钱学森与人-机-环境系统工程 (1)
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钱学森与人一机一环境系统工程
龙升照
总装备部航天医学工程研究所
１９８１年，在著名科学家钱学森院士的亲自指导下，一门综合性边缘技术科学一人一机一环境系统工程（Ｍａｎ—Ｍａｃｈｉｎｅ—ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｙｓｔｅｌｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，简称为ｋｔ、＿ＩＥ，ＳＥ）在我国诞生。钱老对这门新兴科学给予了极高评价。他于１９９３年ｌｏ月２２日指出，“你们是在社会主义中国开创了这门重要现代科学技术。”
人一机一环境系统工程是运用系统科学理论和系统工程方法，正确处理人、机、环境二三大要素的关系，深入研究人一机环境系统晟优组台的一门科学，其研究对象为人一机一环境系统。系统中的“人”，是指作为工作主体的人（如操作人员或决燕人员）；“机”是指人所控制的一切对象（如飞船、汽车、飞机、生产过程……）的总称；“环境”，是指人、机共处的特定工作条件（如温度、噪声、振动……）。系统最优组合的基本目标是“安全、高效、经济”。所谓“安全”，是指不出现人体的生理危害或伤害，并避免各种事故的发生：所谓“高效”，是指全系统具有晟好的工作性能或最高的工作效率；所谓“经济”，就是在满足系统技术要求的前提下，系统的建立要投资最省。
本文以钱老的一系列重要讲话和信函为根据，从指导人机一环境系统工程的及时创立、强调人一机一环境系统１程的重要作用、促进人一机一环境系统工程的蓬勃发展、明确人一机一环境系统工程的应用领域和展望人一机一环境系统工程的光辉前景等五个方面，全面阐述了钱老精心指导人一机一环境系统工程的创立及发展的全部历程。
一、指导人一机一环境系统工程的及时创立
１９７９年１１月３０Ｌ－Ｉ。钱老在ｔ海理工大学系统科学与系统工程研究所成立大会上的讲话中指出：“在系统工程的实践当中，它总离不开人的因素。可以概念地说，我把人也包括在系统里面了，但是具体你怎么办？人太复杂了，现在还没有一个通用的理论可以预计人的行为。”
根据钱老提出的应该“把人也包括在系统里面”的指导思想，航天医学工程研究所的陈
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信、龙升照，通过深入学习钱老关于系统科学和系统工程的科学思想，并在钱老的亲自指导Ｆ，通过总结我国载人航天预先研究的实践经验，同时也对国内外相关领域的研究情况进行Ｔ认真分析，于１９８１年撰写了《人一机一环境系统工程概论》一文，概括提出了人一机一环境系统Ｉ．程的科学概念，用系统科学的思想和系统』＝程的方法，将人、机、环境三大因素包含硇！Ｎ－－个系统之中，并提出了实现三大因素虽优组合的途径。这不仪标志着人一机一环境系统Ｔ程返门新兴科学的形成，而且也实现了钱老提出的应该“有一个通用的理论可以预计人的行为”的设想。
１９８５年１０月２１Ｅ】，钱老在航天医学工程研究所的讲话中非常高兴地说：“人一帆一环境系统工程，这是一项很重要的工作，因为过去我们对精神与物质，主观与客观，人与武器，这些问题只能从哲学的角度论述，要具体化好像就没有办法，不能定量，也不能严格地科学地分析，虽然从哲学的角度说，那些话都是对盼，但是要具体地用，比如，用到国防科学技术方面，那就不是一个科学问题了，用科学的方法，计算的方法，分析的方法不能解决这个问题。但是，这么～个状态到最近１０年我看开始有了变化，主要是由于自然科学拄术的发展，对于人，在人的生理、功能、心理以至于脑科学方面的发展。然而在这些发展的同时还有另一方面的发展——就是系统科学的发展，它可能把这各个领域里的发展综合起来，由量变到质变，产生一个飞跃。你们所（｝鼬ｔ天睚学工程研究所）提出来的人一机一环境系统工程，把人、机器跟整个客观环境连在一起来考虑，这就跟单个考虑人、考虑环境不一样，这就是辩证法。综台了，辩证统一了。因此，你们所提出这个问题——人一机一环境系统丁程——对于因防科学技术是有深远意义的。”
二、强调人一机一环境系统工程的重要作用
１９８５年ｌＯ月２８日，钱老在航天医学工程研究所的讲话中指出：“接前两次讲过的，我在这儿一直宣传，就是同志们的工作对今后科学的发展以至国家建设都具有重要的意义。……作为应用研究所，你们的人一机一环境系统工程的发展，肯定是一次技术革命，不管我们是否认识到这个高度，……人～机一环境系统工程研究确实≈＃常重要。”
