2、系统工程方法论
第二讲 系统工程方法论
霍 尔 三 维 结 构
第一节 系统工程方法论
逻辑维
(1)明确问题。研究人员首先明确的是两点之间随着社会经济的
发展，其交通运输在近期、中期、远期的需求量，以及需求量
霍 尔 三 维 结 构
的变化趋势；其次要了解国内外交通运输方式的发展趋势以及
不同运输方式的优缺点；了解广大人民喜欢的运输方式和决策 者的偏好，了解他们对两点之间运输方式选择的看法。明确适 度超前、安全、经济是不同运输方式选择的前提条件。 (2)系统设计。研究人员要从人民对交通运输的期望入手，构造
9
第一节 系统工程方法论
霍尔三维结构
霍尔管理矩阵
该矩阵为具体方法，一般
只是用时间维和逻辑维，构 成活动矩阵。 矩阵要素可表示处在该阶 段和该步骤的唯一行为。
10
第一节 系统工程方法论
应 用 企 业 管 理 系 统 工 程 活 动 矩 阵
11
——
第一节 系统工程方法论
基于 “三维结构”模型的系统工程的过程
19
第一节 系统工程方法论
霍 尔 三 维 结 构
三峡工程（HALL：时间维）
第三阶段：1958年到1993年10月
实施系统工程（生产安装）之前技术性很强，工作量最大的阶段。 需要结合大批的相关的工程技术人员，合作完成。 提出实施该系统的详细的研制方案；
提出详细的实施（生产或施工，包括往后各阶段）计划。 提出可供施工的蓝图，包括大坝、船闸、厂房、机电设备、输变 电工程等方面的各项研究工作以及最终拿出可供施工和生产的图纸； 按照预想的进程和可能性，提出包括库区移民以及工厂的搬迁安置、 施工进度、水轮发电机组、辅助设备、输变电设备的研究等，进而 提出何时完成第一期工程和第二期工程、何时全面投产等详细的系 统的实施计划。
系统工程的方法论
系统工程的方法论
系统工程的方法论是一种系统化的方法，旨在设计和管理复杂系统的开发和维护。
它从系统的整体性和部分之间的相互作用出发，采用系统化的思维方式和科学的分析方法，通过对系统进行分析、设计、实施和评估等一系列过程，以达到优化系统性能、提高系统效率的目的。
系统工程的方法论包括以下几个方面：系统分析方法、系统设计方法、系统实施方法、系统评估方法等。
其中，系统分析方法是系统工程的核心，其目的是收集、整理和分析系统的各种信息，从而确定系统的需求和问题，为后续的设计、实施和评估提供依据。
系统设计方法是在系统分析的基础上，通过对系统的结构和功能进行设计，构建出满足用户需求、性能优良、可靠稳定的系统。
系统实施方法是将系统设计方案转化为实际的系统，并进行测试和部署的过程。
系统评估方法是对系统的性能、可靠性、安全性等方面进行评估，以保证系统的质量和可靠性。
系统工程的方法论在各个领域都有广泛的应用，如军事、医疗、航空、交通、通信等领域。
通过系统工程的方法论，可以更好的理解和控制系统的复杂性，提高系统的性能和效率，为人类社会的发展和进步作出更大的贡献。
- 1 -。
系统工程的方法论
系统工程的方法论
系统工程是一种应用科学，它致力于设计、构建、操作和维护复杂系统。
系统工程的方法论包括以下方面：
1. 系统思维：系统工程师需要具备整体思维能力，即能够将系统看作一个整体，理解各个部分之间的相互作用和影响。
2. 系统分析：系统工程师需要使用系统分析方法，对系统的需求、功能、性能、成本等进行分析，以确定系统设计方案。
3. 系统设计：系统工程师需要使用系统设计方法，将系统需求翻译成可实现的设计，结合技术、成本、时间等因素，确定系统的最终设计方案。
4. 系统集成：系统工程师需要使用系统集成方法，将不同的系统组成部分进行集成，确保它们能够协同工作，实现系统整体功能。
5. 系统验证：系统工程师需要使用系统验证方法，对系统进行测试、评估和验证，确保系统满足需求和规格，符合性能和质量要求。
6. 系统维护：系统工程师需要使用系统维护方法，对系统进行维护和升级，确保系统持续稳定运行，并能够适应不断变化的需求。
总之，系统工程的方法论是一套系统的、科学的、规范的工程方法，可以帮助系统工程师有效地解决系统设计、构建、运行和维护中的各种问题。
- 1 -。
系统工程 第2章 系统工程的基本方法和方法论
13
Hale Waihona Puke 2.1.3 兰德方法论——系统分析方法论1/5
美国兰德公司（RAND Corporation）自1948年成立以后 ，主要为战后美国空军的发展战 略提供咨询服务。后来逐渐扩大 了工作范围，在长期经验积累的 基础上，创立了系统分析方法论 ，在人口、自动化技术、新式 武器系统等问题分析方面得到了很好的应用。到了1972年，在 美国、前苏联等12个国家的科学家倡导下，在奥地利拉克森堡 成立了“国际应用系统分析研究所（IIASA，International Institute for Applied Systems Analysis）”，其应用范围也随 之扩展到社会、经济、科技、生态、环境等领域。
