第1章_系统工程概述
系统工程学
第四章 网络计划技术：网络计划技术是系
统管理的重要工具之一，是系统工程常 用的管理技术。它是利用网络图对计划 任务的进度、费用及其组成部分之间的 相互关系进行计划、检查和控制，以使 系统协调运转的科学方法。通过本章学 习，同学们能够了解了解网络计划技术知识
及其应用领域 ，掌握CPM，PERT，GERP的工 程实际应用。
资源能源问题、新农村建设、城镇化、社会保 障、应急管理等） 管理科学、经济科学、工程科学各种前沿问题 落实科学发展观 社会信息化变革 重大投资和大型项目管理 思维科学和生命科学
二、系统工程研究对象
（一）SE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。 （二）系统的概念
（三）系统的分类
自然系统与人造系统 实体系统与概念系统 动态系统与静态系统 封闭系统与开放系统
主要明确SE研究什么样的系统 问题？
三、SE的内容与特点 所谓SE，是用来开发、运行、革新一个大
规模复杂系统所需思想、程序、方法的综合 （或总称）。
SE强调以下基本观点： 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）
《系统工程学》是工业工程专业以及管 理工程专业的基础课程之一。它的任务 是通过对本课程的学习，使学生熟悉系 统及系统工程的概念和内涵，了解国内 外系统工程的发展现状和趋势，掌握系 统工程的预测技术、分析方法、设计理 论、模型与仿真、决策分析，并引导学 生将系统工程的观点、思想、方法和原 理具体应用到工程机械的制造、规划和 管理以及路桥机械化施工等工程实践中。
逻辑 步骤 工作 活动 时间 项目
系统工程第一章
5
2.1 系统的特征
（1）系统的整体性 反映要素之间的关系 （2）相关性 反映系统的功能，确 （3）系统的目的性 定系统和环境的边界 （4）有序性 反映了系统的结构形态 （5）环境适应性 明确了系统与环境之间的关系 （6）动态性
系统特性之间的关系？ 反映了系统的变化趋势
6
确定系统的组成要素
（1）整体性
33
正因果关系
若满足下列条件之一： （1）A加到B 中； （2）A是B的乘积因子； （3）A变到A±ΔA，有B变到B±ΔB，即A、B的变化方向 相同 则，A到B具有正因果关系，简称正关系，用
“＋”号标在因果链上。
34
负因果关系
若满足下列条件之一： （1）A从B 中减去； （2）1/A是B的乘积因子； （3）A变到A±ΔA，有B变到B-+ΔB，即A、B的变化方向 相反 则，A到B具有负因果关系，简称负关系，用
25
（3）系统边界划分注意的几个问题
系统的目的性 现有的技术、理论水平 问题解决的时效性
系统的表现程度
26
3、系统结构概念
系统结构是指系统的构成要素在时空连
续区上的排列组合方式和相互作用方式。 系统结构的普遍形式决定了系统的基本 特征。
目的性——作为构造系统结构的出发点 集合性 相关性 阶层性 整体性 环境适应性
8
2012-11-5
（2）相关性
系统中相互关联的部分或部件形成“部件 集”，“集”中各部分的特性和行为相互联系、 相互依赖、相互制约和相互作用,牵一发而动 全身。 故要求 S内各要素应根据整体目标，尽量避 免 “内耗 ”，设法提高 S整体运行效果。。
9
（3）目的性
安全系统工程教案
安全系统工程教案课程名称：安全系统工程教学对象：适用于大学本科、研究生等专业相关学生。
教学目标：1. 掌握安全系统工程的基本概念和原理。
2. 理解安全系统工程的设计流程和方法。
3. 能够运用安全系统工程的知识和技能，设计和构建安全系统。
教学内容：第一章：安全系统工程概述1.1 安全概念：定义、维护和保障1.2 安全的分类：信息安全、物理安全、生命安全等1.3 安全系统工程的定义和特点1.4 安全系统工程的分类和概述第二章：安全系统工程的设计流程2.1 系统工程概述和设计基础2.2 安全系统工程的设计思想和理念2.3 安全系统工程的设计步骤和流程2.4 安全系统工程的设计过程中的问题及解决方法第三章：安全系统评估3.1 安全系统评估的定义和目的3.2 安全系统评估的基本原理和方法3.3 安全系统评估的关键技术和应用3.4 安全系统评估案例分析第四章：安全系统的构建和维护4.1 安全系统的构建和配置4.2 安全系统的管理和维护4.3 安全管理体系和安全政策教学方法：理论结合实践，采用案例教学和讲解相结合的教学方法。
