第二章系统工程基础概述PPT课件
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第二章 系统工程基础概述
产品 研究 规划
生产 工程 规划
制造 规划
分配和 仓库储 存规划
已核准 的产品 设想
包装 设计 规划
销售 规划
广告 与推销 规划
广告 实施 规划
产品 的商 品化
市场 调查 规划划
图2-4 按过程描述的新产品规划网络
总经理
总经理助理
人
事
营
销
工
程
生
产
（一）典型定义
• 日本工业标准JIS的定义：“系统工程是为 了更好地达到系统目标，而对系统的构成 要素、组织结构、信息流动和控制机制等 进行分析与设计的技术。”
（一）典型定义
• 系统分析是研究相互影响的因素的组成和 运用情况。 • 综上所述，系统工程是以研究大型复杂的 人造系统和复合系统为对象的一门交叉科 学，它既是一个技术过程又是一个管理过 程。
（三）功能分析的思路
• • • • • • • 1、系统功能的制约因素 （1）外界输入与环境因素的制约 （2）系统结构的制约 2、功能分析的步骤 （1）对系统的输入输出关系进行准确描述； （2）进行输入输出关系的整体评价和分析； （3）对某一特定功能进行流程分析及流程再设计。
客户电话咨询
接线员理 解问题？
二、系统工程发展历程及趋势
• （一）发展简史 • 在第二次世界大战前夕，经济、生产等领域的系 统问题已促使人们努力揭示系统的一般运行规律 和创造组织管理系统的技术。 • 在第二次世界大战期间，系统分析的方法和技术 得到突飞猛进的发展。二次世界大战期间还培养 了一批系统工程人才，促进了系统工程学科的形 成与发展。 • 第二次世界大战结束，各种社会经济系统和工程 管理系统的规模日益扩大和复杂化，导致一些新 的问题的出现，人们又一次寻求通过科学的系统 方法作为解决复杂经济社会系统问题的技术 。
系统工程理论基础课件
•2024/5/3
•系统工程理论基础
•13
信息论
信息论的产生与发展
于20世纪40年代末产生，其主要创立者是美国的数学 家申农和维纳。
狭义信息论：即申农信息论。主要研究消息的信息量、 信道（传输消息的通道）容量以及消息的编码问题。
一般信息论：主要研究通信问题，但还包括噪声理论、 信号滤波与预测、调制、信息处理等问题。
•系统工程理论基础
•20
信息熵与物理学中熵在计算公式上仅差一个负号。熵是系 统紊乱程度的表征，而信息是表示系统不定性的减少。
一个系统所获信息量越大，系统就越有序，熵就越小。反 之，所获信息量越小，系统就越无序，熵就越大。
“信息量是一个可以看作几率量的对数之负数，它实质上 就是负熵。”
“熵的获得永远意味着信息的丢失，而不是别的。”
•2024/5/3
•系统工程理论基础
•6
①一切有生命、无生命系统都是信息系统。无论是 机器还是生物，都存在着对信息进行接收、存取 和加工的过程。
②一切有生命、无生命系统都是控制系统。一个系 统一定有它的特定输出功能，必须有相应的一套 控制机制。
控制论的发展经历了三个时期. 从20世纪40年代 末到50年代是第一个时期，即经典控制理论时期。 控制论发展的第二个时期为20世纪60年代，即现 代控制理论时期。20世纪70年代以后是第三个时 期，即大系统控制理论时期。
内容。消息是信息的“外壳”，信息是消息的“内核”。 从实用角度看，信息是指能为人们所认识和利用的，但事
先又不知道的消息、情况等。 维纳则认为：信息不是物质也不是能量，在信息与物质、
能量之间划了一条界限；信息是系统的组织性的量度。
•2024/5/3
•系统工程理论基础
化工系统工程课件-第二章-概述
此外，化工系统工程还可以应用于环 保工程、资源利用、新能源等领域， 为解决全球性的能源危机和环境问题 提供技术支持和解决方案。
在这些领域中，化工系统工程的应用 可以实现生产过程的优化和控制，提 高生产效率和产品质量，降低能耗和 物耗，减少环境污染。
02
化工系统工程的组成与特点
组成
化工工艺流程
包括原料的预处理、化学反应 及产物分离等环节，是化工生
优化方法
线性规划
通过线性不等式约束和目标函数，寻找满足约束条件的解，使目标函 数达到最优值。
非线性规划
处理非线性约束和目标函数的优化问题，通过迭代算法寻找最优解。
动态规划
将复杂问题分解为多个子问题，按照时间或空间的顺序逐个求解子问 题，以获得原问题的最优解。
遗传算法
模拟生物进化过程的优化算法，通过随机搜索和遗传变异寻找最优解。
05
化工系统工程在工业生产中 的应用案例
应用场景
01
石油化工
化工系统工程在石油化工领域的应用主要涉及油品加工、化学反应过程
控制、分离过程优化等方面。通过系统性的规划和设计，可以提高石油
化工过程的效率和安全性。
02
制药工业
在制药工业中，化工系统工程的应用涵盖了药物合成、分离纯化、质量
控制等多个环节。通过优化制药生产流程，可以提高药物的生产效率和
它能够实现整个化工生产过程的自动化和智能化，提高生产过程的可控性和稳定性， 减少人工干预和操作失误，保障生产安全。
化工系统工程的应用还能够提升企业的竞争力和经济效益，降低生产成本，缩短产 品上市时间，提高产品质量和收率。
应用领域
化工系统工程的应用领域非常广泛， 包括石油化工、煤化工、天然气化工、 制药、农药、染料、化学纤维等领域。
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.
第2章 系统工程基本理论
