系统工程导论复习PPT课件
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– 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”
• 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
aLeabharlann Baidu
2
1
a22
a
2
n
p 3 a n1 a n 2
• 本质 带时间滞后的一阶差微分方程，建模时借 助于“流图” 。
-
16
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
– 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。
-
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
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
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。
– 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。
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。
• 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
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。
• 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
-
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。
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”
• 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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aLeabharlann Baidu
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p 3 a n1 a n 2
• 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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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
– 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
6
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。
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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
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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
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p1 p2
pn
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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
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。
– 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。
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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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。
• 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。
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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
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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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。
• 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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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
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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。