系统工程导论复习PPT课件
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系统工程导论第十章系统可靠性.ppt
❖ 3．故障时间
❖ (1)平均故障前时间(mean time to fault， MTTF)。是不可修复的产品在发生故障前时间的均值。 它是在规定的条件下和规定的时间内，产品的寿命 单位总数与故障产品总数之比。
❖ (2)平均故障间隔时间(mean time between faults，MTBF)，是可修复产品在相邻两次故障之间 的平均工作时间。
❖ 对于电子元器件而言，随着环境变化、电源电 压变化等，不仅有漂移性变化，还伴随着储存和使 用时间在进行着不可逆的特性参数值退化的变化。
❖ 4．环境防护设计
❖ 环境条件就是指产品在储存、运输和工作过程 中可能遇到的一切外界影响。环境条件对产品的可 靠性有着重大的影响。如：温度、湿度、霉菌、盐 雾、尘埃、电磁干扰等。所以要进行抗干扰设计、 “三防”设计等。
造、使用和维修的整个过程之中。可靠性技术是一门综合性的工程技术，
是系统工程的一个重要组成部分。
❖ 10．2．2 系统可靠性的含义
❖
系统可靠性指的是系统在规定条件下和规定时间内完成
规定功能的能力。
❖
狭义上讲，可靠的反义就是容易发生故障。尽可能设计
与制造不发生故障的系统，这是可靠性工作的目的，而与此
有关的一切工程方法就是可靠性技术。产品和系统在使用过
❖ 为了提高系统可靠性，从设计角度还可采取以 下措施。
❖ 1．优选元器件
❖ 在系统设计时，根据给定的环境条件和可靠性 要求，尽可能采用已经正式投入生产的、工艺上成 熟的元器件；尽可能采用已经标准化的元器件，并 且尽可能减少元器件串联环节；尽可能采用高可靠 性的新技术成果，如超微型电子管、固体电路等。
❖ 4．冷储备
❖ 如图10-19所示，两个(或更多个)相同元 件A、B并联但不同时工作，当工作元件失效 时，系统立即切换到备份元件上，备份元件 开始工作，这样，系统的功能得以继续维持。 这种储备方式称为冷储备，即非工作储备。 切换动作可以手动或自动，但是都需要有检 测故障的传感器C与切换开关K。
系统工程课件(完整版)
37
目标树
X
X1 X2 X3
38
目标冲突和利害冲突
• 在目标分析过程中，系统分析人员 经常会发现，许多关键情况往往是由于 存在着相互冲突的分目标造成的。这有 两种情况：
– 一种是纯属专业性质的，即目标冲突问题； – 另一种是社会性质的，即利害冲突问题。
39
目标冲突
• 例如在进行产品设计时，所可能强调的 两个目标：
社会经济系统、经营管理系统、军 事指挥系统等等。
系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一 座沟通的桥梁。
17
2.系统工程的理论基础
• 从系统工程的定义可以看出，系统工程
是一门跨学科的边缘性交叉学科，它包括
自然、社会及工程设计分析等方面的知识，
它是由一般系统论、经济控制论、运筹学
等学科相互渗透、交叉发展而形成的。
18
3.系统工程与一般工程比较的特点
传统工程
研究 对象 研究 方法
着眼点 特定的工程 物质 专业知识 局部最优
系统工程
不局限于特定工程物质，也不局 限于物质系统 各种现代科学知识和专业知识 整体最优
19
4.系统工程与运筹学区别
运筹学：
通常涉及现有系统运营情况，侧重于资 源的最优配臵。
系统工程：
侧重于评价和改进现有系统、设计新系统。
标是通过什么样的方法可使系统达到最优，而方法 论是把设想付诸实现的过程。对于传统方法，它解 决问题的目标往往是单一的，比如设计一个产品或 只强调成本低或只强调性能高，而系统工程对目标 的考虑需要从系统运行的全过程即时间方面以及在 每个阶段中处理问题的特殊思维过程即逻辑方面， 并综合运用各种专业知识即知识方面来综合考虑。
要素的状态变化。 3）层次性。一个系统可分解为若干子系统，而子系统还可以 分解为亚子系统等等，以致最终可分解为要素，这样就可构 成具有特定的空间层次结构。例如一个公司就是由子公司或二 级厂(矿)、车间、工段、班组，以及相应的职能部门构成。各 层次的子系统相互联系，相互作用，以其特有的功能为统一的 目标而相互协调运行。
目标树
X
X1 X2 X3
38
目标冲突和利害冲突
• 在目标分析过程中，系统分析人员 经常会发现，许多关键情况往往是由于 存在着相互冲突的分目标造成的。这有 两种情况：
– 一种是纯属专业性质的，即目标冲突问题； – 另一种是社会性质的，即利害冲突问题。
39
目标冲突
• 例如在进行产品设计时，所可能强调的 两个目标：
社会经济系统、经营管理系统、军 事指挥系统等等。
系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一 座沟通的桥梁。
17
2.系统工程的理论基础
• 从系统工程的定义可以看出，系统工程
是一门跨学科的边缘性交叉学科，它包括
自然、社会及工程设计分析等方面的知识，
它是由一般系统论、经济控制论、运筹学
等学科相互渗透、交叉发展而形成的。
18
3.系统工程与一般工程比较的特点
传统工程
研究 对象 研究 方法
着眼点 特定的工程 物质 专业知识 局部最优
系统工程
不局限于特定工程物质，也不局 限于物质系统 各种现代科学知识和专业知识 整体最优
19
4.系统工程与运筹学区别
运筹学：
通常涉及现有系统运营情况，侧重于资 源的最优配臵。
系统工程：
侧重于评价和改进现有系统、设计新系统。
标是通过什么样的方法可使系统达到最优，而方法 论是把设想付诸实现的过程。对于传统方法，它解 决问题的目标往往是单一的，比如设计一个产品或 只强调成本低或只强调性能高，而系统工程对目标 的考虑需要从系统运行的全过程即时间方面以及在 每个阶段中处理问题的特殊思维过程即逻辑方面， 并综合运用各种专业知识即知识方面来综合考虑。
