第2章系统工程方法论PPT课件
相关主题
- 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、"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、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)。
5
SE基本工作过程（霍尔方法论）
知识维（K）
时间维(T)
运筹学 控制论 社会科学 工程技术
……
逻辑维（L）
规划阶段 设计阶段：拟定方案阶段 分析阶段
运筹阶段
系统实施阶段
运行阶段
更新阶段
摆 系方 系 最 决 实
明 统案 统 优 策 施
问 设综 分 化
计
题 计合 析
划
霍尔三维结构
6
霍尔方法论
一) 时间维
系统综合的过程要反复多次，直到形成系 统方案。初次的系统综合往往是按问题的性质、 目标、环境、条件拟定若干可能的粗略的备选 方案。系统综合则是建立在阐明问题与确定目 标的分析基础之上的，同时又为后面的系统分 析提供基础。
10
4．模块化
系统分析的主要工作是演绎备选方案，系 统比较分析各方案→建模→计算或仿真
12
６．决策
决策阶段主要由决策者来进行。不能十全 十美，要考虑人、社会各种因素
决策又有个人决策和团体决策、定性决策 和定量决策、单目标决策和多目标决策之分。
决策支持系统 群决策 (团体决策)
13
７．实施计划
就是将决策者的方案付诸实施，转入下一 阶段的工作。
企业：生产计划 开发项目：CPM(关键路径法)
16
霍尔方法论——活动矩阵
逻辑步骤 时间阶段 1.规划阶段
1.摆明问题 2.系统设计 3.系统综合 4.模型化
a11
a12
a13
a14
2.设计阶段（拟定方案） a21
a22
3.分析或研制阶段
……
4.运筹或生产阶段
……
5.系统实施或安装阶段
aij
6.运行阶段
7.更新阶段
a71
5.最优化 a15
6.决 策 7.实施计划
每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思维程序。
１．摆明问题——需要分析研究系统的结构、有关人 员的价值观念、约束条件、备选方案的选取、方案实施后 果以及人们对方案实施后果的反应。
（1）问题剖析报告（包括问题性质和问题条件 ） （2）阶段结束报告（包括问题的由来和背景 、问
题的重要性 、可能采取行动的组织和个人 、 利益相关的组织和人员 、问题的目标 、评价 指标 、约束条件 ）
8
２．系统设计——提出目标，制定准则(标 准) 。是指对系统的指标进行设计，最终确定 目标并据此建立价值体系或评价体系。
评价体系中最常用的是 效用理论 费用-效益分析法 风险估计 价值工程
9
3．系统综合
系统综合即方案策略，对每种方案进行说 明，并在给定条件下，找出达到预期目标的手 段或系统结构。
a16
a17
a27
17
系统工程的神羊角模型
物质
信息 （输入）
能量
a15 a16
a17
aa1143aa2423aa3433a43a53 a12 a22 a32 a11 a21 a31
产生理想的系统 （输ห้องสมุดไป่ตู้）
1
2 3 45 6 7
规 设 分 运实运 更 划 计 析 筹施行 新 阶 阶 或 或或阶 阶 段 段 研 生安段 段
表示系统从规划到更新，从开始→结束按时间顺序排列 的全过程，反映了系统的生命周期循环过程。
规划阶段：调研、明确目标 设计阶段：比较分析方案，择优 分析或研制阶段：实现方案，作生产计划 运筹或生产阶段：零部件→组装整个系统 系统实施或安装阶段：安装、调试 运行阶段：运行 更新阶段：评价→改进和更新
7
二) 逻辑维
20
霍尔方法论的局限性
霍尔方法论没有为目标定义提供有效的方法； 霍尔方法论没有考虑系统中人的主观因素； 霍尔方法论认为只有建立数学模型才能科学地
解决问题，但是，通过模型求解得到的方案往 往并不能解决实际问题。
21
二、切克兰德方法论
霍尔三维结构不适用于以建立和管理“软系统” 为目的的社会科学、管理科学等科学领域；而适用 于以研制“硬件系统”为目标的自然科学、工程技 术等“硬科学”领域，故有人称霍尔三维结构为 “硬科学”的系统工程方法论。英国的切克兰德把 OR、SE、SA和SD所使用的方法论叫硬系统方法论， 并在1981年自己提出一种软系统方法(SSM)——“调 查学习”法。
