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2024版管理系统工程课程61教学课件
目录•课程介绍与背景•系统思维与决策方法•项目管理理论与实践•风险管理策略与技巧•团队协作与沟通技巧培训•总结回顾与展望未来发展趋势课程介绍与背景0102 03管理系统工程的定义阐述管理系统工程的基本概念和内涵，包括系统思维、工程方法和管理科学在复杂系统中的应用。
管理系统工程的发展历程介绍管理系统工程的起源、发展和现状，以及在不同领域的应用和实践。
管理系统工程的研究对象与任务明确管理系统工程的研究对象和任务，包括系统分析、系统设计、系统实施和系统评价等方面。
管理系统工程概述课程目标与要求知识目标掌握管理系统工程的基本理论和方法，了解相关领域的最新研究进展和趋势。
能力目标能够运用管理系统工程的理论和方法分析和解决复杂系统中的实际问题，具备创新能力和团队协作精神。
情感、态度和价值观目标培养学生的系统思维、创新意识和团队协作精神，树立正确的价值观和职业道德观。
授课内容与安排授课内容01涵盖管理系统工程的基本理论、方法和技术，包括系统分析、系统设计、系统实施和系统评价等方面的内容。
同时，结合案例分析、实践项目等形式，加强理论与实践的结合。
授课安排02采用线上和线下相结合的方式，包括课堂讲授、小组讨论、案例分析、实践项目等环节。
鼓励学生积极参与课堂互动和实践项目，提高学习效果和实践能力。
课程考核与成绩评定03采用平时成绩和期末考试成绩相结合的方式，其中平时成绩占总评成绩的40%，期末考试成绩占总评成绩的60%。
平时成绩包括课堂表现、小组讨论、案例分析、实践项目等方面的表现。
系统思维与决策方法系统思维概念及特点•系统思维概念：系统思维是一种从整体和全局出发，分析和解决问题的思维方式。
它强调将问题置于一个更大的系统中进行考虑，关注系统中各要素之间的相互关系和相互作用，以及系统与外部环境之间的互动。
•整体性：系统思维强调从整体角度看待问题，关注系统中各要素之间的相互联系和相互作用。
•动态性：系统思维认为系统是不断变化的，需要关注系统的动态过程和演化趋势。
《系统工程概述》课件
系统工程的应用领域
01
航空航天领域
涉及复杂系统设计、开发和优化， 如飞机、卫星等。
能源领域
涉及能源系统规划、设计和运行， 如核能、太阳能等。
03
02
交通运输领域
涉及交通系统规划、设计和管理， 如城市交通、高速公路等。
制造业领域
涉及生产系统设计、优化和管理， 如生产线、企业资源计划等。
04
02
系统工程的基本原理
系统动态性原理
总结词
系统动态性原理是指系统的状态和性能会随着时间的 变化而发生变化，这种变化具有一定的规律性和可预 测性。
详细描述
系统动态性原理认为系统的状态和性能是随时间变化的 ，这种变化具有一定的规律性和可预测性。在系统的运 行过程中，各种因素都会对系统的状态和性能产生影响 ，导致系统的输出发生变化。因此，在分析和设计系统 时，需要充分考虑系统的动态特性和可预测性，了解系 统状态和性能的变化规律，以便更好地控制和管理系统 。同时，也需要根据系统的动态变化及时调整系统的结 构和参数，以保持系统的稳定性和可统相关性原理
要点一
总结词
系统相关性原理强调系统内部各组成部分之间的相互联系 和相互作用，这些联系和作用是通过一系列的输入、转化 和输出过程实现的。
要点二
详细描述
系统相关性原理认为系统的各个组成部分之间存在着密切 的关联和相互影响。这些联系和作用是通过输入、转化和 输出过程实现的，即一个组成部分的输入可能是另一个组 成部分的输出，经过一系列的转化过程，最终形成系统的 输出。因此，在分析和设计系统时，需要充分考虑各个组 成部分之间的关联和相互作用，以及它们对系统整体性能 的影响。