钱老所强调的人一机一环境系统工程研究确实非常重要，主要包含两个方面的内涵：
第一，它为人类社会的健康和可持续发展提供了科学方法。应该说，人类社会发展的历史，就是。部人、机（包括工具、机器和计算机）、环境三大要素相互关联、相互制约、相互促进的历史。由于环境的影响，高级灵长目动物演变成为人类；人类的诞生导致了机的出现：机的出现又产生了新的环境；新的环境又在影响人类的生活、工作和生存。
时至今日。当人们沉浸在享受高科技带来的社会繁荣之际。却也不知不觉地闯入了两大误区：①在机器设计时，由于漠视了人的特点和要求，致使１作系统效率降低、事故增加，对社会发展造成严重影响；②在机器设计时．由于漠视了环境的特点和要求，不但影响了机器奉身性能的发挥，而且带来了严重的环境恶化，对人类的生活、工作和生存造成重大威胁。令以汽车为例，它的出现，一方面是极大地推动了社会的进步，另一方面却也给社会带来了灾难，每年死于道路交通事故的人数全世界约有２５万人，同时，它也是造成城市污染的主要闳素之～。其他的类似例子也很多。因此，当务之急，就是要研究和探索一套研究人、机、环境兰大要素的运行规律及其最优组合的科学方法。
人一机一环境系统工程的诞生，使人们在设计和研制任何一个人一机一环境系统时。将产生三个方面的飞跃：①从经验走向科学；⑦从不自觉走向自觉；③从定性走向定量。其结果，不仅可以避免经济上的巨大损失．而且可以加速人类社会发展的进程。
第二，人一机环境系统工程也为社会生产力的发展提供了技术手段。通常，哲学上足将生产力定义为：“从事物质资料生产的人同咀牛产工具为主的被片ｊ于生产的劳动资料相结合，就构成社会生产力。”很显然，生产力应该是人（从事物质资料生产的人）、机（生产工具和
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机器）、环境（生产场所的有关劳动条件）三大要素的有机结合。因此，采用人～机一环境系统工稗方’法，就能全面优化人、机、环境三者之间的关系，推动社会生产力的全面发展。
兰、促进人一机一环境系统工程的蓬勃发展
１９８５年ｌｏ月２１日，钱老在航天医学工程研究所的讲话中指出：“国防科工委（现总装备部）指示科技委下个月Ｆ旬要开一个会，国防科技的发展战略讨论会。我觉得你们所在那个讨论会ｒ应该有一个报告，讲为什么我们在中国要发展人一机一环境系统工程。它对我们国家国肪技术发展的意义。
科技委的会１１月２０曰召开，你们研究所的报告无论如何要在１１月中旬准备驽、印好。我今天讲一讲这么一项任务，确实很重要，对于我们中国的国防科学技术的发展战略是很重要的问题，请大家努力吧。”
按照钱老的这一指示，其后由龙升照主笔撰写了题为《加强人～机一环境系统］．程研究，促进武器装备研制的发展》的报告，并由陈信同志在战略讨论会上进行了宣读。其后，又由龙升照同志对《武器装备人一机一环境系统工程研究》进行了项目论证。１９８６年５月，总装备部将“武器装各人一自Ｉ一环境系统Ｔ程研究”列为国防科技应用，基础研究重点项目；１９８７年４月，总装备部成立了人一机一环境系统工程专业组；１９９３年１０月，巾国系统工程学会人机一环境系统工程专业委员会成立．而且从１９９３年起，每２年都召开一次全国人一机一环境系统口型学术会议，至今已召开了七届；而且还分别从每次学术会议中精选出一批比较优秀的论文，分别编辑出版《人一机环境系统工程研究进展》，在全国公开出版发行，目前已出版了七卷。所有这些，都标志着人一机一环境系统＿１．程研究在我国已有了蓬勃的发展。这一切，都与钱老的关心和指导密不可分。
四、明确人—机一环境系统工程的应用领域
１９９３年１０月２２日，钱老在给龙升照的信中指出：“我收到您主编的《人机一环境系统工程研究进展（第一卷）》，翻看了之后，感到非常高兴，１９８５年秋提出的一个想法｛这里是指钱老１９８５年Ｉｏ月２１［ｉ在航天医学工程研究所的讲话），现在８年之后已赫然成书，５００多页的巨卷ｌ而且研究范围已大大超出原来航天，内容涉及航空、航天、兵器、电子、能源、交通，电力、煤炭、冶金、体育、康复、管理……等领域！你们是在社会主义中国开创了这门重要现代科学技术。”钱老这段饱含深情的话语，为人一机一环境系统工程的应用领域描绘了一幅光辉无比的宏伟蓝图。
人一机～环境系统工程认为，凡是有人参与的工作系统，都可以定义为一个人一机一环境系统。而且，根据各种系统的性能特点及复杂程度，又可将人一机环境系统分为三种类型：简单（或单人、单机）人一机一环境系统、复杂（或多人、多机）人一机一环境系统和广义（或大规模）人机一环境系统。因此．人机一环境系统工程虽然是一门新兴的边缘技术科学，佩它的踪迹却己深入到国民经济的各条战线。但是，在各个领域的实际应用中，应根据具体应用对象的各自特点，明确界定人一机环境系统的具体功能与内涵，以便取得最传应用效果。
