系统工程导论(陈宏民版)--课后习题答案

第一章《序言》习题与思考1．从系统工程产生的背景的描述中，你认为系统工程主要适用于研究、处理、解决哪类问题？这些问题有什么特征？【答案要点】（1）对从系统工程产生的历史背景进行描述，如：从其发展的必要性、社会经济角度以及科学技术发展等方面描述。

（2）从描述中得出它成为研究、分析和处理复杂系统问题最有效的理论、方法和工具。

（3）这些问题的基本特征是由很多政治、经济、社会、技术、环境等熔合一起，且规模大、关系复杂、因素众多、目标多样，需要用多种理论和知识、技术综合集成的方法去解决。

2．从推动系统工程发展的主要理论看，你认为要研究、处理、解决复杂系统问题还要哪些科学技术的支持？【答案要点】研究、分析、解决系统问题除了需要运筹学、控制论、一般系统理论等基本理论的支持，还需要信息论，耗散结构理论、协同理论、突变论以及现代控制论、计算机科学、信息技术等相关学科，且后三者使系统工程的实际应用成为现实。

3．从我国古代朴素系统观的应用案例的介绍中，你认为这些案例中主要体现了什么样的系统观念？【答案要点】结合案例（孙子兵法、都江堰水利工程、丁谓修复皇宫、冶炼等）可知我国古代朴素系统观念是从系统整体出发，对不同层次以及系统与环境进行全面地分析，从而解决问题。

4．请你谈谈钱学森对中国系统工程做出了哪些杰出贡献。

【答案要点】钱学森对我国系统工程的发展贡献是：（1）创建第一个运筹学研究小组，并把它作为其组建的中国科学院研究所的组成部分；（2）创建第一个军事研究机构，开辟系统科学面向我国武器装备规划的新领域；（3）在其指导下，许多计划和工程部门按照技术上和组织上的各种时序联系和逻辑联系的计划流程图，运用数学方法进行计划和工程的分析预测，分清主次，明确关键，寻求人才资源和物资资源利用的最优方案；（4）他积极建议我国军事部门将系统工程原理和方法，作为我军不断向现代化迈进的重要手段；（5）在他古稀之年，发表一系列关于系统科学的学术演讲；（6）在其倡议和指导下，我国运用系统科学的理论与方法对我国的经济建设与社会发展做出了科学的预测和研究；总之，钱学森对系统科学最重要的贡献是发展了系统学和开饭的复杂巨系统的方法论。

5．请你谈谈系统工程在我国国民经济发展中的作用。

【答案要点】在我国社会经济发展中存在学多发展中的问题，这些问题错综复杂，外部环境变化多端，在定性分析的基础上，如果不进行定量研究和仿真试验，就难以得到解决问题的可操作方案，难以为决策者提供可行的建议，而定量分析和仿真试验是系统工程强项，因此，用系统工程思想、方法去分析、研究、处理、解决上述问题是非常奏效的。

6．与一般管理技术相比，你认为系统工程在管理中有哪些特长？【答案要点】结合自己的理解，从系统工程的主要特点进行分析、作答。

第二章《系统与系统工程》习题与思考1．专家们从不同角度对系统进行定义，你认为组成一个系统应有哪些要点？并举例说明这些要点。

【答案要点】系统的概念应该包括这三层含义：（1）它包括两个或两个以上的元素，这些元素可以称为要素、部分或者子系统。

如一个家庭自然包含所有的成员。

（2）它的元素之间存在着各种简单或者复杂的关系或联系。

比如在家庭这个系统中，有的家庭中的丈夫是大男子主义，而另一些则是妻子顶起半边天，还有些孩子是至高无上的，我些关系的差异显然会影响系统的性质和表现，所家庭之间也千差万别。