要素的状态变化。 3）层次性。一个系统可分解为若干子系统，而子系统还可以 分解为亚子系统等等，以致最终可分解为要素，这样就可构 成具有特定的空间层次结构。例如一个公司就是由子公司或二 级厂(矿)、车间、工段、班组，以及相应的职能部门构成。各 层次的子系统相互联系，相互作用，以其特有的功能为统一的 目标而相互协调运行。
《系统工程》幻灯片PPT
• other engineering disciplines concentrate on using knowledge of the real world (e.g., electrical circuits, materials, robotics),
• systems engineering focuses on methods to solve problems, not the solution of the problems.
Physical vБайду номын сангаас. Abstract Systems Open vs. Closed system
3.Feedback Control in System
Input
System Performance
Output
Character of open-loop system:
• Not aware of its own performance • Past action has no influence on future action • Possesses no means to provide for its own control or
3. Inventory Planning and Control
Inventory planning determines the material requirements: components, parts, raw materials, and so on
inventory control determines the proper inventory levels, reorder points, safety stocks, and the like.
系统工程理论ppt课件
25
思考讨论题(续)
9、简述一般系统论的产生背景及其基本观点。
10、什么是耗散结构？形成耗散结构的条件有
哪些？并请说明耗散结构理论的意义。
11、协同学与耗散结构理论在研究上的区别有
哪些？
12、突变论较以往的数学理论有什么突破？其
主要观点有哪些？
13、复杂适应系统理论的基本思想是什么？
14、钱学森提出的“开放的复杂巨系统”有哪几
24
思考讨论题
1 、系统工程与系统科学的联系和区别是什么？ 2 、控制论的两个基本观点及其意义是什么？ 3 、系统结构有哪些特点？ 4 、简述控制论对系统工程方法论的启示。 5 、功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些？ 6 、信息概念的特点有哪些？ 7 、申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？ 8 、请说明信息方法论与传统方法的区别，以及信 息方法的意义。
系统工程 （Systems Engineering, SE） —管理系统工程方法论及其应用
1
第二章 系统工程理论
第一节：系统科学的学科体系 第二节：系统工程的理论基础 第三节：系统工程理论的新发展 第四节：系统工程模型技术的新进展
2
第二章 系统工程理论
第一节 系统科学的学科体系
我国著名科学家钱学森提出了一个清晰的 现代科学技术的体系结构，认为从应用实践到 基础理论，现代科学技术可以分为四个层次： 首先是工程技术这一层次，然后是直接为工程 技术提供理论基础的技术科学这一层次，再就 是基础科学这一层次，最后通过进一步综合、 提炼达到最高概括的马克思主义哲学。如图2-1 所示。
图2-1现代科学技术体系 4
社会科学 数学科学
数学 突变论
自然科学
马
克
思
思考讨论题(续)
9、简述一般系统论的产生背景及其基本观点。
10、什么是耗散结构？形成耗散结构的条件有
哪些？并请说明耗散结构理论的意义。
11、协同学与耗散结构理论在研究上的区别有
哪些？
12、突变论较以往的数学理论有什么突破？其
主要观点有哪些？
13、复杂适应系统理论的基本思想是什么？
14、钱学森提出的“开放的复杂巨系统”有哪几
24
思考讨论题
1 、系统工程与系统科学的联系和区别是什么？ 2 、控制论的两个基本观点及其意义是什么？ 3 、系统结构有哪些特点？ 4 、简述控制论对系统工程方法论的启示。 5 、功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些？ 6 、信息概念的特点有哪些？ 7 、申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？ 8 、请说明信息方法论与传统方法的区别，以及信 息方法的意义。
系统工程 （Systems Engineering, SE） —管理系统工程方法论及其应用
1
第二章 系统工程理论
第一节：系统科学的学科体系 第二节：系统工程的理论基础 第三节：系统工程理论的新发展 第四节：系统工程模型技术的新进展
2
第二章 系统工程理论
第一节 系统科学的学科体系
我国著名科学家钱学森提出了一个清晰的 现代科学技术的体系结构，认为从应用实践到 基础理论，现代科学技术可以分为四个层次： 首先是工程技术这一层次，然后是直接为工程 技术提供理论基础的技术科学这一层次，再就 是基础科学这一层次，最后通过进一步综合、 提炼达到最高概括的马克思主义哲学。如图2-1 所示。
图2-1现代科学技术体系 4
社会科学 数学科学
数学 突变论
自然科学
马
克
思
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
9
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.