2020/2/23
北京物资学院信息学院
15
2.2 系统论基础
2.2.2 系统的环境、行为和功能 3. 系统的功能
功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现 出来的性质、能力和功效。功能是刻画系统行为，特别是系 统与环境关系的重要概念。
结构是功能的基础，功能依赖于结构；结构决定功能， 功能对结构具有一定的反作用。
2020/2/23
北京物资学院信息学院
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2.2 系统论基础
2.2.4 系统论的方法
2. 定性描述与定量描述相结合
对任何事物都可以从定性与定量两个方面加以描述。
定性特性多数情况下表现了事物的本质属性，是定量描述 的基础；在定性描述的同时，我们也必须借助于定量描述， 给出定性描述的具体特性，使定性描述更加客观和精确。定 性描述与定量描述相互结合，正是系统论研究问题的基本方 法之一。
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2.2 系统论基础
2.2.4 系统论的方法
1. 还原论与整体论相结合
整体论强调的是整体地把握对象，还原论则主张把整体 分解为部分来研究。
系统论正是通过综合整体论的思想、改进还原论的局限 性而发展起来的。它在了解事物各部分精细结构的基础之上 ，再从整体上来认识和处理问题。这样，一方面克服了还原 论零碎地认识事物的片面性，另一方面也更正了古代整体论 的直观性和笼统性，真正地达到了科学地把握全局。
第二次世界大战在客观上大大促进了科学的进步、技术 的发展，特别是与作战有关的科学技术。
2. 理论渊源
（1）数学和物理学为控制论的产生提供了数量计算和演 化机制分析的基础。
（2）生命科学为控制论的产生提供了可供类比的对象。 （3）计算机科学和逻辑学的发展与控制论的产生和发展 互为因果、相互促进。
系统工程概论（PPT31页）
9. 工程決策程序
10. 產品從研發到完成，系統工程人員不斷的在做 工程決策。重大的決策，影響時程、功能及成本甚 鉅，為使決策允當，應建立重大決策系統化程序， 以防匆忙疏失。
11. 型態管理
12. 產品系(pǐn xì)統從研發開始，即應開始型態管
理，任何需求變更必須經正式程序，確保需求者與
研發者保持即時(Real Time)的溝通。
XX年度
• 確立系統/分系統基本型 態規格
• 研發策略評估
• 採用有效方案消除不 確定之相關問題
• 確定更精確預算需求
• 修訂研發測試總計劃
• 驗證確定關鍵風險項目
• 平行研發項目擇優定案
• 提報全型開發工作計劃
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全型開發工作(gōngzuò)內容
第二(dìèr)階段里
程碑
階段資料輸入：
時程 工作項目
8. 設計評估
9. 管理單位按既定目標時程及工作計劃，訂定評估及 檢討工作。對每一關鍵系統、產品組件，階段設計完 成或重要研發程序完成，建立評估制度。
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第十七页，共31页。
7. 介面整合
8. 大型系統之介面問題，從研發開始即不斷發生， 直到研發完成，計劃管理人員及系統工程人員，不 斷的處理介面問題。因此訂定必要的程序、規範， 可有效降低衝突，提高工作效率。
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第十八页，共31页。
10. 組織與產品責任分工(fēn gōng)
11. 產品架構與單位組織間之明確定義，是確保成功 之關鍵。不當的組織分工(fēn gōng)，造成產品開發 之權責不明，介面混淆不清，造成成本及效率問題。
12. 人員及訓練
13. 大型系統的研發，人力龐大，將需求各式的專業 或專長訓練。早期的需求認定，及早培育，或引進專 家，或舉辦在職訓練，將可縮短研發時間。
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。”
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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。
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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。
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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。
《系统工程第二章》PPT课件
As systems engineers, we are primarily concerned with the functional and physical architectures that lead to implementation architectures and the resulting detailed design of systems of all types.