五、展望人一机—环境系统工程的光辉前景
１９８６年２月２８口，钱老在航天医学工程研究所的讲话中指山：“我们中国人也别老看不起自己，可以说我们在人．机．环境系统工程以及航天医学这些方面的学术观点、学术思想当前在世界上是领先的，不是落后的！”
钱老为什么认为人一机一环境系统工程的学术思想在世界上是领先的？为了回答这个问题，我们不妨先对国外相关领域的研究概况作～简要叙述。
第二次世界大战期间，各种新式武器不断出现，性能也日趋复杂，人与机器的矛盾也日
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益尖锐。为了充分发挥人的作用，国外先后产生＿ｒ一些研究人和机器相互关系的学科，如美国古人奇哿因素、人体丁程学、Ａ的因素：（程、人一机系统等，衅欧有工效学。东欧有工程心理学。这些学科对于推动科学技术的发展起到了非常重要的作用。但是，由于它们的研究重点是让人如何适应机器、适应环境，而对ｒ机器的设计如何适应人的特点和需要．以及如何改造和控制环境等问题虽然有所认ｔ｝｛，但是缺乏用系统的整体思路柬伞面解决人、机、环境的相互关系问题。虽然有了关于人、机、环境的各种数据，但如何运用这些数据，仍然是凭
经验进行，因而难以取得最佳效果。１９８０年术，美国科学院应陆、海、空三军的要求，组成’个々门委员会，着重分析和研究该领域的研究现状，并于１９８３年１月提ｍｒ题为《人的因素研究需求》的专门报告。该报告承认，２０世纪７０年代由十中纯依靠过去２０年的数据而放松了基础研究，因而导致若干设计和研制的重大失误。于是，对科研部署作了～些调整，但｛乃术摆脱传统框框的束缚。直至１９９６年，美国国防部在它的《国防技术计划》中还无可奈何地指出，“几年来，已采集丫大蹙的有关人体机能的数据，但是，这些数据既不能为设计集成界所利用，也很难找到并加以解释。结果，‘（系统）集成’总是要在设计过程后期完成，且其鉴定要依赖于昂贵的实物样机。”另外，美国的ＩＥＥＥ杂志也对美国的这种研究现状提供了一个很好的例证。２０世纪５０年代，该杂志有一种扩刊名为ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（电子学中人的因素）；６０年代，该汇刊改名为ＩＥＥＥｏｎＨｕｍａｎＦａｃｔＯＴＳｉｎ
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ∞Ｍａｎ—ＭａｃｈｉｎｅＳｙｓｔｅｍ（人一机系统）；７０年代，该汇刊又与另一汇刊１ＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｔｏｎｓｏｎＳｙｓｔｅｍＳｃｉｅｎｃｅ＆ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｅｓ（系统科学与控制论）合并，改名为ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＳｙｓＬｅｍ，Ｍａｎ，ａｎｄＣｙｂｅｒｎｅｔｉｔｓ（系统、人与控制论）。该名称直沿用至今，并又将它分为３个部分（分卷）出版：ＰａｒｔＡ，ＳｙｓｔｅｍａｎｄＨｕｍａｎ（系统与人）：ＰａｒｔＢ，Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ（控制论）：ＰａｒｔＣ，ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＲｅｖｉｅｗｓ（应用与述评）。由此可见，虽然他们想从系统的高度来考虑问题，但又苦于没有办法。因此ｔ他们对于如何来阐述这个十分复杂的研究领域，也显得十分茫然。
人一机一环境系统工程正是针对以上现实而提出．它不但包括的内容更广泛（尤其是环境因素的考虑），而且更是特别强调扶系统总体的更高层次来处理问题。
正是基于以上事实，２００１年６月２６日，钱老在给龙升照的信中又指山：“２０年来，你们在人一帆一环境系统工程这一新兴科学领域进行了积极的开拓和探索，并取得了非常可喜的成绩，我感到由衷的高兴。
希望你们今后再接再励，大力推动人一机一环境系统工程理论及应用的蓬勃发展，为中国乃至世界科学技术的进步作出积极贡献！”
