第二章系统工程的基本概念
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。
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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 。
系统工程期末复习资料(全)
系统：由两个及以上有机联系、相互作用的要素组成，具有特定结构、功能和环境的整体。
系统边界：从空间结构上看，把系统和环境分开的所有点的集合；从逻辑上看，边界是系统构成关系从起作用到不起作用的边界，系统质从存在到消失的边界。
系统的属性：整体性{是系统最核心的特性，是系统性最集中的体现}关联性（由多个有机联系、相互作用的要素组成，具备独立要素所不具备的功能）环境适应性（环境输入系统，系统输出环境，系统要生存，一定要适应环境）层次性（作为总体来看，系统可以分解一系列子系统，并有一定的层次结构）目的性（有一定目的，为达到既定目的而具备一定的功能）集合性（把具备某种属性的一些对象看成一个整体，从而形成一个集合）系统的类型：人造系统和自然系统实体系统和概念系统、动态系统和静态系统、封闭系统和开发系统系统工程的概念：是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验、使用的科学方法，是一种对所有系统具有普遍意义的科学方法。
系统工程方法论：是研究、探索系统问题的一般规律和途径重要思想：最优思想、总体思想、组合思想、分解和协调思想、反馈思想霍尔三维结构：知识维、时间维、逻辑维时间维（6个阶段）：规划阶段、方案阶段、研制阶段、生产阶段、运行阶段、更新阶段逻辑维（7个步骤）：明确问题、选择目标、系统综合、系统分析、方案优化、做出决策、付诸实施特点：强调目标明确，核心是最优化，认为一切现实问题都可以规划为工程系统问题，运用定量分析法，做最优解答。
该方法论在研究方法上有整体性，在技术应用上有综合性，在组织管理上有科学性，在系统工程上有问题导向性。
切克兰德方法论：主要内容：问题、根底定义、建立概念模型、比较与探索、选择、设计与实施、评估与反馈主要步骤（略）比较：同：同为系统工程方法论，均以问题为起点，具备相应的逻辑结构异：前者主要研究工程系统问题，后者更适用于“软”系统问题的研究前者以优化分析为核心，后者以比较学习为核心前者使用定量分析方法，后者使用定性、定量与定性相结合的方法前者研究对象为良结构，后者则为不良结构系统分析：运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术，对系统的各方面进行定性与定量相结合的分析，为选择最优或满意的方案提供决策依据的分析研究过程。
系统工程导论 第二章系统工程的基础理论与方法论 第一节系统最优化理论
n 。最后，也要考虑到xij
的产品数量属性，即 xij 0,i 1, 2, m, j 1, 2, n ，因此，该运
输方案可由以下模型求解得到：
2.1 系统最优化理论
mn
min
cij xij
i 1 j 1
（2-3）
n
s.t. xij ai ,i 1, 2, m j 1 m xij bj , j 1, 2, n i 1 xij 0,i 1, 2, m, j 1, 2, n
2.1 系统最优化理论
mn
解
首先，在假设运输量为
xij
的条件下其总的运费为 i 1
j 1
cij
xij
。
其次，要考虑到从任意产地运出的量要等于该产地的产量，即
n
xij ai ,i 1, 2,
j 1
m 。第三，还要考虑到运到任意销地的量要等
m
于该销地能销出的量，即 xij bi , j 1, 2, i 1
不同的方案、设计、措施以达到最优目的。（2）目标函数，如例
2-1
中的 max
, 10x1 18x2
例
2-2
中的min
mn
cij xij
。目标函数通常是决策变
i 1 j 1
量的函数，表达了“何为最优”的准则和目标，规定了优化问题
的实际意义。
2.1 系统最优化理论
