第3章 系统工程方法论
《系统工程方法论》课件
总结
课程总结
回顾本课程的主要内容和学习收获。
学习建议
提供一些建议，帮助学员更好地学习和应用系统工程方法论。
参考资料
书籍推荐
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网站链接
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系统架构模型
常用的系统架构模型和其应 用。
系统开发与实现
系统实施计划
制定系统实施计划，并确保 项目按计划顺利进行。
系统开发流程
系统开发中的各个阶段和关 键活动，以及合适的开发方 法。
软件开发方法
常用的软件开发方法，以及 其优缺点。
系统测试与维护
系统测试计划
制定系统测试计划，并确保 系统在交付前经过充分的测 试。
系统测试方法
使用各种测试方法来验证系 统的正确性和可靠性。
系统维护流程
系统交付后的维护和支持过 程，以确保系统的正常运行。
实践案例
实践案例1
介绍一个成功应用系统工程方法论的实际案例。
实践案例2
分享另一个成功应用系统工程方法论的实际案 例。
《系统工程方法论》PPT 课件
系统工程方法论PPT课件大纲
介绍
课程简介
学习系统工程的基本概念和原则，以及如何应用于实践中。
学习目标
掌握系统工程的关键概念和方法，提高工作和学习效率。
系统工程基础
系统工程概述
系统工程的定义、原理和应 用领域。
系统工程原则
系统工程的核心原则，以确 保项目的成功。
系统开发生命周期
系统开发过程中的各个阶段 和关键活动。
系统需求分析
需求定义
了解如何准确地定义系统的需求，确保开发过程中的需求符合实际需要。
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。
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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。
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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是一种综合性的工程方法论，它旨在通过系统化的方法来解决复杂系统的设计、开发、运行和维护等问题。
在当今快速发展的科技领域，系统工程方法论的重要性日益凸显。
本文将从系统工程的概念、原则和应用等方面进行探讨，以期为相关领域的研究和实践提供一些参考和借鉴。
首先，系统工程的概念是指通过对整体系统的全面分析、设计、管理和优化，来实现系统的高效运行和良好性能。
系统工程强调系统的整体性和综合性，注重系统各个部分之间的相互作用和影响。
其核心思想是将系统看作一个整体，而不是简单地将其视为各个独立的部分的集合。
在系统工程的实践中，需要综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面因素，以实现系统的最优化。
其次，系统工程的方法论包括系统分析、系统设计、系统集成、系统验证和系统评估等环节。
系统分析阶段主要是对系统需求和约束进行分析和定义，以确保对系统整体性能的充分理解。
系统设计阶段则是根据系统需求，进行系统结构和功能的设计，以满足用户的需求和期望。
系统集成阶段是将各个子系统和组件有机地结合在一起，形成一个完整的系统。
系统验证阶段是对系统进行全面测试和验证，以确保系统的正确性和可靠性。
系统评估阶段则是对系统进行全面评估和分析，以确定系统的性能和效果。
此外，系统工程的原则包括系统思维、综合性、系统优化、系统动态性和系统开放性等。
系统思维是系统工程的核心思想，要求从整体上看待系统，注重系统各部分之间的相互作用和影响。
综合性要求系统工程应该综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面因素，以实现系统的最优化。
系统优化要求系统工程应该通过全面分析和设计，以实现系统的高效运行和良好性能。
系统动态性要求系统工程应该能够适应环境的变化和系统的演化，以保持系统的稳定性和可靠性。
系统开放性要求系统工程应该具有良好的可扩展性和可维护性，以适应未来的发展和变化。
最后，系统工程方法论的应用范围涵盖了航空航天、电子信息、交通运输、能源环保、医疗健康等多个领域。
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。
系统工程理论与方法
系统工程理论与方法第1章管理系统概述第2章管理系统工程方法论第3章管理系统分析第4章管理系统模型第5章建设系统工程中的模型方法1.线形规划模型2.特殊线形规划模型3.整数规划模型4.动态规划模型第1章管理系统概述1.1 系统概念无论是自然界，还是人类社会，可以说任何事物部是以系统的形式存在的。