教学重点：安全系统工程的设计流程和方法。
教学难点：安全系统评估的应用和技术。
教材及参考书目：教材：《安全系统工程》参考书目：《安全工程学》《安全系统设计与应用》《安全技术与管理》评估与考核：学生课堂表现（40%），期末论文或设计报告（60%）。
教学建议：安全系统工程课程的目的是培养学生具备安全系统设计能力和实践能力，在教学过程中，应该注重理论和实践相结合，采用案例教学、实验教学等方式，使学生能够在实践中掌握基本的安全系统工程知识和方法，以提高应对安全方面问题和挑战的能力。
应该注重学生的创新能力和实践操作能力，可以结合实践项目或竞赛等形式，提高学生的实践能力和创造力，发挥学生的主观能动性，培养学生的综合素质。
安全系统工程课程是十分重要和必要的，希望学生能够认真学习，扎实掌握知识和技能，不断提升自己的能力和水平。
系统工程教学大纲
教学大纲第一章系统工程概述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。
1.系统工程背景介绍、系统工程导论重点介绍系统工程的产生背景，系统工程的基本概念和基本思想2.系统及系统工程简介重点介绍系统的定义、系统工程的基本概念3.系统的概念及特性重点介绍系统的基本概念以及系统的特点4.系统工程的定义、研究对象及基本思想重点介绍系统工程的基本概念，研究对象，以及系统工程在分析、解决问题时的基本思想。
5.系统工程的全体最优观点通过实例重点介绍系统工程基本思想中的全体最优思想6.系统工程的综合性观点通过实例重点介绍系统工程基本思想中的综合性观点7.定性定量相结合的系统工程思想通过实例重点介绍系统工程基本思想中的定性定量相结合的观点8.问题导向与反馈机制的系统工程思想通过实例重点介绍系统工程基本思想中的问题导向与反馈机制的观点9.系统工程的发展史及系统工程的应用重点介绍系统工程的发展历程以及系统工程在社会实际问题中的具体应用第二章系统工程方法论方法论是整个系统工程课程的核心，本部分重点讲述两种针对不同系统的重要方法论：霍尔三维结构和切克兰德模型，在此基础上对系统工程方法论新探索进行简要的介绍。
通过本章的教学，使学生了解系统工程方法论的基本概念，掌握霍尔系统工程方法论，切克兰德系统方法论；掌握系统分析的基本原理。
系统工程方法论事系统工程思考问题和处理问题的一般方法与总体框架1.系统工程的基本过程系统工程解决实际问题的基本步骤与程序2.“阐明问题”阶段重点介绍系统工程基本步骤中的“阐明问题”阶段，及应注意的问题3.“谋划备选方案”重点介绍系统工程基本步骤中的“谋划备选”阶段，及方案的选择方法4.“建模与预计后果”阶段重点介绍系统工程基本步骤中的“建模与预计后果”阶段，及建模的过程与评估的方法5.系统工程分析原理中的“评比备选方案”及“系统工程报告的形成”通过实例，重点介绍系统工程基本步骤中的“屏蔽备选方案”及“系统工程报告的形成”阶段，及屏蔽方案的方法及报告形成过程6.精益思想产生的背景介绍通过精益生产的实例，介绍精益思想的产生背景7.精益思想的本质与特点重点介绍精益思想的实质与基本特点8.精益生产的应用及国内外煤矿推行精益管理的意义与现状重点介绍精益生产在国内外企业中的应用情况，以及国内外煤矿业推行精益管理的意义与存在的问题9.精益化理论与方法的具体应用过程以及如何在我国煤矿业推行精益化重点介绍精益化相关理论及方法在煤矿行业的具体应用过程第三章系统模型与模型化—解释结构模型在系统初步分析的基础上，将对象系统抽象为模型，进而进行优化或仿真，这是系统工程的特色。
第1章系统工程概述-学生-XXXX1118
人 简单程序 高成功率
Humans (individually, on teams, and in organizations) can follow simple processes to increase their probability of success.