（3）约束条件，如例 2-1 和例 2-2 中由“s.t”规定的部分。 约束条件指决策变量取值时受到的各种资源和条件的限制，表 达了一种“有条件优化”的概念，通常为决策变量的等式或不 等式方程。如果决策变量的取值是连续的，且目标函数和约束 条件都是决策变量的线性函数，则称为线性规划问题。如果决 策变量的取值为整数点，则称为整数规划问题；如果部分决策 变量取值连续而其余取值为整数，则称为混合整数规划问题； 如果目标函数和约束条件中存在任何的非线性因子，则称为非 线性规划问题。
《系统工程》复习打印
《系统工程》复习打印一、名词解释1.系统：系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所构成，具有特定功能、结构与环境的整体。
2.系统工程：用定量与定性相结合的系统思想与方法处理大型复杂系统的问题，不管是系统的设计或者组织的建立，还是系统的经营管理，都能够统一的看成是一类工程实践，统称之系统工程。
3.自然系统：自然系统要紧指由自然物（动物、植物、矿物、水资源等）所自然形成的系统，像海洋系统、矿藏系统等。
4.人造系统：人造系统是根据特定的目标，通过人的主观努力所建成的系统，如生产系统、管理系统等。
5.实体系统：凡是以矿物、生物、机械与人群等实体为基本要素所构成的系统称之为实体系统。
6.概念系统：凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的非物质要素所构成的系统称之概念系统。
二、推断正误1.管理系统是一种组织化的复杂系统。
( T )2.大型工程系统与管理系统是两类完全不一致的大规模复杂系统。
( F )3.系统的结构要紧是按照其功能要求所确定的。
( F )4.层次结构与输入输出结构或者两者的结合是描述系统结构的常用方式。
( T)三、简答1.为什么说系统工程时一门新兴的交叉学科？答：系统工程是以研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科。
它是把自然科学与社会科学的某些思想、理论、方法、策略与手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的生产、科研或者经济活动有效地组织起来，应用定量分析与定性分析相结合的方法与电子计算机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换与反馈操纵等功能进行分析、设计、制造与服务，从而达到最优设计、最优操纵与最优管理的目的，以便最充分填发挥人力、物力的潜力，通过各类组织管理技术，使局部与整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。
系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一座沟通的桥梁。
现代数学方法与计算机技术，通过系统工程，为社会科学研究增加了极为有用的定量方法、模型方法、模拟实验方法与优化方法。
系统工程的基本方法
突出主要目标原则。在选择目标时不能面面俱到，致使目标数量过度膨涨。这样不仅大大增加总体工作，更主要的还容易冲淡对主要目标的注意力，影响集中主要精力解决主要矛盾。
01
第三，有利决策原则。这在制定复杂大系统发展战略规划时意义更为明显。为使决策者快速而准确地了解不同方案的基本情况，有必要把决策者关心的一些综合性目标列出来，我们把它定义成决策支持信息目标。这样决策者可很快得到决策支持信息，从而增强了战略目标的实用性。
具体讲系统分析主要包括如下几方面内容： 系统环境分析。包括自然环境和社会环境。如资源潜力、市场情况、投资能力、人口发展等。 方案可行性分析。重点分析方案的先进性、实用性和可操作性。 经济活动分析。主要包括投入产业分析，投资效益分析等。
系统优化 在满足一组约束条件情况下，使目标函数取得极大值或极小值的求解过程。显然，这种解释必须首先建立相应的数学优化模型，然后借助计算实现优化的目的。但是，从系统工程的角度来看，光有上面数学优化还是不够的，这是因为现实系统都是复杂的开放大系统，不仅涉及因素众多，而且要求兼顾多目标。
03
要明确系统开发的目的和意义。为此要较全面地了解生产急需情况及国内外研究现状，进而为设计系统目标提供依据。
04
要明确系统的边界，即建立系统与环境的概念，从而为确定系统的输入与输出关系提供依据。