Design and development is very important, even though the acquisition or production process also depends upon success in the definition and deployment （部署） phases of the life cycle.
A successful design and development must be broadly responsive to client needs and requirements.
上午10时12分
2007 SYSTEMS ENGINEERING
4
2.1 INTRODUCTION
Good systems engineering practice （实践） requires that the systems engineer be responsive to each of these four ingredients for quality design and development efforts.
The final ingredient requires a set of needs and requirements of the client for the desired product, process, or system. This information requirement serves as the input to the systems engineering process that leads to design.
Design and development is very important, even though the acquisition or production process also depends upon success in the definition and deployment （部署） phases of the life cycle.
A successful design and development must be broadly responsive to client needs and requirements.
上午10时12分
2007 SYSTEMS ENGINEERING
4
2.1 INTRODUCTION
Good systems engineering practice （实践） requires that the systems engineer be responsive to each of these four ingredients for quality design and development efforts.
The final ingredient requires a set of needs and requirements of the client for the desired product, process, or system. This information requirement serves as the input to the systems engineering process that leads to design.
《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
系统工程PPT课件
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
一、概述
1969年美国贝尔电话公司工程师 霍尔（A·D·Hall）提出了系统工程 三维结构，简称为霍尔模型。
基本思想：任何复杂问题都可以 归结为工程问题来研究，它强调 明确目标，其核心思想是优化， 应用定量的手段求得最优解。
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论 “调查学习”法
一、概述
切克兰德1981年提出“调查学 习”模式。
基本思想：方法的核心不是寻求 “最优化”，而是“调查、比较” 或者说是“学习”，从模型和现状 比较中，研究改善现存系统的途径。
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
统的现状。
4. 改善概念模型 进一步用更合适的模型或方法改
进上述概念模型。
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2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
二、方法步骤
5. 比较 将概念模型与现状进行比较，找
出符合决策者意图，而且可行的改革 途径或方案。
6. 实施 实施提出的改革方案。
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2.3 切克兰德的
二、霍尔模型
模型将系统的整个管理过程分为 六个阶段（时间维）和七个步骤 （逻辑维），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（知识维）。
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知识维
ABCD E F G
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第二章 方法论
环境科学 社会科学 工程技术 计算机科学 管理科学 经济 法律
系统工程系统工程概述ppt课件
史书记载 “一举而三役济”，并且“省费以亿万计”
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2.系统的概念
系统----由两个以上相互联系、相互作用的要素所组成的具有 特定结构、功能和环境的整体。
包且 功能是系统中任何一个 要素所都不具备的
要素之间存在着
相互联系（作用）----结构
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1 系统工程的定义
钱学森
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，是一种对所有 系统都具有普遍意义的科学方法。总之，系统 工程是一门组织管理的技术。
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系统工程是一门交叉学科
建立在运筹学、系统理论和现代管理学等 学科的基础上----思想来源；
提供跨学科的程序性技术； 提供跨学科的方法性技术。
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。
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
.
