第二章 系统工程方法论

合集下载

第 2 章 系统工程

第 2 章 系统工程

◆统计指标:可用具体公式或具体数字赋予指标值 统计指标 指标:
如:
◆工效系数指标:不可用具体公式或具体数字赋予指标值 工效系数指标 指标:
如:新型轿车的“舒适性”
24
例如: 例如:
产品合格率 在校学生数 产品的舒适性 人口 教学水平 国民收入 教师比例 经济发展速度 GDP(国内生产总值) (国内生产总值) 水电气普及率
16
问题:如何确定“企业生产经营”系统的边界? 问题:如何确定“企业生产经营”系统的边界?
• 若系统性问题是“提高投入-产出率” : 产出率” 系统性问题是 提高投入 产出率 系统要素 系统要素: 要素 环境要素 系统环境要素: 系统环境要素:
• 若系统性问题是“提高企业对外竞争力” : 系统性问题是 提高企业对外竞争力” 要素: 系统要素 系统要素 系统环境要素: 环境要素 系统环境要素
问题:社会经济系统的边界如何确定? 问题:社会经济系统的边界如何确定? 如“企业生产经营”系统 : 企业生产经营”
对该系统有作用的要素包括: 要素包括 对该系统有作用的要素包括:---p25
—— 哪些归于系统要素? 哪些归于系统要素 系统要素? 哪些归于环境要素 环境要素? 哪些归于环境要素? 根据什么来确定? 根据什么来确定
任何工程在时间上、 任何工程在时间上、逻辑上和知识上都有一个合 理的序列,时间维、逻辑维和知识维组成了科学 理的序列,时间维、逻辑维和知识维组成了科学 组成了 活动工程结构的三维形态。 活动工程结构的三维形态。 工程结构的三维形态
5
2.1.1 Hall三维结构体系 三维结构体系 三维结构
6
(1) 时间维
问题:目标-手段考察法是如何制定方案的 考察法是如何制定方案 问题:目标-手段考察法是如何制定方案的?

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

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

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

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。

第二章系统工程方法论

第二章系统工程方法论
第二章 系统工程方法论
第一节: 系统工程基本工作过程 第二节: 系统分析原理与应用 第三节: 创新思维与方案创造技术 第四节: 系统工程方法论的新发展
数学描述方法+逻辑推理方法 工程技术的规范+社会科学的艺术
系统工程方法论基本特点: • 研究方法强调 整体性 • 技术应用强调 综合性 • 管理决策强调 科学性
(7)实施阶段, 就是将上面(6)已经确定的坝型通过施工实施到具体的地形图上去。
3 知识维
主要涉及到水利水电工建设整个过程中用到的知识面。在此初步设了二 方面的内容即合同管理和水利水电专业知识。
(1)合同管理主要指水利水电建设过程中相关部门签订相应的合同, 用 合同来约束水利水电建设各部门之间的行为, 让建设的各方明确自己 承担的责任风险。各部门要承担的风险可以用风险法理论去分析合同 在整个系统中的作用, 系统中一旦某一子系统出现问题, 责任非常明 确, 在哪一阶段出现的问题, 从上面水利水电工程系统霍尔三维结构 图可以一目了然;
4.生产阶段
a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47
5.运行阶段 代表一a项51具体a的52管理a活53动 a54 a55 a56 a57
6.更新阶段
a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67
应用——企业管理系统工程活动矩阵(框架——H;内容——C)
活动项目
逻辑 步骤
工作过程
(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。
第二章:系统工程方法论
第二节 系统分析原理及应用
1.系统分析概念
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。

《系统工程第二章》PPT课件

《系统工程第二章》PPT课件
As systems engineers, we are primarily concerned with the functional and physical architectures that lead to implementation architectures and the resulting detailed design of systems of all types.
Design and development is very important, even though the acquisition or production process also depends upon success in the definition and deployment (部署) phases of the life cycle.
A successful design and development must be broadly responsive to client needs and requirements.
上午10时12分
2007 SYSTEMS ENGINEERING
4
2.1 INTRODUCTION
Good systems engineering practice (实践) requires that the systems engineer be responsive to each of these four ingredients for quality design and development efforts.
The final ingredient requires a set of needs and requirements of the client for the desired product, process, or system. This information requirement serves as the input to the systems engineering process that leads to design.