要明确为完成该项开发活动可能提供的人、财、物等方面的条件。
总之，明确问题就是要做到心中有数，是从多侧面、多层次对问题进行了解的过程，进而为最终解决问题奠定基础。
综上所述，系统优化可概括成如图２－４的形式。
系统优化过程框图
决策 这是领导者的主要工作，也是体现整体性原则不可缺少的环节。系统工程工作者向决策者推出提荐方案意见，但不等于决策，决策者有权选中，也有权不选中。这里要强调说明一点，决策是一项独立性很强的活动，决策者可能在推荐方案中选择一个方案，也可能全部否定。此时任何人都无权干涉。当然，决策结果也会有多种可能，其中两个极端情况是：一是取得极大成功，这说明决策者非常胜任工作，水平很高；二是以失败而告终，此时应由决策者承担全部责任。
系统工程引论第一章系统的基本概念
一般系统论的创始人奥地利生物学家冯· 贝塔朗菲把系统称为“相互 作用的多要素的复合体”。如果一个对象集合中存在两个或两个以上的 不同要素，所有要素按照其特定方式相互联系在一起，就称该集合为一 个系统。其中的要素是指组成系统的不同的最小的(即不需要再细分的) 组成部分。 钱学森院士在回顾我国研制“两弹一星”的工作历程时说：“我们 把极其复杂的研制对象称为‘系统’，即由相互作用和相互依赖的若干 组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个‘系统’本身又 是它所从属的一个更大系统的组成部分。” 在汉语中与System一词相对应的名词还有体系、体制、制度 此外，在管理学原理和企业管理中用得最多的单词之一组织 (organization)，其意义与系统(system)是很相近的，而且常常是等同 的。
在组织管理工作中，系统的层次与管理的跨度是一对矛 盾。从个人的管理能力而言，管理跨度的平均值是一个常数， 被称之为“奇妙的7”，即一个管理者，他能够直接有效管理 的下属是7人左右，不会太多。
如果利用计算机技术，建立性能卓越的管理信息系统 (MIS)，提高管理的跨度，就可以减少管理的层次。当然， 管理岗位的设置要考虑多种因素，并非如此单一。但是可以 确信，在当代的计算机和信息技术条件下，管理组织的结构 可以由金字塔趋向扁平化。 在实际管理工作中，层次性并非是一成不变的。在一般 情况下，上一级指挥下一级，下一级服从上一级，下一级向 上一级反映情况；在特殊情况下，也可以“越级指挥”、 “越级反映情况”(“上访”、“上告”)。我们把前者称为 规范的层次性，把后者称为不规范的层次性。后者并不是可 有可无的，而是对前者的必要补充。例如，中国共产党党章 规定：党员有权“向党的上级组织直至中央提出请求、申诉 和控告，并要求有关组织给以负责的答复”；“党的任何一 级组织直至中央都无权剥夺党员的上述权利”。
《系统工程》复习资料
第一章系统工程概述（一）系统工程的产生、发展及应用识记：系统理论的形成与发展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”等是其核心概念。
它是继一般系统论之后，由数学家维纳在20世纪40年代创立的。
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（二）系统工程的研究对象识记：系统的定义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。
有以下四个要点：（1）系统及要素。
系统是由两个以上要素组成的整体，构成这个整体的各个要素可以是单个事物（元素），也可以是一群事物组成的分系统、子系统等。
（2）系统和环境。
任一系统又是它所属的一个更大系统（环境或超系统）的组成部分，并与其相互作用，保持较为密切的输入输出关系。
（3）系统的结构。
在构成系统的诸要素之间存在着一定的有机联系，这样在系统的内部形成一定的结构和秩序。
（4）系统的功能。
任何系统都应有其存在的作用和价值，在其运作的具体目的，也即都有其特定的功能。
识记：系统的类型认识系统的类型，有助于人们在实际工作中对系统工程对象系统的性质有进一步的了解并进行分析。
（1）自然系统与人造系统自然系统是主要由自然物（动物、植物、矿物、水资源等）所自然形成的系统，像海洋系统、矿藏系统等。