20
钱学森
2.2.1 综合集成方法论2/2
这套方法是钱老在研究复杂 巨系统的问题时提出的。 该方法从整体的角度研究解 决问题的方法，采用人机结 合、以人为主的思维方法和 研究方式，对各个层次、不 同领域的信息和知识进行综 合集成，通过将专家经验、 统计数据和信息资料、计算 机技术三者的有机结合，来 完成从对整体的定性认识到 定量认识转变，构成一个以 人为主的高度智能的人机结 合系统，并发挥这个系统的 整体优势，去解决更多的复 杂决策问题。
8
2.1.1 霍尔方法论——硬系统方法论6/6 （3）知识维（Professions）
表明完成各个阶段和各个步骤所需的各种专业知识、技 能和技术。例如：艺术、社会科学、管理学。 一般只使用时间维和逻辑维，构成两维活动矩阵
9
2.1.2 切克兰德方法论——软系统方法论1/4
英国学者P·切克兰德(Peter Checkland)在大量实践 的基础上提出了所谓“软”系统方法论 1930年，切克兰德生于英国伯明翰， 1954年从牛津大学圣约翰学院获得化学 硕士学位，并在化工领域工作了15年， 于在60年代末加入了兰开斯特大学的系 统工程系，后担任了系统科学教授。著 有《系统论的思想与实践》等著作，他 是软系统方法论的创始人。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程是一种综合性的工程方法论，它将系统理论、系统分析、系统设计、系统管理等多学科知识融合在一起，以解决复杂系统的设计、开发和管理问题。
系统工程方法论的核心理念是整体性思维和系统化方法，通过对系统整体的认识和分析，找出系统的关键问题，并提出解决方案，从而实现系统的高效运行和优化发展。
在系统工程方法论中，系统思维是至关重要的。
系统思维是一种综合性的思考方式，它强调整体性、协同性和多维度的思考。
在系统工程中，我们需要从整体的角度去考虑问题，不能只关注局部的细节，要把握系统的全貌，找出系统的内在联系和规律性，从而找到解决问题的关键点。
系统工程方法论还强调系统化方法。
系统化方法是指通过系统分析、系统设计、系统实施和系统管理等一系列有机的步骤和方法，来解决复杂系统问题的过程。
在系统工程中，我们需要运用各种科学的方法和工具，如系统分析方法、模型建立方法、决策支持方法等，来全面、系统地分析和解决问题，确保系统的高效运行和优化发展。
另外，系统工程方法论还注重团队合作和跨学科融合。
在系统工程中，往往需要多学科的知识和专业技术的综合运用，需要不同领域的专家和团队成员共同合作，协同工作。
只有通过跨学科的融合和团队的合作，才能充分发挥各方的优势，解决复杂系统问题。
总的来说，系统工程方法论是一种综合性的工程方法，它强调整体性思维、系统化方法、团队合作和跨学科融合。
通过系统工程方法论的应用，我们可以更好地解决复杂系统问题，提高系统的效率和性能，实现系统的优化和发展。
因此，系统工程方法论在现代工程领域具有重要的理论和实践意义，对于推动工程技术的创新和发展具有重要的作用。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程方法论是一种系统化的、综合性的工程方法，旨在解决复杂系统的设计、开发和管理问题。
它涵盖了系统工程的各个阶段，从需求分析到系统测试，再到系统维护和更新。
系统工程方法论强调整体性、系统性和协同性，通过系统思维和工程方法，有效地解决了复杂系统工程中的种种挑战。
首先，系统工程方法论注重系统思维。
在系统工程中，系统思维是一种综合性的思考方式，强调整体性和相互关联性。
系统工程方法论要求工程师不仅仅关注系统的各个部分，更要关注它们之间的相互作用和影响。
通过系统思维，工程师能够更好地把握整个系统的特性和需求，从而设计出更加合理和有效的解决方案。
其次，系统工程方法论强调工程方法。
在系统工程中，各种工程方法被应用于系统的不同阶段，包括需求分析、系统设计、系统集成、系统测试等。
这些工程方法不仅包括技术手段，还包括管理手段，如项目管理、风险管理等。
系统工程方法论通过科学的、系统化的工程方法，帮助工程师更好地组织和管理复杂系统工程，确保工程的质量和进度。
此外，系统工程方法论注重协同性。
在复杂系统工程中，涉及到多个不同领域的知识和技术，需要多个团队和个体之间的协同合作。
系统工程方法论通过建立有效的沟通和协作机制，促进不同团队和个体之间的协同工作，确保系统工程的整体一致性和协同性。
总的来说，系统工程方法论是一种综合性的工程方法，它强调系统思维、工程方法和协同性，帮助工程师解决复杂系统工程中的各种挑战。