这种存在的方式决定了我们要树立把所要研究的问题或对象都可以看成是一个系统的观念。
从人们认识客观事物或改造客观事物的过程来看，通常用综合分析的思维方式看待事物，根据事物中内在的、本质的、必然的联系，从整体的角度进行分析和研究，这类事物就被看作为一个系统。
（1）系统的定义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。
这个定义，指出了作为系统的三个基本特征。
第一，系统是由若干要素组成的：第二，这些要素相互作用、相互依赖；第三，由于要素间的相互作用，使系统作为一个整体具有特定的功能。
在物质世界中，一个系统中的任何部分都可以被看作一个子系统，而每一个系统又可以成为一个更大规模系统中的一个部分。
（2）系统的要素要素是组成系统的基本部分。
凡是系统里不可再进行分解的部分就称为其要素。
一个“部分”能称为系统的要素，它必须具有下列的特性：①每个要素应具有自身特定的功能；②每个要素的性质和行为影响着所构成系统的性质和行为；③每个要素对所构成系统的影响（使系统的性质或行为发生的变化），依赖于系统中其他要素的性质和行为；④不存在独立的要素，即系统不可能分成独立的要素。
（3）系统的特性①整体性系统是由两个或两个以上的可以相互区别的要素，按照作为系统整体所应具有的综合整体性而构成的。
系统具有集合性，它是为达到系统基本功能要求所必须具有的组成要素的集合。
构成系统的各要素虽然具有不同性能，但它们是根据逻辑统一性的要求而构成的整体。
系统不是各个要素简单的集合，否则它就不会形成整体的特定的功能。
因此，即使每个要素并不都很完善，但它们可以进行综合和统一，成为具有良好功能的系统。
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。
第三章 系统工程方法论
7. 结论：SA得到的结果，具体形式有报告、建议或意见等。
国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
二、系统分析的要素
七个要素组成的SA要素结构图
目标 A2 A1 A3 A4 A5 A2 模型 A4 效果
（＋）
A5
准则
费用
（－）
A1 A3
结论
国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
一、霍尔“三维结构”模型
20世纪60～70年代具有代表性的SE方法论。 1、霍尔的三维结构（1969年提出） 将系统的整个管理过程分为前后紧密相连 的六个阶段和七个步骤，并同时考虑到为完成 这些阶段和步骤的工作所需的各种专业管理知 识。三维结构由时间维、逻辑维、知识维组成， 如图示：
• 确定原则：
长远性 总体性 可行性 单义性 具体性 标准性 一致性 有序性
• 如：改善整个地区的医疗保健 改善公共交通安全状况
国防科技大学信息系统与管理学院
S5.NUDT
• 评价指标：合理的评价指标能反映达到目标的程度。
通过设定权重变多指标为单一指标
• 约束条件：对备选方案、后果和目标的限制。
系统的模型就是对系统特征的概括和描述 模型是对系统这一实体的抽象 系统模型帮助人们对系统加深理解，进行评价、决策
• 建模技术
结构模型：描述系统结构 分析模型：理想模型 仿真模型：模仿真实对象 博弈模型：加入人的因素的模型 判断模型：讨论结果（情景分析法）
国防科技大学信息系统与管理学院
环境的不确定性导致系统工程的“不确定性”
“情景分析”是解决环境问题的最佳方法
系统工程导论陈宏民版课后习题答案
第一章《序言》习题与思考1．从系统工程产生的背景的描述中，你认为系统工程主要适用于研究、处理、解决哪类问题?这些问题有什么特征？【答案要点】（1）对从系统工程产生的历史背景进行描述,如：从其发展的必要性、社会经济角度以及科学技术发展等方面描述。
（2)从描述中得出它成为研究、分析和处理复杂系统问题最有效的理论、方法和工具。
(3)这些问题的基本特征是由很多政治、经济、社会、技术、环境等熔合一起，且规模大、关系复杂、因素众多、目标多样,需要用多种理论和知识、技术综合集成的方法去解决。
2．从推动系统工程发展的主要理论看，你认为要研究、处理、解决复杂系统问题还要哪些科学技术的支持?【答案要点】研究、分析、解决系统问题除了需要运筹学、控制论、一般系统理论等基本理论的支持，还需要信息论,耗散结构理论、协同理论、突变论以及现代控制论、计算机科学、信息技术等相关学科，且后三者使系统工程的实际应用成为现实.3．从我国古代朴素系统观的应用案例的介绍中,你认为这些案例中主要体现了什么样的系统观念？【答案要点】结合案例（孙子兵法、都江堰水利工程、丁谓修复皇宫、冶炼等)可知我国古代朴素系统观念是从系统整体出发,对不同层次以及系统与环境进行全面地分析，从而解决问题。