人造系统是根据特定的目标，通过人的主观努力所建成的系统，如生产系统、管理系统等。
实际上，大多数系统是自然系统和人造系统的复合系统。
近年来，系统工程越来越注意从自然系统的中探讨和研究人造系统。
（2）实体系统与概念系统凡是以矿物、生物、机械和人群等实体为基本要素所组成的系统称之为实体系统；凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的非物质要素所构成的系统称为概念系统。
在实际生活中，实体系统和概念系统在多数情况下是结合在一起的。
实体系统是概念系统的物质基础；而概念系统往往是实体系统的中枢神经，指导实体系统的行动或为之服务。
安全系统工程知识点总结
安全系统工程知识点总结一、系统:由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。
系统的5个属性：整体性,相互性，目的性，有序性，环境适应性取组织,1、2、31、定义：采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统中的危险因素，评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术。
2、安全系统工程的研究对象：人子系统、机器子系统、环境子系统；安全系统工程的目标：控制危险、消除事故??对环境子系统主要考虑：环境的理化因素和社会因素3、研究内容或主要技术手段：系统安全分析、系统安全评价、安全决策与事故控制。
??系统安全评价的任务：以系统安全分析为基础，了解系统存在的危险因素，评价系统的事故风险大小，与安全指标比较，如果超出指标，则应对系统的主要危险因素采取控制措施，使其降至安全指标以下。
45最少的投资达到最佳的安全效果，大幅度地减少伤亡事故；③安全系统工程的方法，不仅适用于工程，而且适用于管理，现已形成安全系统工程和安全系统管理两个分支。
④可以促进各项标准的制定和有关可靠性数据的收集；⑤可以迅速提高劳动保护安全工作人员的水平；6、安全系统工程分析法与传统分析方法区别：安全系统工程分析法是事故预防型，在问题出现前，就通过分析和评价找到问题，避免事故发生。
传统分析方法是问题出发型，在问题发生后，采取措施弥补损失；?1安全的潜隐性2、如何理解安全的相对性？①安全是相对的，危险是绝对的②安全标准是相对的③人的认识是随着时间和技术进步的构成安全整体的组成部分①人，安全人体，安全的主题和核心是研究一切安全问题的出发点和归宿。
人既是保护对象，又可能是保障条件或者危害因素，没有人的存在也就根本不存在安全问题。
②物，安全物质，可能是安全的保障条件，也可能是危害的根源。
能够保障或危害??????安全生产管理的原则：管生产必须管安全。
本质安全：是指设备、设施或技术工艺含有内在的能够从根本上防止发生事故的功能。
系统工程内容整理
第一章系统和系统工程1、系统的定义系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分（要素）结合而成的具有特定功能的有机整体。
2、系统定义中的四个要点（1）系统及其要素：系统是由两个以上的要素构成的。
要素可以是单个事物（元素），也可以是一群事物组成的分系统、子系统。
（2）系统和环境：任意系统又是它所从属的一个更大的系统（环境）的组成部分，并与其相互作用，保持较为密切的输入输出关系。
（3）系统的结构：构成系统的诸要素之间存在着一定的有机联系，这样在系统内部形成一定的结构和秩序。
（4）系统的功能：任何系统都应有其存在的作用和价值，有其运作的具体目的，也即有其特定的功能。
3、系统的特性整体性、层次性、关联性、环境适应性4、系统工程研究对象系统工程的研究对象是大规模复杂系统。
该类系统的主要特点有：规模庞大、结构复杂、属性及目标多样、一般为人-机系统、经济性突出等。
5、系统工程的内容和特点所谓SE，是用来开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、程序、方法的总和（或总称）。
系统工程基本特点(1) 整体性和系统化观点（前提）；(2) 总体最优或平衡协调观点（目的）；(3) 多种方法综合运用的观点（手段）；(4) 问题导向及反馈控制观点（保障）。