This general process of “Idea of systems engineering” was abstracted in the SIMILAR Process.
行为 共同点 系统工程
SIMILAR Process:
Figure 1. The Systems Engineering Process
在西方，大体也同样的久远，古希腊泰勒斯（Thales）、赫拉 克利特（Herakleitos）探索组成万物的要素，德谟克利特 （Demokritos）提出构成宇宙系统要素的原子论，以及亚里 士多德（Aristoteles）的“整体大于各部分之和”更是现代系 统论的最基本思想。
进入18世纪，工业革命有力地推动着社会化大生产，同时也 极大地推动着社会的进步。在这种背景下，马克思主义的诞 生，标志着人类认识史上的一次伟大飞跃，把系统观作为对 世界的总的看法包括在唯物辩证法中。
系统工程
Systems Engineering (Approach—改造客观世界的角度)
Systems Engineering is an interdisciplinary approach and mean enable the realization of successful systems. It focuses on defin customer needs and required functionality early in development cycle, documenting requirements, then procee with design synthesis and system validation while considering t complete problem.
《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。
系统工程重点
计算公式
NPV I t Ot 1 r
t 0 n t
式中：NPV-净现值；It-第t年的现金流入量；Ot-第t年的现金流出 量；r-折现率；n-投资项目的寿命周期。 （2）净现值法的原理 净现值法所依据的原理是：假设预计的现金流入在年末肯定可以 实现，并把原始投资看成是按预定贴现率借入的，当净现值为正 数时偿还本息后该项目仍有剩余的收益，当净现值为零时偿还本 息后一无所获，当净现值为负数时该项目收益不足以偿还本息。 净现值法具有广泛的适用性，净现值法应用的主要问题是如何确 定贴现率，一种办法是根据资金成本来确定，另一种办法是根据 企业要求的最低资金利润来确定。
求根法
求和法 0.652 0.556 0.692 0.130 0.111 0.077 0.218 0.333 0.231
0.637 0.105 0.258
1.900 0.318 0.782
0.633 0.106 0.261
C1
C2
C3
C4
C5
v21 v22 v32 v11 v12 v31
P1
P2
P3
§5-4模糊评价法
了解模糊评价法的应用。
第六章 决策分析方法
§6-1 管理决策概述 决策分析主要是解决风险型和不确定型类型的问题。 重点掌握期望收益值的计算，关联树法的应用。
考试成绩占总成绩的70% 拟采用题型： 一、填空题（20%） ；二、选择题（10%） 三、判断题（10%）；四、简答题（10%） 五、计算题（40%）；六、论述题（10%） 考试时请自己携带计算器！
NAV NAV NAV (1 i )1 (1 i ) 2 (1 i ) n
化工系统工程概述
12
1.系统工程的定义
(1)中国科学家钱学森指出：“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”，“系统工程是一门 组织管理的技术”。
(2)美国著名学者H．切斯纳指出：“系统工程认为虽然每个系统都 由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着 相互关系，但是每一个系统都是完整的整体，每一个系统都要求有 一个或若干个目标。系统工程则是按照各个目标进行权衡，全面求 得最优解(或满意解)的方法，并使各组成部分能够最大限度地互相 适应”。
18
3.系统工程与一般工程比较的特点
传统工程
系统工程
研究 对象
研究 方法
着眼点
特定的工程 物质 专业知识
局部最优
不局限于特定工程物质，也不局 限于物质系统 各种现代科学知识和专业知识
整体最优
19
4.系统工程与运筹学区别
运筹学：
通常涉及现有系统运营情况，侧重于资 源的最优配置。