《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。
系统工程导论PPT第二章系统与系统工程
2.1.6、系统研究的内容
• 系统结构指系统内部各组成要素（组分）
之间在空间、时间的联系、作用方式与顺 序，系统要素在空间的排列或配置方式成 为系统的空间结构，系统要素在时间流程 中的关联方式称作系统的时间结构，有些 系统主要呈现空间结构，有些系统主要呈 现时间结构，有些系统兼而有之 。 • 案例：地区经济结构
2.1.4、系统的数学表示
x • 如果定义系统内所有元素为 xi， i X ； 定义所有元素存在关联，即存在 R r ； 且系统有 m 层；则系统可以表示为S f X , R, C ， X x R r 其中，, i 1 n 为元素集， 关联集, 为层次集。C c
2.1.1、关于系统的定义
• 日本JIS（工业标准）认为系统是许多要素保持有机的秩 序，向着同一目的行动的东西。 • 美国学者阿柯夫教授认为系统是有由两个或两个以上相互 联系的任何类的要素所构成的集合。 • 生物学家冯· 贝塔朗菲认为系统是由相互作用着的诸要素 的综合体。 • 汪应洛教授 “系统是有特定功能的、相互间具有联系的 许多要素所构成的一个整体”。 • 王众托教授“所谓系统就是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”。
第二章 系统与系统工程
• 2.1 系统的概念 • 2.2 系统工程的概念 • 2.3 系统工程的重点研究对象——社会经济系统
2.1.1、关于系统的定义
• 从学习、生活和工作所在的学校、地区和 单位，城市、国家、地球，或者从身体、 身体内不同的子系统来说明系统的普遍性； • 剖析一个学校、一个家庭，从系统的组成、 关系等掌握系统一下基本概念。
2.1.6、系统研究的内容
• 系统结构与功能的关系：构成系统结构
系统工程导论PPT学习教案
计划开始-任务 需求决定阶段 0
论证批准（1）
里程碑或阶段数 0
计划开始-任务
需求决定阶段
开发批准（2）
Ⅰ
0
概
计划开始-任务
念 研 究
需求决定阶段 0
生产批准（3）
Ⅱ
批
计划开始-任务
准 （
需求决定阶段
配置批准（4）
Ⅲ
0
）
计划开始-任务
需求决定阶段
更新批准（5）
Ⅳ
0
计划开始/升 级的使能决
策
计划开始-任务
个逻辑步骤结合起来，便形成所谓霍尔管理矩阵
逻辑维 时间维
明确问题
规划阶段
a11
方案阶段
a21
研制阶段
a31
生产阶段
a41
运行阶段
a51
更新阶段
a61
选择目标
a12 a22 a32 a42 a52 a62
系统综合
a13 a23 a33 a43 a53 a63
系统分析
a14 a24 a34 a44 a54 a64
RDT&E 技术开发关
技术推动
全部可行的科学发 明
可用的技术库
系统方法 论
系统管理
研究能力 创新 技术优点 技术优胜（竞争）
获取 技术管理关
规划和营销 策划和营销关
社会拉动 (Maslow需求)
心理 安全 归属关系 尊重 自实现 自动
技术管理 风险投资 企业管理 标准
第15页/共27页
社会需求 社会接受性 立法 经济环境
系统工程导论
会计学
1
系统思想的发展历史
公元前六世纪，赫拉克利特提出“世界是包含一切的整体” 公元前五世纪，德谟克利特写了一本题为《宇宙大系统》的书，以系统的角
系统工程(完整版PPT课件)
至今还没
有统一定
义
13
系统工程的定义
(3)日本学者三浦武雄指出：“系统工程与其它工程学不同之处在 于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的边 缘科学。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 有一种技术从横向把它们组织起来，这种横向技术就是系统工程 ，也就是研究系统所需的思想、技术和理论等体系化的总称。”
