 … Xn
Vij Ai
ij
1
2
n
Vi
西安交大自动控制理论PPT第3章
第3章 线性系统的时域分析
控制系统分析和设计
建立系统数学模型—— 首要工作 时域法 系统性能分析 根轨迹法 频域（率）法 ……
本章主要研究时域法——通过拉氏反变换求出系统 输出量的表达式，提供线性控制系统时间响应的全 部信息——动态性能和稳态性能。
是一种直接且比较准确的分析方法。
1
3.1 典型试验信号与系统性能指标
8
应当指出，稳态响应是指变化规律固定的响应， 如按时间的正弦函数或斜坡函数变化。 如果输出的稳态响应与输入的稳态分量不完全 一致，则称该系统是静态有差的。
3） 暂态响应的幅值、振荡剧烈程度和持续时间直 接影响系统稳定质量，所以都是系统分析和设计中 要考虑的问题。 3.1.3 系统性能指标 控制系统除满足稳态性能要求外，还必须具 有良好的动态特性，通常采用单位阶跃函数作为测 试试验信号对系统动态性能进行分析和定标。 9
r
作
0, r (t ) vt,
t 0 t 0
0
t
式中 v为一常量，又名等速度输入信号。 若 v 1 ，则称为单位斜坡信号，其拉氏变 换为 1 / s 2 3．等加速度信号 ——等加速度信号是一种抛物线函数, 它的数 学表达方式为：
4
r(t)
1 2 at
2
t
0 c) r(t)
t
0, r (t ) 1 2 2 at ,
R(s)
1 Y (s) 2 s (Ts 1) 1 T T2 2 s s Ts 1
E (s)
1 Ts
Y (s)
R(s)
1 Ts 1
Y (s)
14
a)
b)
1 1 T T2 Y ( s) 2 2 s Ts 1 s (Ts 1) s
控制系统分析和设计
建立系统数学模型—— 首要工作 时域法 系统性能分析 根轨迹法 频域（率）法 ……
本章主要研究时域法——通过拉氏反变换求出系统 输出量的表达式，提供线性控制系统时间响应的全 部信息——动态性能和稳态性能。
是一种直接且比较准确的分析方法。
1
3.1 典型试验信号与系统性能指标
8
应当指出，稳态响应是指变化规律固定的响应， 如按时间的正弦函数或斜坡函数变化。 如果输出的稳态响应与输入的稳态分量不完全 一致，则称该系统是静态有差的。
3） 暂态响应的幅值、振荡剧烈程度和持续时间直 接影响系统稳定质量，所以都是系统分析和设计中 要考虑的问题。 3.1.3 系统性能指标 控制系统除满足稳态性能要求外，还必须具 有良好的动态特性，通常采用单位阶跃函数作为测 试试验信号对系统动态性能进行分析和定标。 9
r
作
0, r (t ) vt,
t 0 t 0
0
t
式中 v为一常量，又名等速度输入信号。 若 v 1 ，则称为单位斜坡信号，其拉氏变 换为 1 / s 2 3．等加速度信号 ——等加速度信号是一种抛物线函数, 它的数 学表达方式为：
4
r(t)
1 2 at
2
t
0 c) r(t)
t
0, r (t ) 1 2 2 at ,
R(s)
1 Y (s) 2 s (Ts 1) 1 T T2 2 s s Ts 1
E (s)
1 Ts
Y (s)
R(s)
1 Ts 1
Y (s)
14
a)
b)
1 1 T T2 Y ( s) 2 2 s Ts 1 s (Ts 1) s
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(4)根据系统思想，把多种学科结合起来进行研究； (5)根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究与 微观等研究统一起来；(6)强调对知识工程及数 据挖掘技术等的应用。该方法论在社会经济系统 工程等领域已得到了成功应用。 在中国科学家钱学森、许国志及美国华裔专家李 耀滋等人的工作基础上，中国系统工程专家顾基 发和英国华裔专家朱志昌于90年代中期提出了物 理—事理—人理(WSR)系统方法论。物理主要涉 及物质运动的机理，通常要用到自然科学知识， 主要回答这个“物”是什么，它需要的是真实性； 事理是做事的道理，主要解决如何去安排这些事 物，通常用到管理科学方面的知识，主要回答怎 样去做；
(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有机结合的基本方法。
第三章:系统工程方法论
第二节 系统分析原理及应用
1.系统分析概念 系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标
充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿 真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与 定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方 案提供决策依据的分析研究过程。
霍尔三维结构
A.D.Hall, 1969