系统工程：
侧重于评价和改进现有系统、设计新系统 。
(4)《中国大百科全书·自动控制与系统工程卷》指出：“系统工程 是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术。它是 系统科学直接改造世界的工程技术。”
14
系统工程的定义
(5)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、信息流动和控制机构等进行分 析与设计的技术”。
例：发电厂环境工程系统分析
目的：模拟烟囱排放的烟尘和SO2，据此提出 最佳治理方案。
烟尘超标4.84倍，SO2超标10.84倍
煤
锅炉
除尘器
烟囱
1．拟定方案：
① 修建高烟囱120m （目前是45m），投 资估算22万；不可行(附近是机场）；
系统工程概论
第一节 系统概述
系统的概念、环境、结构与功能
1.系统的概念
奥地利生物学家，一般系统论的创始人贝塔朗菲把系统定义为：相互作用的诸要素的综合体。 日本工业标准“运筹学术语”中对系统的定义是：许多组成要素保持有机的秩序向同一目标行动的体系。
第一节 系统概述
1.系统的概念
（4）我国著名科学家、系统工程的倡导者钱学森认为：系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机体，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。
第二节 系统工程概述
系统工程的发展过程 进入70年代后，由于电子计算机的迅速发展和普及，系统工程得到了广泛地应用。世界上许多国家，都程度不同的应用系统工程来解决本国的问题。这就进一步促进了系统工程的发展。 系统工程在我国的发展。
第二节 系统工程概述
系统工程的概念和特点
1.系统工程定义
系统工程这个词来源于英文“System Engineering” 系统工程是在系统科学结构体系中，它是一门新兴的学科，是以系统为研究对象的工程技术，国内外有一些学者对系统工程的含义有过不少的阐述。现列举一些国内外学者对系统工程所作的解释。
第一节 系统概述
1.系统的概念
“系统”一词由来已久，可以说目前到处都在使用。但是，在系统理论的形成和发展初期，其定义不尽相同，下面列举出其中几个有代表性的定义：
（1）在韦氏大辞典中，系统一词被解释为：有组织的和被组织化了的整体；结合着的整体所形成的各种概念和原理的综合；由有规则、相互作用、相互依赖的诸要素形成的集合等等。
系统的环境就是系统外部整体，或者说包围系统的整个空间。
系统
环境
系统的边界
02
03
04
系统工程概述
1978年 1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云在《文 27日 钱学森、许国志、王寿云在《 汇报》发表题为“组织管理的技术——系统工程 系统工程” 汇报》发表题为“组织管理的技术——系统工程”的 长篇文章； 长篇文章； 从1978年起，西安交大、天津大学、清华大学、华 1978年起，西安交大、天津大学、清华大学、 年起 中理工大学、 中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收 了第一批SE专业硕士研究生； SE专业硕士研究生 了第一批SE专业硕士研究生； 1980年11月 中国系统工程学会在北京成立； 1980年11月，中国系统工程学会在北京成立； 1980年10月至1981年 1980年10月至1981年1月，中国科协、中央电视台会 月至1981 中国科协、 同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举办“ 同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举办“系 统工程电视普及讲座（45讲 统工程电视普及讲座（45讲）”，取得了良好的社会 效果。 效果。
美国Bell电话公司 正式使用系统工程（Systems 电话公司 正式使用系统工程（ 美国 Engineering）一词 ） 开发微波通讯系 统 产生军事运筹学（ 产生军事运筹学（Military Operations Research）,也即军 ） 也即军 事系统工程
英、美等国的反 第二次世界 空袭等军事行动 大战期间 II
4、系统工程的发展概况（世界）
