系统工程知识点

概述

1、钱学森对系统的定义

系统是由两个以上相互联系的要素组成，且具有特定功能、结构和环境的整体。

2、系统的一般属性

整体性、相关性和环境适应性。

3、系统的分类

自然系统和人造系统；实体系统和概念系统；

封闭系统和开放系统；静态系统和动态系统；

4、SE的定义、理论基础

系统工程：是用来开发、运行、革新一个大规模复杂系统所需思想、程序、方法的总称。

理论基础：一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学、自组织理论。

5、SE的研究对象

组织化的大规模复杂系统。

6、三个阶段系统思想的演变及其特点

“只见森林”阶段（古代朴素的系统思想）

“只见树木”阶段（近代西方的系统思想）

“先见森林，后见树木”阶段（现代科学的系统思想）。

7、系统工程与其他工程的区别

（1）研究对象方面：其他工程的研究对象为特定领域的工程物质对象；系统工程研究对象不仅限于物质，还包括自然现象、生态、人类、企业和社会、管理方法等。

（2）方法论方面：系统工程既要应用数学、物理等自然科学，又要应用其他的工程技术以及社会学、经济学等各种学科。

SE理论与方法论

1、老三论与新三论

老三论（形成于20世纪四十年代）：一般系统论、控制论和信息论。

新三论（形成于20世纪七十年代）：耗散结构理论、协同学和突变论。

2、香农对信息的定义

不确定性的减少

3、信息与消息的区别

消息是信息的携带者，但并非每条消息都带有信息，或带有同等信息量的信息。

4、方法论与方法

方法是完成一个既定目标的具体技术与工具；

方法论即关于方法的理论，是进行探索的一般途径，它高于方法，是对方法使用的指导。

5、霍尔三维结构的逻辑维

摆明问题，系统设计，系统综合，模型化，最优化，决策，实施计划。

6、霍尔三维结构与切克兰德方法的比较（相同点与不同点）

相同点：问题导向，注重程序及阶段。

不同点：研究对象或应用领域、基本方法、核心内容或关键点、反馈机制。

（霍尔三维结构和切克兰德方法论均为系统工程方法论，均已问题为起点，具有相应的逻辑过程。在此基础上，两种方法论主要存在以下不同点：

（1）霍尔方法论主要以工程系统为研究对象，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营管理等“软”系统问题的研究。

（2）前者的核心内容是优化分析，而后者的核心内容是比较学习。

（3）前者更多关注定量分析方法，而后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。）

系统分析

1、系统的问题分析（*）

系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。

2、SA要素

①问题②目的及目标③方案④模型⑤评价⑥决策

3、系统分析框架图书P18

认识问题探寻目标综合方案模型化优化或仿真分析系统评价决策

4、问题信息搜集的四方面

问题的确认，发生地点，发生时间，问题的广度。

5、问题的原因分析方法

横向分析（找出可能的原因）纵向分析（对可能的原因进行检验）逆向论证（证实真正的原因）

系统模型

1、模型的分类（见教材）P36

2、源点、汇点、起始集、终止集

源点：有一列（如第j列）元素全为0，则Sj属于源点，

汇点：有一行（如第i行）元素全为0，则Si属于汇点，

起始集B（S）：系统要素集合S的起始集是在S中只影响其他要素而不受其他要素影响的要素所构成的集合，记为B（S）。

终止集E（S）：系统要素集合S的终止集是在S中只被其他要素影响而不影响其他要素的要素所构成的集合，记为E（S）

3、系统结构的几种矩阵表达及其内涵

邻接矩阵(A)表示系统内所有的基本二元关系（直接联系）的方阵。

可达矩阵(M)表示系统内所有二元关系的方阵。

缩减矩阵(M')在邻接矩阵和可达矩阵的基础上，对具有强连接关系的要素，保留其中的某个代表要素，删除掉其余要素及其在M中的行和列，得到的矩阵称为缩减矩阵M' 骨架矩阵(A')对于给定系统，A的可达矩阵M是惟一的。但实现某一可达矩阵M的邻接矩阵A可以具有多个。我们把实现某一可达矩阵M、具有最小二元关系个数（“1”元素最少）的邻接矩阵叫做M的最小实现二元关系矩阵，或称之为骨架矩阵，记作A'

4、各种矩阵计算（ch4-1系统结构的矩阵表达与计算.ppt）

5、建立ISM实用化方法（ch4-3 ISM实用化方法.ppt）

建立可达矩阵及缩减矩阵；对缩减矩阵进行层次化处理；绘制多级递阶有向图

6、ISM含义？全称？

全称：解释结构模型

含义：应用有向连接图描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型。

系统评价

1、评价几要素

What：评价对象；Who：评价主体；Why：评价目的；

When：评价时期；Where：评价地点；How：评价方法。

2、关联矩阵法：两两比较法与古林法的特点

关联矩阵法：？？？

逐对比较法：？？？

古林法特点：1、相对主观2、体现了逐项对比的相对重要程度；3、各指标下每个方案的价值评定分数直接由原始数据计算。4、不单是可以算权重，还可以算价值量

3、两两比较法与古林法的计算（ch5-1关联矩阵.ppt）

4、层次分析法权重的计算，方根法，一致性检验标准（ch5-2层次分析.ppt）

5、常见的多级递阶结构类型

完全相关结构；完全独立结构；混合结构

6、模糊综合评判法-隶属度、综合隶属度的计算（ch5-3模糊评价.ppt）

7、本课程的几种系统评价方法及其特点？？？

决策分析

1、一般决策问题的条件

存在明确的目标;存在确定的自然状态;存在可供选择的两个及以上的行动方案;自然状态不确定，但已知自然状态的概率;自然状态不确定，且出现的概率不可知;不同方案在确定状态下的损益值可以计算

2、决策问题的分类

确定型决策；风险型决策；不确定型决策（对自然）；对抗型决策（对人）；多目标决策3、风险型决策的条件

条件：存在明确的目标；自然状态不确定，但已知自然状态的概率；存在可供选择的两个及以上的行动方案；不同方案在确定状态下的损益值可以计算

4、不确定型决策的几种准则及计算（ch6-2不确定型决策.ppt）

5、风险型决策的决策树方法（ch6-3 风险型决策.ppt）