总结词
人类历史上最复杂的工程之一
详细描述
《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
系统工程系统工程概述ppt课件
阶段
时间
1930
I 1940
第二次世界 大战期间
II
本世纪40年 代
1945
重大事件
美国发展与研究广播 电视 美国实施彩电开发计 划 美国Bell电话公司开 发微波通讯系统 英、美等国的反空袭 等军事行动
美国研制原子弹的 “曼哈顿计划” 美国空军建立兰德 （RAND）公司
重要贡献
正式提出系统方法（Systems approach）的概念。 采用系统方法，并取得巨大成功。
间联系、功能、环境）； 提出一个改进方案，并画出改进后的系统
结构图； 对比改进前后的系统结构图，说明结构、
功能、系统与环境的关系发生了哪些改变。
28
小组作业
案例研究：
题目见本PPT右边的插 入文件。（提示：更多资料 上网查找）
都江堰成就千年“天府之国”
徜徉在成都繁华的街头，小憩在林间静谧的茶馆，看着人们悠闲的步伐，品味 蜀地从容的生活，我们真正能够体会到了天府之国的安逸与富庶。可是谁又能够想 到，岷江这条地上悬江一度成为古蜀国生存的极大障碍：岷江洪水泛滥，成都平原 就一片汪洋；一遇旱灾，又是赤地千里，岷江之患还祸及西川，鲸吞良田，以至民 不聊生。战国末期，秦蜀郡守李冰带领当地百姓经过 8 年的努力建成都江堰，从此 以后曾被称为“人或成鱼鳖”的水旱灾严重的成都平原成为“水旱从人，不知饥 馑，时无荒年”的“天府之国”。
一旦出现沉船溢油事故，应急救援费用也很高 海上运输受恶劣天气（风暴）影响
起点和终点都需要建大型油库，
由于海上运输的不确定性，油库储量需要保持10日产量， 油库体积巨大，投资额也巨大
17
案例: 普拉德霍湾油田原油运输 ----方案评价
方案2：管道运输（加热保持原油流动性） 为了保证技术上可行，需要沿途加热原油， 加热站建设费用高（特别在北极冻土地带） 加热站管理复杂，消耗燃料，运行费用高 加热后，输油管里的热量影响周围环境
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。
《系统工程基础概述》幻灯片PPT
功能图
功能树
构造树
装配图
功能图
装配图
构造树和功能树
• 提出方案往往不是一个人的事，通常 可能是在一个小组或组织的讨论中完 成的。因此提出方案的有关人员之间 要互相启发，以形成一种便于发挥创 造性思维的宽松环境。
1、发表意见时应注意：
① 集中一个题目，用易懂的语 言 简洁地表达；
② 绝不允许批判别人的想法；
20世纪中总体开展情况
40年代是现代系统工程的起点；
50年代，系统工程方法全面形成；
60年代之后，系统工程方法取得突破；
70年代之后，系统工程应用范围不断扩大，由工程 系统工程开展到复杂系统工程，特别是复杂巨系统 工程；
70年代中后期，软系统思想出现，并创造出一些面 向更复杂系统的方法。
竞争制胜的关键
• 目标的定位依据
3. 系统方案综合
• 按照问题的性质及总的目标要求，形成一 组可供选择的系统方案(即方针、活动程序 等)，方案中要明确所选系统的构造和相应 参数(优缺点、本钱等)。
提出方案
1、其他事物中的原理借鉴过 来，在类比中引伸。
2、把一个整体功能分解成小 的功能子块，小功能再分解，形 成功能树，直到最小层的功能可
头 脑
③ 欢送各抒己见；
风
④ 想法越多越好；
暴 法
⑤ 鼓励以别人的想法为启示加 以
修改或构成自己的新想法。
2、作用：
能在短时间内得到许多意见，
4.