阶段 年代（ 年代（份） 重大工程实践或 事件 1930 I 1940 美国发展与研究 广播电视 美国实施彩电开 发计划 重要理论与方法贡献 正式提出系统方法（Systems 正式提出系统方法（ approach）的概念 ） 采用系统方法， 采用系统方法，并取得巨大成 功
1958 IV 1965
安全系统工程
安全系统工程第一章绪论-安全系统工程概述1.系统：系统就是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。
（理解、掌握)2.系统的特点：整体性,相关性目的性和功能性，有序性,环境适应性。
（理解、掌握）3.系统工程:是组织管理系统的规划、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。
(理解、掌握）4.安全系统工程：是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素,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。
（理解、掌握）5.系统的分类（熟悉）a)自然系统和人工系统b)实体系统和抽象系统c)静态系统和动态系统d)控制系统和行为系统e)开放系统和封闭系统：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。
f)简单系统与复杂系统6.系统原理：(熟悉)指运用系统的观点、理论和方法对管理活动进行充分的系统分析,以达到管理的优化目标，即从系统论的角度来认识和处理管理中出现的问题。
（系统原理是现代管理科学中的一个最基本的原理。
）a)整分合原理：现代高效率的管理必须在整体规划下明确分工,在分工基础上进行有效地综合,这就是整分合原理. 整分合原理的主要含义：整体把握，科学分解,组织综合。
把握时机，实行动态管理，及时调整计划，不断改善分工(明确分工），适时综合协调。
b)反馈原理:现代高效率的原理,必须有灵敏、正确、有力的反馈，这就是反馈原理。
如果反馈使系统的输人对输出的影响增大,导致系统的运动加剧发散，这种反馈叫正反馈；反之，如果反馈使系统的输入对输出的影响减小，使系统偏离目标的运动收敛，趋向于稳定状态,则叫做负反馈。
反馈涉及两个方面的问题一是控制系统本身接收、处理、利用各种信息的能力如何；二是反馈系统能否保证灵敏、正确、有力地反馈信息。
c)弹性原理：管理是在系统外环境和内部条件千变万化的形势下进行的，管理必须要有很强的适应性和灵活性，才能有效地实现动态管理。
系统工程学笔记
系统工程学第一章系统工程概述第一节系统工程的产生、发展及应用1 系统工程虽然形成于20世纪50年代，但是初步实践可以追溯到古代；2 古希腊唯物主义哲学家德谟克利特最早使用“系统”一词；亚里士多德名言：整体大于部分之和，这是系统论的基本原则之一。
3 都江堰由鱼嘴（岷江分流）、飞沙堰（分洪排沙）、和宝瓶口（引水）三大设施组成；4 早期的系统思想有“只见森林”和比较抽象的特点；15世纪下半页以后，有“只见树木”和具体化的特点；5 19世纪以后，有“先见森林，后见树木”的特点；6 辩证唯物主义认为，世界有无数相互关联、相互依赖、相互制约和相互作用的过程所形成的统一整体。
这种普遍联系和整体性的思想，就是科学系统思想的实质。
7 一般系统论、控制论、信息论耗散结构理论协同论及自组织理论等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
8 系统论或者狭义的一般系统论，是研究系统的模式、原则和规律，并对其功能进行数学描述的理论。
其代表人物是爱地理理论生物学家贝塔朗菲。
9 系统工程的发展概况1957年，发表第一部名为《系统工程》的著作，系统工程学形成的标志；1965年，提出模糊集合的概念，为现代系统工程奠定了重要的书数学基础1961-1972年，美国实施阿波罗登月计划，使用多种系统工程方法并获得巨大的成功，极大地提高了系统工程的地位1972年，国际系统分析研究所（IIASA）在维也纳成立，系统工程的应用重点开始从工程领域进入到社会经济领域，并发展到了一个重要的阶段10 中国系统工程研究主要标志和集中代表是钱学森的《工程控制论》、华罗庚的《统筹法》和许国志的《运筹学》11 中国大规模的研究系统工程是从20世纪70年代末、80年代初开始的。