在今后的系统工程实践中，我们应该充分认识到系统工程方法论的重要性，灵活运用其中的理念和方法，不断提升系统工程的质量和效率，推动系统工程领域的发展和进步。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程是一种综合性的工程方法论，它将系统理论、系统分析、系统设计、系统管理等多学科知识融合在一起，以解决复杂系统问题为目标，是一种以系统为研究对象，以系统为分析对象，以系统为设计对象，以系统为管理对象的综合性学科。
系统工程方法论的提出，旨在解决传统工程方法在处理复杂系统问题时所面临的困难和不足，通过系统的思维方式和方法手段，实现对复杂系统的全面、系统性的分析和解决。
系统工程方法论的核心理念是系统思维，它要求工程师在处理问题时要从整体的角度去考虑，而不是局部的角度。
系统工程方法论强调系统的整体性、协同性和综合性，要求工程师在设计和管理系统时，要考虑系统的各个部分之间的相互关系，以及系统与外部环境的相互作用，从而实现系统的高效运行和优化管理。
系统工程方法论的应用范围非常广泛，它可以应用于各种工程领域，如航空航天、电子信息、交通运输、能源环保、军事国防等。
在航空航天领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的飞行器系统，保证飞行器的安全性和可靠性；在电子信息领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的通信系统和网络系统，保证信息的传输和交换的高效和安全；在交通运输领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的交通运输系统，提高交通运输的效率和安全性。
系统工程方法论的核心方法包括系统分析、系统建模、系统仿真、系统优化、系统集成等。
系统分析是系统工程的第一步，它要求工程师对系统的各个部分进行全面的分析，找出系统存在的问题和瓶颈；系统建模是系统工程的重要手段，它要求工程师利用数学模型和计算机模拟技术，对系统进行抽象和描述；系统仿真是系统工程的重要方法，它要求工程师利用仿真软件对系统进行模拟和验证；系统优化是系统工程的重要目标，它要求工程师找出系统的最优解，使系统达到最佳状态；系统集成是系统工程的重要环节，它要求工程师将系统的各个部分有机地结合在一起，实现系统的整体性和协同性。
第2章 系统工程方法论
（2）请各方面有关专家对系统进行分析研究，明确问题的症结 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）把与数学模型有关的数据、信息输入计算机，对系统做仿 真模拟试验，获得系统的定量数据资料；
（5）组织专家群体对仿真结果进行分析评价、检验； （6）依据专家们的新见解、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 的理论描述。
装修系统霍尔三维结构
（二）装修三维图中的逻辑维： 7．设计设施：具体到装修施工的实践中 如：买回来砖以后，就可以铺砖了。（A47） 上述只是以瓷砖为例来说明逻辑维的各个阶段。其他装修 主材料的购置过程也是如此。不管我们有意识还是无意识，都 要经历这个过程。
霍尔“三维结构”模型
知识维：指在完成上述各 知识维（科学技术） 阶段和各步骤所需要的各 种专业知识和管理知识。
环境科学 社会科学 工程技术 计算机科学 管理科学 经济 法律 规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段
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。
的关系问题,实现1+1>2。
15
第二节
综合集成工程
“方法论层次”上的综合集成要点：
（1）直接诉诸实践经验，特别是专家的经验、感受 和判断力，把这些经验，知识和现代科学提供的理论 知识结合起来。 （2）通过建模、计算把这些定性知识和各种观测数 据、统计资料结合起来，使局部性的知识达到整体定 量的认识。
9
第一节
还原论与整体论
复杂科学彻底动摇了还原论：混 沌理论推动了复杂科学的诞生，排除 了拉普拉斯决定论的可预见性的思想。 因此，复杂科学的问世彻底动摇了还 原论——能用还原论近似描述的仅仅 是我们世界的很小的一部分。
第二章 系统工程方法论
二、切克兰德方法论
• 在80年代中前期由英国兰切斯特大学P.切克兰德 教授提出的方法比较系统且具有代表性。他认为， 完全按照解决工程技术问题的思路来解决社会问 题或“软科学”问题，会碰到很多问题。他提出 的软系统工程方法论的主要内容和工作过程： • 认识问题 • 根底定义 • 建立概念模型 • 比较及探寻 • 选择 • 设计与实施 • 评估与反馈
霍尔三维结构
3、知识维或专业维 • 该维的内容表征从事系统工程工作所需要的知识 （如运筹学、控制论、管理科学等），也可反映 系统工程的专门应用领域（如企业管理系统工程、 社会经济系统工程、工程系统工程等）