6、系统工程与其他工程的区别（1）后者以专门的技术领域为对象，前者则是跨学科的，研究各行各业中系统的开发、运用等问题；（2）系统工程不仅涉及工程系统，而且涉及社会经济、环境生态等非工程系统，不仅涉及技术因素，还涉及社会、经济甚至心理因素；（3）系统工程比一般工程更注重事理，注重计划、组织、安排、优化，为完成某项任务提供决策、计划、方案和工序第二章系统工程方法论1、切克兰德软系统方法论的思路和步骤（pdf）2、从定性到定量的综合集成方法论—钱学森主要特点有：（1）根据复杂巨系统的复杂机制和变量众多等特点，把定性与定量研究有机结合起来，从多方面的定性认识上升到定量认识；（2）根据系统综合集成思想，把理论与经验结合起来，把人对客观事物的各种知识集中起来，强调多学科交叉融合；（3）根据复杂巨系统的层次结构，把宏观、中观与微观研究统一起来；（4）根据人-机结合的特点和信息的重要作用，将专家群体、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来，强调对知识工程及数据挖掘技术等的应用。
1专题一第1章 系统、系统工程基本概念
以及各因素的因果关系或目的与手段关系，列出全部因素； • (2)使用简单而贴切的语言，简明扼要地表达出这些因素； • (3)把因果关系用箭头加以连接； • (4)从图中掌握全貌，审查复核有无遗漏和不确切之处； • (5)进一步归纳出重点因素或项目； • (6)针对重点因素或项目采取对策。
• 层次划分不同于部分划分，高层次包含低层次， 低层次隶属于高层次。
• 无论是系统的形成和保持，还是系统的运行和演 化，等级层次结构都是复杂系统最合理的或最优 的组织方式；或最少的空间占有，或最有效的资 源利用．或最大的可靠性，或最好的发展模式， 等等．这就是等级层次原理。
26
系统结构分析方法
• 关联图分析法 • 因果分析法 • ISM方法
Ω ——代表元素的集合；
R ——代表元素之间的各种关系的集合。
23
系统的结构 —— 系统结构的概念
–结构：系统内部各组成要素之间在空间或时间方 面的有机联系与相互作用的方式和顺序
–结构不能离开元素而单独存在，只有通过元素间 相互作用才能体现其客观实在性
–各类系统结构差异很大，复杂系统具有复杂结构
24
• 什么叫功能？ 系统行为所引起的环境中某些事物的有
益变化，称为系统的功能。被改变了的外 部事物，叫做系统的功能对象．
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系统的功能 ——结构与功能的关系
• 元素、结构、环境三者共同决定系统的功能 • 在元素和环境给定的情况下，结构决定功能 • 设计或组建具有特定功能的系统，须选择具有必
要性能的元素，选择最佳的结构方案，还要选择 或创造适当的环境条件 几种关系： • 结构的改变影响整体功能的发挥 • 同一结构发挥多种功能（一构多功） • 不同结构实现相同功能（异构同功）
系统工程课程教学大纲
系统工程教学大纲课程概述：“系统工程”是工业工程、管理科学本科专业的学科基础课程之一提供了系统的思想、观点、方法论和相应的方法。
本课程的主要内容为：系统和系统工程的基本概念；系统工程的理论基础；系统工程方法论；系统模型；系统仿真；系统评价；系统决策等。
教学目的：系统工程是一门跨学科的工程技术，为现代科学技术的发展提供了新思路和新方法。
本课程设置的目的是在较为系统地介绍系统工程的基本理论、方法的基础上，培养学生的系统观念，培养学生进行实际系统建模、分析和综合的能力。
使学生具备正确灵活应用系统观和系统工程方法分析处理问题，并为决策提供科学依据的参谋能力。
教学任务：传授系统理论、系统工程方法论、系统工程方法等知识；进行系统理论应用和系统工程的建模、仿真、决策分析等方法训练；引导学生关注学科研究与应用动态，了解学科前沿；培养学生综合、灵活、创新性地应用本学科知识实际问题的能力。
教学要求：1.使学生掌握系统工程的基本概念和基本思想2.重点掌握系统分析的基本原理，正确理解管理系统工程方法论；3.掌握系统工程常用模型和技术的功能、原理、使用条件及初步应用；4.初步了解各类定量系统工程技术的基本原理、作用和相互关系，并了解它们在系统工程的整个工作过程中的用途5.掌握系统评价与决策的原理和典型方法；6.具有初步运用系统工程思想和方法分析本学科（专业）领域某些实际问题的能力。