（3）它所有元素与全部关系综合而成的有机整体或称为有机统一体。

比如一个成品仓库，如果我们只讨论成品数量，那是个集合问题，但当我们把这个仓库的管理与仓库库库存一起考虑分析时，我们才是在讨论一个系统问题。

2、叙述一般系统与有人参与的系统，或者说与人造系统的主要区别，并举例说明。

【答案要点】一般系统与人造系统的区别是：一般系统强调两个以上因素和这些因素之间的关联，而人造系统从管理的角度进行分析和研究的，强调的是系统的目的性和系统的特定功能。

例如能源系统的目的是为人们的生活、生产服务；它有如下的过程：能源勘测、能源开采、能源运输、能源转换、能源使用、环境保护等；这些过程的相互影响、相互依存、相互制约、如勘探量多少对开采量产生影响，能源勘探、开采、运输、转换以及使用过程所使用的设施的技术水平对环境保护产生影响等，环境的好坏又影响经济的发展，影响能源系统地投入，直接影响能源系统的开发；所有的能源过程都必须遵照国家、地方的法律法规和能源政策，以及遵循自然规律，也就是说所有的过程运作都必须在上述规则下进行，并且形成有序的能源系统整体。

3、系统与系统要素、与系统元素的关系如何？要素与元素有差别吗？请举例说明探明之间的关系与差别。

【答案要点】系统与要素之间的关系是：总的来说，系统的功能和目标是通过每个要素的作用的正常哈会儿得以有效实现的。

其具体是：(1)系统，尤其人造系统的每一个要素围绕系统的目标都具有特定的功能，完成系统指定的功能是每个要素的首要任务。

比如一个球队的各个成员都具有特定功能，都承担相应的职责，各自发挥作用，否则难以达到其发展目标。

(2)在任何系统中，每个要素完成其系统指定功能的能力都将影响整个系统的性质和行为。

如球队教练，球员职业精神以及能力都将影响球队作战能力。

(3)系统中任何要素对系统的影响都依赖于其它要素的性质和行为，如一流的教练员和有特长的球员对球队都将产生影响，但作用的效果取决于球队中各成员的素质和配合程度以及球队的规章制度与执行力度。

(4)要素与系统是对立统一的，它们既相互联系又相互区别，表现在系统与要素的性质不同、层次地位不同、发展规律不同，如军人与军队，球员与球队，学生和学校。

(5)系统和要素存在着功能的转化，要素的功能可以通过系统的结构与法则作用转化为系统的功能，系统的功能也可能有某些要素分担，如军人的科学知识、操作技能等通过军队系统的建制、指挥程序等转化为军队的作战能力，当然，军队的特殊功能可能又某些军人来承担。

(6)系统和要素是相对的，如某地区一家集团公司，它由十几家公司所组成，而每家公司都有自己的企业或小公司所组成，于此系统概念是相对。

元素与系统、要素的区别是：(1)元素是系统的组成部分，但本质特征是具有基原性，相对于给定的系统他是不能也无需再细分的最小组成部分，元素不具有系统性，不讨论其结构问题。

(2)子系统进行分析时，不需要，有时也不可能对元素在进行细分，如一个企业的生产问题，企业由不同的部门所组成，不同部门由功能不同的小组所组成，每个小组由不同的人组成，人是企业系统的元素，不必要也不可能对人进行细分。

4、系统有许多基本性质，请举例说明系统整体性、涌现性、层次性和成长性，以及系统整体性与系统涌现性的差别。

【答案要点】整体性：任何一个系统都是由不同要素依据一定逻辑要求构成的整体，而决不是这些要素的简单凑合，或者说这些这些要素的不相关的堆积。

如球队各球员不仅打好自己的位置，还要有很好的合作精神和默契的相互配合能力，如果把每位置表现最佳，但平时不曾在一起训练的球员组成一个球队，其不一定是最好的，原因是各人没有很好的默契和合作，所制定的战略战术与各个位置队员所具有的能力是否匹配，对是否能够充分发挥球队整体作战能力是至关重要的。