系统工程(4)

系统工程(4)

狭义解释:系统分析(SA) 系统工程(SE)


广义解释:系统分析 (SA)=系统工程(SE)
SA是SE的核心内容、分析过程和基本方法。

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、 评价等技术对系统的各有关方面进行定性与定量 相结合的分析,为决策者选择最优或满意的系统

霍尔系统工程方法的逻辑维是指系统工程每阶段工作所应遵从的 逻辑顺序和工作步骤。


(1)摆明问题:明确所要解决的问题及其确切要求
(2)系统设计:即确定目标及设计评价指标体系 (3)系统综合:设计能完成预定任务的系统结构,拟定政策、 活动、控制方案和整个系统的可行方案。 (4)模型化:建立分析模型,初步分析系统各种方案的特征。

系统分析( SA )是从运筹学(OR,Operation
Research)派生出来的,成名于美国兰德(RAND) 公司的工作。 运筹学通常用于研究现已存在的系统的运营情况, 如工厂、市场等系统的已有资源和设备的最优运营 问题。而系统分析则着重于评价和改进现有系统和 设计新系统 。
28

系统分析的概念
10
系统工程活动矩阵

运用系统工程知识,把三维结构中的七个时间 阶段和七个逻辑步骤结合起来:
逻辑维(步骤) 时间维(阶段) 1.规划阶段 2.设计阶段 3.分析阶段 4.运筹阶段 5.实施阶段 6.运行阶段 1 摆 明 问 题 2 系 统 设 计 3 系 统 综 合 4 模 型 化 5 最 优 化 6 决 策 7 实 施 计 划

建立概念模型:在弄清学校各要素作用以及相互关系的基础上,可用 一些历史数据,也可用结构模型、语言模型等对学校的现状进行描述 ,总之力图使所建立的概念模型便于比较与分析。

《系统工程简明教程》(第三版) 汪应洛 第二章 系统工程基本分析方法

《系统工程简明教程》(第三版)  汪应洛 第二章 系统工程基本分析方法
公司人力资源来自中日双方合资母公司。由于日方更 关注产品质量能否到达其本国标准,因而公司制造部部长由 日方出任,日方的另外一名员工是候任总经理,由于合资双 方各占50%的股份,总经理由中日双方轮流担任,每4年更 换一次总经理,由中方首先派出总经理。
公司组织结构图
总经理 A
管理部长 B
制造部长 C 日本人
三、建模与预计后果
常见模型:结构模型、数学模型、仿真模型
• 国防科技大学的杜玠 教授将模型分为:
– 原样模型 – 相似模型 – 逻辑模型 – 数学模型
• 西安交通大学李怀祖 教授将模型分为 :
– 分析模型
• 仿真模型
– 博奕模型 – 判断模型
此外,还有许多其他模型分类方法,如按模型量化的 程度分定性模型〔递阶结构模型〕、定量模型〔状态 空间方程〕以及定性定量行相结合模型〔系统动力学〕 等。
x4/元
x5
5
2200以上 3以下
20以下 140以上
6
4
1900-2200
3-4
20-30
120-140
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
1600-1900
4-5
30-40
100-120
4
2
1300-1600
5-6
40-50
80-100
3
1
1000-1300
6-7
50-60
60-80
2
0
1000以下 7以上
60以上
60以下
1
逐比照较法
• 产生与开展

许多评价问题的评价对象属性多样、
结构复杂,难以完全采用定量方法或简单
归结为费用、效益或有效度进行优化分析

系统工程学课件

系统工程学课件
时 间 维
2.3.3软系统方法论
问题情景的识 别与表达 根底定义 建立概念模型 (对象系统概念化) 比较
寻找改善途径
方案选择
设计
实施
评估
图 2-2 切克兰德的“调查学习”方法论
切克兰德方法论的核心是“比较”
和“探寻”,它强调从“理想”模式( 概念模型)与现实状况的比较中,探寻
改善现状的途径,使决策者满意。
定量模型
概念模型,定性与定量相结合的 方法
2.3.5从定性到定量的综合集成法
1. 充分听取各方面有经验专家的意见与建议。 2. 在充分听取专家意见的基础上,把这些思想综合起来,建立 模型。 3. 将实际数据分析、整理后,确定相关的参数,输入模型,进 行运算。 4. 将运算结果与结论请专家们进行评审,充分听取专家意见, 让专家们评论,并在此基础上进行修改。 5. 根据专家经验和结论,进一步修改模型,并仿真运算。 6. 将运算结果再次请专家们研究,通过与实际的情况对比分析, 修正模型,这样反复多次,直到专家们认为模型及其结论合 理可靠,最后确定模型,给出结论。
第2章 系统工程理论——2.1 系统工程的概念及特点
2.1.1系统工程的概念
用定性与定量相结合的系统思想和方法处理大 规模复杂系统问题,无论是系统的设计或建造,还 是系统的组织、经系统工程 是 组织 管理 系统 的规划 、 研究 、 设 计 、 制 造 、 试 验 和 使 用 的 科学方法 。是一种对所有系统具有
表2-3 霍尔方法论的管理矩阵
摆明问题 逻辑维(步骤) 时间维(阶段) 1 2 3 4 5 6 目标确定 提出方案 建立模型 评价决策 实施管理
规划阶段 1 设计阶段 2 研制阶段 3 生产阶段 4 运行阶段 5 更新阶段 6