霍尔三维结构示意图
• 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归纳成工程系统问题，应用定量分析 手段，球的最优解答。该方位论具有研究方法上的整体性 （三维）、技术应用上的综合性（知识维）、组织管理上 的科学性（时间维与逻辑维）和系统工程工作的问题导向 性（逻辑维）等突出特点。
切克兰德方法论
• 切克兰德方法论的核心是“比较”与“探 寻”，它强调从“理想”模式（概念模型） 与现实状况的比较中探寻改善现状的途径， 使决策者满意（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，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）前者更多地关注定量分析方法，而后者比较 强调定性与定量有机结合的基本方法。
第二章 系统工程方法论
• • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 系统工程的基本工作过程 系统分析原理 创新思维与方案创造技术 系统工程方法论的新发展
第二讲系统工程方法论
第二讲系统工程方法论系统工程方法论是指在系统设计和实施过程中，通过采用系统思维和系统分析的方法来解决问题和优化系统的工程方法。
系统工程方法论主要包括系统工程的基本概念、系统分析的基本方法、系统设计的基本原则和工程管理的基本技巧等内容。
系统工程方法论的基本概念主要包括系统、系统工程和系统工程学三个方面。
系统是由若干个相互关联、相互作用的组成部分构成的整体。
系统工程是解决现实世界复杂问题的一种综合学科和工程实践。
系统工程学是系统工程的理论基础和方法论体系。
系统工程方法论强调系统的整体性、综合性和一体化，同时也注重系统的动态性和非线性。
系统分析是系统工程中解决问题的关键步骤之一、系统分析是通过对问题、目标、约束和可行性等方面进行全面的调查和研究，以明确问题需求和解决方案的可行性。
系统分析的基本方法包括需求调研、问题建模、数据分析和风险评估等。
需求调研是通过与相关方进行沟通和访谈，收集并理解相关需求和期望。
问题建模是将问题抽象成数学模型或图形模型，以便于分析和解决。
数据分析是通过收集、整理和分析相关数据，从数据中发现问题的根源和解决方案。
风险评估是对可能的风险进行定量和定性的评估，以便在设计和实施过程中采取相应的措施来减少风险。
系统设计是系统工程中的另一个重要步骤。
系统设计是在系统分析的基础上，根据需求和约束条件，通过确定系统的结构、功能和行为，达到优化系统整体性能的目的。
系统设计的基本原则包括系统整体性原则、系统可行性原则和系统优化原则。
系统整体性原则是指系统设计应该从整体上考虑，避免局部优化导致整体效果不佳。
系统可行性原则是指系统设计应该在满足需求和约束条件的前提下，保证系统的可行性和可靠性。
系统优化原则是指系统设计应尽可能达到最佳的性能和效益。
在系统工程实施的过程中，工程管理是至关重要的。
工程管理是通过科学的管理方法和工具，提高工程项目的组织、计划、协调和控制能力，以保证工程项目按时、按质、按量完成。
ch2 系统工程理论与方法论
ch2 系统工程理论与方法论引言在系统工程领域，系统工程理论与方法论是指通过科学的方法和系统化的思维方式来解决复杂问题和开展复杂工程的一套理论和方法。
系统工程理论系统与系统工程概念系统是由若干个相互作用的要素组成的整体，系统工程是研究和解决技术问题及组织问题的一种科学方法。
系统工程的目标和基本任务系统的核心目标是实现预期的功能、性能和特性，同时满足约束条件。
系统工程的基本任务包括需求分析、概念设计、详细设计、实施和验证。
系统工程的原则包括系统思维、综合性、整体性、系统规划、系统评估等。
而系统工程的方法包括系统分级、系统建模、系统仿真、系统优化等。
系统工程方法论系统工程的过程系统工程的过程包括系统定义、需求分析、系统设计、系统集成、系统验证和系统维护等阶段。
每个阶段都需要严格地按照流程进行，以确保系统能够按照预期的方式运行。
系统工程的工具与技术系统工程需要使用到一系列工具和技术来辅助工作，包括需求管理工具、系统建模工具、系统仿真工具、系统优化工具等。
这些工具和技术可以提高工程师的工作效率，同时减少错误和风险。
通过对一些实际案例的分析，可以更好地理解系统工程的理论和方法。
例如，在飞机设计领域，系统工程的方法和工具被广泛应用，从飞机的概念设计到实施和验证过程中，系统工程都发挥着重要作用。
结论系统工程理论与方法论是解决复杂问题和开展复杂工程的重要工具。
通过理解系统工程的概念、原则和方法，以及掌握系统工程的过程和工具，我们可以更好地应对复杂问题，提高工作效率，降低风险，实现工程目标的成功实施。
以上是关于系统工程理论与方法论的简要介绍，希望对您有所帮助。