毛泽东吲志早就强调指出：“我们中华民族有自立于世界民族之林的能力”ａ我们深信，只要我们不断以钱老有关人一机一环境系统工程的重要学术思想为指导，就可以极大地推动人一机一环境系统’Ｌ程理论及应用的蓬勃发展。这不仅对中同，乃至对世界科学技术的进步，必将作出积极贡献！
综合集成法——还原论与整体论的辩证统一
卢明森
北京联台大学
在人类认识的发展史上，方法论起着指导作用；近代以前，以整体论占主导地位，近代以来，还原论上升为主导地位：２０世纪——尤其是末期，还原论的不足暴露得越来越清楚ｔ一砦西方的科学大师呼吁，向中国古代的孔子回复：一些中国学者也喊出东方文化复兴的仁Ｊ号。但是，我们认为，未来既不是还原论的一统天下，也不是整体论重新占据主导地位，而
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钱学森与人-机-环境系统工程
作者：龙升照
作者单位：总装备部航天医学工程研究所
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钱学森与控制论
钱学森与控制论 郑应平 同济大学CIMS研究中心 文章首先介绍了控制论的内容、方法和意义，以及历史回 顾，并特别强调其在人类文明和科技发展中的重要地位，进而 介绍了钱学森《工程控制论》的内容、观点及其在整个控制论 发展过程中的承前启后作用，特别强调了它定位于面向工程 应用的理论及其技术科学的特点，即把工程实际中行之有效的 原理和方法整理总结成为理论，又将此理论在解决工程问题中 不断充实、提高和发展。随着他结合系统工程和大系统、复杂 系统乃至复杂巨系统的控制问题逐步形成的综合集成方法论体 系，进一步明确了他对控制论在系统科学体系中的地位、作用 和现代发展方向的观点，对现代控制论的发展起到了重要的推 动作用。文中具体介绍了系统工程、系统科学体系和复杂系统 控制理论的发展和融汇，指出它们已成为当前科技迅猛发展的 重要方面。最后简要介绍了当前信息科学全面发展的趋势，以 及系统和控制理论在现代社会发展中的重要历史使命。 [关键词] 控制论；工程控制论；技术科学；复杂系统控 制；复杂巨系统综合集成方法论 1、控制论的基本内容、发展过程及其对社会发展和 科技进步的重要作用 人类在社会实践中很早就希望构造一些精巧的机器能够代 替人类自动完成一些复杂的操作。最早实现的这类功能包括自 动计时，自动定向，利用水力、风力的自动装置等等。科学技 术发展的推动力归根结底来自于社会生产的需求。瓦特蒸汽机 首先解决了动力问题，但为了能够正常工作，瓦特还发明了一 种离心调速器，它能自动调节进汽阀门以保持一定的转速。这 里他实际上已采用了反馈原理，即根据转速变化引起离心球高
度变化反过来调整蒸汽输入以调整转速。这里有个“度”的问题，即不能矫枉过正，否则会恶性循环，自激振荡。为此物理学家麦克斯韦研究了这种反馈系统的稳定性问题，并于1868 年发表论文“论调速器”，当属最早的理论工作。 当时控制的对象主要是机械和电子系统。20世纪20年代以来，在电路和无线电方面运用频谱分析方法得到了关于系统稳定性和其他品质分析的大量成果。这套理论恰好可用于控制系统分析，形成今天所谓的古典调节理论，至今仍广泛用于许多简单的实际问题。较复杂的问题则涉及非线性和随机输入下的系统品质和控制问题。前者导入了李雅普诺夫和庞加莱关于动态系统稳定性和动态行为的定性分析方法；后者则由维纳发展了统计滤波和预测理论，据说曾用于二战中的防空火炮控制。上世纪30、40年代，系统和控制思想空前活跃，有贝塔朗菲的一般系统论，维纳的控制论，香农除了信息论以外，还发表了关于继电开关逻辑综合的理论，至今仍是计算机等离散状态系统控制综合的理论基础。冯·诺依曼除了决策和博弈理论以外，还提出了现代计算机体系结构和自组织、自修复、自繁殖系统的初步想法；阿什贝的控制论则比较强调从生物医学的角度提出新的思想，例如体温的自行镇定（homeostat）和适应环境（ultrastable）的系统。所谓“老三论” 就是那时开始形成的，它们今天仍然是信息科学技术发展的部分理论基础。 2、控制论发展面临的问题与钱学森《工程控制论》的发表 维纳把控制论界定为“在动物和机器中控制和通讯的科学”，他选用的术语“Cybernetics” 既来自希腊文中“掌舵人”的概念，又与麦克斯韦1868年的论文中“调速器”一词有关。但其内容主要涉及统计力学在通信、滤波和控制中的应用。反馈原理和稳定机制，控制论原理在生物医学和社会管理中的应用等等。这也不难从其各章标题看出：牛顿时间和柏格森时间，群和统计力学，时间序列、信息和通讯，反馈和振荡，计算机和神经系统，完形和普遍概念，控制论和精神病理学，信息、语言和社会等等。