涌现性：它表现在系统整体功能质的差异，即各部分结合组成一个整体后，就会产生整体具有而各个部分原来没有的某些东西。

如“三个诸葛亮，顶个诸葛亮”。

层次性：任何一个系统都可以在空间或时间上进行初步分解，分成次级、次次级等分系统、子系统、直至元素，形成一系列的排列次序。

如行政系统的典型金字塔结构。

成长性：任何系统都是从无到有，从小到大，经历孕育期、诞生期、发展期、成熟期、衰老期和更新期。

如一个企业的发展，从诞生、发展到成熟，如果不在产品技术、产品市场方面不断改进、完善，或开辟新领域，那么就将面临破产倒闭的结局。

整体性与涌现性的区别是：前者放映系统要素与系统整体功能数量上的差异，而后者表现在质的差异，即涌现出系统没有的功能和性质。

5、什么是开放系统？系统为什么开放？【答案要点】开放系统指的是与外界环境至今存在着物质的、能量的、信息的流动与交换的系统。

因为系统开放是动态的，“活的”，系统由封闭走向开放，就可以增强活力，焕发青春。

6、在实际问题中如何区分系统与环境？为什么要重视系统的环境？【答案要点】系统之外的一切与它相关的事物的集合，我们可以通过此来区分系统和环境。

系统环境是系统生存的土壤，环境的复杂性是造成系统复杂性的重要根源。

只有适应环境的系统才能生存，只有良好的环境才能促进系统健康地发展。

7、什么是闭环系统？它与封闭系统有什么区别？【答案要点】闭环系统是具有反馈的系统，反馈是在开放系统出现的，所以前者是开放系统，因此它与封闭系统的区别是：系统与环境之间是否存在着物质的、能量的、信息的流动与交换，若存在是开放系统，不存在是封闭系统。

8、请举例说明系统结构、系统功能与系统环境三者之间的关系？【答案要点】系统之外的一切与它相关联的事物的集合称为该系统的环境。

系统环境只能是相对的意义上确定。

任何系统都是在一定的环境中产生的，又在一定的环境中运行、延续、演化，不存在没有环境的系统。

系统功能与系统结构之间存在十分密切的关系。

一般而言，构成系统结构的要素不同，系统的功能便不同；构成系统的要素相同，但连接方式、排列次序不同，系统的功能也不同。

但是在某些特定场合，构成系统的要素与结构不同，也可获得相同的功能。

另外，由于环境不同同一结构的系统可以有不同的功能，功能是系统在外部环境作用时表现出来的，环境不同，功能当然不同。

9、系统目标是系统研究的主要内容，请举例说明系统目标的多样性和多样性目标的重要性不同。

【答案要点】系统目标是多样性的，如经济的、社会的、技术的目标，这些方方面面的目标组成了系统的目标体系；且各子目标的权重不一样，即重要性不一样，或者是对总目标的贡献不一样，对管理者来说，了解目标体系中各子目标的权重有利于工作重点地选择。

其次，随着时间的推移，领域的变化，各子目标的权重也是变化的，这与系统的发展性相对应，除了系统发展本身因素之外，权重变化外在原因是环境发生了变化，或者说人们的价值观发生了变化。

第三，系统近期、中期和远期的系统目标不仅权重是变化的，有时目标体系也会发生变化，即增加和减少某些方面的指标。

10、由于系统工程研究者从事不同领域的研究工作，导致对系统工程的定义相差较大，你是怎样理解系统工程的？【答案要点】我们可以这样来理解系统工程：（1）从运用系统工程方法处理问题的基本原则方面（2）从系统工程的研究对象（3）从系统工程要解决问题的手段（4）从系统工程研究要达到的目的我们可以从以上四合方面理解系统工程有广义和狭义之分，广义系统工程系统是指开发和改造系统的规划、计划、设计、研制、生产、安装、运行等阶段所涉及的思想、程序、方法等的总和。