参考资料1.。
系统工程的基本方法和方法论
系统工程的基本方法和方法论系统工程是一种全面、系统地解决复杂问题的方法和方法论。
它通过将一个大问题分解为多个较小的子问题，然后逐步解决这些子问题，最终达到解决整个问题的目标。
下面将介绍系统工程的基本方法和方法论。
首先，需求分析是系统工程的第一步，它的目的是明确问题的需求和约束条件。
需求分析包括需求收集、需求整理、需求分析和需求评估等环节。
通过需求分析，我们可以明确解决问题的目标、范围和约束条件，为下一步的系统设计提供基础。
其次，系统设计是系统工程的核心环节，它的目的是确定解决问题的方案和结构。
系统设计包括需求建模、功能拆分、模块设计、技术选型等环节。
在系统设计中，我们可以通过建立模型、进行拆分和组合等方式，来实现对解决方案的合理设计和优化。
然后，系统开发是根据系统设计方案进行软件和硬件的编码和开发。
系统开发包括软件开发、硬件开发、集成开发等环节。
在系统开发中，我们需要按照系统设计方案进行编码和开发，生成相应的软件和硬件模块。
接下来，系统集成是将各个开发好的软件和硬件模块进行组合和测试。
系统集成包括模块集成、接口测试、系统测试等环节。
通过系统集成，我们可以确保各个模块之间的互操作性和整体的正确性。
此外，测试与验证是系统工程中至关重要的一环，它的目的是验证系统的正确性和可靠性。
测试与验证包括单元测试、系统测试、性能测试、可靠性测试等环节。
通过测试与验证，我们可以发现和修复系统中存在的问题，确保系统能够按照需求和设计的要求完成工作。
最后，运维与维护是系统工程的最后一环，它的目的是确保系统的稳定运行和及时修复系统故障。
运维与维护包括系统的运行监测、故障排除和问题修复等环节。
通过运维与维护，我们可以保障系统的可用性和可靠性，提供用户满意的服务。
系统工程的方法论是指在实践中总结出来的一些指导原则和方法。
系统工程的方法论包括系统论、模型理论、风险管理、变更管理等。
系统论是系统工程的理论基础，它通过研究系统的基本原则和规律，指导系统工程的实践。
第2章系统工程方法论PPT课件
SE基本工作过程（霍尔方法论）
知识维（K）
时间维(T)
运筹学 控制论 社会科学 工程技术
……
逻辑维（L）
规划阶段 设计阶段：拟定方案阶段 分析阶段
运筹阶段
系统实施阶段
运行阶段
更新阶段
摆 系方 系 最 决 实
明 统案 统 优 策 施
问 设综 分 化
计
题 计合 析
划
霍尔三维结构
6
霍尔方法论
一) 时间维
每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思维程序。
１．摆明问题——需要分析研究系统的结构、有关人 员的价值观念、约束条件、备选方案的选取、方案实施后 果以及人们对方案实施后果的反应。
（1）问题剖析报告（包括问题性质和问题条件 ） （2）阶段结束报告（包括问题的由来和背景 、问
题的重要性 、可能采取行动的组织和个人 、 利益相关的组织和人员 、问题的目标 、评价 指标 、约束条件 ）
a16
a17
a27
17
系统工程的神羊角模型
物质
信息 （输入）
能量a1Βιβλιοθήκη a16a17aa1143aa2423aa3433a43a53 a12 a22 a32 a11 a21 a31
产生理想的系统 （输出）
1
2 3 45 6 7
规 设 分 运实运 更 划 计 析 筹施行 新 阶 阶 或 或或阶 阶 段 段 研 生安段 段
3
2.1 系统工程基本工作过程
4
一、霍尔三维结构
1969年，美国工程师霍尔认为系统工程整个 活动过程可以分为前后紧密衔接的七个阶段，每 个阶段应遵循一定的思维程序，需各种专业知识 和技能的支持。这构成了时间维、逻辑维和知识 维的“三维空间结构”，概括了系统工程的一般 过程。
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。
2系统工程方法论
逻辑维指每个阶段所要进行的工作步骤，是运用系统工程方 法进行思考、分析和解决问题时应遵循的一般程序。
（1）明确问题——首先要明确要解决的问题，即明确要解 决什么问题。 （2）确定目标——系统指标设计。
（3）系统综合——形成系统方案。
16/83
（4）系统分析——应用系统工程技术，对每一个系统方案 进行比较、分析、计算。 （5）系统优化——寻找满足约束条件的最优方案。 （6）系统决策——确定最佳方案。 （7）系统实施——方案实施。
17/83
2.3.3
霍尔系统工程方法的专业维（知识维）
专业维指解决一个系统工程问题，需要有相应的专业知识。
运用系统工程知识，把6个时间阶段和7个逻辑步骤结合起 来，便形成所谓霍尔管理矩阵。
18/83
2.3.4 霍尔管理矩阵
• 把时间维和逻辑维结合起来，形成二维矩阵。