6
系统概念的形成
15世纪下半叶以后： “只见树木” 具体化
19世纪： “先见森林，后见树木”
辨证唯物主义： 世界是由无数相互关联、
相互依赖、相互制约和
科学系统思 想的实质
相互作用的过程所形成 的统一整体。
7
系统的概念
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。
➢ 一台机器、一个部门、一项计划、一个研究项 目、一种组织、一套制度都可以看成一个系统;
➢ 系统的存在具有普遍性;
➢ 系统的概念是相对的而不是绝对的，它没有绝 对规模的界限。
8
2.系统的特性
1）集合性。系统是由两个以上的可以相互区别的要素所组成。
2）相关性。组成系统的各要素之间具有相互联系、相互作用 、相互依赖的特定关系。某—要素若发生变化则会影响其他 要素的状态变化。
4
第一章 系统与系统工程
一、系统工程的应用举例 二、系统 三、系统工程 四、系统工程方法论
5
二、 系统
1.系统的概念
系统概念的形成
只见森林
➢公元前古希腊对“宇宙大系统”的认识；
➢我国西周时期的“阴阳二气”及金、木、 水、火、土“五行”；
系统工程优秀课件
风险分析旳目旳是找出风险，评价风险 旳大小，并有效地控制和缓解风险
• 资源分析：论证是否具有系统开发所需 旳各类人员、软件、硬件等资源和相应 旳工作环境。
例如，有一支开发过类似项目旳开发和 管理旳团队，或者开发人员比较熟悉系 统所处旳领域，并有足够旳人员确保， 所需旳硬件和支撑软件能经过正当旳手 段获取，那么从技术角度看，能够以为 具有设计和实现系统旳条件。
(投资20万元,每年节省9.6万元,五年可节省48万元)
投资回收期:引入CAD系统两年后能够节 省17.85万元,比最初旳投资少2.15万元. 第三年能够节省8.29万元,则 2.15/8.29=0.259.所以投资回收期是 2.259年.
纯收入:引入CAD系统后,5年内工程旳纯 收入估计是41.563-20=21.563万元.
可行性研究旳环节
复查系统规模和目旳 研究目前正在使用旳系统 导出新系统旳高层逻辑模型 更新定义问题 导出和评价供选择旳解法 推荐行动方针 草拟开发计划 书写文档提交审查
经济可行性分析
经济可行性主要进行成本效益分析，从经济角度，拟 定系统是否值得开发。
基于计算机旳系统旳成本主要涉及： 购置硬件、软件（如数据库管理系统、第三方开发 旳构件等）和设备（如传感器等）旳费用 系统旳开发费用 系统安装、运营和维护费用 人员培训费用
规程（procedures） —指定义每个系统 元素旳特定使用或系统所处旳过程性语 境旳环节。
系统旳层次构造
基于计算机旳系统本身能够成为一 种更大旳基于计算机系统中旳一种 元素，称其为那个更大系统旳宏元 素。这么，基于计算机旳系统可呈 现一种层次构造。
工厂自动化 系统
计算机系统工程
计算机系统工程是一种问题求解旳 活动，其目旳是分析基于计算机旳 系统旳功能、性能等要求，并把它 们分配到基于计算机系统旳各个系 统元素中，拟定它们旳约束条件和 接口。
• 资源分析：论证是否具有系统开发所需 旳各类人员、软件、硬件等资源和相应 旳工作环境。
例如，有一支开发过类似项目旳开发和 管理旳团队，或者开发人员比较熟悉系 统所处旳领域，并有足够旳人员确保， 所需旳硬件和支撑软件能经过正当旳手 段获取，那么从技术角度看，能够以为 具有设计和实现系统旳条件。
(投资20万元,每年节省9.6万元,五年可节省48万元)
投资回收期:引入CAD系统两年后能够节 省17.85万元,比最初旳投资少2.15万元. 第三年能够节省8.29万元,则 2.15/8.29=0.259.所以投资回收期是 2.259年.
纯收入:引入CAD系统后,5年内工程旳纯 收入估计是41.563-20=21.563万元.