此外在第二版还加入了自繁殖机一章。阿什贝的书也类似。他们较多地谈论思想和方法论，而如何将它们用于解决工程实际问题已成为人们关注的焦点。 钱学森的《工程控制论》（英文版）[1] 在1954年应运而生。它包括18章，其篇幅按1958年的中译本[2]计为33万字，其内容特点可概括如下。 1) 面向工程应用的理论。书中指出，控制论（Cybernetics）一词，安培曾于1845 年用于描述一种关于国务管理的科学；工程中广泛应用的古典（伺服）控制系统理论（1930-1940年）是关于机械系统与电器系统的控制与操纵的科学；维纳控制论（1948年）则是一种较为普遍的关于动物体和机器的控制与通讯的科学；钱学森进而将控制论的主要问题概括为“一个系统的不同部分之间相互作用的定性性质，以及由此决定的整个系统总体的运动状态”的研究；而工程控制论则被界定为研究控制论这门科学中能够直接用在控制系统工程设计的那些部分，它除了应当包括伺服系统工程实际的内容之外，更深刻更重要的在于作为技术科学，应把工程实际中各种原理方法整理总结成为理论，以显示其在不同领域应用中的共性，以及许多基本概念的重要作用，它的重点在于理论分析，而不是系统部件的详细构造和设计问题。作为技术科学，工程控制论使我们可能以更广阔的眼界、更系统的方法来观察有关的问题，从而得到解决老问题更有效的新方法，并揭示新的前景。
钱学森主要学术贡献
钱学森主要学术贡献 钱学森长期担任中国火箭和航天计划的技术领导人，对航天技术、系统科学和系统工程做出了巨大的和开拓性的贡献。钱学森共发表专著7部，论文300余篇。 主要贡献表现在以下几方面： ①应用力学 钱学森在应用力学的空气动力学方面和固体力学方面都做过开拓性的工作。与冯·卡门合作进行的可压缩边界层的研究，揭示了这一领域的一些温度变化情况，创立了卡门——钱学森方法。与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。 ②喷气推进与航天技术 从40年代到60年代初期，钱学森在火箭与航天领域提出了若干重要的概念：在40年代提出并实现了火箭助推起飞装置(JATO)，使飞机跑道距离缩短；在1949年提出了火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想；在1953年研究了行星际飞行理论的可能性；在1962年出版的《星际航行概论》中，提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具，用一架装有火箭发动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统概念。 ③工程控制论 工程控制论在其形成过程中，把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象。钱学森本人就是这类研究工作的先驱者。 ④物理力学 钱学森在1946年将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来的研究，是先驱性的工作。 1953年，他正式提出物理力学概念，主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性，改变过去只靠实验测定力学性质的方法，大大节约了人力物力，并开拓了高温高压的新领域。1961年他编著的《物理力学讲义》正式出版。现在这门科学的带头人是苟清泉教授，1984年钱学森向苟清泉建议，把物理力学扩展到原子分子设计的工程技术上。 ⑤系统工程 钱学森不仅将中国航天系统工程的实践提炼成航天系统工程理论，并且在80年代初期提出国民经济建设总体设计部的概念，还坚持致力于将航天系统工程概念推广应用到整个国家和国民经济建设，并从社会形态和开放复杂巨系统的高度，论述了社会系统。任何一个社会的社会形态都有三个侧面：经济的社会形态，政治的社会形态和意识的社会形态。钱学森从而提出把社会系统划分为社会经济系统、社会政治系统和社会意识系统三个组成部分。相应于三种社会形态应有三种文明建设，即物质文明建设(经济形态)、政治文明建设(政治形态)和精神
系统工程