1.明确问题 1.规划阶段 2.方案阶段 3.研制阶段 4.生产阶段 a11 a21 a31 a41 a33 a45 代表一项具体的管理活动 a67 2.确定目标 a12 3.系统综合 4.系统分析 5.系统优化 6.系统决策 7.系统实施 a17
26/83
1、铁路运输 铁路能提供长距离大宗商品的低成本、低能源运输，且能 运输至少一整车皮的批量货物，其运输的经济里程一般在200公 里以上。铁路运输的优点有： ①运输速度快，时速可达350公里；②运输能力较大；③运输连 续性强；④轨道运输的安全性能高；⑤通用性能好；⑥运输成 本较低；⑦能耗低。 其缺点是： ①建设周期较长，占地也多；②运能紧张；③近距离的运费较 高；④中途停留时间较长；⑤装卸次数较多，货物损失事故多。 综上，它主要适用于以下作业： ①大宗低值货物的中、长距离运输，也较适合运输散装、 罐装货物； ②适于大量货物一次高效率运输。
2_系统工程方法论
2. 系统分析的要素
（1）问题：一方面代表研究对象，一方面代表现实系统与 目标系统的偏差；
（2）目的及目标：目的是对系统的总体要求，目标是系统
目的的具体化； （3）方案：达到目的或目标的途径； （4）模型：研究与解决问题的基本框架，可帮助认识系统、 模拟系统、优化系统、改造系统等。
（5）评价：评定不同方案对系统目的的达到程度；
气。
方案四最佳！
好的方案源于正确的、创新的思维方法！
创新方案的产生技术：
1、提问法（检核表法）
2、头脑风暴法 3、德尔菲法
4、群体决策支持系统
……
联合利华引进了一条香皂包装生产线，结果发现这条生产线有个
缺陷：常常会有盒子里没装入香皂。总不能把空盒子卖给顾客啊，
他们只得聘请一个自动化专业博士后设计一个方案来分拣空的香皂 盒。博士后拉起了一个十几人的科研攻关小组，很快找到了解决问 题的方案：？？？
二、霍尔管理矩阵
运用SE知识，把三维结构中的七个时间阶段和七个 逻辑步骤结合起来，便形成所谓霍尔管理矩阵如下：
逻辑维（步骤） 明 确 问 题 时间维（阶段） 1.规划阶段 2.方案阶段 3.研制阶段 4.生产阶段 5.运行阶段 …… 1
a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a51 a52 a53 a54 a55 a56 a57
规划阶段 设计阶段 分析阶段 运筹阶段 实施阶段 运行阶段 更新阶段
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 遵循的一般程序步骤。
第2讲 系统工程方法论
系统工程方法论
最具代表性的系统 工程方法论有: 工程方法论有: • 霍尔“三维结构” 霍尔“三维结构” • 并行工程 • 综合集成方法
• 切克兰德的“学习调查” 切克兰德的“学习调查”
法 • 物理 事理—人理（WSR） 物理—事理 人理 WSR） 事理 人理（
5
系统工程常常把所研究的系统分为良结构系统 系统工程常常把所研究的系统分为良结构系统与不良结构 良结构系统与 系统，由于它们具有不同的特点，故分别采取不同的解决方法， 系统，由于它们具有不同的特点，故分别采取不同的解决方法， 如下表： 如下表： 定 义 特 点 解决的方法 用“硬方法”求 硬方法” 出最佳的定量结 果，霍尔的三维 结构主要适用于 此。
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知识维：指在完成上述各 知识维： 知识维（ ） 知识维（K）阶段和各步骤所需要的各 种专业知识和管理知识。 种专业知识和管理知识。 运筹学 控制论 社会科学 工程技术 ……
规划阶段
逻辑维（ ） 逻辑维（L）
逻辑维：每个阶段需进行的工 逻辑维： 作步骤， 作步骤，是运用系统工程方法 进行思考、 进行思考、分析和解决问题应 遵循的一般程序。 遵循的一般程序。
强调明确目标，核心内容是最优化， 强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题 基本上都可归纳成系统工程问题，应用定量分析手段， 基本上都可归纳成系统工程问题，应用定量分析手段， 求得最优解答。 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 该方法论具有研究方法上的整体性（三维）、技术应 ）、 用上的综合性（知识维）、组织管理上的科学性（ ）、组织管理上的科学性 用上的综合性（知识维）、组织管理上的科学性（时 间维与逻辑维）和系统工程工作的问题导向性（ 间维与逻辑维）和系统工程工作的问题导向性（逻辑 等突出特点。 维）等突出特点。
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2主要内容
·系统工程基本工作过程
·系统分析原理及应用
3 2.1 系统工程的基本工作过程——方法论
