系统工程第二章 系统工程的基本概念_PPT幻灯片
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过程系统工程PPT课件
根据控制方案，选择合适的 传感器、控制器、执行器和 人机界面等硬件设备，并进 行合理配置。
系统软件设计
设计系统的软件部分，包括 数据采集、数据处理、控制 算法实现和人机界面开发等。
过程控制系统优化
控制系统性能评估
对现有控制系统的性能进行评估，包括 稳定性、精度、响应速度和安全性等方
面。
控制系统优化实施
经济性原则
确保系统的稳定性和安全性，降低故障和 事故发生的概率。
在满足功能和性能要求的前提下，尽可能 降低系统的成本。
过程系统设计的实例
石油化工过程系统设计
涉及多个单元操作和化学反应，需要综合考虑物料平衡、能量平 衡和工艺流程等因素。
生物反应过程系统设计
针对生物反应的特点，需要合理选择反应器类型、控制策略和操作 条件等。
智能制造
智能制造是数字化转型的核心。通过智能制造技术，企业可以实现生产过程的自动化和智 能化，提高生产线的柔性化和个性化生产能力。
工业互联网
工业互联网是实现数字化转型和智能制造的重要平台。通过工业互联网，企业可以实现设 备连接、数据采集、远程控制等功能，提高生产过程的协同性和效率。
THANKS
感谢观看
综合考虑多种因素，如能耗、环境影响、经 济性等，进行多目标优化。
03
过程系统建模与仿真
过程系统建模的方法
01
数学模型法
通过建立数学方程描述系统的动 态行为，如传递函数、状态方程 等。
物理模型法
02
03
黑箱模型法
根据系统物理性质建立物理模型， 通过实验研究系统的动态特性。
通过输入输出数据建立模型，适 用于对系统内部结构不清楚的情 况。
资源高效利用
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-决策分析课件
在决策分析中综合考虑社会、经济和环境等 多方面因素，实现综合效益最大化。
THANKS
感谢观看
系统工程的应用领域
制造业
生产线的规划、设计和优化， 提高生产效率和产品质量。
能源
如核能、太阳能等新能源系统 的规划、建设和运营。
航空航天
如飞机、卫星等复杂系统的设 计、制造和测试。
交通运输
城市交通规划、物流系统优化 等。
信息技术
如软件工程、信息系统设计等 。
系统工程的基本原则
整体性原则
将系统视为一个整体，注重各组成部分之间 的相互关系和作用。
详细描述
决策的定义通常包括目标、条件、方案和选择等要素。决策可以分为不同的类型，如战 略决策、战术决策和操作决策等，也可以根据涉及的领域和范围分为个人决策和组织决
策。
决策过程
总结词
决策过程包括确定目标、收集信息、制 定方案、评估方案和选择最优方案等步 骤。
VS
详细描述
在决策过程中，首先ຫໍສະໝຸດ 要明确目标，然后 通过收集相关信息来了解问题的背景和条 件。接着，制定多个可能的方案，并对这 些方案进行评估和比较。最后，选择最优 方案并实施。
通过优化群决策的流程和方法，提高决策的效率和准确性。
决策支持系统
系统架构
01
构建决策支持系统的基本架构，包括数据层、模型层、应用层
等。
系统功能
02
根据实际需求，设计系统的各项功能，如数据查询、模型计算
、报表生成等。
系统实施
03
根据系统架构和功能要求，进行系统开发和实施工作，确保系
统的正常运行和效果。
决策分析方法
要点一
总结词
决策分析方法包括定性和定量两种方法。定性方法主要依 赖于经验和专业知识，而定量方法则通过数学模型和数据 分析来评估方案。
THANKS
感谢观看
系统工程的应用领域
制造业
生产线的规划、设计和优化， 提高生产效率和产品质量。
能源
如核能、太阳能等新能源系统 的规划、建设和运营。
航空航天
如飞机、卫星等复杂系统的设 计、制造和测试。
交通运输
城市交通规划、物流系统优化 等。
信息技术
如软件工程、信息系统设计等 。
系统工程的基本原则
整体性原则
将系统视为一个整体，注重各组成部分之间 的相互关系和作用。
详细描述
决策的定义通常包括目标、条件、方案和选择等要素。决策可以分为不同的类型，如战 略决策、战术决策和操作决策等，也可以根据涉及的领域和范围分为个人决策和组织决
策。
决策过程
总结词
决策过程包括确定目标、收集信息、制 定方案、评估方案和选择最优方案等步 骤。
VS
详细描述
在决策过程中，首先ຫໍສະໝຸດ 要明确目标，然后 通过收集相关信息来了解问题的背景和条 件。接着，制定多个可能的方案，并对这 些方案进行评估和比较。最后，选择最优 方案并实施。
通过优化群决策的流程和方法，提高决策的效率和准确性。
决策支持系统
系统架构
01
构建决策支持系统的基本架构，包括数据层、模型层、应用层
等。
系统功能
02
根据实际需求，设计系统的各项功能，如数据查询、模型计算
、报表生成等。
系统实施