知识维（K）
运筹学
控制论
社会科学
工程技术
……
规划阶段逻辑维（L）
设计阶段 分析阶段
运筹阶段
实施阶段
运行阶段
摆 系 方模 最 决 实更新阶段
时间维(T)
明 问
统 设
案型 综化
优策 化
施 计
题计 合
划
SE活动矩阵：T-L
二、切克兰德方法论 “软系统工程方法论”
中国科学家钱学森等针对开放复杂巨系统问 题，于20世纪90年代初提出了从定性到定量的 综合集成系统方法论。该方法论以对社会系统、 人体系统、地理系统等三类复杂巨系统的研究 实践为基础，形成一个整体，其主要特点是： (1)根据开放的复杂巨系统的复杂机制和变量众 多的特点，把定性研究与定量研究有机地结合 起来，从多方面的定性认识上升到定量认识； (2)按照人—机结合的特点，将专家群体(各种有 关专家)、数据和各种信息与计算机技术有机结 合起来；(3)由于系统的复杂性，把科学理论与 经验知识结合起来，把人对客观事物的各种知 识综合、集成起来，力求问题的有效解决；
系统工程
（Systems Engineering, SE）
—现代管理的系统思维与系统分析方法
西安交通大学管理学院 袁治平
第三章 系统工程方法论
第一节：系统工程基本工作过程 第二节：系统分析原理与应用 第三节： 对系统工程方法论的新探索
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 1.时间维(T) 2.逻辑维(L) 3.知识维(K)或专业维(P)
⑤ 在管理应用SA过程中，并不一定要（或能）遍历并完成
3、SA的特点及原则
（1）坚持问题导向 （2）以整体为目标 （3）多方案模型分析和选优 （4）定量分析与定性分析相结合 （5）多次反复进行
4、应用实例
某厂外购玻壳进厂入库搬运路线的系统分析
玻壳库
外购玻壳原运输流程：①用火车运至南站台；②用吊车将 集装箱卸至南站台；③打开集装箱；④用叉车托起玻壳箱 ；⑤运至卡车；⑥用叉车装至卡车；⑦卡车运至玻壳库约 500米；⑧叉车卸货；⑨叉车运输；⑩堆垛。
SA是SE的核心内容、分析过程和基本方法。
SA要素：
① 问题 ② 目的及目标 ③ 方案 ④ 模型（结构、数学、仿真） ⑤ 评价 ⑥ 决策者
2．SA程序
认识 问题
探寻 目标
综合 方案
模型 化
优化或 仿真 分析
系统 评价
Y
决策 （分析
N
SA程序图是SA的一般过程，也为全课程提供了 基本的逻辑框架，因而十分重要。在对其理解和应 用上应注意以下各点：
问题及其环境的 识别与表达
根底 定义
比较 寻求改善途径
选择 设计 实施 评估
建立概念模型 (目标系统概念化)
三、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：
(1)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。
化工库
成品库523
526工段
南站台
油库
528房
图3—4 玻壳供应物流流程图
206库
第三章:系统工程方法论
第三节 对系统工程方法论的新探索
系统工程方法论一直是系统工程研究开发及 应用的重要内容，近10余年来不断有所创新和 发展，并日益引起大家的高度重视。以霍尔、 切克兰德等方法论及系统分析方法为基础，以 东方文化与西方文明等多方面的结合为重要特 征，对系统工程方法论的研究与应用在国内外 取得了不少新的成果，值得关注。
20世纪90年代，日本系统科学学者提出西那 雅卡那系统方法论，吸取了切克兰德等思想，针 对日本文化特点形成了一种软硬结合、刚柔相济 的系统方法论。
中国系统工程专家提出了旋进原则方法论， 强调在系统工程工作中，系统分析、系统策划、 系统实施具有旋进式三角循环关系。
人理是做人的道理，处理任何事和物都离不开 人支做，以及由人来判断这些事和物是否得当， 通常要用到人文社会科学的知识，主要回答应 当如何。WSR作为一个统一的工作过程，可由 理解领导意图、调查分析、形成目标、建立模 型、协调关系、提出建议等六个步骤来构成。 在应用WSR方法论时通常还需要遵循参与、综 合集成、人—机结合且以人为主、迭代和学习 等主要原则。WSR方法论的主要内容如表3— 2所示。该方法论已在水资源管理、商业标准 体系制定、商业综合自动化评价、海军武器系 统评价、新疆地区可持续发展、高技术开发区 评价、飞行器安全性、劳动力市场评估、科研 周转金评价等系统分析问题中得到应用。
① 重视做好初步 SA.5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法 是做好这段工作的基本线索。
② 在规范分析中一般需（或尽可应）建立结构模型、数学 模型或仿真模型。
③ 每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方案→非劣方 案→经排序的非劣方案（或称选择性方案）。
④ 环境分析贯穿SA全过程，在SA中是十分重要和必不可少 的。