方法和方法论在认识上是两个不同的范畴。
方法是用于完成
一个既定任务的具体技术和操作；而方法论是进行研究和探索的一般途径
，是对方法如何使用的指导。
系统工程方法论是研究和探索（复杂）系统
问题的一般规律和途径。
4 2.1 系统工程方法论
最具代表性的系统工程方法论有:
· 霍尔“三维结构”
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运用SE知识，把三维结构中的七个时间阶段和七个逻辑步骤结合起来，
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·英国兰卡斯特大学切克兰德(P．Checkland)把霍尔系统工程方法论称为“
硬系统”的方法论，认为用这种思路来解决社会问题和软科学问题，将遇
到很多困难。
·系统工程面临问题的新特点：与人的因素越来越密切；与社会、政治、经
济、生态等众多复杂的因素纠缠在一起，属于非结构性问题；本身的定义
并不清楚，难以用逻辑 严谨的数学模型进行定量描述。
·由于人们的立场、利益和价值观的不同，很难认定何谓“最优”， 因此“
可行”、“满意”、“非劣”的概念逐渐代替了“最优”的概念。
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10二、 切克兰德方法论
12 三、 两种方法论的比较
· 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、…)
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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。
15系统分析
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·系统工程人员不是决策者，他只是决策者的智囊，
·帮助决策者达到真正的目的并找出适当的途径。
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·问题：对象；偏差
·目的及目标：目的是对S的总要求，目标是S目的具体化；
·方案：能实现S目标的各种可能途径、措施和方法；
·模型：对S的本质描述，是方案的表达形式；
·评价：投入产出等评价准则综合评价；
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·问题分析的关键是界定问题
·所谓界定问题，就是把问题的实
质和范围准确地加以说明。
·系统分析人员一般认为：如果把
一个问题说明得清清楚楚，等于
问题已经解决了一半。
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·把所要研究的对象理解为一个从周围环境中划分出来的整体。
·在边界内进行分析，对这个整体起重要作用的基本要素进行分析，找出主
要矛盾，解决主要矛盾。
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系统分析人员最初的也是最重要的任务就是要了解领导者意图，明确存
在的问题，确定系统的目的。
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·目的可能由决策者事先提出，但通常只是先提出一个大概，需要由系统工
程人员将它明确。
23Ex:
·一位决策者提出为他拟议中的新建医院选择合理地址，以满足病人需要。
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·目的是定性的方向。
·目标是达到目的的具体 (定量) 衡量指标或标准。
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·目标具体化
为使目标准确，就要对目标进行落实，也就是说目标必须具体化。
在系统分析中常采取图解方式来描述目标与目标之间的相互关系，
即目标树法。
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·在系统分析中明确目标是最重要的作业。
·如果所确定的目标是错误的，即使今后无论怎样进行分析，也不会取得正
确的分析结果
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■理论依据的充分性。
■客观条件的保证。
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一般情况下，实现某一目标，可采取多种手段和措施，这些手段和措施在
系统分析中称为可行方案，或称为备选方案