系统工程 实现系统最优化的科学。1957年前后正式定名。1960年左右形成体系。是一门高度综合性的管理工程技术，涉及应用数学（如最优化方法、概率论、网络理论等）、基础理论（如信息论、控制论、可靠性理论等）、系统技术（如系统模拟、通信系统等）以及经济学、管理学、社会学、心理学等各种学科。系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略、方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。系统工程大致可分为系统开发、系统制造和系统运用等3个阶段，而每一个阶段又可分为若干小的阶段或步骤。系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计与系统的综合评价（性能、费用和时间等）。系统工程的应用日趋广泛，至20世纪70年代已发展成许多分支，如经营管理系统工程、后勤系统工程、行政系统工程、科研系统工程、环境系统工程、军事系统工程等。 用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。 第二次世界大战以后。为适应社会化大生产和复杂的科学技术体系的需要．逐步把自然科学与社会科学中的某些理论和策略、方法联系起来．应用现代数学和电子计算机等工具．解决复杂系统的组织、管理相控制问题，以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。系统工程是一门高度综合性的管理工程技术，涉及自然科学棚社会科学的多门学科。构成系统工程的基本要素是：人、物、财、目标、机器设备、信息等六大因素。各个因素之间是互相联系、互相制约的关系。系统工程大体上可分为系统开发、系统制造和系统运用三个阶段，每个阶段又可划分为若干小阶段或步骤。系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计相系统的综合评价。具体地说，就是用数学模型和逻辑模型来描述系统，通过模拟反映系统的运行、求得系统的最优组合方案和最优的运行方案。70年代以来，系统工程已广泛地应用于交通运输、通讯、企业生产经营等部门，在体育领域亦有应用价值和广阔的前景。它的基本特点是：把研究对象作为整体看待，要求对任一对象的研究都必须从它的组成、结构、功能、相互联系方式、历史的发展和外部环境等方面进行综合的考察．做到分析与综合的统一。最常用的系统工程方法，是系统工程创始人之一霍尔创立的，称为三维结构图：①时间维。对一个具体工程，从规划起一直到更新为止．全部程序可分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运转和更新七个阶段。②逻辑维。对一个大型项目可分为明确目的、指标设计、系统方案组合、系统分析、最优化、作出决定和制定方案七个步骤。②知识维。系统工程需使用各种专业知识，霍尔把这些知识分成工程、医药、建筑、商业、法津、管理、社会科学和艺术等，把这些专业知识称为知识维 系统工程(Systems Engineering)是系统科学的一个分支，实际是系统科学的实际应用。可以用于一切有大系统的方面，包括人类社会、生态环境、自然现象、组织管理等，如环境污染、人口增长、交通事故、军备竞赛、化工过程、信息网络等。系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。系统工程是一门工程技术，但是，系统工程又是一类包括了许多类工程技术的一大工程技术门类，涉及范围很广，不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科。系统工程所需要的基础理论包括，运筹学、控制论、信息论、管理科学等。 系统工程的定义 1.[美]切斯纳(1967)
运筹学与系统工程上机实验指导书_实验五
运筹学和系统工程上机实验指导书 机电学院工业工程专业 2013-2014（1）学期 上机实验五：使用Lingo 求解动态规划和排队论问题 一、 实验目的 在熟练编写和运行Lingo 程序的基础上，使用Lingo 进行求解动态规划和排队论等深层次优化问题的练习。 二、 实验要求 1、根据本指导书学习Lingo 对典型动态规划问题进行建模和求解。 2、根据本指导书学习排队论相关函数的具体使用方法，对典型的随机服务系统问题进行建模和求解。 3、独立完成相关使用题目的分析、建模和使用Lingo 软件的求解过程。 三、 相关知识 1、动态规划问题模型及典型使用 动态规划（Dynamic Programming ）是将一个大型、复杂的问题转换为若干阶段的子问题，从而将动态的多阶段问题简化为静态的单阶段决策问题，一般需要采用递归算法进行求解。