系统分析
对已提出方案的特征进展研究，对方案被 采用时可能会出现的情况进展分析、预测。
＆ 主要内容： ★允许性分析 ★可行性分析 1、负作用的分析； 2、潜在问题的分析； 3、敏感性分析； 4、费用效果分析。
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”；
安全系统工程培训资料(ppt66页)
1.40 1.397 1.412 1.315 1.18
干饱和蒸气 1.135
一氧 二氧 化碳 化碳
1.395 1.295
一氧 化氮
1.4
1.22
二氧 化氮 1.31
1.33
过热 蒸气 1.3
1.32
氢氰 酸 1.31
6.1.3 两相流泄漏模型
在过热液体发生泄漏时，有时会出现气、液两相流动。均匀两 相流动的泄漏速度可按下式计算：
至常压沸点。在这种情况下，泄漏时直接蒸发的液体所占
百分比F可按下式计算：
F
CP
T
T0 H
Cp——液体的定压比热，J/kg·K；
T——泄漏前液体的温度，K；
T0——液体在常压下的沸点，K； H——液体的气化热，J/kg。
6.1.2气体泄漏模型
气体从裂口泄漏的速度与其流动状态有关。因此，计算泄 漏量时首先要判断泄漏时气体流动属于音速还是亚音速流动， 前者称为临界流，后者称为次临界流。
安全系统工程
第六章 典型事故影响模型与计算
6.1 泄漏模型 6.2 扩散模型 6.3 火灾模型 6.4 爆炸模型 6.5 事故伤害的计算方法
604就就就就
本章学习目标与方法
学习目标 要求掌握泄露模型、扩散模型、火灾模型、爆炸模 型的机理及其计算表达式，熟悉火灾辐射伤害、爆炸超 压伤害、毒物泄露伤害的计算方法，学会运用相关模型 进行危化品事故的泄露、扩散、危害的计算和分析。
Q Cd A 2P Pc
（6-11）
Q——两相流泄漏速度，kg/s； Cd——两相流泄漏系数，可取0.8； A——裂口面积，m2； P——两相混合物的压力，Pa； Pc——临界压力，Pa，可取Pc =0.55Pa；
《系统工程》课件
02
系统工程方法论
硬系统方法论
总结词
强调数学模型和定量分析的方法论
详细描述
硬系统方法论注重数学模型和定量分析在解决系统问题中的应用，通过建立精确的数学模型来描述系 统的结构和行为，并运用数学分析和优化方法来寻求最优解决方案。这种方法论在工程、物理和经济 学等领域有广泛应用。
软系统方法论
总结词
强拟、优化技术、决策分析等。
系统分析的局限性
数据获取难度大
对于某些复杂系统，难以获取完 整、准确的数据，导致分析结果 的不准确。
主观因素影响
系统分析的结果往往受到分析者 的主观因素影响，如经验、知识 背景等，可能导致结果的偏颇。
适用范围有限
系统分析方法适用于具有明确目 标、约束条件和决策变量的系统 ，对于某些模糊性、不确定性较 高的系统可能不适用。
04
系统设计
系统设计的概念和原则
概念
系统设计是根据用户需求，将系统抽 象为具体的物理结构或流程，以满足 预定目标的过程。
原则
系统设计应遵循整体性、最优化、可 靠性、可扩展性和可维护性等原则， 以确保系统能够高效、稳定地运行。
系统设计的步骤和方法
步骤
需求分析、系统规划、系统分析、系统设计、系统实施 和系统评估。
系统评价是对一个系统进行全面评估的过程，包括对其性能、效果、可行性和可 持续性等方面的评估。
目的
系统评价的目的是为了了解系统的现状，发现问题和不足，为系统的改进和创新 提供依据和支持。
系统评价的步骤和方法
步骤
确定评价目标、制定评价计划、收集 和分析数据、评估结果反馈。
方法
定性和定量评价方法，如专家评估、 问卷调查、实验法等。
系统工程的应用领域
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精选
25
4.工作程序
认识 界定 要素及其因 问题 系统 果关系分析
建立结 建立数 仿真 构模型 学模型 分析
比较与 政策 评价 分析
（因果关系图） （流图）（DYNAMOY方程）
精选
26
第二节 系统动力学结构模型化原理
一、系统动力学的基本原理 四个基本要素 状态或水准
信息 决策与或速率 行动或实物流 两个基本变量 水准变量 速率变量 一个基本思想 反馈控制
反馈回路：
反馈回路就是由一系列的 因果与相互作用链组成的闭 合回路或者说是由信息与动 作构成的闭合路径。
精选
29
因果回路图(CLD):
表示系统反馈结构的重要工具，
因果图包含多个变量，变量之间由
杯中水位
标出因果关系的箭头所连接。变量 +
期望水位
是由因果链所联系，因果链由箭头
所表示。
斟水速率
因果链极性：每条因果链都具有极性， +
精选
24
而且，主回路并非固定不变，它们往在在诸回路之 间随时间而转移，结果导致变化多端的系统动态行 为。
