物流系统工程-1-系统工程认知

2.系统工程的发展历程 20世纪20年代，列昂惕夫将华尔拉斯供求模型的 平衡方程应用到集中的计划经济情况中，创造了 投入产出模型。 20世纪30年代初，北欧统计学家丁伯根等，将物 理建模、数学推论与计算引入经济学领域，开创 了计量经济学，使经济系统分析朝数量化发展。 数学家冯· 诺伊曼等研究经济问题中的竞争现象， 提出了博弈问题并证明了Minmax定理，他们将华 氏经济系统平衡建立在严谨抽象的数学基础上， 从而形成了后来深刻而严谨地剖析经济系统基本 现象的数理经济学。
2.系统结构分析 (1)系统要素的描述 系统中的要素具有一定的功能，能将来自其他要素 的输入转换成输出。借用“黑箱”来描述
2.系统结构分析 (2)要素之间的关联及描述 确定性关联、不确定性关联、混合关联。 一般按因果关系、过程顺序或职能结构简单描述。
3.系统结构矩阵 描述要素之间的关系通常以要素某种状态变化对其 他要素状态变化的影响作为基本出发点。先分析由 两个要素构成的最简单的系统。
4.系统环境分析 (1)系统与环境的关系 环境因素对系统的影响表现在两个层次： 第一是不影响系统结构但影响系统行为(输入输 出过程)的环境因素，称之为行为层的环境因素。 第二是影响系统结构的环境因素，称之为结构 层的环境因素。如一个控制系统，噪声是行为层的 环境因素，而老化与摩擦是结构层的环境因素。 系统的环境分析就是找出影响系统的环境因素，为 设计与环境相适应的子系统提供正确的信息和子系 统目标。
4.系统的特征 （1）集合性 系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要素 所组成的。 （2）整体性 整体的对外联系的单元，组成要素只有在整体中 才具有意义。系统论的核心思想。 （3）相关性 要素之间是相互联系、相互作用的，强调要素之 间联系方式的重要性，联系方式的不同可以使其 成为不同的整体，具有不同的系统功能。
（二）系统工程认知
1.系统工程的定义 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 既是一个技术过程又是一个管理过程。它把自然科 学和社会科学的某些思想、理论、方法、策略和手 段根据总体协调的需要，有机地联系起来，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。 因此，系统工程是一门现代化的组织管理技术，是 特殊的工程技术，是跨越许多学科的边缘科学。
《物流系统工程》之
项目一 系统工程认知
（一）系统认知
1.系统 系统是相互关联的若干要素的集合体 系统具有一定的边界，边界将系统从无限的存在 中划分出来，系统作为一个整体与外部环境发生 联系和作用。
系统的三个属性： 系统是由两个以上的要素组成的整体。 系统的诸要素之间、要素与整体之间以及整体与 环境之间存在着一定的有机联系。若没有联系不 能称其为系统。 系统作为一个整体具有特定的功能或效能
（4）层次性 不同层次的子系统之间的从属关系。在不同的层 次结构中存在着动态的信息流和物质流，构成了 系统的运动特性。 （5）目的性 系统的目的和功能正是一个系统与另一个系统区 别的标志。系统必须具有控制、调节和管理的功 能，通过各要素之间的有序化调节，实现系统的 目的。 （6）环境适应性 系统作为一个整体与外部环境发生联系和作用。 产生物质的、能量的和信息的交换
2.系统层次 （1）系统层次是指各种各样的系统在不同时空中 的存在。 不同的层次具有不同的存在形式和特征，因此对 系统的研究应该在适当的层次中进行。 人们应在一定的层次上认识系统，避免不同层次 之间的混淆。
（2）系统层次是指从不同角度、不同层面观察系 统时的存在
3.系统层次结构的类型 空间层次结构：反映系统要素空间位置的相互关 系。 时间层次结构：系统的变化与时间尺度的变化有 十分密切的关系。 功能层次结构：不同层次具有不同的作用
（五）物流系统工程分析
1.物流系统工程的理论和方法基础 (1)一般系统论、大系统论及协同论、耗散结构理 论 (2)经济控制论 (3)运筹学 规划论、库存论、排队论、对策论 (4)系统动力学理论
2.常用的研究技术和手段 (1)模型化技术 实体模型、图式模型和数学模型。数学模型能够描 述物流系统变量之间的相互作用和因果关系。
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2.常用的研究技术和手段 (5)仿真技术 仿真技术亦称模拟技术，是指用系统模型结合 实际的或模拟的环境和条件，进行研究、分析或试 验的技术方法。计算机和计算技术的发展，为计算 机模拟系统提供了强有力的手段，大大推动了人们 对复杂系统的数量和逻辑关系的研究。