03
根据系统架构和功能要求，进行系统开发和实施工作，确保系
统的正常运行和效果。
决策分析方法
要点一
总结词
决策分析方法包括定性和定量两种方法。定性方法主要依 赖于经验和专业知识，而定量方法则通过数学模型和数据 分析来评估方案。
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。
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：第2章 系统与系统理论概述
2.3 社会经济系统的特点
反馈环，具有多重反馈环
反馈是社会经济系统一个重要的特点，它由正反馈和负反馈组 成。正反馈是指系统的A要素的增长会引起B要素的增长，而B 要素的增长又使得A要素增长，周而复始形成一个环路，不断 推动系统发展；负反馈指系统A要素的增长会引起B要素的增 长，而B要素的增长又使得A要素减弱，使系统A要素回归到较 低的水平。如总人口的增长，在一定出生率的前提下，出生人 口数增加，出生人口数增加使得总人口增加；反之，总人口增 长，在一定死亡率的前提下，死亡人口数增加，而死亡人口数 增加又使得总人口减少
着英特网技术发展，管理系统层次在向扁平化发 展，当网络化程度很高时，系统层次性会下降）
2.1.2 系统的特性
目的性
任何一个系统都具有特定的目的，为了总的目的， 各子系统直至要素都具有各自的中小目的。在分 析系统的目的性时往往采用目的—手段法，即认
为目的是上一层的手段，手段是下一层的目的。
只有了解不同层次的目的，才能更好的对系统进 行管理
2.3 社会经济系统的特点
反馈环，具有多重反馈环
社会经济系统不但具有正负反馈环，还具有多重反馈环特点， 多重反馈环是指系统的某一要素A增加或减少，引起要素B的 增加或减少，而要素B的增加或减少又引起要素C的增加或减 少，……最终使A要素增加或减少，这一循环过程形成了一个 多重反馈环。如人口总数的增加，使之劳动人口数增加，相应 的GDP增加，GDP的增加可使科学教育费用增加，导致人们受 教育水平增加，从而提高人们对计划生育的认识，减少计划外 生育，使人口总数增加量降低。
系统才能在竞争中取胜。因此，在分析系统问题
时，要充分考虑环境对系统的作用。
2.1.3 系统工程研究系统的特点
可控性
系统工程概论（PPT31页）
9. 工程決策程序
10. 產品從研發到完成，系統工程人員不斷的在做 工程決策。重大的決策，影響時程、功能及成本甚 鉅，為使決策允當，應建立重大決策系統化程序， 以防匆忙疏失。
11. 型態管理
12. 產品系(pǐn xì)統從研發開始，即應開始型態管
理，任何需求變更必須經正式程序，確保需求者與
研發者保持即時(Real Time)的溝通。
XX年度
• 確立系統/分系統基本型 態規格
• 研發策略評估
• 採用有效方案消除不 確定之相關問題
• 確定更精確預算需求
• 修訂研發測試總計劃
• 驗證確定關鍵風險項目
• 平行研發項目擇優定案
• 提報全型開發工作計劃
9
全型開發工作(gōngzuò)內容
第二(dìèr)階段里
程碑
階段資料輸入：
時程 工作項目
8. 設計評估
9. 管理單位按既定目標時程及工作計劃，訂定評估及 檢討工作。對每一關鍵系統、產品組件，階段設計完 成或重要研發程序完成，建立評估制度。
17
第十七页，共31页。
7. 介面整合
8. 大型系統之介面問題，從研發開始即不斷發生， 直到研發完成，計劃管理人員及系統工程人員，不 斷的處理介面問題。因此訂定必要的程序、規範， 可有效降低衝突，提高工作效率。
18
第十八页，共31页。
10. 組織與產品責任分工(fēn gōng)
11. 產品架構與單位組織間之明確定義，是確保成功 之關鍵。不當的組織分工(fēn gōng)，造成產品開發 之權責不明，介面混淆不清，造成成本及效率問題。
12. 人員及訓練
13. 大型系統的研發，人力龐大，將需求各式的專業 或專長訓練。早期的需求認定，及早培育，或引進專 家，或舉辦在職訓練，將可縮短研發時間。
《系统工程原理》课件
域的地位和影响力。
案例三：智能交通系统的规划与实施
要点一
总结词
要点二
详细描述
智能交通系统的规划与实施需要综合考虑交通需求、交通 设施、交通管理等多个方面，通过数据采集、建模分析、 仿真测试等手段，实现交通系统的智能化和高效化。
智能交通系统的规划与实施过程中，需要运用大数据、物 联网、人工智能等技术手段，对交通数据进行采集、分析 和处理，为交通管理部门提供科学决策依据。同时，还需 要建立完善的交通设施和管理体系，提高交通系统的安全 性和效率性。
航空航天系统
总结词
航空航天系统是复杂度极高的系统，需 要运用系统工程的方法进行设计和优化 。
VS
详细描述
航空航天系统涉及到飞机、火箭、卫星等 众多子系统，需要综合考虑性能、安全性 、可靠性等多个方面，通过系统工程的方 法进行协同设计和优化。