教学内容：第一章系统工程概述（5学时）为本课程的导论部分，主要介绍系统思想的发展、系统工程的产生及发展、系统工程的研究对象——系统的特性、系统工程的定义及其基本观点等内容。
通过本章的教学，使学生掌握系统与系统工程的概念以及它们的特点，了解系统的分类、系统工程的发展过程与趋势、了解系统科学体系。
一、系统工程的产生、发展及应用1.系统思想的产生与发展。
2.系统理论的形成与发展。
3.系统工程的发展概况。
4.系统工程在中国的发展及应用。
二、系统工程的研究对象1.系统的概念及特点。
系统工程的基本概念
系统工程的基本概念
系统工程是一门综合性的工程学科，旨在通过整体思维和系统方法来设计、分析、建立和管理复杂的工程系统。
它涉及对系统的需求分析、设计、开发、集成和验证等方面的工作，以确保系统能够在满足用户需求的同时，具有良好的性能、可靠性、可维护性和可扩展性。
系统工程的基本概念包括以下几个方面：
1. 系统思维：系统工程强调整体思维，将系统视为一个相互关联的组合体，而非单个独立的部分。
它关注系统内部各个组成部分之间的相互作用和相互影响，以及系统与外部环境之间的交互关系。
2. 系统方法：系统工程采用系统方法来处理和解决问题，这包括系统建模、需求分析、系统设计、系统集成、系统验证等一系列过程。
系统方法注重对问题进行系统化的分析和综合，以找到最优的解决方案。
3. 系统生命周期：系统工程涉及从系统概念形成到系统退役的全生命周期管理。
这包括需求分析、系统设计、系统开发、系统测试、系统运维等各个阶段的活动和任务。
4. 接口管理：系统工程需要管理系统内部和系统与外部环境之间的各种接口，确保各个组成部分之间的协调和有效的信息交流。
接口管理包括接口定义、接口约束、接口测试等内容。
5. 风险管理：系统工程需要进行全面的风险管理，识别系统开发和运行过程中可能出现的各种风险，并采取相应的措施进行预防和应对。
风险管理包括风险评估、风险分析、风险控制等方面的工作。
总之，系统工程是一门综合性的工程学科，通过整体思维和系统方法来设计、分析、建立和管理复杂的工程系统，以满足用户需求并确保系统具有良好性能和可靠性。
系统工程的基本概念简介
系统工程的基本概念简介系统工程（System Engineering）是一门综合性学科，旨在处理复杂系统的设计、开发、运作和维护问题。
它将工程学、管理学和计算机科学等多个学科融合在一起，通过系统分析、系统建模、系统集成和系统评估等方法，以整体的方式来解决问题，从而确保系统在不同层面上的功能性、可靠性、可维护性和可扩展性。
系统工程的核心思想是将目标转化为需求，通过需求分析来确定系统的功能和性能，进而进行设计和开发。
它强调整体性和系统思维，关注系统的全生命周期，从概念阶段到退役阶段，包括需求分析、系统设计、系统集成、系统测试、系统交付和系统维护等一系列过程。
系统工程遵循一系列基本原则。
首先，综合性原则要求系统工程师应该具备多学科的知识和技能，能够综合运用不同学科的理论和方法来解决问题。
其次，系统思维原则要求系统工程师能够将问题看作一个整体系统，从整体的角度来思考和分析问题，而不是只关注局部的解决方案。
再次，工程化原则要求系统工程师应该按照工程学的要求和方法来进行系统设计和开发，包括系统需求分析、系统设计、系统集成、系统测试等环节。
最后，持续改进原则要求系统工程师要不断地进行系统的优化和改进，以满足用户的需求和系统的发展。
系统工程的基本流程包括需求分析、系统设计、系统集成、系统测试和系统交付等一系列环节。
在需求分析阶段，系统工程师首先要与用户沟通，了解用户的需求和期望，然后将这些需求转化为系统的功能和性能的要求。
在系统设计阶段，系统工程师要根据需求分析的结果，设计系统的总体结构和各个模块的构架，同时定义系统的接口和交互方式。
在系统集成阶段，系统工程师将不同模块和组件进行排布和组装，确保它们能够协同工作。
在系统测试阶段，系统工程师要对整个系统或各个模块进行功能测试和性能测试，以确保系统的正确性和稳定性。
最后在系统交付阶段，系统工程师将系统交付给用户，并提供必要的培训和技术支持。