4．请你谈谈钱学森对中国系统工程做出了哪些杰出贡献。
【答案要点】钱学森对我国系统工程的发展贡献是：(1)创建第一个运筹学研究小组，并把它作为其组建的中国科学院研究所的组成部分；(2)创建第一个军事研究机构，开辟系统科学面向我国武器装备规划的新领域；（3）在其指导下，许多计划和工程部门按照技术上和组织上的各种时序联系和逻辑联系的计划流程图,运用数学方法进行计划和工程的分析预测，分清主次，明确关键，寻求人才资源和物资资源利用的最优方案；(4）他积极建议我国军事部门将系统工程原理和方法，作为我军不断向现代化迈进的重要手段;（5）在他古稀之年，发表一系列关于系统科学的学术演讲；（6）在其倡议和指导下，我国运用系统科学的理论与方法对我国的经济建设与社会发展做出了科学的预测和研究；总之，钱学森对系统科学最重要的贡献是发展了系统学和开饭的复杂巨系统的方法论。
系统工程方法论课件
指令性分析既包括一部分客观存在的环境条件， 19
时间价值观点
时间是人类最宝贵的财富, 它构成了人类生命的实 质成分。时间价值不仅表现在人的生命价值上, 还 表现在经济上, 也就是说, 对时间的关照程度是衡 量一个社会经济水平的重要标志。
扩展了传统的“工程”的含义, 给系统工程赋予了
新的“工程”研究内容和方法, 因此它又被称为
“工程的工程”。
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区别2
工程对象不同 一般工程技术都是分别把各自特定领域内工程物
质对象作为研制对象和目标, 比较具体和确定。 而系统工程则是以“系统”为研究对象, 不仅把各
种工程技术的物质对象包括在内, 而且把社会系统、 经济系统、管理系统等非物质对象也包括在内。 这样, 系统工程的研究对象就表现为普遍联系、相 互影响, 规模和层次都极其复杂的综合工程。
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决策科学化的观点
一般来说，一个正确的决策来源于三个方面的分 析，即定量分析、定性分析和指令性分析。
定量分析一般以采用一系列数学公式和计算方法， 并选定一定的度量标准为其最主要的特点。通常 的步骤是: 明确目标和准则，建立数学模型，编制 程序，计算分析，最后提供信息给决策者。定量 分析方法是科学决策方法的主要部分。
化的组织管理技术。 信息化 以信息技术为主要工具来治理系统的技术。 精确化 以引入数学为主要优势来治理系统的技术。
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系统工程的特征（2/2）
专业化 由专业人员参与治理系统的技术。 集约化 系统工程是用集约方式治理系统的技术, 这是由传
统的粗放式管理走向集约化管理的崭新阶段。系 统工程的一切理论、方法和技术都是围绕“效益” 这个核心。实践证明, 集约化是产生高效率、高效 益的根本所在, 这也正是系统工程的优势所在。
系统工程方法论
系统工程方法论我们每天都面对系统工程，我们每天都使用系统工程的方法与方法论。
了解一些系统工程方法论，指导我们的工作与生活。
方法论（methodology）和方法（method）在认识论上是两个不同的范畴。
方法是用于完成一个既定目标的具体技术、工具或程序；而方法论是开展研究的一般途径，它高于方法，是对方法使用的指导。
系统工程方法论既可以是哲学层次上的思维方式、思维规律，也可以是操作层次上开展系统工程项目的一般过程或程序，它反映系统工程研究和解决问题的一般规律或模式。
20世纪60年代以来，许多学者在不同层次上对系统工程方法论进行了探讨。
钱学森综合集成方法论和物理—事理—人理（WSR）系统方法论都是中国人的创造，它们都富有东方思维的特点，是中华文化的结晶。
综合集成方法论“综合”（synthesis）与“集成”（integration）是系统工程中出现频率很高的术语。
综合（synthesis）高于集成（integration），综合集成（meta-synthesis）的重点是综合（synthesis），又高于综合。
集成比较注重物理意义上的集中和小型化、微型化，主要反映量变；综合的含义更广、更深，反映质变。
综合集成（meta-synthesis）是在各种集成（观念的集成、人员的集成、技术的集成和管理方法的集成等）之上的高度综合（super-synthesis），又是在各种综合（含复合、覆盖、组合、联合、合成、合并、兼并、包容、结合和融合等）之上的高度集成（super-integrate）。
综合集成概念综合集成法是区别于还原论的科学研究方法论，是以钱学森院士为代表的中国学者的创造与贡献。