交通运输系统
总结词
交通运输系统是一个复杂的网络系统，需要运用系统工程的方法进行规划和管理。
案例五：金融风险管理中的系统工程应用
总结词
金融风险管理涉及多个领域和多种风险类型，需要运 用系统工程的方法论和工具，建立完善的风险管理体 系和预警机制。
详细描述
金融风险管理过程中，需要运用系统工程的方法论和 工具，对各种金融风险进行识别、评估和监控。同时 ，还需要建立完善的风险管理体系和预警机制，及时 发现和应对风险事件，降低风险损失。通过金融风险 管理的系统工程应用，可以提高金融机构的风险防范 能力和经营效益。
案例四：电力系统的优化与调度
总结词
电力系统的优化与调度需要确保电力供应的安全性、可 靠性和经济性，通过先进的调度技术和优化算法，实现 电力资源的合理配置和高效利用。
详细描述
案例三：智能交通系统的规划与实施
要点一
总结词
要点二
详细描述
智能交通系统的规划与实施需要综合考虑交通需求、交通 设施、交通管理等多个方面，通过数据采集、建模分析、 仿真测试等手段，实现交通系统的智能化和高效化。
智能交通系统的规划与实施过程中，需要运用大数据、物 联网、人工智能等技术手段，对交通数据进行采集、分析 和处理，为交通管理部门提供科学决策依据。同时，还需 要建立完善的交通设施和管理体系，提高交通系统的安全 性和效率性。
航空航天系统
总结词
航空航天系统是复杂度极高的系统，需 要运用系统工程的方法进行设计和优化 。
VS
详细描述
航空航天系统涉及到飞机、火箭、卫星等 众多子系统，需要综合考虑性能、安全性 、可靠性等多个方面，通过系统工程的方 法进行协同设计和优化。
交通运输系统
总结词
交通运输系统是一个复杂的网络系统，需要运用系统工程的方法进行规划和管理。
案例五：金融风险管理中的系统工程应用
总结词
金融风险管理涉及多个领域和多种风险类型，需要运 用系统工程的方法论和工具，建立完善的风险管理体 系和预警机制。
详细描述
金融风险管理过程中，需要运用系统工程的方法论和 工具，对各种金融风险进行识别、评估和监控。同时 ，还需要建立完善的风险管理体系和预警机制，及时 发现和应对风险事件，降低风险损失。通过金融风险 管理的系统工程应用，可以提高金融机构的风险防范 能力和经营效益。
案例四：电力系统的优化与调度
总结词
电力系统的优化与调度需要确保电力供应的安全性、可 靠性和经济性，通过先进的调度技术和优化算法，实现 电力资源的合理配置和高效利用。
详细描述
系统工程(完整版PPT课件)
至今还没
有统一定
义
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
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
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
系统工程原理 ppt课件
社会的演变方向 复杂性增加
□ 空间狭窄 □ 时间缩短 □ 普遍联系加强
PPT课件 18
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
无论如何，我们将被迫在知识的一切领 域中运用“整体”或者“系统”来处理复 杂性问题，这将是对科学思维的一个根本 改造。
——贝塔朗菲
PPT课件 19
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
系统的分类
□ 自然系统与人造系统 □ 实体系统与概念系统 □ 动态系统和静态系统 □ 控制系统与行为系统 □ 开放系统与封闭系统
PPT课件 16
1.1 系统的概念
系统的分类：开放系统与封闭系统
开放系统指系统与环境之间进行物质、能量 或信息交换。封闭系统则相反，即系统与环境互 相隔绝，它们之间没有任何物质、能量或信息交 换。
PPT课件 6
1.1 系统的概念
系统定义的三个基本特征: (1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 由于元素间的相互作用，使系统作为 一个整体具有特定的功能。
PPT课件 7
1.1 系统的概念
系统的五个基本特性:
□ 整体性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
参考书： ▪ 汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，2003 ▪ 王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，2006 ▪ 白思俊等，系统工程，电子工业出版社，2006 ▪ 陈宏民等，系统工程导论，高等教育出版社，2006 ▪ 孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，2004