主要是依靠所建的模型来代替真实的系统， 利用演算和模拟代替系统的实际运行，选择参 数，实现优化。系统分析的主要内容涉及系统 变量的选择、建模和仿真、可靠性工程等几个 方面。
11
５．最优化
所谓优化，就是在约束条件规定的可行域 内，从多种可行方案或替代方案中得出最优解 或满意解。实践中要根据问题的特点选用适当 的最优化方法，目前应用最广的仍是线性规划 和动态规划。
PERT(计划评审技术)
在这个过程中，不但从实施或决策步骤可 以返回到前面的步骤，而且从中间步骤也可以 返回到前面的步骤。有的步骤甚至要经过多次 反复才能完成。
14
霍尔三维结构—逻辑维
摆明问题 系统设计 系统综合 模型化
最优化
决策
实施计划
15
三) 知识维 知识维是指在完成上述各种步骤所需要 的各种专业知识和管理知识，包括科学学、 基础科学、工程技术、环境科学、计算机技 术、数学、经济学、法律、管理科学和其它 相关社会科学等 。
3
2.1 系统工程基本工作过程
4
一、霍尔三维结构
1969年，美国工程师霍尔认为系统工程整个 活动过程可以分为前后紧密衔接的七个阶段，每 个阶段应遵循一定的思维程序，需各种专业知识 和技能的支持。这构成了时间维、逻辑维和知识 维的“三维空间结构”，概括了系统工程的一般 过程。
它把系统工程的整个活动过程分为前后紧密衔 接的７个阶段（按时间划分的时间段 ）和７个步 骤（按实施步骤划分的逻辑步骤 ）。７个阶段对 应霍尔三维结构的时间维，７个步骤对应霍尔三 维结构的逻辑维。
制 产装
时间阶段
18
系统工程的超细结构
19
霍尔方法论小结
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 归纳为工程系统问题，应用定量分析手段， 求得最优解答。该方法论具有研究方法上 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）和系统工程工作问题的导向 性（逻辑维）等突出优点。
第二章 系统工程方法论
1
系统工程方法论
系统工程方法论是用于解决复杂问题的 一般程序、逻辑步骤和通用方法。
霍尔方法论（硬系统方法论） 软系统方法论（切克兰德模式 ） 综合集成工程方法学
(综合集成研讨厅体系 )
2
2.1 系统工程基本工作过程 2.2 系统分析（SA）原理及应用 2.3 系统工程（SE）理论的新发展
SE基本工作过程（霍尔方法论）
知识维（K）
时间维(T)
运筹学 控制论 社会科学 工程技术
……
逻辑维（L）
规划阶段 设计阶段：拟定方案阶段 分析阶段
运筹阶段
系统实施阶段
运行阶段
更新阶段
摆 系方 系 最 决 实
明 统案 统 优 策 施
问 设综 分 化
计
题 计合 析
划
霍尔三维结构
6
霍尔方法论
一) 时间维
系统综合的过程要反复多次，直到形成系 统方案。初次的系统综合往往是按问题的性质、 目标、环境、条件拟定若干可能的粗略的备选 方案。系统综合则是建立在阐明问题与确定目 标的分析基础之上的，同时又为后面的系统分 析提供基础。
10
4．模块化
系统分析的主要工作是演绎备选方案，系 统比较分析各方案→建模→计算或仿真
12
６．决策
决策阶段主要由决策者来进行。不能十全 十美，要考虑人、社会各种因素
决策又有个人决策和团体决策、定性决策 和定量决策、单目标决策和多目标决策之分。
决策支持系统 群决策 (团体决策)
13
７．实施计划
就是将决策者的方案付诸实施，转入下一 阶段的工作。
企业：生产计划 开发项目：CPM(关键路径法)
16
霍尔方法论——活动矩阵
逻辑步骤 时间阶段 1.规划阶段
1.摆明问题 2.系统设计 3.系统综合 4.模型化
a11
a12
a13
a14
2.设计阶段（拟定方案） a21
a22
3.分析或研制阶段
……
4.运筹或生产阶段
……
5.系统实施或安装阶段
aij
6.运行阶段
7.更新阶段
a71
5.最优化 a15
6.决 策 7.实施计划
每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思维程序。
１．摆明问题——需要分析研究系统的结构、有关人 员的价值观念、约束条件、备选方案的选取、方案实施后 果以及人们对方案实施后果的反应。
（1）问题剖析报告（包括问题性质和问题条件 ） （2）阶段结束报告（包括问题的由来和背景 、问