1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云在《文汇报》上发表了题为“组织管理的技术——系统工程”第二节系统工程的研究对象1 系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统（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）2 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；3 系统的一般属性：整体性，整体性是系统最基本、最核心的特性；关联性，构成系统的要素是相互联系、相互作用的；所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系；环境适应性，区分为不同环境：（技术环境、经济环境、社会环境等）和不同的环境域：（外部环境、内部环境）等目的性、层次性4 大规模复杂系统的特点：系统的功能和属性多样，由此带来的多重目标间经常会出现相互消长或冲突的关系系统通常由多维且不同质的要素所构成一般为人机系统，而人及其组织或群体所表现出的固有的复杂性由要素间相互关系所形成的系统结构所形成的系统结构日益复杂化和动态化规模庞大和经济性突出等5 系统的类型自然系统和人造系统：多数是其复合系统实体系统与概念系统，通常研究的是这两类的复合系统动态系统和静态系统：系统工程研究的是一定时期、一定范围内和一定条件下具有某种程度稳定性的动态系统封闭系统和开放系统：研究有特定输入、输出的相对孤立系统第三节系统工程概念与特1 系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。
安全系统工程复习要点
安全系统⼯程复习要点安全系统⼯程考点第⼀章安全系统⼯程概述1.系统：系统是由相互作⽤，相互依赖的若⼲组成部分结合⽽成的具有特殊功能的有机整体。
四部分内容：系统元素；元素间的关系；边界条件；输⼊及输出的能量、物料、信息等。
系统的特点：⽬的性、整体性、分解性、相关性、系统的功能结构2.系统⼯程：系统⼯程就是从系统的观点出发，跨学科地思考问题，运⽤⼯程的⽅法去研究和解决各种系统问题。
3.安全：从本质上讲，安全就是预知⼈们活动的各个领域⾥存在的固有危险和潜在危险，并且为消除这些危险的存在和状态⽽采取的各种⽅法、⼿段和⾏动。
4.危害：危害是造成事故的⼀种潜在危险，它是超出⼈的直接控制之处的某种潜在的环境条件。
危险：是⼀种状态，它可以引起⼈⾝伤亡，设备破坏或降低完成预定功能的能⼒。
危险性：表⽰危险的相对暴露程度。
5.系统安全：系统安全就是系统在⼀定的功能，时间和费⽤的约束条件下，使系统中⼈员和设备遭受的伤害和损失为最少。
6.安全系统⼯程：应⽤系统⼯程的原理和⽅法，识别、分析、评价、排除和控制系统中的各种危险，对⼯艺过程、设备、⽣产周期和资⾦等因素进⾏分析评价和综合处理，使系统可能发⽣的事故得到控制，并使系统安全性达到最佳状态。
7.安全系统⼯程的基本任务：预测、评价和控制危险。
系统安全分析的⽬的：是实现系统安全的重要⼿段，⽬的在于通过分析使⼈们识别系统中存在的危险性和损失率，并预测其可能性。
8.安全系统⼯程的优点：（论述）（1）预测和预防事故的发⽣，是现代安全管理的中⼼任务，运⽤系统安全分析⽅法，可以识别系统中存在的薄弱环节和可能导致事故发⽣的条件，⽽且通过定量分析，预测事故发⽣的可能性和事故后果的严重性，从⽽可以采取相应的措施，预防事故发⽣。
（2）现代⼯业的特点是⼤规模化、连续化和⾃动化，其⽣产关系⽇趋复杂，各个环节和⼯序之间相互联系，相互制约，安全系统⼯程是通过系统分析，全⾯地、系统地、彼此联系地以及预防性地处理⽣产系统中的安全性，⽽不是孤⽴地，就事论事地解决⽣产系统中安全性问题。
第一章 安全系统工程概论
最优规划、最优设计、最优控制、最优管理等优化措施。
1.1系统论简介
1.1.3 系统的特征
Safety System Engineering
3.有序性：系统有序性主要表现在系统空间结构的层次性和系统发展的时间顺 序性。系统可分成若干子系统和更小的子系统，而该系统又是其所属系统的 子系统。这种系统的分割形式表现为系统空间结构的层次性。另外，系统的 生命过程也是有序的，它总是要经历孕育、诞生、发展、成熟、衰老、消亡 的过程，这一过程表现为系统发展的有序性。系统的分析、评价、管理都应 考虑系统的有序性。 4.相关性：构成系统的各要素之间、要素与子系统之间、系统与环境之间都存 在着相互联系、相互依赖、相互作用的特殊关系，通过这些关系，使系统有 机地联系在一起，发挥其特定功能。
教学参考书
Safety System Engineering
1. 安全系统工程，张景林、崔国璋主编，煤炭工业出版社，2002年
2. 煤矿安全评价与安全信息管理，曹庆贵编著，中国矿业大学出版社，1993年