系统工程的应用范围非常广泛，涉及到各个领域，包括航空航天、军事、电子、信息技术、交通、能源等。
系统工程导论第二章
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造原有的老系统,使其更加合理、更加完善、更加科学。
2、从系统工程与一般工程的区别上理解系统工程
从系统工程与一般工程的区别上看,系统工程具有高度的综合性,这主要体现在以下三个 方面: 1) 研究对象的综合性 系统工程不把研究局限在某一特定范畴。它可以把工程作为对象,但各种自然现象、生 态群体、社会现象,人类的、社会的等等也都是它的研究对象. 2〉应用学科知识的综合性 系统工程应用学科知识的综合性与研究对象的综合性是分不开的。它不仅如同一般工程 学那样,应用数学、物理、化学等基础自然科学,而且对控制论、信息论、管理科学、工程技 术学科、社会学、经济学、法学以至一些边缘科学也要加以综合运用。
交通运输系统工程
第二章 系统工程的基本概念
第一节 系统工程的基本概念及其定义
1、从字义上理解系统工程
系统工程包括系统与工程两个方面,既要从系统看工程,又要从工程看系统,前者指
的是用系统的观点和方法去解决工程问题。而后者是指用工程的方法去建造系统。形象 地说,工程通常指硬件建设和措施,系统方法常比作软件.这两方面的结合,就使传统的工 程增加了内容。
6、方案决策
有时,最优方案可能有儿个,或者除了定量目标外,还要考虑一些定性目
标。这时必须根据全面的要求,最后决策一个或几个方案试行。
7 、实施计划
根据最后选定的方案,具体实施整个计划。如果实施中比较顺利或者遇 到困难不大,略加修改即可实施,那么整个步骤即告一段落。 有时则会遇到较多的问题,就有必要回到前面所述逻辑步骤中认为需要的节 运输系统工程含义及内容
一、含义 1 对象：运输活动 2 方法： 系统工程 3行为： 规划计划，协调与控制 4目的： 获得最佳效益 含义：以交通运输系统中的整个运输活动为对象，运用系统工程的原则和方 法，为运输活动提供最优规划和计划，进行有效的协调与控制，并使之获得 最佳经济效益和社会效益的组织管理方法。 二、内容 包括了：运输系统分析，运输系统预测，运输系统的优化，运输系统的 综合评价与决策，运输系统的模拟。 1 运输系统分析：运输系统目的，结构，性能以及环境分析 2 运输系统预测：运输系统预测意义，运输系统常用的预测方法 3 运输系统优化：网络计划评审技术 4 运输系统综合评价：讨论意义，运输系统单项指标的评价，综合评价指标体 系的制定，常用的综合评价方法
二、逻辑维(思维过程)
在使用系统工程方法来思考和解决问题时,可以将每一个阶段分为若干逻辑步骤,称为 逻辑维或思维过程。通常它可以分为7个步骤:
1、提出问题——抓住问题的实质, 着手调查研究(主要从二个方面入手):
1)环境方面的调查研究—— 新系统产生于环境,新系统的约束条件决定于环境,决策的依据来自环境,研制所需资 源取自于环境,最后,系统的质量也只能放在环境中进行评从。环境因素可以分为物理和技
一方面是应用知识和技术的综合性,另一方面是开展系统工程项目,要由各有关专业和 各方面的专家参加协同工作。
4) 咨询性 系统工程人员一般不参与决策,他们主要是给决策人员提供和分析评价备选的方案,他 们有较强的独立性,工作更具科学性和公证性。
第二节 系统工程的方法论
系统工程的方法论一般可以用“三维结构”来描述,它概括了系统工程 的一般步骤、具体阶段和涉及到的知识范围。
一、时间维（工作阶段） 对一个具体的工程项目,从规划起一直到更新,一般可分成以下7个阶段: (l) 规划阶段; (2) 拟定方案; (3) 研制阶段(系统开发); 〈4) 生产阶段; (5) 安装阶段; (6〉运行阶段; (7) 更新阶段。 上述7个阶段是依时间先后顺序排列的,故有“时间维”之称。 每个阶段有相对独立性和不同的中心任务。
系统工程的定义:系统工程是用系统科学的观点,合理地结合控制论、信息论、经济管 理科学、现代数学的最优化方法以及电子计算机和其它有关工程技术,按照系统开发的程 序和方法去研究和建造最优化系统的一门综合性的管理工程技术。
系统工程的四个特点:
l) "一个系统、两个最优"