动态规划问题的一般模型为： {}1111()max(min)(,)(),1,,2,1 ()0 k k k k k k k n n f S V S u f S k n n f S ++++=+=-= 动态规划的典型使用包括：最短路径问题、动态生产计划问题、资源配置问题、背包问题、旅行商问题、随机性采购问题、设备更新问题等。按照决策变量取值的不同，也可以分为连接型动态规划和离散型动态规划问题。无论是连续问题还是离散问题，动态规划解决问题的前提条件是：可将问题划分为k 个阶段（k=1,2,…,n ），并能构建多阶段模型（最优指标函数Vk,n ，状态Sk 、决策uk 、状态转移方程Tk ）。 2、随机服务系统相关Lingo 函数 随机服务系统由输入过程（反映顾客总体的特征）、排队规则（反映队伍特征）及服务机构（反映服务台的特征）所组成，对随机服务系统的描述如图1所示，可用符号M/M/1表示泊松输入、负指数服务、一个服务台组成的随机服务系统。
(完整版)系统工程的发展与应用研究
系统工程的发展与应用研究作为人类知识总体系的一部分，系统工程直接用于改造客观世界的实践活动，应用于解决实际问题。国内外系统工程的思想方法和实际应用源远流长，最早可以追溯到远古时代，在我国系统工程发展的历史长河中更是形成了例如孙子兵法、万里长城和都江堰等一系列伟大成就。近代以来，随着工业、国防和科学技术的发展，各类工程、生产等复杂的大系统以及巨系统不断增多，系统工程这门综合性交叉学科更是得到全面、迅速的发展。本文首先对国内外系统工程的发展历程进行了简单介绍。其次，从社会领域、经济领域、科学技术领域、军事领域和环保领域等方面对当前系统工程的应用进行了总结。本文最后结合当前时代发展，大胆设想与展望了系统工程在未来的发展与应用。 1系统工程的发展 系统工程就是一门研究如何建立系统、进行系统分析和系统设计，以及为了实现系统的目的功能所必需的各种思想、技术方法和理论的方法性学科。由于近代工业、国防和科学技术的迅速发展, 出现了许多规模庞大、构造复杂、影响因素众多的大系统(如钢铁、石油、化工、机械制造等生产系统以及电力系统、交通运输系统、通讯情报系统和军事指挥系统等)，这类大系统往往是一个多级分层决策的多输入输出系统, 系统输入的信息几乎都是随机的，并且这类系统往往需要同时具有控制功能和管理功能, 即是一类能够完成多种功能的人机系统、科研试制系统、社会经济系统和环境生态系统等。因此，系统工程作为一门综合性的交叉学科，在国内外都有了较大的发展。 1.1国内发展 在古代中国，老子阐明了自然界的统一性，西周出现了世界构成的“五行说”，东汉时期张衡提出了“浑天说”，当时虽然没有明确的系统概念，没有设立一套完善的系统方法论体系，但是却对客观世界的系统性及整体性有了一定程度的认识。系统工程发展过程中，最显著的代表就是都江堰这一大型水利工程的建设，整个工程由鱼嘴（岷江分流），飞沙堰（分洪排沙）和宝瓶口（引水）等三大主要部分组成，相互之间协同促进和影响，两千多年来一直发挥着防洪灌溉的重要作用。 新中国成立后，在钱学森的领导下，科技人员在工程实践中形成了中国航天系统工程方法的雏形，并将这套方法推广到电子、船舶等其它军工行业。从20世纪70年代后期开始，钱学森、许国志等专家们开始探索建立系统工程理论方法，组织开展“系统学科讨论班”活动，提出了“开放的复杂巨系统”和“从定性的到定量的综合集成法”等，在中国掀起了研究和应用系统工程的高潮，继而迅速推广到军事、经济、社会等各个领域。 从1979年开始，钱学森提出了建立系统学科体系的目标，逐步发展完善系统的科学体系。钱学森教授等人先是提出从定性到定量综合集成的方法论，于1992年又提出从定性到定量的综合集成研讨厅体系,进而把处理开放复杂巨系统的方法与使用这种方法的组织形式有机结合起来。 20世纪90年代中期，顾基发教授等提出的物理一事理一人理(WSR)方法论。
系统工程导论课后习题答案