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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
第二章 系统工程基础概述
第二章 系统工程基础概述
第一节 系统工程及其发展历程 第二节 系统工程的基础理论 第三节 系统工程研究方法 第四节 物流系统工程的基本方法及技术
第一节 系统工程及其发展历程
一、系统工程的概念
“系统工程”这个词来源于英文“System
Engineering”。
系统工程属于技术类，是一门新兴横向交叉学
二、系统结构分析
（一）系统要素的描述 （二）要素之间的关联及描述
要素之间的关联是指要素之间的相互联系或作 用，按照不同的分类标准可划分出不同的关联类 型。 （1）确定性关联
（2）不确定性关联
（3）确定性与随机性关联的混合
对要素之间关联的描述，本质上就是建立模型。
（三）系统结构矩阵
用符号Cij表示要素Si与Sj的这种联结状态，称为 联结系数。 输入＝联结系数*输出 系统诸要素在之间的关联方式可分为串联、并联 和反馈联结。
20 世纪 70 年代，系统工程得到了迅速的普及和发展，
引起世界各国普遍重视。
我国系统工程的开展情况
1956年，中科院力学所建立了运筹学研究组。 1960年，成立了运筹学研究室。 60年代初，华罗庚教授推广“统筹学”、“优
ห้องสมุดไป่ตู้
选法”；钱学森教授在军事系统中积极尝试系 统工程应用。
20世纪80年代，系统工程发展迅速，并取得了
我国的定义：系统工程就是用科学的方 法组织管理系统的规划、研究、设计、制造、 试验和使用，规划和组织人力、物力、财力， 通过最优途径的选择，使工作在一定期限内 收到最合理、最经济、最有效的成果。该定 义有三层含义：
组织和管理的技术 解决工程活动全过程的技术
这种技术具有普遍性
第一节 系统工程及其发展历程 第二节 系统工程的基础理论 第三节 系统工程研究方法 第四节 物流系统工程的基本方法及技术
第一节 系统工程及其发展历程
一、系统工程的概念
“系统工程”这个词来源于英文“System
Engineering”。
系统工程属于技术类，是一门新兴横向交叉学
二、系统结构分析
（一）系统要素的描述 （二）要素之间的关联及描述
要素之间的关联是指要素之间的相互联系或作 用，按照不同的分类标准可划分出不同的关联类 型。 （1）确定性关联
（2）不确定性关联
（3）确定性与随机性关联的混合
对要素之间关联的描述，本质上就是建立模型。
（三）系统结构矩阵
用符号Cij表示要素Si与Sj的这种联结状态，称为 联结系数。 输入＝联结系数*输出 系统诸要素在之间的关联方式可分为串联、并联 和反馈联结。
20 世纪 70 年代，系统工程得到了迅速的普及和发展，
引起世界各国普遍重视。
我国系统工程的开展情况
1956年，中科院力学所建立了运筹学研究组。 1960年，成立了运筹学研究室。 60年代初，华罗庚教授推广“统筹学”、“优
ห้องสมุดไป่ตู้
选法”；钱学森教授在军事系统中积极尝试系 统工程应用。
20世纪80年代，系统工程发展迅速，并取得了
我国的定义：系统工程就是用科学的方 法组织管理系统的规划、研究、设计、制造、 试验和使用，规划和组织人力、物力、财力， 通过最优途径的选择，使工作在一定期限内 收到最合理、最经济、最有效的成果。该定 义有三层含义：
组织和管理的技术 解决工程活动全过程的技术
这种技术具有普遍性
《系统工程理论》课件
详细描述
随着大数据技术的快速发展，系统工程领域 也开始探索如何利用大数据技术进行系统建 模、分析和优化。这包括利用大数据技术进 行系统性能评估、预测和决策支持等方面。
复杂系统的研究
总结词
复杂系统是当前研究的热点之一，需 要研究如何对复杂系统进行建模、分 析和控制。
详细描述
复杂系统是由大量相互作用的元素组 成的系统，其行为往往难以预测和控 制。因此，需要研究如何对复杂系统 进行建模、分析和控制，以实现系统 的优化和改进。
《系统工程理论》 ppt课件
目录
• 系统工程理论概述 • 系统工程的基本原理 • 系统工程的方法论 • 系统工程的应用实践 • 系统工程的前沿研究
01 系统工程理论概述
系统工程的定义与特点
总结词
系统化、综合化、模型化
详细描述
系统工程是一门跨学科的综合性科学，它采用系统化的方法，综合各个领域的 理论知识和技术手段，通过建立模型来描述系统的结构和功能，以达到系统的 最优化。
系统开放性原理
• 总结词：系统开放性原理强调系统与外部环境之间的相互联系和相互作用，系 统通过与外部环境的交换获得所需资源并释放废弃物。
• 详细描述：系统开放性原理认为任何系统都不是孤立的，而是与外部环境相互 依存、相互作用的。系统需要不断地与外部环境进行物质、能量和信息的交换 ，以维持其正常的功能和运行。同时，系统也需要适应外部环境的变化，不断 调整自身的结构和行为。