可行性研究旳环节
复查系统规模和目旳 研究目前正在使用旳系统 导出新系统旳高层逻辑模型 更新定义问题 导出和评价供选择旳解法 推荐行动方针 草拟开发计划 书写文档提交审查
经济可行性分析
经济可行性主要进行成本效益分析，从经济角度，拟 定系统是否值得开发。
基于计算机旳系统旳成本主要涉及： 购置硬件、软件（如数据库管理系统、第三方开发 旳构件等）和设备（如传感器等）旳费用 系统旳开发费用 系统安装、运营和维护费用 人员培训费用
规程（procedures） —指定义每个系统 元素旳特定使用或系统所处旳过程性语 境旳环节。
系统旳层次构造
基于计算机旳系统本身能够成为一 种更大旳基于计算机系统中旳一种 元素，称其为那个更大系统旳宏元 素。这么，基于计算机旳系统可呈 现一种层次构造。
工厂自动化 系统
计算机系统工程
计算机系统工程是一种问题求解旳 活动，其目旳是分析基于计算机旳 系统旳功能、性能等要求，并把它 们分配到基于计算机系统旳各个系 统元素中，拟定它们旳约束条件和 接口。
系统工程导论ppt第六章系统评价方法课件
• 2、系统的客观效用是对系统外部环境的全部目的， 而主观效用是某些人们特定的目的而言的。目的 不同，同一人群的主观效用也不同。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
6.1.2、系统评价的特性
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
6.1.2、系统评价的特性
• 评价结果的近似性。
• 解决问题的方法：为了提高系统评价结果的精确性，
降低其近似性，在系统评价的工作中可采用增加评价者的 数量和和提高评价者的素质的方法。即有足够的数量专家 参加评价工作，以反映社会代表性，一般应超过30人；其 次，要求参加系统评价的专家要客观、公正，且具有渊博 的知识，对被评价系统有较深的了解。
• 评价结果的近似性。
• 原因：由于事物客观效用是客观存在的，而评价得到的结 果是评价者的主观效用； 其次参加系统评价工作者只是 社会的某一部分，由于认识的局限性，他们的主观欲望与 整个社会的要求之间不可避免地存在差异。用评价者主观 欲望来代替客观效用、用少部分人的主观欲望来代替整个 社会的要求必然是一种近似。
• 选优提交决策。由于评价指标体系和评价模型中的不可能 包含系统所有东西，其次系统环境变化、决策者的生存环 境和心态的变化，导致最优方案在实施过程中遇到困难， 所以应对评价对象的结果进行综合考虑，以便提供正确的 决策依据。提交的报告除提供最优方案外，还应提出相应 的实施条件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
6.1.2、系统评价的特性
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
6.1.2、系统评价的特性
• 评价结果的近似性。
• 解决问题的方法：为了提高系统评价结果的精确性，
降低其近似性，在系统评价的工作中可采用增加评价者的 数量和和提高评价者的素质的方法。即有足够的数量专家 参加评价工作，以反映社会代表性，一般应超过30人；其 次，要求参加系统评价的专家要客观、公正，且具有渊博 的知识，对被评价系统有较深的了解。
• 评价结果的近似性。
• 原因：由于事物客观效用是客观存在的，而评价得到的结 果是评价者的主观效用； 其次参加系统评价工作者只是 社会的某一部分，由于认识的局限性，他们的主观欲望与 整个社会的要求之间不可避免地存在差异。用评价者主观 欲望来代替客观效用、用少部分人的主观欲望来代替整个 社会的要求必然是一种近似。
• 选优提交决策。由于评价指标体系和评价模型中的不可能 包含系统所有东西，其次系统环境变化、决策者的生存环 境和心态的变化，导致最优方案在实施过程中遇到困难， 所以应对评价对象的结果进行综合考虑，以便提供正确的 决策依据。提交的报告除提供最优方案外，还应提出相应 的实施条件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第二讲：系统工程理论与方法论课件
这段工作的基本线索。
② 在规范分析中一般需（或尽可能）建立结构模型、数 学模型或仿真模型。
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
12
• Whw？
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
13
系统分析原理
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？） 。
6
（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。 (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。
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
14
系统分析原理
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
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
15
4.系统分析原理应用问题
❖应用领域广泛 ❖对系统分析的技术方法具有指导作用
系统工程导论 （Systems Engineering, SE） —系统工程方法论及其应用
高欣 北京邮电大学自动化学院
第二讲：系统工程理论与方法论
② 在规范分析中一般需（或尽可能）建立结构模型、数 学模型或仿真模型。
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
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2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
13
系统分析原理
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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（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。 (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。
