系统工程基础理论58页PPT

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系统工程的基础理论及方法论文稿演示

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2.2 还原论与整体论
量子论从根本上动摇了还原论:描述微观世 界最为成功的理论是量子论。量子论认为,我们 的世界是一个非机械的、相互联系的、不可分割 (还原)的世界。物质世界的根本元素就不是被 分割的机械的原子、质子、中子,而是一个有机 联系的整体。量子论问世导致了测不准原理的提 出。测不准原理认为无法还原位置和速度两个基 本量。这表明,在对待位置和速度这两个基本量 上,还原论是失效的。微观层次上的还原论失效, 导致了机械的决定论的失效。
2.2 还原论与整体论
生物学研究中的还原论表现最为明显,有人试图把生命运动 形式归结为物理-化学运动形式,用物理-化学运动规律取 代生物学规律。
心理学研究中的还原论痕迹十分明显。心理学独立后的第一 个心理学派—构造心理学认为,心理学应该用实验内省的 方法分析意识经验的内容或构造,从而找出意识的各个组 成部分以及它们连接成为各种心理过程的规律。行为主义 的创始人J.B.华生认为,心理学应以客观的、可观察的行 为为研究对象,放弃对捉摸不定的主观心理状态或意识状 态进行探讨。对于思维,华生也把它归结为细小的肌肉运 动。
2.2 还原论与整体论
复杂科学彻底动摇了还原论:混沌理论推动了复杂科学的 诞生,排除了拉普拉斯决定论的可预见性的思想。世界的很小的一部分。 • 混沌理论认为在混沌系统中,初始条件十分微小的变化,经过 不断放大,对其未来状态会造成极其巨大的差别。我们可以用 在西方世界流传的一首民谣对此作形象的说明。这首民谣说: • 钉子缺,蹄铁卸;蹄铁卸,战马蹶;战马蹶,骑士绝;骑士绝, 战事折;战事折,国家灭。 • 马蹄铁上一个钉子是否会丢失,本是初始条件的十分微小的变 化,但其“长期”效应却是一个帝国存与亡的根本差别。这就 是军事和政治领域中的所谓“蝴蝶效应”。

《系统工程概述》课件

《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

系统工程的基础理论及方法论【共49张PPT】

系统工程的基础理论及方法论【共49张PPT】
六个阶段和七个步骤,并同时考虑到为完成这些阶段 某大学开展创办世界一流大学的研究,这是一个典型的软系统问题研究,如果采用霍尔系统工程方法进行研究就会碰到很多无法跨越的困难。
霍尔管理矩阵可以提醒人们在哪个阶段该做哪一步工作,同时明确各项具体工作在全局中的地位和作用,从而使工作得到合理安排。
时间、空间、物质和能量乃至整个宇宙本身就是一个整体,必须作为一个整体来研究。
系统工程的基础理论及方法论
(优选)系统工程的基础理论及方法论
2.2 还原论与整体论
系统思想是关于事物的整体性观念、相互联系的观念、 演化发展的观念。即全面而不是片面的、联系的而不是孤立 的、发展的而不是静止的看问题。
(1)古代的系统思想:“不见树木,只见森林” (2)近代的分析方法:“只见树木,不见森林” (3)现代的系统思想:“既见树木,又见森林”
2.2 还原论与整体论
钱学森提出将还原论方法和整体论方法结合起来,他
提出“从定性到定量综合集成方法”。
综合集成方法论的实质是把专家体系、数据和 信息体系以及计算机体系有机结合起来,构成一个 高度智能化的人、机结合,人、网结合的体系。运 用这个方法也需要系统分解,在系统分解后研究的 基础上,再综合集成到整体,实现“1+1﹥2”的飞 跃,达到从整体上研究和解决问题的目的。综合集 成方法既吸收了还原论方法和整体方法的长处,同 时也弥补了各自的局限性,既超越了还原论方法, 也发展了整体论方法。
和步骤的工作所需的各种专业管理知识。三维结构由 比如,物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子又是由电子和原子核组成的,等等,研究微观粒子就可以推知整体的规律。
通常应根据系统方案对于系统目标满足的程度,对每一个被选方案进行综合评价,从中选出最优方案、次优方案、满意方案,分析者应递交多方案给决策者,以 便决策者做出正确的决策。

系统工程(完整版PPT课件)

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至今还没
有统一定

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”;

