系统工程教学大纲

教学大纲

第一章系统工程概述

为本课程的导论部分，主要介绍系统思想的发展、系统工程的产生及发展、系统工程的研究对象——系统的特性、系统工程的定义及其基本观点等内容。通过本章的教学，使学生掌握系统与系统工程的概念以及它们的特点，了解系统的分类、系统工程的发展过程与趋势、了解系统科学体系。

1.系统工程背景介绍、系统工程导论

重点介绍系统工程的产生背景，系统工程的基本概念和基本思想

2.系统及系统工程简介

重点介绍系统的定义、系统工程的基本概念

3.系统的概念及特性

重点介绍系统的基本概念以及系统的特点

4.系统工程的定义、研究对象及基本思想

重点介绍系统工程的基本概念，研究对象，以及系统工程在分析、解决问题时的基

本思想。

5.系统工程的全体最优观点

通过实例重点介绍系统工程基本思想中的全体最优思想

6.系统工程的综合性观点

通过实例重点介绍系统工程基本思想中的综合性观点

7.定性定量相结合的系统工程思想

通过实例重点介绍系统工程基本思想中的定性定量相结合的观点

8.问题导向与反馈机制的系统工程思想

通过实例重点介绍系统工程基本思想中的问题导向与反馈机制的观点

9.系统工程的发展史及系统工程的应用

重点介绍系统工程的发展历程以及系统工程在社会实际问题中的具体应用

第二章系统工程方法论

方法论是整个系统工程课程的核心，本部分重点讲述两种针对不同系统的重要方法论：霍尔三维结构和切克兰德模型，在此基础上对系统工程方法论新探索进行简要的介绍。通过本章的教学，使学生了解系统工程方法论的基本概念，掌握霍尔系统工程方法论，切克兰德系统方法论；掌握系统分析的基本原理。系统工程方法论事系统工程思考问题和处理问题的一般方法与总体框架

1.系统工程的基本过程

系统工程解决实际问题的基本步骤与程序

2.“阐明问题”阶段

重点介绍系统工程基本步骤中的“阐明问题”阶段，及应注意的问题

3.“谋划备选方案”

重点介绍系统工程基本步骤中的“谋划备选”阶段，及方案的选择方法

4.“建模与预计后果”阶段

重点介绍系统工程基本步骤中的“建模与预计后果”阶段，及建模的过程与评估的方

法

5.系统工程分析原理中的“评比备选方案”及“系统工程报告的形成”

通过实例，重点介绍系统工程基本步骤中的“屏蔽备选方案”及“系统工程报告的形

成”阶段，及屏蔽方案的方法及报告形成过程

6.精益思想产生的背景介绍

通过精益生产的实例，介绍精益思想的产生背景

7.精益思想的本质与特点

重点介绍精益思想的实质与基本特点

8.精益生产的应用及国内外煤矿推行精益管理的意义与现状

重点介绍精益生产在国内外企业中的应用情况，以及国内外煤矿业推行精益管理的意义与存在的问题

9.精益化理论与方法的具体应用过程以及如何在我国煤矿业推行精益化

重点介绍精益化相关理论及方法在煤矿行业的具体应用过程

第三章系统模型与模型化—解释结构模型

在系统初步分析的基础上，将对象系统抽象为模型，进而进行优化或仿真，这是系统工程的特色。这一部分主要介绍系统模型的概念和类型、建立系统模型的意义以及系统建模的方法和一般过程。通过本章的教学，掌握系统结构分析的作用及描述系统结构的几种表达方式，使学生了解系统建模的目的和各种模型及其特点，弄清楚解释结构模型的基本思想及步骤。

1.系统结构模型化的基本概念及系统结构的基本表达方式

重点介绍系统结构模型化的基本概念、特点及基本的表达方式

2.建立邻接矩阵的过程与方法

通过实例，重点介绍建立邻接矩阵的基本过程与方法

3.区域划分、级位划分、提取骨架矩阵、绘制多级递阶有向图的过程与方法

通过实例，重点介绍区域划分、级位划分、提取骨架矩阵、绘制多级递阶有向图的基本过程与方法

4.系统结构的矩阵表达技术与解释结构模型的概念与特点

重点介绍系统结构的矩阵表达技术与解释结构模型的基本概念与特点

5.工程造价管理的背景以及建立相应解释结构模型的过程

通过实例，重点介绍工程造价管理的背景以及建立相应解释结构模型的基本过程

6.解释结构模型在选购最满意汽车案例中的应用

通过“选购最满意汽车”的案例，重点介绍解释结构模型的具体应用过程

第四章状态空间方程

了解状态空间方程的基本含义，学会对系统进行动态分析，建立所需的数学模型。能综合应用基本知识和方法对典型的系统进行动态分析

1.状态空间方程的概念、数学模型建模程序

重点介绍状态空间方程的定义、原理及数学模型的建立过程

2.变量类型及状态空间系统方程中的连续与离散系统建模过程

通过实例，重点介绍连续系统与离散系统的建模过程

3.差分方程与离散变量的状态空间表达式及状态空间方程的应用：宏观经济模型

重点介绍差分方程与离散变量的状态空间表达式及状态空间方程在“宏观经济模型”

中的应用

4.状态方程应用：人口模型

通过“人口模型”案例，重点介绍状态空间方程在实际问题中的具体应用过

第五章系统仿真及系统动力学

主要介绍系统仿真的基本概念和技术。具体内容包括：系统仿真的基本概念和一般步骤、静态系统仿真技术——蒙特卡罗法及其应用、动态系统仿真技术——SD（系统动力学）及其应用。通过本章的教学，使学生了解系统仿真的概念和实质，掌握系统动力学的基本要素。基本变量和基本思想，了解结构化模型的建模方法，初步应用Vensim_PLE仿真软件。

1.系统仿真的概念、作用及实质

重点介绍系统仿真的基本概念、原理、仿真的作用及实质

2.系统仿真的方法介绍

重点介绍系统仿真的基本方法

3.系统动力学的概念、研究对象及结构特点

重点介绍系统动力学的基本概念、原理、研究对象及结构特点