综合集成研讨厅体系是综合集成法的具体运用。
1990年，钱学森明确提出：处理开放的复杂巨系统的方法论是“从定性到定量的综合集成”；作为一门技术，又称为综合集成技术；作为一门工程，亦可称综合集成工程。
1992年又发展为“从定性到定量综合集成研讨厅体系”的实践形式（以下简称“综合集成研讨厅体系”，Hall for Work Shop of Metasynthetic Engineering，HWSME）。
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。
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，它将系统的思维方式应用于工程领域，以解决复杂系统的设计、开发和管理问题。
系统工程方法论是系统工程师在实际工作中所采用的一套方法和技术，它涉及到系统工程的各个阶段，包括需求分析、系统设计、系统集成、验证和验证等环节。
在本文中，我们将介绍系统工程方法论的基本理念和应用，以及其在实际工程项目中的重要性和作用。
首先，系统工程方法论强调整体性和系统性。
在系统工程中，一个系统不仅仅是由各个部分组成，而是由这些部分之间的相互作用和关联所构成的整体。
因此，系统工程方法论强调对整个系统的综合性考虑，包括对系统的功能、性能、可靠性、安全性、可维护性等方面的综合分析和设计。
这种整体性的思维方式有助于系统工程师在设计和开发过程中更好地把握系统的全貌，避免局部优化而导致整体性能下降的问题。
其次，系统工程方法论注重系统的需求分析和规划。
在系统工程中，需求分析是整个工程过程中最为关键和基础的一环。
系统工程方法论提倡从用户的需求出发，通过系统思维的方式对需求进行分析和抽象，将用户的需求转化为系统的功能和性能要求，并将这些要求作为系统设计和开发的基础。
这种需求驱动的设计方法有助于确保系统最终能够满足用户的实际需求，同时也有助于避免在后期开发过程中因需求变更而导致的重大调整和改动。
另外，系统工程方法论强调系统的集成和验证。
在系统工程中，各个部分之间的集成和协同是至关重要的，因为一个系统的各个部分往往是相互依赖、相互作用的。
系统工程方法论提倡在设计和开发过程中就对系统的集成进行充分的考虑，包括接口的定义、数据的交换、功能的协同等方面。
同时，系统工程方法论还强调对系统的验证和验证，以确保系统设计和开发的正确性和可靠性。
这种集成和验证的方法有助于确保系统最终能够按照设计要求正常运行，同时也有助于发现和解决系统中潜在的问题和风险。
综上所述，系统工程方法论是一种综合性的工程方法，它强调整体性和系统性，注重需求分析和规划，以及系统的集成和验证。
系统工程概述
1978年 1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云在《文 27日 钱学森、许国志、王寿云在《 汇报》发表题为“组织管理的技术——系统工程 系统工程” 汇报》发表题为“组织管理的技术——系统工程”的 长篇文章； 长篇文章； 从1978年起，西安交大、天津大学、清华大学、华 1978年起，西安交大、天津大学、清华大学、 年起 中理工大学、 中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收 了第一批SE专业硕士研究生； SE专业硕士研究生 了第一批SE专业硕士研究生； 1980年11月 中国系统工程学会在北京成立； 1980年11月，中国系统工程学会在北京成立； 1980年10月至1981年 1980年10月至1981年1月，中国科协、中央电视台会 月至1981 中国科协、 同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举办“ 同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举办“系 统工程电视普及讲座（45讲 统工程电视普及讲座（45讲）”，取得了良好的社会 效果。 效果。
美国Bell电话公司 正式使用系统工程（Systems 电话公司 正式使用系统工程（ 美国 Engineering）一词 ） 开发微波通讯系 统 产生军事运筹学（ 产生军事运筹学（Military Operations Research）,也即军 ） 也即军 事系统工程
英、美等国的反 第二次世界 空袭等军事行动 大战期间 II
4、系统工程的发展概况（世界）
阶段 年代（ 年代（份） 重大工程实践或 事件 1930 I 1940 美国发展与研究 广播电视 美国实施彩电开 发计划 重要理论与方法贡献 正式提出系统方法（Systems 正式提出系统方法（ approach）的概念 ） 采用系统方法， 采用系统方法，并取得巨大成 功
1958 IV 1965