3. 安全系统工程，汪元辉主编，天津大学出版社，1999年 4. 安全系统工程（第二版），冯肇瑞主编，冶金工业出版社，1993年 5. 安全原理与事故预测，隋鹏程、陈宝智编著，冶金工业出版社，1988年
安全系统工程
安全系统工程概论
本 章 主 要 内 容
一、系统论简介 二、系统工程简介 三、系统分析的基本内涵
主 要 内 容
四、安全系统工程
五、安全系统工程的发展概况
事故案例
火灾事故之一
2002年12月25日晚，河南洛阳市东
都商厦发生特大火灾事故，造成309 人死亡，直接经济损失275万元。遇 难者中男 135 人，女 174 人，火灾事 故系电焊工违章作业引起的。
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古代朴素的系统思想——萌芽期
系统的思想来源于人类长期的社会实践 古代天文——历法、二十四节气等 农事——《管子•地员》、《诗经•七月》 医药——《黄帝内经》 军事理论——《孙子兵法》（“经五事”，即从道、天、地、将、法5 方面来分析战争的全局） 水利工程——驰名中外的“都江堰”水利工程（三个主体工程——“鱼 嘴”、“飞沙堰”、“宝瓶口” ） 系统思想体现在我国古代和古希腊的哲学思想中 春秋末期的老子——强调自然界的统一性； 古希腊唯物主义哲学家的德谟克利特——世界是由原子组成； 亚里士多德——提出“四因”等思想。
2.控制论
• 1948年，美国数学家维纳总结了前人的经验创立。 • 控制论是研究系统调节与控制的一般规律的科学， 为了实现系统自身的稳定和功能，系统需要取得、 使用、保持及传递能量、材料和信息，需要对系统 的各部分进行组织，那么怎样组织？便是控制论所 要研究的问题。
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控制论的3个发展过程
• 20世纪50年代末期之前为第一阶段，称为经典控制论阶段 ——经典控制论主要是研究单输入和单输出的线性控制系 统的一般规律，它建立了系统、信息、调节、控制、反馈 等控制论的基本概念和分析方法。研究重点是反馈控制， 主要应用与单机自动化。 • 20世纪50年代末期至70年代初期为第二阶段，称为现代控 制阶段——现代控制论研究的对象是多输入和多输出的非 线性控制系统，研究重点是最优控制、随机控制和自适应 控制，主要应用于机组自动化和生物系统。 • 20世纪70年代之后为第三阶段，称为大系统理论阶段—— 大系统理论的主要研究对象是众多因素复杂的控制系统（ 如宏观经济系统、资源分配系统、生态系统等等）。
教
汪应洛主编： 《系统工程》（第4版） 机械工业出版社出版社 2008年8月
材
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参考书籍
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
谭跃进等，系统工程原理 ，国防科大出版社，1999
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一般系统论3个基本观点
• 系统观点 即一切有机体都是一个整体（系统）。整体是由部分结 合而成的，其特性和功能不只是各部分特性和功能的简单相 加的总和。认为系统是“相互作用的诸要素的复合体”。 • 动态观点 即一切有机体本身都处于积极的运动状态。一切生命现 象始终处于积极活动的状态，有机体之所以能有组织的处于 活动状态并保持其活力，是由于系统与环境不断地进行物质 与能量的交换。 • 等级观点 即指各种有机体都按严格的等级组织起来。生物系统层 次分明、等级森严，通过各层次逐级的组合，形成越来越高 级、越来越庞大的系统。系统就是由结构和功能组成的统一 体。
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一般系统论的特点
• 一般系统论属于逻辑和数学的领域，其任务是确立 适用于各种系统的一般原则，为解决各种系统问题 提供新的研究方法。 • 一般系统论用相互关联的综合性思维来取代分析事 物的分散思维，突破了以往分析方法的局限性。 • 一般系统论可以帮助人们摒弃用简单方法来解决复 杂系统的习惯。
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孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社， 2004