2系统工程方法论

2系统工程方法论

逻辑维指每个阶段所要进行的工作步骤,是运用系统工程方 法进行思考、分析和解决问题时应遵循的一般程序。
(1)明确问题——首先要明确要解决的问题,即明确要解 决什么问题。 (2)确定目标——系统指标设计。
(3)系统综合——形成系统方案。
16/83
(4)系统分析——应用系统工程技术,对每一个系统方案 进行比较、分析、计算。 (5)系统优化——寻找满足约束条件的最优方案。 (6)系统决策——确定最佳方案。 (7)系统实施——方案实施。
17/83
2.3.3
霍尔系统工程方法的专业维(知识维)
专业维指解决一个系统工程问题,需要有相应的专业知识。
运用系统工程知识,把6个时间阶段和7个逻辑步骤结合起 来,便形成所谓霍尔管理矩阵。
18/83
2.3.4 霍尔管理矩阵
• 把时间维和逻辑维结合起来,形成二维矩阵。
1.明确问题 1.规划阶段 2.方案阶段 3.研制阶段 4.生产阶段 a11 a21 a31 a41 a33 a45 代表一项具体的管理活动 a67 2.确定目标 a12 3.系统综合 4.系统分析 5.系统优化 6.系统决策 7.系统实施 a17
26/83
1、铁路运输 铁路能提供长距离大宗商品的低成本、低能源运输,且能 运输至少一整车皮的批量货物,其运输的经济里程一般在200公 里以上。铁路运输的优点有: ①运输速度快,时速可达350公里;②运输能力较大;③运输连 续性强;④轨道运输的安全性能高;⑤通用性能好;⑥运输成 本较低;⑦能耗低。 其缺点是: ①建设周期较长,占地也多;②运能紧张;③近距离的运费较 高;④中途停留时间较长;⑤装卸次数较多,货物损失事故多。 综上,它主要适用于以下作业: ①大宗低值货物的中、长距离运输,也较适合运输散装、 罐装货物; ②适于大量货物一次高效率运输。

系统工程PPT课件

系统工程PPT课件

.
6
6
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
一、概述
1969年美国贝尔电话公司工程师 霍尔(A·D·Hall)提出了系统工程 三维结构,简称为霍尔模型。
基本思想:任何复杂问题都可以 归结为工程问题来研究,它强调 明确目标,其核心思想是优化, 应用定量的手段求得最优解。
.
7
7
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
.
16
16
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论 “调查学习”法
一、概述
切克兰德1981年提出“调查学 习”模式。
基本思想:方法的核心不是寻求 “最优化”,而是“调查、比较” 或者说是“学习”,从模型和现状 比较中,研究改善现存系统的途径。
.
17
17
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
统的现状。
4. 改善概念模型 进一步用更合适的模型或方法改
进上述概念模型。
.
19
19
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
二、方法步骤
5. 比较 将概念模型与现状进行比较,找
出符合决策者意图,而且可行的改革 途径或方案。
6. 实施 实施提出的改革方案。
.
20
20
2.3 切克兰德的
二、霍尔模型
模型将系统的整个管理过程分为 六个阶段(时间维)和七个步骤 (逻辑维),并同时考虑到为完 成这些阶段和步骤的工作所需的 各种专业管理知识(知识维)。
.
8
8
知识维
ABCD E F G
.
第二章 方法论
环境科学 社会科学 工程技术 计算机科学 管理科学 经济 法律
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