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◆ 拟定供选择用的各种可行方案可以说是系统分析的基础。
◆ 多数情况下需成立常设的咨询系统，专门拟定和设计各种可行方案
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·如何设计备选方案
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打破框框，大胆创新。
撒开细节，减少对创新、设想的束缚。
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· 确定方案的细节
方案细节根据分析问题的性质而有所不同，很难确定出一份不变的清单。
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·圆珠笔写一段时间后,由于笔头上的小珠子与纸的摩擦,使小珠子变小,书写
一段时间后,油墨下降的速度过快,因而被迫弃用,此时笔芯中往往都还剩有
大量尚未用完的油墨.
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·提高珠子的耐磨性？
42逆向思维
43Solution
·根据笔头,小珠能正常书写的寿命,估计出所需的油墨用量,装入笔芯.
·该设计最后获得专利,为市场广泛接受.
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·其中一位淘金者却改变了主意;既然有那么多人过河,我不去淘金了,就送他
们过河吧.于是就选择了经营渡口.他在过河的方案思考中反馈到了目标之
前.
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对对象和过程某一方面的本质属性的描述，
它是对客观世界抽象的描述
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·模型是系统分析的主要工具
◆ 可以将复杂的问题简化为易于处理的形式；
◆ 可以用简便的方式，预测结果的货币支出形式。
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衡量可行方案的优劣指标
◆ 系统目的的具体化；
◆ 是确定各备选方案优先选择顺序的标准。
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用于方案实施的实际支出，或者说各备选方案实现系统目的所需投入或
消耗的全部资源折算成货币的形式。
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效益大于费用的设计方案是可取的；
反之不可取。
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54系统分析(SA)的原理 ——SA程序
56系统分析(SA)的原理 ——SA程序
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。
⑤在管理应用SA过程中，并不一定要（或能）遍历并完成每一个具体过
程（哪些必不可少？）。
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1研究什么问题?问题与哪些要素有关?(What)
2为什么研究该问题?目的或希望的状态是什么？(Why)
3系统的边界和环境如何?( Where )
4分析的是什么时候的情况? (When)
5问题与谁有直接关系?( Who )
6怎样才能解决问题? 即如何干?( How )
58※ 系统分析的要点表
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·系统目的与环境
▲目的：每天运送200万桶原油。
▲环境：油田处在北极圈内，
海湾长年处于冰封状态；
陆地更是常年冰冻，
最低气温达零下50℃。
60提高原油输送效率的一般思路
·选择最优的管道直径、
·选择最优的管道壁厚、
·选择最优的加压泵站的压力
·确定合适的管道输送距离
·， ， ， ，
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信息 标题 卡片 摊在桌子上 观察 ，
把有亲近性的卡片 集中起来 组成辅助问题。
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▲ 集中一个题目，
用易懂的语言简洁地叙述；
▲ 绝不允许批判别人的想法；
▲ 欢迎各抒己见；
▲ 想法越多越好；
▲ 鼓励以别人的想法为启示
加以修改或构成自己的新想法。