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
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系统分析原理
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
2020/12/5
第二讲：系统工程理论与方法论
15
4.系统分析原理应用问题
❖应用领域广泛 ❖对系统分析的技术方法具有指导作用
系统工程导论 （Systems Engineering, SE） —系统工程方法论及其应用
高欣 北京邮电大学自动化学院
第二讲：系统工程理论与方法论
系统工程导论
一个无环，无多重边的图称为简单图；一个 无环，但允许有多重边的图称为多重图。
第1节 图的概念
以点v为端点的边的个数称为v的次，记为dG (v) 或 d(v) 。
注意：图中环在计算边时记做两次。
称次为1的点为悬挂点，悬挂点的关连边称为 悬挂边，次为零的点称为孤立点。
第1节 图的概念
定理1 图 G (V, E) 中，所有点的次之和是边数 的两倍，即
(vi1 , vi2 ,, vik1 , vik )
点 vi1 , vi2 ,, vik1 , vik 都是不同的，则称之为初等链；若
圈 中，点 都是不同的，则称 (vi1 , vi2 ,, vik1 , vi1 )
vi1 , vi2 ,, vik1
之为初等圈；若链（圈）中含的边均不相同，则称
有向图实例
第1节 图的概念
图G或D中的点数记为p(G)或p(D)，边（弧）
数记为q(G)或q(D) 。简记为p或q。
第1节 图的概念
三、术语
1、无向图 G (V , E)
若 e [u,v] E ，则称u，v是e的端点，也称u， v是相邻的。称e是点u（及点v）的关连边。
若图G中，某个边e的两个端点相同，则称e是 环；若两个点之间有多于一条的边，称这些边为多 重边。
2.2 图的支撑树
例6 在图7-15中，用“破圈法” 求出图的一 个支撑树。
2.2 图的支撑树
另外一种寻求连通图的支撑树的方法—“避圈 法” ：在图中任取一条边e1 ，找一条与e1 不构成 圈的边e2 ，再找一条与{e1,e2} 不构成圈的边e3 。一 般，设已有{e1, e2,, ek}，找一条与{e1, e2,, ek}中的任何 一条边不构成圈的边ek 1。重复上述过程，直到不能 进行为止。
第1节 图的概念
以点v为端点的边的个数称为v的次，记为dG (v) 或 d(v) 。
注意：图中环在计算边时记做两次。
称次为1的点为悬挂点，悬挂点的关连边称为 悬挂边，次为零的点称为孤立点。
第1节 图的概念
定理1 图 G (V, E) 中，所有点的次之和是边数 的两倍，即
(vi1 , vi2 ,, vik1 , vik )
点 vi1 , vi2 ,, vik1 , vik 都是不同的，则称之为初等链；若
圈 中，点 都是不同的，则称 (vi1 , vi2 ,, vik1 , vi1 )
vi1 , vi2 ,, vik1
之为初等圈；若链（圈）中含的边均不相同，则称
有向图实例
第1节 图的概念
图G或D中的点数记为p(G)或p(D)，边（弧）
数记为q(G)或q(D) 。简记为p或q。
第1节 图的概念
三、术语
1、无向图 G (V , E)
若 e [u,v] E ，则称u，v是e的端点，也称u， v是相邻的。称e是点u（及点v）的关连边。
若图G中，某个边e的两个端点相同，则称e是 环；若两个点之间有多于一条的边，称这些边为多 重边。
2.2 图的支撑树
例6 在图7-15中，用“破圈法” 求出图的一 个支撑树。
2.2 图的支撑树
另外一种寻求连通图的支撑树的方法—“避圈 法” ：在图中任取一条边e1 ，找一条与e1 不构成 圈的边e2 ，再找一条与{e1,e2} 不构成圈的边e3 。一 般，设已有{e1, e2,, ek}，找一条与{e1, e2,, ek}中的任何 一条边不构成圈的边ek 1。重复上述过程，直到不能 进行为止。
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• 运筹学是在实行管理的领域，运用数学方法，对需要进行管理的问题 统筹规划，做出决策的一门应用科学。
-
4
系统思想和系统方法论
• 用自发的系统概念来考察自然现象是希腊哲学与古代中国 思想的一个共同特征。
• 去掉模糊与猜测的成分，加进了精确与实际的内容 • 注重复杂系统的研究，将系统与非线性问题联系起来 • 建立系统创生与演化的机制 • 提出系统价值的概念 • 突出应用层面与方法论性质
-
10
系统模型
• 是现实系统的抽象或模仿 • 是由反映系统本质的主要因素构成的 • 集中体现了这些主要因素之间的关系
系统模型只是系统某一方面本质属性的描 述，本质属性的选取完全取决系统工程研 究的目的。所以，对同一个系统根据不同 的研究目的，可以建立不同的系统模型
-
11
结构模型
• 适用于描述一些难以量化的系统，描述系 统各组成部分之间关系、系统与环境之间 关系，是概念模型到定量模型的中介
– 总体思想 – 最优思想 – 组合思想 – 分解和协调思想 – 反馈思想
-
5
霍尔结构体系
知识维
时间维
-
逻辑维
6
霍尔管理矩阵
-
7
切而兰德的“调查学习”模式
• 不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者 说是“学习”， 从模型和现状比较中，学习 改善现存系统的途径。
– 通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说 明。
系统工程导论复习
浙江大学颜钢锋
-
1
系统-系统科学-系统工程
• 系统定义—元素、特征、关联 • 系统性质
– 整体性 – 层次性 – 相关性 – 目的性 – 适应性 – 涌现性
-
2
系统工程定义与研究特征
• 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，系统工程是一门组织管理的技术。
a nn
p1 p2
pn
aij 1 0ssiiR RssjjR R表 表 示 示 要 要 素 素 ssii与 与 ssjj有 无 直 直 接 接 关 关 系 系
-
13
ISM方法