3.物流系统工程的主要内容 (1)物流系统的要素分析 (2)物流系统的分析与建模 (3)物流系统的预测 (4)物流系统的规划 (5)运输与配送路线优化 (6)物流系统仿真 (7)物流系统的评价 (8)物流系统决策
系统平衡、要素配置、输入一输出关系、竞争、博弈 、聚散等问题研究，只能属于系统工程的起步阶段。 二战后，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，并在环境污染治理、技术选择、资 源综合利用等方面取得了成功。 70年代中后期发展起来的软系统思想是系统工程从 面向工程系统到面向无结构系统转变的典型标志。美 国的阿波罗登月计划是运用系统工程最经典的事例。 20世纪80年代末，我国系统工程的创始人钱学森教 授提出了“开放的复杂的巨系统”理论。 1980年8月，中国系统工程学会在北京成立，汇聚了 我国自动控制学界、数学界、管理工程学界和社会经 济学界的一批著名学者，形成了一个学科交叉、知识 融合的局面。
2.常用的研究技术和手段 (4) 分解协调技术 物流系统是包含多个子系统的复杂大系统。在 分析研究时，先分别对各个子系统进行局部优化， 再根据物流系统整体利益原则，不断协调各子系统 间的相互关系，以得到费用低、效率高、服务好的 最优目标。除了各子系统间要协调外，还要考虑如 何处理好物流系统与外部环境的协调、适应，从更 高的层次上，把握系统的整体利益。
4.系统环境分析 (2)情景规划法 首先，关注现实的趋势是否存在新的结构不确定性 。其本质是针对所关注的焦点问题分析现实的变化 趋势。 其次，抓住主要的不确定因素，并勾画出未来的几 种情景。 再次，设计出适合各种未来情景的有效方案。 最后，随着时间的推移，事物变化的趋势不断明确 ，通过不断地调整方案，摒弃某些不可能出现的情 景方案。
3.系统结构矩阵 串联、并联和反馈联结。一切系统的结构都可看做 是由这三种基本联结形式通过复杂的组合而构成。
3.系统结构矩阵 将系统中所有要素之间的联结系数组成一个矩阵， 该矩阵可以反映出系统构成要素及其相互关联的情 况，即反映系统结构状况，该矩阵就称为系统的结 构矩阵。
3.系统结构矩阵 描述要素之间的关系通常以要素某种状态变化对其 他要素状态变化的影响作为基本出发点。先分析由 两个要素构成的最简单的系统。
（三）系统工程方法论
1.霍尔三维结构 从时间、逻辑、知识三个维度揭示系统工程的结构 时间维 逻辑维 知识维
2.系统决策过程逻辑结构 (1)明确问题 (2)确定目标 (3)系统综合 (4)系统分析 (5)系统评价 (6)决策 (7)实施
（四）系统研究
1.系统功能分析思路 （1）系统功能的制约因素 影响系统功能发挥的制约因素主要有： 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 对系统输入输出行为的宏观分析，遵循以下步骤： 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。
2.常用的研究技术和手段 (2) 最优化技术 在一定的约束条件下，找出使目标函数为最大或最 小的解。求解最优化问题的方法称为最优化技术。 物流系统中的参数大部分属于不可控因素，而且相 互制约、互为条件，要使物流系统在外界环境约束 条件下，正确处理好众多因素之间的关系，就必须 采用系统最优化技术，否则将难以得到满意的结果 。 如库存优化策略、最短路径问题、最大流量问题、 最小费用问题等。
2.常用的研究技术和手段 (3) 网络技术 网络技术是现代管理方法的重要组成部分，包括以 时间控制为主的计划评审法(program/project， evaluation and review technique，PERT)和以成 本控制为主的关键路线法(critical path method,CPM)。网络计划技术是以数理统计为基 础，以网络分析为主要内容，以计算机为手段的现 代化的计划管理方法。
小故事：北宋真宗年间，宫殿大火后，大臣丁渭受 命主持修复皇宫。他通过勘察，发现此工程存在三 个难题：取土难、运输难、清墟排放难。后来他构 思了一套整体施工方案：首先挖沟，将施工工地与 一条自然河道联通，形成一条临时人工运河；挖出 的泥土烧制成砖瓦，用作工程建材；利用人工运河 运输其他建材；皇宫修复后，用建筑废料填人工运 河。 通过这则小故事，分析该修复系统中，有哪几个关 键要素?具有哪些功能?其中哪些是必要功能?哪些 是剩余功能?如何通过要素的巧妙结合，使剩余功 能变成有价值的正向功能?