系统工程方法论ppt课件
并行工程 同时工程
32
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并行工程—综合研制工程
传统专业综合 工程专业综合
硬件
软件
综合 系统 人员
设施
数据
并行地 进 行产 传统工程 综合
品传统性能、可
专业工程
生 产 性 等 特 性 的 生产工程
研制。
多专业综合 产品研制
其核心内容是：强调用户需求，把用户需求转化为产品要求
，并建立交互作用、互相协调的并行研制过程，以便将产品的设
逻辑维（方法步骤）
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段
安装运行阶段
更新阶段
时间维：从规划到更新，按
时间顺序排列的SE全过程。
14
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1 霍尔系统工程方法的时间维
霍尔系统工程方法的时间维表示任何系统工程活动最先从规 划开始，从系统规划开始到系统更新共分为七个阶段，任何研究工 作都在其中的某一阶段，且每一阶段有对应的研究任务。
19
第四阶段：
根据系统研制阶段所提出的方案和生产计划，生产出系统的 零部件和所有的设备和装置； 提出系统的安装计划。
完成大坝以及全部水工结构的建筑，船闸、厂房的建设，水轮 发电机组、输变电设备、中央控制台、配电室以及其他各种机 电设备的制造； 提出未来的安装计划； 安置库区移民。
第五、六、七阶段：安装、运行、更新。
（4) 运筹或生产阶段：运筹各类资源，生产出全部构件（软硬 件），并提出具体的实施或安装计划。
实施阶段：系统的设计、安装及调试等 （5) 运行阶段：按照系统预定的用途工作。 （6)更新阶段：按系统要求实施，取消旧系统，代之以新系统，
对系统改进。
16
以三峡工程作为案例：
第一阶段：
第三章系统工程方法论
第三章系统工程方法论系统工程方法论是一种科学的方法论体系，旨在理解和解决复杂系统的设计、开发和运营过程中的问题。
系统工程方法论的核心理念是将复杂系统划分为不同的组成部分，并从整体的角度考虑系统的设计和运营。
系统工程方法论有许多不同的阶段和步骤，以下是其中的一些重要内容：首先，系统工程方法论要求对系统进行全面的分析和理解。
这包括对系统目标、需求、功能、性能和约束条件的明确和详细的定义。
通过这一步骤，系统工程师能够清楚地了解系统应该做什么，以及它需要满足哪些要求。
其次，系统工程方法论强调对系统进行综合设计。
在这一阶段，系统工程师需要将各个组成部分和子系统组合在一起，以满足系统的整体功能和性能要求。
这需要对不同组成部分的协调和集成，以确保整个系统能够正常运行。
然后，系统工程方法论要求对系统进行详细的设计和开发。
这包括对系统的各个方面进行具体的规划和实施，包括系统架构的设计、软件和硬件的开发、系统测试和验证等。
通过这一步骤，系统工程师能够确保系统能够按照预期的方式工作并满足用户的需求。
最后，系统工程方法论要求对系统进行有效的运营和维护。
这包括对系统的监控和故障排除，以确保系统能够持续地运行和提供所需的功能和性能。
此外，系统工程师还需要对系统进行定期的更新和升级，以适应不断变化的需求和技术。
系统工程方法论的主要目标是提高系统的质量和可靠性，降低系统的成本和风险。
通过将系统分解为不同的组成部分，并从整体的角度进行设计和开发，系统工程方法论可以帮助系统工程师更好地理解和解决系统的复杂性问题。
此外，系统工程方法论还可以提供一种结构化的方法来管理项目和资源，以确保项目的顺利进行和成功交付。
总之，系统工程方法论是一种重要的工程方法论，可以帮助系统工程师理解和解决复杂系统的设计、开发和运营问题。
通过全面的分析和理解、综合的设计、详细的开发和有效的运营，系统工程方法论可以提高系统的质量和可靠性，降低系统的成本和风险。
系统工程方法论的应用可以帮助组织和团队更好地管理和实施复杂系统项目，从而提高项目的成功率和效率。
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。
系统工程教案--中国矿大第三章
系统⼯程教案--中国矿⼤第三章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A ·D ·霍尔(A ·D ·Hall)三维结构是由美国学者A ·D ·霍尔等⼈在⼤量⼯程实践基础上，于1969年提出的，其内容反映在可以直观展⽰系统⼯程各项⼯作内容的三维结构图中，具体如图3—1所⽰。
霍尔三维结构集中体现了系统⼯程⽅法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化等特点，是系统⼯程⽅法论的重要基础内容。
1、时间维时间维表⽰系统⼯程的⼯作阶段或进程。