系统层次性原理
• 总结词：系统层次性原理揭示了系统的层次结构，不同层次具有不同的功能和 特征，层次之间存在着控制和协作的关系。
• 详细描述：系统层次性原理认为任何系统都可以划分为不同的层次，每个层次 都有其特定的功能和特征。在层次结构中，上层对下层进行控制和协调，而下 层则向上层提供服务和支持。这种层次结构使得系统具有更好的稳定性和可控 性。
相关主题
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Ex1：
现代生态农业
•当今的生态农业中,如水稻种植产生的稻秆用于饲养奶牛、 肉牛；牛粪用来制沼气；沼气渣用来养鱼；鱼塘的塘泥再 用作植物肥料。
•又如，种植业生产的大豆制作成豆制品，沼气用于制作 豆制品的燃料，豆渣用于养猪、养牛等，牛粪、猪粪再用 于制沼气，沼气渣又用于肥田。
•
15
16
二、系统工程的发 展历程及趋势
第 二
• 系统工程及其发展历程
章
系
• 系统工程的基础理论
统
工 程
• 系统工程研究方法
基
础
• 物流系统工程的基本方
概
法及技术
述
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
第 二
• 系统工程及其发展历程
18
20世纪中总体发展情况
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 系统工程发展到复杂系统工程，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。
➢ 系统工程(Systems Engineering)是系统科学 的一个分支，实际是系统科学的实际应用。
➢ 系统工程是以大型复杂系统为研究对象，应用 定量分析和定性分析相结合的方法以及计算机等 技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息 交换、反馈控制等功能进行分析、设计、制造和 服务，从而实现系统整体目标的最优化。它既是 一个技术过程又是一个管理过程。
17
系统工程溯源
• 19世纪下半叶起，人们开始考虑生产系统中的 协调与综合，关注关于系统的技术；
• 二战期间，英国成立了一个跨学科的O．R． (0perational Research)小组，导致了一种新的 研究、分析系统问题的技术慢慢诞生；
• 战争结束后，各种社会经济系统和工程管理系统 的规模日益扩大和复杂化，导致一些新的问题的 出现，人们又一次寻求通过科学的系统方法作为 解决复杂经济社会系统问题的技术 。
• 产品的开发，需要通过对使用者的调查， 来明确问题所在。
• 概念对行动的指向是直接的，有了概念就 有行动。
29
2.
确定目标
• 在问题搞清后，应该选择具体的评价系统 功能的指标(目标)，以利于衡量所有供选择 的系统方案。
30
＆ 指标设计指确定具体的目标。 ＆ 目标对行动具有导向意义。 ＆ 目标是在一系列特殊的信息分析与处理中形成。 ＆ 需要建立目标评价体系。
31
Ex3：
二战时的英国
• 商船 高射炮
章
系
• 系统工程的基础理论
统
工 程
• 系统工程研究方法
基
础
• 物流系统工程的基本方
概
法及技术
述
3
系统工程的概念
4
（一）典型定义
5
系统工程
• 中国著名科学家钱学森教授给出的定义： “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，是一种对所有系统都具有普遍意义 的科学方法。”“系统工程是一门组织 管理的技术。”
19
阿波罗登月计划
• 20世纪60年代 美国 • 投资300亿美元 • 42万多人 • 2万多厂家 • 历时11年
20
• 阿波罗飞船和土星—5型运载火箭有700多万个 零部件
• 在总系统下面，有众多的子系统，如飞船系统， 火箭推进系统、燃料系统，飞行制导系统，轨道 控制系统，通讯系统和测试系统等等
• 每个子系统下面又包含相当多的小系统
• 子系统或小系统间相互联系、相互作用
21
航天英雄---杨立伟
• 航天事业----庞大的系 统工程
• 需要几代人、多少年 的努力
• 千千万万的幕后英雄
22
发展趋势
系统工程作为一门交叉学科，日益向多种学 科渗透和交叉发展。
系统工程作为一门软科学，日益受到人们的 重视。
9
丁渭修复皇宫
•宫殿大火后，北宋大臣丁渭负责修复皇宫的工程。在工 程实施阶段，他构思了一整套施工方案：首先是挖沟，把 施工工地与一自然河道联通，构成一条暂时的人工运河， 而挖出的泥土烧制成砖，用作工程所需的建材，人工运河 用以运输所需的其他建材，最后用工程的建筑废料填去人 工运河。
10
11
系统工程
25
逻辑维
明确问题
确定目标
系统方案综合 系统分析
系统评价 决策
方案实施 26
1.