PPT课件 4
系统工程原理
第一章 绪 论
内容 第一章 绪论 第二章 系统工程方法论 第三章 系统建模与系统分析 第四章 系统结构模型 第五章 层次分析法 第六章 投入产出分析 第七章 系统预测
□ 空间狭窄 □ 时间缩短 □ 普遍联系加强
PPT课件 18
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
无论如何，我们将被迫在知识的一切领 域中运用“整体”或者“系统”来处理复 杂性问题，这将是对科学思维的一个根本 改造。
——贝塔朗菲
PPT课件 19
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
系统的分类
□ 自然系统与人造系统 □ 实体系统与概念系统 □ 动态系统和静态系统 □ 控制系统与行为系统 □ 开放系统与封闭系统
PPT课件 16
1.1 系统的概念
系统的分类：开放系统与封闭系统
开放系统指系统与环境之间进行物质、能量 或信息交换。封闭系统则相反，即系统与环境互 相隔绝，它们之间没有任何物质、能量或信息交 换。
PPT课件 6
1.1 系统的概念
系统定义的三个基本特征: (1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 由于元素间的相互作用，使系统作为 一个整体具有特定的功能。
PPT课件 7
1.1 系统的概念
系统的五个基本特性:
□ 整体性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
参考书： ▪ 汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，2003 ▪ 王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，2006 ▪ 白思俊等，系统工程，电子工业出版社，2006 ▪ 陈宏民等，系统工程导论，高等教育出版社，2006 ▪ 孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，2004
PPT课件 4
系统工程原理
第一章 绪 论
内容 第一章 绪论 第二章 系统工程方法论 第三章 系统建模与系统分析 第四章 系统结构模型 第五章 层次分析法 第六章 投入产出分析 第七章 系统预测
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工程
信息（自动化）技术、各门系统工程
技术
2021/3/10
(社会实践)
13
安徽工程科技学院管理系
第二章 系统工程的基本概念
※本章篇目※
第一节 系统工程概述 第二节 系统科学体系结构 第三节 系统工程方法论
2021/3/10
14
安徽工程科技学院管理系
第三节 系统工程方法论
一、霍尔三维结构方法论
2021/3/10
5
安徽工程科技学院管理系
第一节 系统工程概述
本节内容
一、系统工程的定义 二、系统工程的特点
2021/3/10
6
安徽工程科技学院管理系
第一节 系统工程概述
二、系统工程的特点
– 1、一个系统，两个最优 一个系统指的是SE以系统为研究对象，
要求全面地、综合地考虑问题；两个最优指的是效果和方法（途径）最优
8
安徽工程科技学院管理系
第一节 系统工程概述
– 3、跨学科多，综合性强
跨学科多：一是用到的知识是多个学科的（系统科学、数学科学、
社会科学等）；二是开展系统工程项目要有多个学科的专家参加。
综合性强：不同的学科、各个部门的专家要互相配合，协同作战，而
不是各自为战，各行其是，或者攻其一点，不及其余
– 4、从定性到定量的综合集成研究
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第二章 系统工程的基本概念
※本章篇目※
第一节 系统工程概述 第二节 系统科学体系结构 第三节 系统工程方法论
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第二节 系统科学体系结构
一、SE与其他工程技术的关系
– 1、传统工程技术是SE的基础 ：脱离了传统工程技术，SE就 是“无本之木，无源之水”。规划的再好都无意义
大禹治水 传说在4000多年以前，神州大地洪水泛滥。“汤汤
洪水方割，浩浩怀山襄陵 ” 舜先派鲧治水。鲧采取“湮”的办 法，治了9年，什么效验也没有， 受了处分，被充军到羽山。舜 又派大禹治水。大禹经过调查研究， 认识到他父亲鲧采用“湮” 的办法是错误的，毅然决定用“导”的办法。 他率领群众挖了9 条大川，放田水入川，放川水入海。他把全国分成12州5大区， 分派5个首领掌管。在治水过程中，他还注意调运物资，救济灾 荒，让大家有饭吃，不断改善生活，调动广大群众积极性。经过 13年的艰苦奋斗，终于治理了洪水。由于治水有功，大禹深受人 民群众的信任与爱戴，舜就把“国家元首”的职位禅让给他。