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课程学习目的、要求:
通过课程学习，掌握系统工程方法论，能用 系统的观点分析问题，并掌握系统工程分析解决 问题的基本概念、基本原理和基本方法，初步具 有运用系统建模、系统分析、系统预测、系统评 价、系统决策与系统网络计划等系统工程方法分 析解决实际问题的能力。
等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
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二、系统理论概述
1.一般系统论 2.控制论 3.信息论
4.耗散结构理论
5.协同理论
6.突变理论
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1.一般系统论
• 1947年由奥地利生物学家贝塔朗菲创立。 • 贝塔朗菲在论述一般系统论原理时指出： 为了认识事物的整体性，既要了解其各部分组成，更 要了解它们之间的关系。 • 一般系统论来源于机体论，贝塔朗菲认为机械论有3个错 误的观点： 一、是相加的观点，即把有机体分解为各要素，并以 简单相加来描述有机体的功能； 二“机械”观点，把生命现象简单的比作机器，并认 为“人即机器”； 三是被动反应的观点，认为有机体只有受到刺激时才 能出现反应，否则静止不动。
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控制论研究的具体内容
• 1.最优控制论——现代控制论的核心 社会发展、科学技术的进步，各种控制系统 日趋复杂和庞大，这些新的形势促使控制论进入 多输入和多输出系统控制的现代化阶段，要求通 过数学方法，采用动态的控制方式，解决众多大 系统的设计和控制问题，实现系统最优化。
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控制论研究的具体内容
第三节 系统工程的概念与特点 第四节 系统工程的应用领域
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第一节
系统工程的产生、发展及应用
一、系统思想的产生与发展
系统思想的发展经历了三个阶段，即：“只见森林” （朴素的系统思想）阶段→“只见树木”阶段→“先见森 林，后见树木”（科学的系统思想）阶段。 古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发展中具 有突出地位和贡献。
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系统思想的形成及演变——发展及成熟期
15世纪下半叶——近代科学兴起，形成了形而上学的思维方法； 19世纪上半叶——“三大发现”和自然科学的其他进步——产生了辩 证唯物主义； 现代科学技术的发展——使系统思想定量化，电子计算机的产生等。
整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质。
一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学及自组织理论
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内容 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 系统工程概述 系统工程方法论 系统模型与模型化 系统仿真及系统动力学方法 系统评价方法 决策分析方法 战略研究与管理 系统工程应用实例
学时数
考试
合计
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第一章
系统工程概述
ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 系统工程的产生、发展及应用
第二节 系统工程的研究对象
2.自适应、自学习和自组织系统理论 • 自适应控制系统——能按照外界条件、环境的变化，自动 调整其自身的结构或行为参数，以保持系统原有功能。 • 自学习控制系统——能按照自己运行过程中的经验来改进 控制算法的能力的系统。它有“定式”和“非定式”两个 方面。 • 自组织系统——能根据环境和运行经验来改变自身结构和 行为参数的系统。自组织系统理论的主要目标是通过仿真 、模拟人的神经网络和感觉器官的功能，探索人工智能的 途径。