明确问题
• 通过系统调查尽量全面地收集和提供有关 要解决的问题的历史、现状及发展趋势的 资料和数据，主要是研究系统的环境对系 统的要求。
27
Ex2： 电熨斗，，，，
28
新产品开发
• 在新产品开发活动中，“明确问题阶段” 也称之为概念探索阶段。
12
（二）系统工程与其他工程的区别
• 任何一种物质系统都能成为系统工程它的 研究对象，而且还不只限于物质系统，还 可以包括自然系统、社会经济系统、经营 管理系统、军事指挥系统等等。
13
系统工程通常包括
①社会系统工程; ②宏观经济系统工程； ③区域规划系统工程； ④环境生态系统工程； ⑤交通运输系统工程； ⑥农业系统工程 ⑦军事系统工程 ⑧工业及企业系统工程 。
6
系统工程
• 美国著名学者H．切斯纳(H．Chestnut)认 为：“虽然每个系统都是由许多不同的特殊 功能部分所组成，而这些功能部分之间又存 在着相互关系，但是每一个系统都是完整的 整体，每一个系统都要求有一个或若干个目 标。
• 系统工程就是按照各个目标进行权衡，全面
求得最优解(或满意解)的方法，并使各组成
系统工程的应用领域日益广泛，推动了系统 工程理论和方法不断深化发展。
23
三维结构方法论
系统工程三维结构由美国贝尔研究所工程 师系统工程学者霍尔(A．D．Hall)在1969 年提出的。
24
霍
知 识
尔
维
系
统
工
程
三
维
结
构
社会科学 工程技术 法律 医学
逻辑维
规划阶段 方案阶段 开发阶段 安装阶段 运行阶段 更新阶段
部分能够最大限度地互相适应。”
7
系统工程
• 日本工业标准JIS的定义：“系统工程 是为了更好地达到系统目标，而对系 统的构成要素、组织结构、信息流动 和控制机制等进行分析与设计的技术 。”
8
系统工程
➢ 系统工程(Systems Engineering)是系统科学 的一个分支，实际是系统科学的实际应用。
Ex1：
现代生态农业
•当今的生态农业中,如水稻种植产生的稻秆用于饲养奶牛、 肉牛；牛粪用来制沼气；沼气渣用来养鱼；鱼塘的塘泥再 用作植物肥料。
•又如，种植业生产的大豆制作成豆制品，沼气用于制作 豆制品的燃料，豆渣用于养猪、养牛等，牛粪、猪粪再用 于制沼气，沼气渣又用于肥田。
•
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二、系统工程的发 展历程及趋势
第 二
• 系统工程及其发展历程
章
系
• 系统工程的基础理论
统
工 程
• 系统工程研究方法
基
础
• 物流系统工程的基本方
概
法及技术
述
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
第 二
• 系统工程及其发展历程
18
20世纪中总体发展情况
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 系统工程发展到复杂系统工程，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。
➢ 系统工程(Systems Engineering)是系统科学 的一个分支，实际是系统科学的实际应用。
➢ 系统工程是以大型复杂系统为研究对象，应用 定量分析和定性分析相结合的方法以及计算机等 技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息 交换、反馈控制等功能进行分析、设计、制造和 服务，从而实现系统整体目标的最优化。它既是 一个技术过程又是一个管理过程。
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系统工程溯源
• 19世纪下半叶起，人们开始考虑生产系统中的 协调与综合，关注关于系统的技术；
• 二战期间，英国成立了一个跨学科的O．R． (0perational Research)小组，导致了一种新的 研究、分析系统问题的技术慢慢诞生；
• 战争结束后，各种社会经济系统和工程管理系统 的规模日益扩大和复杂化，导致一些新的问题的 出现，人们又一次寻求通过科学的系统方法作为 解决复杂经济社会系统问题的技术 。
• 产品的开发，需要通过对使用者的调查， 来明确问题所在。
• 概念对行动的指向是直接的，有了概念就 有行动。
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2.