• 创立时间：1973 • 创始人 ：美国J．华费尔持教授 • 创立目的：分析复杂的社会经济系统有关问题 • 方法特点：将复杂系统分解为若干子系统
– 弄清与改善现状有关的各种因素及其相互关系。 – 用结构模型或语言模型来描述系统的现状。 – 随着分析的加深，进一步用更合适的模型或方法改进
上述概念模型。 – 通过比较，找出符合决策者意图的而且可行的改革途
径或方案。 – 实施提出的改革方案。
-
8
处理复杂行为系统的定量方法
• 1986年1月开始，以钱学森为首的一批系统工程学者在北 京组织了“系统学讨论班”
• 本质 带时间滞后的一阶差微分方程，建模时借 助于“流图” 。
-
16
ห้องสมุดไป่ตู้
动力学模型特点
与其他模型相比，特点如下：
• 可用于研究处理社会、经济、生态和生物等一类 高度非线性、高阶次、多变量、多重反馈、复杂 时变系统问题的学科
• 研究对象主要是开放系统 • 研究解决问题的方法是一种定性与定量结合，系
• 1989年提出开放复杂巨系统概念以及科学方法论一从定性 到定量综合集成方法(Metasynthesis） 其实质是：专家体系、统计数据和信息资料、计算机技 术三者有机结合，构成一个以人为主的高度智能化的人机 结合系统，通过人机结合方式和人机优势互补实现综合集 成各种知识，从定性到定量的功能。
• 1992年钱学森提出了从定性到定量综合集成研讨厅体系 (Hall for workshop of Metasynthetic Engineering）
• 满意性（最优化）：系统工程并不追求构成系统的个别部 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。
-
3
系统科学理论基础
• 一般系统论 、大系统理论、信息论、控制论 、运筹学 • 一般系统理论描述系统的整体性、有序性、层次性、动态性、开放性、
演化、生长、竞争等等。 • 一般系统理论对在现代科学中占支配地位的还原论观点和分析方法提
– 强调研究方法上的整体性 – 强调技术方法应用的综合性 – 强调管理工作的科学性
• 整体性（系统性）：系统工程把研究对象看成一个整体系 统，由若干元素或子系统有机结合 。
• 关联性（协调性）：系统各部分之间、各部分与整体之间 的相互关系和作用直接影响或者制约了整体系统的性能。
• 综合性（交叉性）：系统工程综合运用各门学科和技术领 域的成果以达到整体最优化的目的。
-
9
物理一事理一人理（WSR）
顾基发教授提出物理一事理一人理（WSR）系统方法论 • 1979年钱学森写信给在美国的著名系统工程专家李跃滋先
生，李回信很同意物理和事理的提出，并建议再加“人理” （motivation）。 • 1994年10-11月，顾基发在访问英国赫尔（Hull）大学研 究中心时和朱志昌合作提出物理一事理一人理（WSR） 系统方法论。 • WSR的遵循原则是：综合原则、集成原则、参与原则、 可操作性原则、反复迭代原则，整体优化原则。
利用人们的经验、知识和直觉 通过人机交互会话 逐步明确若干各要素间的结构关系 最终将系统构成一个多级递阶的结构模型
-
14
意识模型
邻接矩阵 可达矩阵
比 较 修 决策用文件 正
人
元素集合关系 作图
层次结构模型
计算机
人机系统
-
15
系统动力学模型
• 概念 该方法是一种以反馈控制理论为基础，以 计算机仿真技术为手段，通常用以研究复 杂的社会经济系统的定量方法。
• 结构模型的作用：用于测辨系统各要素间 的关系。
• 常用方法：Interpretative Structural Modeling （ISM）
-
12
• 系统结构模型是在图论邻接矩阵(adjacency matrix)的基础上建立起来的
p1 a11 a12
a1n
A
p2
a
2
1
a22
a
2
n
p 3 a n1 a n 2
出了批判，提出了按系统观点和方法来处理问题。 • 大系统理论研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、模型的建立与
求解等问题，称为大系统理论。 • 信息论主要研究系统中的信息传输、变换和处理问题，所以信息论也
是一种系统科学理论。
• 控制论通过调节系统信息反馈过程，对系统的功能和行为实施控制， 以实现系统的目的。
-
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系统思想和系统方法论
• 用自发的系统概念来考察自然现象是希腊哲学与古代中国 思想的一个共同特征。
• 去掉模糊与猜测的成分，加进了精确与实际的内容 • 注重复杂系统的研究，将系统与非线性问题联系起来 • 建立系统创生与演化的机制 • 提出系统价值的概念 • 突出应用层面与方法论性质
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系统模型
• 是现实系统的抽象或模仿 • 是由反映系统本质的主要因素构成的 • 集中体现了这些主要因素之间的关系
系统模型只是系统某一方面本质属性的描 述，本质属性的选取完全取决系统工程研 究的目的。所以，对同一个系统根据不同 的研究目的，可以建立不同的系统模型
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11
结构模型
• 适用于描述一些难以量化的系统，描述系 统各组成部分之间关系、系统与环境之间 关系，是概念模型到定量模型的中介
– 总体思想 – 最优思想 – 组合思想 – 分解和协调思想 – 反馈思想
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霍尔结构体系
知识维
时间维
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逻辑维
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霍尔管理矩阵
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切而兰德的“调查学习”模式
• 不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者 说是“学习”， 从模型和现状比较中，学习 改善现存系统的途径。
– 通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说 明。