非线性：线性指量与量之间按比例、成直线的关系， 在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性 则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运 动和突变。线性关系是互不相干的独立关系，而非 线性则是相互作用，而正是这种相互作用，使得整 体不再是简单地等于部分之和，而可能出现不同于 “线性叠加”的增益或亏损。实际生活中的过程与 系统几乎毫无例外地带有非线性的特征。正是这些 非线性关系的耦合导致主回路转移，系统表现出多 变的动态行为。
3
要一块曲奇饼，充饥
饥饿的小老鼠
吃饼口渴，要一杯牛奶
耗尽全力，口干舌燥
精神抖擞，翻箱倒柜
吃饱喝足，要剪刀和刷子打扮自己
精选
4
思考
1、在这个故事里，发生了什么？ 2、试举一个类似的例子，说明一件事影响另一件事，另一
件事又影响其他事，最后你转了一圈，又返回到开始的地 方。
3、用一个故事或画一幅画，讲述因果回路。
精选
18
1.系统动力学发展历程
(3)系统动力学广泛运用与传播—20世纪90年代-至 今
在这一阶段,SD在世界范围内得到广泛的传播,
其应用范围更广泛,并且获得新的发展.系统动力学
正加强与控制理论、系统科学、突变理论、耗散结
构与分叉、结构稳定性分析、灵敏度分析、统计分
析、参数估计、最优化技术应用、类属结构研究、
精选
12
1、由来与发展
Systems Dynamics, SD/ J.W. Forrester(美国麻省理工学院弗 雷斯特(MIT)
Industridl Dynamics (ID), 1959
Principles of Systems, 1968
Urban Dynamics (UD), 1969
World Dynamics (WD), 1971
(3)仿真可以比较真实地描述系统的运行、演 变及其发展过程。
精选
8
3、系统仿真的作用
(1)仿真的过程也是实验的过程，而且还 是系统地收集和积累信息的过程。尤其是 对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是 提供所需信息的唯一令人满意的方法。
(2)对一些难以建立物理模型和数学模型 的对象系统，可通过仿真模型来顺利地解 决预测、分析和评价等系统问题。
精选
17
1.系统动力学发展历程
(2)系统动力学发展成熟—20世纪70-80年代
这阶段主要的标准性成果是系统动力学世界 模型与美国国家模型的研究成功。这两个模型的研 究成功地解决了困扰经济学界长波问题，因此吸引 了世界范围内学者的关注，促进它在世界范围内的 传播与发展,确立了在社会经济问题研究中的学科 地位。
精选
27
27
系统与反馈： 系统: 一个由相互区别、相互作用的各部分(即单 元或要素)有机地联结在一起，为同一目的完成某 种功能的集合体。
反馈: 系统内同一单元或同一子块其输出与输入 间的关系。对整个系统而言，“反馈”则指系统 输出与来自外部环境的输入的关系。
精选
28
反馈系统：
反馈系统就是包含有反馈环 节与其作用的系统。它要受 系统本身的历史行为的影响， 把历史行为的后果回授给系 统本身，以影响未来的行为。 如库存订货控制系统。
精选
14
1.系统动力学发展历程
J.W.Forrester等教授在系统动力学的主要成果：
1958年发表著名论文《工业动力学——决策的一个重要突 破口》，首次介绍工业动力学的概念与方法。
1961年出版《工业动力学》(Industrial Dynamics)一 书，该书代表了系统动力学的早期成果。
1968年出版《系统原理》(Principles of Systems)一 书，论述了系统动力学的基本原理和方法。
确定回路极性的方法
若反馈回路包含偶数个负的因果链，则其极性 为正；
若反馈回路包含奇数个负的因果链，则其极性 为负。
精选
31
系统流图：表示反馈回路中的各水平变量和各速率变 量相互联系形式及反馈系统中各回路之间互连关系 的图示模型。
水平变量：也被称作状态变量或流量，代表事物 (包括物质和非物质的)的积累。其数值大小是表示 某一系统变量在某一特定时刻的状况。可以说是系 统过去累积的结果，它是流入率与流出率的净差额。 它必须由速率变量的作用才能由某一个数值状态改
1972年Forrester领导MIT小组，在政府与企业的资助下 花费10年的时间完成国家模型的研究，该模型揭示了美 国与西方国家的经济长波的内在机制，成功解释了美国 70年代以来的通货膨胀、失业率和实际利率同时增长的 经济问题。(经济长波通常是指经济发展过程中存在的持 续时间为50年左右的周期波动 )
精选
16
1.系统动力学发展历程
系统动力学的发展过程大致可分为三个阶段：
(1)系统动力学的诞生—20世纪50-60年代