确定目标
• 在问题搞清后，应该选择具体的评价系统 功能的指标(目标)，以利于衡量所有供选择 的系统方案。
30
＆ 指标设计指确定具体的目标。 ＆ 目标对行动具有导向意义。 ＆ 目标是在一系列特殊的信息分析与处理中形成。 ＆ 需要建立目标评价体系。
31
Ex3：
二战时的英国
• 商船 高射炮
章
系
• 系统工程的基础理论
统
工 程
• 系统工程研究方法
基
础
• 物流系统工程的基本方
概
法及技术
述
3
系统工程的概念
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（一）典型定义
5
系统工程
• 中国著名科学家钱学森教授给出的定义： “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，是一种对所有系统都具有普遍意义 的科学方法。”“系统工程是一门组织 管理的技术。”
19
阿波罗登月计划
• 20世纪60年代 美国 • 投资300亿美元 • 42万多人 • 2万多厂家 • 历时11年
20
• 阿波罗飞船和土星—5型运载火箭有700多万个 零部件
• 在总系统下面，有众多的子系统，如飞船系统， 火箭推进系统、燃料系统，飞行制导系统，轨道 控制系统，通讯系统和测试系统等等
• 每个子系统下面又包含相当多的小系统
• 子系统或小系统间相互联系、相互作用
21
航天英雄---杨立伟
• 航天事业----庞大的系 统工程
• 需要几代人、多少年 的努力
• 千千万万的幕后英雄
22
发展趋势
系统工程作为一门交叉学科，日益向多种学 科渗透和交叉发展。
系统工程作为一门软科学，日益受到人们的 重视。
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丁渭修复皇宫
•宫殿大火后，北宋大臣丁渭负责修复皇宫的工程。在工 程实施阶段，他构思了一整套施工方案：首先是挖沟，把 施工工地与一自然河道联通，构成一条暂时的人工运河， 而挖出的泥土烧制成砖，用作工程所需的建材，人工运河 用以运输所需的其他建材，最后用工程的建筑废料填去人 工运河。
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系统工程
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逻辑维
明确问题
确定目标
系统方案综合 系统分析
系统评价 决策
方案实施 26
1.
明确问题
• 通过系统调查尽量全面地收集和提供有关 要解决的问题的历史、现状及发展趋势的 资料和数据，主要是研究系统的环境对系 统的要求。
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Ex2： 电熨斗，，，，
28
新产品开发
• 在新产品开发活动中，“明确问题阶段” 也称之为概念探索阶段。
12
（二）系统工程与其他工程的区别
• 任何一种物质系统都能成为系统工程它的 研究对象，而且还不只限于物质系统，还 可以包括自然系统、社会经济系统、经营 管理系统、军事指挥系统等等。
13
系统工程通常包括
①社会系统工程; ②宏观经济系统工程； ③区域规划系统工程； ④环境生态系统工程； ⑤交通运输系统工程； ⑥农业系统工程 ⑦军事系统工程 ⑧工业及企业系统工程 。
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系统工程
• 美国著名学者H．切斯纳(H．Chestnut)认 为：“虽然每个系统都是由许多不同的特殊 功能部分所组成，而这些功能部分之间又存 在着相互关系，但是每一个系统都是完整的 整体，每一个系统都要求有一个或若干个目 标。
• 系统工程就是按照各个目标进行权衡，全面
求得最优解(或满意解)的方法，并使各组成
系统工程的应用领域日益广泛，推动了系统 工程理论和方法不断深化发展。
23
三维结构方法论
系统工程三维结构由美国贝尔研究所工程 师系统工程学者霍尔(A．D．Hall)在1969 年提出的。
24
霍
知 识
尔
维
系
统
工
程
三
维
结
构
社会科学 工程技术 法律 医学
逻辑维
规划阶段 方案阶段 开发阶段 安装阶段 运行阶段 更新阶段
部分能够最大限度地互相适应。”
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系统工程
• 日本工业标准JIS的定义：“系统工程 是为了更好地达到系统目标，而对系 统的构成要素、组织结构、信息流动 和控制机制等进行分析与设计的技术 。”
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系统工程
➢ 系统工程(Systems Engineering)是系统科学 的一个分支，实际是系统科学的实际应用。