《系统工程基本理论》幻灯片PPT

《系统工程基本理论》幻灯片PPT
从信息掌握程度理解白箱、灰箱和黑箱的涵义
10
控制分类
一定的控制过程有一定的控制任务。控制系统是人们 为完成一定的控制任务而设计制造的。按照控制任务的不 同,可将控制系统主要分为以下几种类型:
定值控制 程序控制 随动控制 最优控制
11
控制方式
〔1〕开环控制
输 入 量
输 出 量
控 制 装 置 被 控 对 象
信息不同于物质和能量,具有不守恒性、共享性
19
信息的性质
信息附着于一定的载体之上,具有下面一些性质: 〔1〕信息具有整体性。 〔2〕信息有多种多样的存在或储存方式。 〔3〕信息具有可复制性。 〔4〕信息存在变异风险。
20
信息与系统
客观世界是由物质、能量、信息三大要素组成的。信 息概念对于系统研究具有更广泛的意义。自贝塔朗菲以来的 系统科学代表人物都成认,必须也能够撇开对象有关物质、 能量的特殊规定性,仅仅把对象当作系统来研究,但不能撇 开信息来研究系统。
9
控制与信息
控制过程是一种不断获取、处理、选择、传送和利用 信息的过程。实施控制的前提条件是获取受控对象运行状 态、环境状况、实际控制效果等信息,控制目标和手段都 是以信息形式表现并发挥作用的。维纳强调说:“控制工 程的问题和通信工程的问题是不能区分开来的,而且,这 些问题的关键并不是环绕着电工技术,而是环绕着更为根 本的消息概念,而不管这消息是由电的、机械的或神经的 方式传递的。〞
〔2〕针对信息的随机性特点,运用了统计数学〔概 率论与随机过程〕解决了信息量问题,并扩展了信息概念, 充实了语义信息、有效信息、主观信息、模糊信息等方面内 容。
24
完毕
25
〔2〕补偿控扰 动 制量 补 偿 装 置

《系统工程理论》幻灯片PPT

《系统工程理论》幻灯片PPT
系统工程理论
吉林大学
系统工程理论
• 过河问题
• 有三对夫妻过河,都有开船的能力。只 有一条船,一次可载2人过河,任何时候 不能在丈夫不在的情况下让妻子与别的 男人在一起,请问如何选定渡河的方案?
主要内容
一、系统工程理论 二、系统工程方法论 三、系统建模 四、系统分析 五、系统评价 六、系统决策
一、系统工程理论
• 线性规划

一公司饲养动物出售,设每 头动物每天至少需700克蛋
饲料
蛋白质 (克)
白质、50克矿物质,现有四
种饲料可供选用。各种饲料 1
20
每千克营养成分及单价如表 2 10
所示,要求确定满足动物生 3
2
产的营养需要,又使费用最 4
5
省的饲料方案。
矿物质 (克)
3
2 1 4
单价 (0.1元/千
克)
1
3. 系统分析的要点
• 5W1H
What,Why,When,Where,Who,How。
项目 │ 为 什 么

│ 应 该 如 何│ 采取什么对策
目 的 │为什么提出这个问题? │ 应提什么? │ 删去工作中不必要局部
对 象 │为什么从此入手? │ 应找哪个? │
时 间 │为什么在这时做? │ 应何时做? │ 地 点 │为什么在这里做? │ 应在何处做? │ 合并重复的工作内容 人 │为什么由此人做? │ 应由谁做? │ 方法 │为什么这样做? │ 如何去做? │ 使工作尽量简化
• 尽量使用标准模型 在建立一个实际系统的模型时,应该 首先大量调阅模型库中的标准模型,如果其中某些可供借 鉴,不妨先试用一下。如能满足要求,就应该使用标准模 型,或者尽可能向标准模型靠拢。这样有利于比较分析, 有利于 节省费用和时间

《系统工程》课件

《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

第二章 系统工程基础理论及方法.ppt

第二章 系统工程基础理论及方法.ppt

2019年12月15日10时24分
15
遗传算法-变异运算
设x为一个体,y为经变异产生后的个体,则 y x s 或 y x s s (0, S)
2019年12月15日10时24分
16
其他的一些进化优化算法
差分进化算法 蚁群算法 蜂群算法 分布估计算法 和声搜索算法 模拟退火算法 文化算法。。。
{ k } 。
2019年12月15日10时24分
27
非线性规划
对于只有不等式约束的非线性规划问题
min f (x) s.t. gi (x) 0,i 1, 2, m
还可以采用障碍函数法,迭代过程总是从可行域的内点出发并保 持在可行域内。
设 f (x), gi (x),i 1,2, m 是连续函数,可行域为 S {x | gi (x) 0,i 1, 2, m} 。为保持迭代点含于可行域内部,定义 障碍函数
26
非线性规划
通常,取下述函数:
(x) [max {0, gi (x)}] (x) | hj (x) |
其中 ≥1,β≥1 均为给定常数,通常α=β=2.
另外,实际计算中,罚因子σ的选择很重要;σ太小,则罚 函数的极小点与原约束优化问题的极小点差距较大;σ太大, 给计算增加困难。一般是取一个趋向无穷大的严格递增函数列
2019年12月15日10时24分
13
轮盘式选择
计算每个个体 i 被选中的概率
pi
f (i)
n
f ( j)
j 1
. .
p1
.
p2
pi . . .
r
遗传算法-交叉运算

交叉前
A B
a1 a2 a3 a4 a5 | a6 a7

系统工程基础概述PPT课件

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8
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。
9
10
系统工程
• 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
部分能够最大限度地互相适应。”
6
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 。”
7
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。
16
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 。
11
(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。
12
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 。

《系统工程理论》课件

《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。
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