"一个系统"是指以系统为研究对象,要求综合地、全面地考虑问题。 "二个最优"是指系统的目标是总体效果最优,同时实现这些目标的具体的方法或途径 也要求达到最优。 2) 以"软为主" 系统工程是以"软"技术为主的工程技术,它是一大类新的工程技术的总称。 3〉综合性强'
系统方法主要是系统分析与设计的方法,其中包括系统模型与优化方法,预测和决策
方法等。
工程的方法是处理具体工程问题时的科学方法,包括构思(结构与原理)、原则〈技术
的、经济的、政治和和社会的)、计算(对某种关键部分的原理性和整体输出〉、试验 (结构、材料和参数〉和设计等一些环节。
以系统思想为指导,用系统方法和工程方法为工具,去建造人们所需要的新系统或改
3) 评价效益的综合性
系统工程是从总体最优出发考虑功能、组成、协调、规划、效果等组织管理性质之类的 问题、尤其要考虑社会效果问题。
3、从系统工程学的组成来理解系统工程
1〉系统思想 系统思想是将研究对象作为系统来考虑,把系统环境作为一个外部系统,系统的输入目 标作为一个系统,并把二者结合起来考虑建立转换过程系统。合理地解决系统内外的各接 口的协调,以获得系统的最优输出。 2) 系统工程的程序体系 把建立系统的过程分成几个步骤按一定的程序展开,保证系统思想能在每个部分、每
5 运输系统决策：决策的意义，决策的分类以及常用的决策方法
个环节上体现出来。系统程序包括二个方面的程序、一是系统开发程序,即解决给定系统
问题的步骤,如系统开发、工程规划、设计、建设、试验和运行等:二是价值开发程序,它 要求获得最大效益,以此为目的的程序就是价值开发程序。 3) 最优化方法 一个系统性的问题按照程序展开到具体的环节, 应用最优化方法构造数学模型时。 系统工程是在其开发、设计、建造和运行中所采用的思考方法、程序体系和最优化方 法的总和.
技术标准:(4)内部技术情况:(5〉自然环境:(6〉过渡因素(7〉目前和未来的研制条件:〈8〉
2)需求方面的调查研究—— 需求方面调查研究有以下6项要点: (l)需求的一般指标:〈2)资源和其它约束:(3)计划情况和市场特性:(4〉竞争情况:(5) 使用者的要求:(6)需求研究的设计要求。
2、选择目标(系统功能指标设计或列写目标函数)
我国一般工程项目制定目标时,主要分为4个指标:
(l〉运行指标,其中包括技术指标: (2〉经济指标,包括直接与间接的经济指标:
(3〉社会指标,包括顶目符合法律、法规等:
(4) 环境指标,包括防止污染与美化环境等方面。
3、系统综合(形成可能的系统方案):
(l）系统综合主要是按照问题的性质及总的功能(目标〉要求形成一组备选系统方案 （2）方案中要明确所选系统的结构和相应参数。 （3）方案首先应是可行的,即技术上能达到,资源上有保证,设备能力可提供的方案。
术的环境,经济和事物的环境,以及社会环境。
物理和技术的环境主要包括: 外部技术情况。 经济和事物环境主要包括: (1〉组织结构:(2)组织人员:(3〉政策法令:〈4〉决策 者倾向:(5)价格结构:(6)新系统的经济条件:〈7)会计事务运用. 社会环境主要包括: (1)大规模的社会因素:(2)个别人的因素。 (1)己有系统;(2)用于已有系统的方法:(3)己执行的
4、系统分析(建立模型):
为了对众多的备选方案进行分析比较,需要建立各种模型或者各种实验,把这些方案 与系统的评价目标联系起来。
5、系统评价(优化系统)
在一定的限制条件下,我们总希望选择最优的系统。在单目标系统中,如 果备选方案的个数不多时,很容易从中找出最优方案。但当备选方案的个数很 多, 就要采用一些单目标最优化方法来选出最优方案。如果评价目标有好几 个,而且彼此之间又有矛盾, 此时,就需采用多目标最优化方法进行评价,通过 对诸方案排序以选择出最优方案。
选择目标是十分重要的步骤,它关系到整个工程的方向、范围、投资、工程周期、 人员和物资分配等一系列问题。正确地选择具体的评价系统功能的目标。将有利于方案的
比较。选择目标应注意以下几条原则:
(l〉要有适当长远的观点,选择对系统未来发展具有重大影响的事项为目标: (2) 要有总体观点,着眼于系统的总体效果: (3) 目标务求具体明确,最好能定量表述: (4) 对多目标应进行合适的排序: (5〉目标是可行的,而且要明确实现目标的约束条件: (6〉注意标准化。