系统工程导论复习
浙江大学颜钢锋
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系统-系统科学-系统工程
• 系统定义—元素、特征、关联 • 系统性质
– 整体性 – 层次性 – 相关性 – 目的性 – 适应性 – 涌现性
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系统工程定义与研究特征
• 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，系统工程是一门组织管理的技术。
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aij 1 0ssiiR RssjjR R表 表 示 示 要 要 素 素 ssii与 与 ssjj有 无 直 直 接 接 关 关 系 系
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ISM方法
• 创立时间：1973 • 创始人 ：美国J．华费尔持教授 • 创立目的：分析复杂的社会经济系统有关问题 • 方法特点：将复杂系统分解为若干子系统
– 弄清与改善现状有关的各种因素及其相互关系。 – 用结构模型或语言模型来描述系统的现状。 – 随着分析的加深，进一步用更合适的模型或方法改进
上述概念模型。 – 通过比较，找出符合决策者意图的而且可行的改革途
径或方案。 – 实施提出的改革方案。
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处理复杂行为系统的定量方法
• 1986年1月开始，以钱学森为首的一批系统工程学者在北 京组织了“系统学讨论班”
• 本质 带时间滞后的一阶差微分方程，建模时借 助于“流图” 。
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ห้องสมุดไป่ตู้
动力学模型特点
与其他模型相比，特点如下：
• 可用于研究处理社会、经济、生态和生物等一类 高度非线性、高阶次、多变量、多重反馈、复杂 时变系统问题的学科
• 研究对象主要是开放系统 • 研究解决问题的方法是一种定性与定量结合，系
• 1989年提出开放复杂巨系统概念以及科学方法论一从定性 到定量综合集成方法(Metasynthesis） 其实质是：专家体系、统计数据和信息资料、计算机技 术三者有机结合，构成一个以人为主的高度智能化的人机 结合系统，通过人机结合方式和人机优势互补实现综合集 成各种知识，从定性到定量的功能。
• 1992年钱学森提出了从定性到定量综合集成研讨厅体系 (Hall for workshop of Metasynthetic Engineering）
• 满意性（最优化）：系统工程并不追求构成系统的个别部 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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系统科学理论基础
• 一般系统论 、大系统理论、信息论、控制论 、运筹学 • 一般系统理论描述系统的整体性、有序性、层次性、动态性、开放性、
演化、生长、竞争等等。 • 一般系统理论对在现代科学中占支配地位的还原论观点和分析方法提
– 强调研究方法上的整体性 – 强调技术方法应用的综合性 – 强调管理工作的科学性
• 整体性（系统性）：系统工程把研究对象看成一个整体系 统，由若干元素或子系统有机结合 。
• 关联性（协调性）：系统各部分之间、各部分与整体之间 的相互关系和作用直接影响或者制约了整体系统的性能。
• 综合性（交叉性）：系统工程综合运用各门学科和技术领 域的成果以达到整体最优化的目的。
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物理一事理一人理（WSR）
顾基发教授提出物理一事理一人理（WSR）系统方法论 • 1979年钱学森写信给在美国的著名系统工程专家李跃滋先
生，李回信很同意物理和事理的提出，并建议再加“人理” （motivation）。 • 1994年10-11月，顾基发在访问英国赫尔（Hull）大学研 究中心时和朱志昌合作提出物理一事理一人理（WSR） 系统方法论。 • WSR的遵循原则是：综合原则、集成原则、参与原则、 可操作性原则、反复迭代原则，整体优化原则。
利用人们的经验、知识和直觉 通过人机交互会话 逐步明确若干各要素间的结构关系 最终将系统构成一个多级递阶的结构模型
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意识模型
邻接矩阵 可达矩阵
比 较 修 决策用文件 正
人
元素集合关系 作图
层次结构模型
计算机
人机系统
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系统动力学模型
• 概念 该方法是一种以反馈控制理论为基础，以 计算机仿真技术为手段，通常用以研究复 杂的社会经济系统的定量方法。
• 结构模型的作用：用于测辨系统各要素间 的关系。
• 常用方法：Interpretative Structural Modeling （ISM）
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• 系统结构模型是在图论邻接矩阵(adjacency matrix)的基础上建立起来的
p1 a11 a12
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A
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a22
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p 3 a n1 a n 2
出了批判，提出了按系统观点和方法来处理问题。 • 大系统理论研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、模型的建立与
求解等问题，称为大系统理论。 • 信息论主要研究系统中的信息传输、变换和处理问题，所以信息论也
是一种系统科学理论。
• 控制论通过调节系统信息反馈过程，对系统的功能和行为实施控制， 以实现系统的目的。