工程
规划阶段 逻辑维
设计阶段
研制阶段
生产阶段
安装阶段
运行阶段
更新阶段
实 施
某阶段某步骤能够
用到不同的专业知 识
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第三节 系统工程方法论
专业维：开展系统工程活动所需要的各门专业知识。
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第一节 系统工程概述
大禹处理的问题是一个开放的复杂巨系统，不仅包括“治水”的工程问题，而 且还包括“治人”的社会问题。
1、方法是最优的（导）
2、总体效果也是最优的（治理了洪水，得到了“禅让”）
– 2、以软为主，软硬结合 传统的工程技术已“硬件”对象为主，可
– 5、以宏观为主，兼顾微观研究 系统工程认为，系统不论大
小，皆有其宏观与微观：凡属系统的全局、总体和长远的发展问题，均 为宏观；凡属系统内部低层次上的问题，则是微观。宏观调控、微观搞 活是系统管理的一条基本原理。
– 6、实践性与咨询性 针对实际问题，接受实践检验
系统工程的研究机构是咨询性的学术团体（参谋、顾问）
归为广义的物理学（对物进行处理的学问）范畴。是以硬技术为主的工程技
术，其单元性学科较强。 而系统工程是一大类新兴的工程技术的总称，以对
事进行合理筹划为主，可归为广义的事理学（对事进行处理的学问）范畴，
是以软技术为主的工程技术，其学科综合性较强
顾基发
硬件
物理
WSR
朱志昌
软件
事理
方法论
斡件
人理
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第二章 系统工程的基本概念
※本章篇目※
第一节 系统工程概述 第二节 系统科学体系结构 第三节 系统工程方法论
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第一节 系统工程概述
本节内容
一、系统工程的定义 二、系统工程的特点
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第一节 系统工程概述
一、系统工程的定义 – 从字面上来理解：“系统”指系统的思想和方法；
– 霍尔（A.D.Hall，1924 —）：美国贝尔电话公司工程师， 1968年提出的。出现最早、影响力最大的方法论。
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第三节系统 工程方法论
专业维
阐确系系 明定统统 问目综分 题标合析
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艺术
社会科学
管理
法律
商业
建筑
医学
系决 统策 评 价
“工程”强调的是实践性
案例:丁渭工程（公元960——1127北宋真宗年间）
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第一节 系统工程概述
日本工业标准JIS规定：“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”
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、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，还要有一种从横向上把它们组织起来，这种横 向技术就是系统工程。换句话说，系统工程就是研究系统所 需的思想、技术、方法和理论等体系化的总称”
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(社会实践)
(社会实践)
自然科学的三个层次结构（三层次一桥梁结构模式）
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第二节 系统科学体系结构
系统科学体系结构 桥梁
哲学
系统
系统论(观)
科学
钱
系统学(简单巨系统、开放的复杂巨系统）
基础科 学
学
森
运筹学、信息论、控制论
技术 科学
系统科学辩证法 系统科学方法论 系统科学认识论 系统科学史……
– 2、SE为传统工程技术提供方法论指导：脱离了SE,传统工程 技术所能发挥的积极作用很有限。
二、系统科学体系结构
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第二节 系统科学体系结构
钱学森的系统科学体系
哲学
哲学
自然辩证法
桥梁
物理学、化学、生物学等
基础科学
建筑学、水力学
技术科学
水利工程、土木工程
工程技术