由于SD这种方法早期研究对象是以企业为中 心的工业系统，初名也就叫工业动力学。这阶段主 要是以福雷斯特教授在哈佛商业评论发表的《工业 动力学》作为奠基之作，之后他又讲述了系统动力 学的方法论和原理，系统产生动态行为的基本原理。 后来，以福雷斯特教授对城市的兴衰问题进行深入 的研究，提出了城市模型。
高阶次：系统阶数在四阶或五阶以上者称为高阶次系 统。典 型的社会一经济系统的系统动力学模型阶 数则约在十至数百之间。如美国国家模型的阶数在 两百以上。
多重回路：复杂系统内部相互作用的回路数目一般在 三个或四个以上。诸回路中通常存在一个或一个以 上起主导作用的回路，称为主回路。主回路的性质 主要地决定了系统内部反馈结构的性质及其相应的 系统动态行为的特性，
目前我国SD学者和研究人员在区域和城市规 划、企业管理、产业研究、科技管理、生态环保、 海洋经济等应用研究领域都取得了巨大的成绩。
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Forrester教授与王其藩在其MIT办公室
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2.研究对象 （1）研究对象——社会系统
（2）社会经济系统的突出的特点
①抉择性——具有决策环节（人、信息） ②自律性——具有反馈环节 ③非线性——具有延迟环节
1969年出版《城市动力学》(Urban Dynamics)，研究 波士顿市的各种问题。
1971年进一步把研究对象扩大到世界范围，出版《世界动 力学》(World Dynamics)一书，提出了“世界模型 II”。
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1.系统动力学发展历程
1972年他的学生梅多斯教授等出版了《增长的极限》 (The Limits to Growth)一书，提出了更为细致的 “世界模型III”。这个由罗马俱乐部主持的世界模型的研 究报告已被翻译成34种语言，在世界上发行了600多万 册。两个世界模型在国际上引起强烈的反响。
SD, 1972 50年代末到70年代初，是ＳＤ成长的重要时期。之后
经历了两次严峻的挑战，进入蓬勃发展时期。
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三、 系统动力学的发展及特点
1.系统动力学发展历程
System dynamics was created during the mid-1950s by Professor Jay W.Forrester of the Massachusetts Institute of Technology.
系统工程 第四章 系统仿真及SD方法
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第四章 系统仿真及SD方法
引例 第一节 系统仿真概述 第二节 系统动力学概述 第三节 基本反馈回路的DYNAMO仿真分析 第四节 DYNAMO函数 第五节 Vensim _PLE 仿真软件使用简介
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反馈回路图 1、故事演绎：假如你给老鼠一块曲奇饼
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2、系统仿真的实质 (1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。
尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿 真技术能有效地来处理。
(2)仿真是一种人为的试验手段。它和现实系 统实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环 境，而是作为实际系统映象的系统模型以及相 应的“人造”环境下进行的。这是仿真的主要 功能。
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第一节 系统仿真
一、系统仿真的概念、实质及作用
1.基本概念
所谓系统仿真，就是根据系统分析的目的，在分析系统 各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或 行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型， 据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。
这是近30年来发展起来的一门新兴技术学科。研究对象 通常是社会、经济、军事等复杂系统，一般都不能通过真实 的实验来进行分析、研究。因此，系统模拟仿真技术就成为 十分重要甚至必不可少的工具。