题的重要性 、可能采取行动的组织和个人 、 利益相关的组织和人员 、问题的目标 、评价 指标 、约束条件 ）
8
２．系统设计——提出目标，制定准则(标 准) 。是指对系统的指标进行设计，最终确定 目标并据此建立价值体系或评价体系。
评价体系中最常用的是 效用理论 费用-效益分析法 风险估计 价值工程
9
3．系统综合
系统综合即方案策略，对每种方案进行说 明，并在给定条件下，找出达到预期目标的手 段或系统结构。
a16
a17
a27
17
系统工程的神羊角模型
物质
信息 （输入）
能量
a15 a16
a17
aa1143aa2423aa3433a43a53 a12 a22 a32 a11 a21 a31
产生理想的系统 （输ห้องสมุดไป่ตู้）
1
2 3 45 6 7
规 设 分 运实运 更 划 计 析 筹施行 新 阶 阶 或 或或阶 阶 段 段 研 生安段 段
表示系统从规划到更新，从开始→结束按时间顺序排列 的全过程，反映了系统的生命周期循环过程。
规划阶段：调研、明确目标 设计阶段：比较分析方案，择优 分析或研制阶段：实现方案，作生产计划 运筹或生产阶段：零部件→组装整个系统 系统实施或安装阶段：安装、调试 运行阶段：运行 更新阶段：评价→改进和更新
7
二) 逻辑维
20
霍尔方法论的局限性
霍尔方法论没有为目标定义提供有效的方法； 霍尔方法论没有考虑系统中人的主观因素； 霍尔方法论认为只有建立数学模型才能科学地
解决问题，但是，通过模型求解得到的方案往 往并不能解决实际问题。
21
二、切克兰德方法论
霍尔三维结构不适用于以建立和管理“软系统” 为目的的社会科学、管理科学等科学领域；而适用 于以研制“硬件系统”为目标的自然科学、工程技 术等“硬科学”领域，故有人称霍尔三维结构为 “硬科学”的系统工程方法论。英国的切克兰德把 OR、SE、SA和SD所使用的方法论叫硬系统方法论， 并在1981年自己提出一种软系统方法(SSM)——“调 查学习”法。
主要是依靠所建的模型来代替真实的系统， 利用演算和模拟代替系统的实际运行，选择参 数，实现优化。系统分析的主要内容涉及系统 变量的选择、建模和仿真、可靠性工程等几个 方面。
11
５．最优化
所谓优化，就是在约束条件规定的可行域 内，从多种可行方案或替代方案中得出最优解 或满意解。实践中要根据问题的特点选用适当 的最优化方法，目前应用最广的仍是线性规划 和动态规划。
PERT(计划评审技术)
在这个过程中，不但从实施或决策步骤可 以返回到前面的步骤，而且从中间步骤也可以 返回到前面的步骤。有的步骤甚至要经过多次 反复才能完成。
14
霍尔三维结构—逻辑维
摆明问题 系统设计 系统综合 模型化
最优化
决策
实施计划
15
三) 知识维 知识维是指在完成上述各种步骤所需要 的各种专业知识和管理知识，包括科学学、 基础科学、工程技术、环境科学、计算机技 术、数学、经济学、法律、管理科学和其它 相关社会科学等 。
3
2.1 系统工程基本工作过程
4
一、霍尔三维结构
1969年，美国工程师霍尔认为系统工程整个 活动过程可以分为前后紧密衔接的七个阶段，每 个阶段应遵循一定的思维程序，需各种专业知识 和技能的支持。这构成了时间维、逻辑维和知识 维的“三维空间结构”，概括了系统工程的一般 过程。
它把系统工程的整个活动过程分为前后紧密衔 接的７个阶段（按时间划分的时间段 ）和７个步 骤（按实施步骤划分的逻辑步骤 ）。７个阶段对 应霍尔三维结构的时间维，７个步骤对应霍尔三 维结构的逻辑维。
制 产装
时间阶段
18
系统工程的超细结构
19
霍尔方法论小结
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 归纳为工程系统问题，应用定量分析手段， 求得最优解答。该方法论具有研究方法上 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）和系统工程工作问题的导向 性（逻辑维）等突出优点。
第二章 系统工程方法论
1
系统工程方法论
系统工程方法论是用于解决复杂问题的 一般程序、逻辑步骤和通用方法。
霍尔方法论（硬系统方法论） 软系统方法论（切克兰德模式 ） 综合集成工程方法学
(综合集成研讨厅体系 )
2
2.1 系统工程基本工作过程 2.2 系统分析（SA）原理及应用 2.3 系统工程（SE）理论的新发展