系统工程基础知识

第一章系统工程概述

第一节系统工程的产生，发展及应用

1、科学系统思想的形成：古代朴素的系统思想用自发的系统概念考察自然现象，其理论是

想象的，有时是凭灵感产生出来。这种普遍的联系和整体性的思想，就是科学系统思想的实质。

2、系统理论的形成与发展：从系统思想发展到系统论，控制论、信息论等系统理论。

a)系统论（一般系统论）是研究系统的模式、原则和规律，并对其功能进行数学描述

的理论。代表人物为奥地利理论生物学家贝塔朗菲。

b)控制论是研究各类系统的控制和调节的一般规律的综合性理论，信息与控制等是其

核心，他是继承一般系统论之后，有数学家维纳在20实际40年代创立的。

c)信息论是研究信息的提取、变换、存储与流通等特点和规律的理论。20世纪60

年代中国科学家学森对系统理论和系统科学的发展有独到的贡献。

第二节系统工程的研究对象

1、系统的概念及特点：系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统。系统作为系统原

理论、系统工程和整个系统科学的基本研究对象。

2、系统的定义：系统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。

3、系统的四要素包括：简称要、环、结、功

a)系统及其要素

b)系统和环境

c)系统的结构

d)系统的功能

4、系统的一般属性简称：整、关、环、目、层

a)整体性：是系统最基本、最核心的特性、是系统性最集中的体现。

b)关联性：构成系统的要素是相互联系、相互作用，所有要素均隶属于系统整体，并

具有互动关系，

c)环境适应性：环境的变化必然会引起系统功能及结构的变化，系统必须首先适应环

境的变化，并在基础上使环境得到持续改善。除了三个基本的属性之外，系统还具

有目的性、层次性等特征。

5、大规模复杂系统的特点：表现在

a)系统的功能和属性多样，

b)系统通常由多维且不同性质的要素所构成

c)一般为人—机系统，而人及其组织或群体表现出固有的复杂性

d)由要素间相互作用关系所形成的系统结构日益复杂化和动态化。

6、系统的类型简称：自然和人造、实体和概念、动态和静态、封闭和开发

a)自然系统和人造系统：自然系统是由自然物所自然形成的系统，人造系统是根据特

定目标，通过人的主观努力所建成的系统。

b)实体系统和概念系统：实体系统由矿物、生物、机械和人群等实体为基本要素所组

成的系统。概念系统：是由概念、原理、原则、法、制度、程序等概念性的非物质

要素所构成的系统。实体系统是概念系统的物质基础，概念系统往往是实体系统中

枢神经，指导实体系统的行动或为之服务。

c)动态系统和静态系统：动态系统是系统的状态随时间而变化的系统，静态系统则是

表征系统运行规律的模型中不含有时间因素

d)封闭系统和开放系统：封闭系统是指该系统与环境之间没有物质、能量和信息的交

换，因而呈一种封闭状态的系统。开发系统是指系统与环境之间具有物质、能量与

信息的交换的系统。开发系统一般具有自适应和自调节的功能，系统工程研究有特

定的输入、输出的相对孤立系统。

7、系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、

法论、法与技术的总称。

8、系统工程的法的特点：系统工程既具有广泛而厚实的理论和法论基础，又具有明显的适

用性特征。

9、在运用系统工程法来分析与解决实现复杂系统问题时，简称：确定观点、平衡协调、法

和技术、导向和控制

a)需要确立系统的观点（系统工程工作的前提）

b)总体最优及平衡协调的观点（系统工程的目的）

c)综合运用法与技术的观点（系统工程解决问题的手段）

d)问题导向和反馈控制的观点（系统工程解决问题的保障）

10、系统工程的特性有：

a)系统工程一般采用先决整体框架，

b)系统工程试图通过将构成事物的要素加以适当配置来提高整体功能，其核心思想是

综合即创造

c)系统工程属于软科学：

i.人和信息的作用、

ii.多次反馈和反复协商、

iii.科学性与艺术性的二重性及其有机结合

11、系统工程法具有比较明显的特点及相应的要求：

a)科学性与艺术性兼容、

b)多领域、多学科的理论、法与技术的集成，

c)定性分析与定量分析有机结合

d)需要各有关面的协作。

12、系统工程的应用领域：

a)社会系统工程

b)经济系统工程

c)区域规划系统工程

d)环境生态系统工程

e)能源系统工程

f)水资源系统工程

g)交通运输系统工程

h)农业系统工程

i)企业系统工程

j)工程项目管理系统工程

k)科技管理系统工程

l)教育系统工程

m)军事系统工程

n)信息系统工程

o)物流系统工程

第二章系统工程法论

第一节系统工程的基本工作过程

1、霍尔三维结构：是有美国学者霍尔等人在大量工程实践的基础上提出来的于1969年。

集中体现了系统工程法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化特点，是系统工程法论的重要基础容。

2、时间维：表示系统工程的工作阶段或进程，从规划到更新的整个过程或寿命期可以分为

七个阶段

a)规划阶段：根据总体针和发展战略制定规划

b)设计阶段：根据规划提出具体计划案

c)分析或研制阶段：实现系统的研制案，分析、制定出较为详细而具体的生产计划。

d)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。

e)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。

f)运行阶段：系统投入运行，为预期用途服务。

g)更新阶段：改进或取消旧系统，建立新系统。

3、逻辑维：是指系统工程每个阶段工作所应遵从的逻辑顺序和工作步骤：分为7步

a)摆明问题

b)系统设计

c)系统综合

d)模型化

e)最优化

f)决策

g)实施计划