二、切克兰德方法论
• 在80年代中前期由英国兰切斯特大学P.切克兰德 教授提出的方法比较系统且具有代表性。他认为, 完全按照解决工程技术问题的思路来解决社会问 题或“软科学”问题,会碰到很多问题。他提出 的软系统工程方法论的主要内容和工作过程: • 认识问题 • 根底定义 • 建立概念模型 • 比较及探寻 • 选择 • 设计与实施 • 评估与反馈
霍尔三维结构
3、知识维或专业维 • 该维的内容表征从事系统工程工作所需要的知识 (如运筹学、控制论、管理科学等),也可反映 系统工程的专门应用领域(如企业管理系统工程、 社会经济系统工程、工程系统工程等)
霍尔三维结构示意图
• 霍尔三维结构强调明确目标,核心内容是最优化,并认为 现实问题基本上都可归纳成工程系统问题,应用定量分析 手段,球的最优解答。该方位论具有研究方法上的整体性 (三维)、技术应用上的综合性(知识维)、组织管理上 的科学性(时间维与逻辑维)和系统工程工作的问题导向 性(逻辑维)等突出特点。
切克兰德方法论
• 切克兰德方法论的核心是“比较”与“探 寻”,它强调从“理想”模式(概念模型) 与现实状况的比较中探寻改善现状的途径, 使决策者满意(化)。
三、两种方法论的比较
• 霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工程方 法论,均以问题为起点,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)前者更多地关注定量分析方法,而后者比较 强调定性与定量有机结合的基本方法。
第二章 系统工程方法论
• • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 系统工程的基本工作过程 系统分析原理 创新思维与方案创造技术 系统工程方法论的新发展
第一节 系统工程的基本工作过程
一、霍尔三维结构 • 霍尔三维结构是由美国学者A.D.霍尔等人 在大量工程实践的基础上,于1969年提出 的。 • 其内容反映在可以直观展示系统工程各项 工作内容的三维结构中。 • 霍尔三维结构集中体现了系统工程方法的 系统化、综合化、最优化、程序化和标准 化等特点,是系统工程方法论的重要基础 内容。
霍尔三维结构
1、时间维 • 时间维表示系统工程的工作阶段或者进程。系统 工作从规划到更新的整个过程或寿命周期可分为 以下7个阶段: • 规划阶段 • 设计阶段 • 分析或研制阶段 • 运筹或生产阶段 • 系统实施或“安装”阶段 • 运行阶段 • 更新阶段
霍尔三维结构
2、逻辑维 • 逻辑维是指系统工程每阶段工作所应遵从的顺序 和工作步骤,一般分为以下七步: • 摆明问题 • 系统设计 • 系统综合 • 模型化 • 最优化 • 决策 • 实施计划
第四节 系统工程方法论的新发展
• 中国科学家钱学森等针对开放复杂巨系统问题,于20世纪 90年代初提出了从定性到定量的综合集成系统方法论。 • 中国系统工程专家顾基发和英国华裔专家朱志昌于20世纪 90年代中期提出了物理-事例-人理(WSR)系统方法论。 • 20世纪90年,日本系统科学学者提出了西那雅卡那系统方 法论,吸取了切克兰德等人的思想,针对日本文化的特点 形成了一种软硬结合、刚柔相济的系统方法论。 • 中国系统工程专家提出了旋进原则方法论,强调在系统工 程工作中,系统分析、系统策划、系统实施具有旋进式三 角循环关系。
第三节 创新思维与方案创造技术
• 一、创新方案的价值 • 1、引例——美国阿拉斯加原油运输问题(见P20) • 2、系统工程与创新思维
二、创新方案的产生技术 • 提问法 • 头脑风暴法 • 德尔菲法 • 群体决策支持系统 • 情景分析法 三、系统创新思维辅助工具Mindmanager (见P27-32)
二、系统分析的程序 • 按照系统分析的定义、内容及要素,参照 系统工程的基本工作过程,可将系统分析 的基本过程归结为下图所示的几个步骤。
• 系统分析程序图是系统分析的一般过程,也为全 课程提供了基本的逻辑框架,因而十分重要。在 对其理解和应用上应注意以下各点: • ①重视做好初步系统分析。 5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法是做好 这段工作的基本线索。 • ②在规范分析中一般需建立结构模型、数学模型 或仿真模型。
第二节 系统分析原理
一、系统分析的概念及其要素 • 1、系统分析的概念 • 系统分析是运用建模及预测、优化、仿真、 评价等技术对系统的各有关方面进行定性 与定量相结合的分析,为选择最优或满意 的系统方案提供决策等依据的分析研ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过 程。
• • • • • • • •
2、系统分析的要素 系统分析有以下6个基本要素: 问题 目的及目标 方案 模型 评价 决策者
• ③每段结束后系统方案的变化轨迹是:可行方案 →非劣方案→经排序的非劣方案(或称选择性方 案)。 • ④环境分析贯穿SA全过程,在SA中是十分重要和 必不可少的。 • ⑤在管理应用SA过程中,并不一定要遍历并完成 每一个具体过程。
三、系统分析的原则
• • • • • 坚持问题导向 以整体为目标 多方案模型分析和选优 定量分析与定性分析相结合 多次反复进行
相关文档
最新文档