系统⼯程⼯作从规划到更新的整个逻辑维时间维划述计题图3—1 霍尔三维结构⽰意图过程或寿命周期可分为以下七个阶段：(1)规划阶段。
根据总体⽅针和发展战略制订规划。
(2)计划阶段。
根据规划提出具体计划⽅案。
(3)分析或研制阶段。
实现系统的研制⽅案，分析、制定出较为详细⽽具体的⽣产计划。
(4)运筹或⽣产阶段。
运筹各类资源及⽣产系统所需要的全部“零部件”，并提出详细⽽具体的实施和“安装”计划。
(5)系统实施或“安装”阶段。
把系统“安装”好，制定出具体的运⾏计划。
(6)运⾏阶段。
系统投⼊运⾏，为预期⽤途服务。
(7)更新阶段。
改进或取消旧系统，建⽴新系统。
其中规划、计划与研制阶段共同构成系统的开发阶段。
2、逻辑维逻辑维是指系统⼯程每阶段⼯作所应遵从的逻辑顺序和⼯作步骤，⼀般分为以下七步：(1)明确问题。
同提出任务的单位对话，明确所要解决的问题及其确切要求，全⾯收集和了解有关问题历史、现状和发展趋势的资料。
(2)确定⽬标并据此设计评价指标体系。
确定任务所要达到的⽬标或各⽬标分量，拟定评价标准。
在此基础上，⽤系统评价等⽅法建⽴评价指标体系，设计评价算法。
(3)系统综合。
设计能完成预定任务的系统结构，拟定政策、活动、控制⽅案和整个系统的可⾏⽅案。
(4)模型化。
针对系统的具体结构和⽅案类型建⽴分析模型，并初步分析系统各种⽅案的性能、特点、对预定任务能实现的程度以及在⽬标和评价指标体系下的优劣次序。
第三章 系统工程方法论
数学模型的方法
确定预测内容 准备数据资料 确定预测方法,建立数学模型 确定预测方法,
–定性预测法 –时间序列预测法 –因果关系预测法
计算预测值,分析预测误差 计算预测值,
(4)建模和预计后果
每种方案实施后都相应有一系列后果,因 此本阶段的首要工作便是确定应该预计哪 些后果?其中哪些最重要?选定后果项目 后,便可着手建立一个或多个模型预计行 动和后果指标之间的关系. 系统分析的主要模型有图形模型,分析模 型,仿真模型,博弈模型和判断模型
调查学习的基本步骤
不良结构系统现状的表述; 弄清,改善与现状有关的各种因素及其 相互关系; 建立概念模型(结构或语言描述); 改善概念模型; 将模型与问题的表述作比较; 找出可行而满意的途径和方案; 采取行动改善实际问题. 该方法的核心不是寻求最优化,而是调查 比较,从中寻找改善现存系统的途径.
一,系统工程与传统方法的区别
从前面对系统工程的介绍可以看出,系统工程实 质上是方法论的科学,它的目标是通过什么样的 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.
(一)霍尔(Hall)系统工程方法论 1962年贝尔公司工程师Hall总结公司开展 SE经验,写成《系统工程方法论》一书. 所谓方法论,就是把设想变为实体的具体 过程与步骤.
Hall三维结构分析
知识维
逻辑维 时间维
Hall的SE方法论:是"三维结构方法体系" 即把系统工程活动从时间上分成前后衔接 的"几个阶段";从逻辑上把每个阶段分 成几个环环紧扣的几个步骤;同时也要考 虑完成上面所说的这些阶段和步骤所需要 的各种专业和技术素养.主要靠广泛吸引 各类专业人员参加到SE活动来实现,或者 把他们的知识和建议储存到计算机中随时 备用.
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3）约束条件 约束条件是对备选方案、后果和目标的限
制。 资源、技术、环境、时间、法律、制度
第3章 系统工程方法论
3．3 谋划备选方案
1）特点——创造性，良好的方案是良好的系 统分析的基础。 都江堰 都江堰，秦太守李冰父子，“鱼嘴”分水 工程，“飞沙堰”分洪 排沙工程，“宝瓶口” 引水工程，120个附属渠堰。
如冲突分析
第3章 系统工程方法论
4、判断模型 软系统方法，会议法，Delphi法等
第3章 系统工程方法论
3．5 预测未来环境
环境是决策人无法控制的自然、经济、社会和技术 的未来状态。 1、离开未来实施环境去谈方案后果是没有实际意义 的。系统工程者向决策人后果信息只能这样表述： 在某种环境下采取某种行动将会导致什么结果。 2、行动方案从决策到实施有一段时间间隔，而未来 状态是不确定的，不确定是系统工程全过程的一个 基本特点。
第3章 系统工程方法论
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/25
第3章 系统工程方法论
项目投资灵敏度分析是指在你原有的分析基础上如果投资环境发生 变化例如原材料价格变化或者土地价格变化等会引起多少的最终利润变 化.要分为单项的投入变化的灵敏度和综合的灵敏度分析,也就是说最坏的 情况比如材料价格上涨并且土地价格也上涨再加上产品价格下降会引起 怎样的利润变化.
第3章 系统工程方法论
3．6 评比备选方案
第3章 系统工程方法论
2020/11/25
第3章 系统工程方法论
•3．1 系统工程的方法论框架
❖ 五个环节，两个注意：反复和交流
第3章 系统工程方法论
3．2 阐明问题阶段
一、阿科夫——乱题（messes ）
二、“硬问题”：能够清楚的阐明目标、边界和约束的问题， 求解过程是找到最有效的达到目标的手段。 “软问题”：目标、边界和约束的问题不清楚，有些变 量无法分析。 系统思考的发展最重要的体现在问题阐明阶段，如基本 假设表面化与检验、交互式规划，以及后现代系统思考。 《系统思考——适于管理者的创造性整体论》（Jackson杰克逊）
第3章 系统工程方法论
丁渭智修皇宫
v 宋代符详年间，皇宫中发生火灾，要进行皇宫修复工程。当 时需要解决“取土”、“外地材料的运送”、“被烧坏皇宫 的瓦砾处理”等三大问题。主管该工程的是大臣丁渭。他便 在皇宫前的大街上挖沟取土，免去到很远的地方取土；很快， 路就挖成了大沟，又让汴河决口，将水引进壕沟。于是各地 运来的竹木都被编成筏子，连同船运来的各种材料，都通过 这条水路运进来。皇宫修复后，他又让大家将拆下来的碎砖 瓦连同火烧过的灰，都填进沟里，重新修成大路。经过这一 处理，不仅节约了大量时间，还节省了上亿的经费。丁渭智 修皇宫，就是充分把握要素之间的相生关系，使系统往有序 和互相促进的方向发展，同时又把握了系统要素的相克性质， 促使其向反面演化，最终达到最理想的效果。
第3章 系统工程方法论
方法
v 情景分析法——对于每种方案都确定几组未来实施环境的特 征和条件。如对市场：好、持平、差。 一般需要给出每种情景的可能性，好：30％；持平：40％； 差30％，比较方案的期望后果。
v 模型法：考虑效率和效果。在不确定情况下，给出一个预测 范围比精确预测更有意义。
v 灵敏度分析，如
•同时继续播出经费，邀请系统分析人员提出竞争新方案。 •竞争方案3：原油中加入海水，用普通输油管道运输 •原理：类似制作汽车防冻液，含10％～20％ NaCl的海水＋原油＝ 低温下乳状液原油，能畅流
•优点：安全，供油稳定，节省费用 •缺点：需运输无用海水 •竞争方案4：天然气转换为甲醇＋原油＝低熔点原油，增加流动性 •原理：埋在地下的石油原来是油、气合一的熔点很低，经漫长年 代，油气才逐渐分离
第3章 系统工程方法论
钱学森派系统工程继承并发扬了西蒙(Simon)的 决策思想。
在西蒙提出的决策模型中，其目标函数以效用函数取代 价值函数，可以适应目标多样化的要求，非物质因素（精神 因素）也可用“效用”的形式表现；在决策方法上，以满意 性准则取代原来奉行的最优化准则，即企业中的各级决策人， 从“主观的理性”出发，在决策中寻求的是他们自己认为 “满意的解”，而不是从“客观的理性”出发所要来的“最 优解”。把决策人看作是“寻求满意的人”，而不是寻求 “最优的人”，在决策中会更加符合或接近客观实践。
决策者。 2、主体报告，用非技术语言描述整个分析过程，包括背景分
析、问题的阐明、分析的依据和设想、方案的筛选、分析过 程的关键问题、结论，提供给主管或实施项目的有关决策者 和管理人员。 3、技术报告，包括分析过程的技术内容、数学模型、计算机 程序及使用说明等，提供给审查分析报告的专家阅读。
写作顺序一般为技术报告、主体报告到简报。 还可能需要讲解材料和答辩。
第3章 系统工程方法论
问题的情景与系统方法：
•参与者
•单元的
•多元的
•强制的
•简
•系 单 统
•复 杂
硬系统思考 （系统分析）
系统动力学 组织控制论 复杂性理论
•软
解放系统思想
系
统
方
后现代系统思想
法
（鼓励多样化）
第3章 系统工程方法论
三、 决策者：感觉到现状不满意，或对未来担忧， 并委托专业人员寻求解决。 提出问题者：也可能不是决策者。如：政协委 员。 委托人：接受决策者的旨意，委托他人从事某项 系统分析工作，起到决策者和系统工程人员之间的 中间人作用。如：国家社科基金委。 系统工程（分析）人员：专业人员，不涉及自 身利益，寻求并提出解决问题的方案。
达变量之间的关系。如运筹学模型。 2、仿真模型：通过一系列“伪试验”（一般
用计算机），来预测结果。 蒙特卡洛仿真 圣吉的微世界模型 物流和交通仿真
第3章 系统工程方法论
3、博弈模型 又叫对策论，在人类的互动行为中，结局依赖
于两个或更多的人们所采取的交互式的战略，这些 人们具有相反的动机或者最好的组合动机（mixed motives）。
第3章 系统工程方法论
2、阶段结果报告 包括：问题的由来和背景；重要性；可能
采取行动的组织和个人；利益相关者的组织 和人员；目标、评价指标、约束条件、备选 方案的初步描述、建议等、 1）目标：应帮助决策者达到真正的目标并找 出适当的途径
第3章 系统工程方法论
2）评价指标 衡量决策者对方案后果的满意程度，需要确 定一组指标。 也是综ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ评价的基础。 尽量量化，如医疗状况，用婴儿死亡率、预 期寿命做指标。 输入不宜做指标，垃圾清理系统的用户缴纳 的清洁费。
•2 ： 陆 路 带 加 温 系统油管输送
•利 用 成 熟 的管道输油 技术
•沿 途 设 加温站 ； 管 理 、 运输和供给燃料；一半管 道需底架支撑和保温处理
第3章 系统工程方法论
•总结：1 不安全，费用大，无保证；2 安全，供油稳定，费用高 •决策人员处理策略：暂时把方案2作为参考方案作进一步细致研究， 为规划做准备；
•优点：普通管道可同时输送原油和天然气，仅管道铺设费就节省 近60亿美元，比方案3省一半
第3章 系统工程方法论
2） 原则： 避免利益冲突 忠于科学 有勇气否定 集体智慧——头脑风暴法
第3章 系统工程方法论
3．4 建模和预计后果
建模——从直觉到科学的分析。 1、分析模型：分析模型通常用数学关系式表
第3章 系统工程方法论
四、阐明问题阶段工作内容： 本身就是一个小规模的系统工程，要在某种程度上 研究目标结构、价值观念、约束条件、备选方案、 后果及相关人员的反应。
1、问题剖析 包括两部分：问题性质和问题条件。 （ 5W1H：What, Why, When, Where, Who, How ）
检视 利益相关者
v 对备选方案排出优先持续。方案评价是复杂的。 v 或将备选方案和情景列于同一表格或图表，如兰德公司在为
荷兰三角湾防洪这项巨大工程所进行的系统分析中，就将四 种备选方案（建封闭水坝、建防风浪水坝、修堤防和维持现 状）在投资、经常费用、安全、生态、渔业、运输、旅游、 国民经济及区域经济等方面的后果指标值用不同颜色标志登 记在同一记分表格中，供决策者比较判断。 v 在很大程度上，系统工程是决策支持，而非直接给出决策结 果，涉及价值观和效用函数。
缺陷在于硬思考（较少考虑演化和自组织）和强势者控 制（较少考虑多样化、批判和解放）。
系统思考，由科技奖得主捐出奖金想起孔子一则公案，中国人的系 统观，支教3年免费师范生政策思考，岳飞之死的系统思考
第3章 系统工程方法论
3．7 系统工程分析报告
包括三部分： 1、简略报告，要点、依据、结论和行动方案的建议，提供给
第3章 系统工程方法论
•阿拉斯加原油输送方案的系统分析
•普拉德霍湾油田→美国本土 •任务：每天运送200万桶 •环境：油田处于北极圈内，海湾长年处于冰封阶段；陆地长年冰 冻，最低气温达零下50C。
•方案
•优点
•主要问题
•1 ： 海 路 油 船 运 输
•4 ～ 5 艘 超 级油轮天
•需 破 冰 船引航 ； 起 终点 需建造大型油库；海上风 暴影响