2.1什么是孤立系统、封闭系统和开放系统？试分别举例说明。 答：a.如果系统与其环境之间既没有物质的交换，也没有能量的交换，就称其为孤立系统。在孤立系统中，系统与环境之间是相互隔绝的，系统内部的能量和物质不能传至系统外，系统环境的能量也不能传至系统内，显然，客观世界是不存在这种孤立系统的；b.如果系统与其环境可以交换能量但不可以交换物质，称其为封闭系统。例如一个密闭的容器，可以与外界交换能量，但不能交换物质，可看作为封闭系统；c.如果系统与环境之间既有换，又有物质交换，就称其为开放系统。小至细胞、分子、大至生物、城市、国家等任何系统每时每刻都与环境进行着物质、能量及信息的交换，都是开放系统。 2.2什么是系统自组织现象？试描述一个具体的系统自组织现象。 答：系统中的元素在环境作用下，不依靠外力，发展形成有序结构的过程，称为系统自组织。19世纪末化学家利色根发现，将碘化钾溶液加入到含有硝酸银的胶体介质中，在一定的条件下，所形成的碘化银沉淀物会构成一圈圈有规律间隔的环状分布，这种有序的环称为利色根环。如激光的产生就是一个典型的自组织过程。 2.3中国科学家对系统科学与技术有过哪些贡献？ 答：中国科学院于1956年在力学研究所成立“运用组”，即后来“运筹组”的前身。到1980年成立“系统科学研究所”，1980年成立“中国系统工程学会”，这些都标志着我国对系统工程研究发展的重视。1986年钱学森发表“为什么创立和研究系统学”，又把我国系统工程研究提高到系统工程基础理论，从系统科学体系的高度进行研究。我国学者钱学森于1989年提出“综合集成法”，是对系统工程方法论研究方面作出的新贡献。 2.4如何全面正确理解系统的整体性和“1+1>2”表达式？ 答：系统的首要特征就是其整体性，系统不是各孤立部分属性的简单叠加，它还具有各孤立部分所没有的新的性质和行为。系统的整体性质有时通俗地表达为“1+1>2”，但实际情况是复杂的，也有可能等于2或小于2，这取决于系统的结构、各部分的属性及系统内协同作用的强弱。这主要是从系统的交通角度来理解的。 2.5耗散结构理论、协同学和混沌理论的主要观点是什么？有什么共同点与不同点？ 答：a.散结构理论认为一个系统总是朝着均匀和无序的平衡态发展，系统的熵不断增大，直至达到平衡态，此时系统的熵最大，但对于一个开放系统，系统的熵却可能增长、维持或减小。b.协同学研究系统的各个部分如何进行协作，并通过协作导致系统出现空间上、时间上或功能上的有序结构。c.混沌是由确定性的发展过程中产生出来的一种随机运动。它不是简单的无序状态，在“杂乱无章”运动中又包含普适常数，包含自相似性。 共同点：三者讲的都是一个系统如何自发地形成有序结构的。不同点：混沌理论是从随机表象角度来讲的，耗散结构是从熵的角度来讲的，协同学是从各个部分如何进行协作。 3.0详细说明动态规划的中心思想。 动态规划是研究多段决策而提出来的一种数学方法，它的中心思想是所谓的“最优性原理”，这个原理归结为用一个基本地推关系式，从整个过程的终点出发，由后向前，使过程连续地转移，一步一步地推到始点，找到最优解。动态规划算法通常用于求解具有某种最优性质的问题。在这类问题中，可能会有许多可行解。每一个解都对应于一个值，我们希望找到具有最优值的解。动态规划算法与分治法类似，其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题，先求解子问题，然后从这些子问题的解得到原问题的解。与分治法不同的是，适合于用动态规划求解的问题，经分解得到子问题往往不是互相独立的。若用分治法来解这类问题，则分解得到的子问题数目太多，有些子问题被重复计算了很多次。如果我们能够保存已解决的子问题的答案，而在需要时再找出已求得的答案，这样就可以避免大量的重复计算，节省时间。我们可以用一个表来记录所有已解
钱学森主要科学成就
钱学森主要科学成就 新华网北京１０月３１日电钱学森是我国航天科技事业的先驱和杰出代表，在空气 动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域作出了开创性贡献，是中国近代力学和系统工程理论与应用研究的奠基人和倡导人。１９５６年初，钱学森 向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》。同年，国务院、中央军委 根据他的建议，成立了导弹、航空科学研究的领导机构——航空工业委员会，并任命他为 委员。１９５６年，钱学森受命组建中国第一个火箭、导弹研究所——国防部第五研究院 并担任首任院长。他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划，参与了近程导弹、中近 程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制，直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国第一 个星际航空的发展规划，发展建立了工程控制论和系统学等。 在控制科学领域，１９５４年，钱学森发表《工程控制论》的学术著作，引起了控制 领域的轰动，并形成了控制科学在上世纪５０年代和６０年代的研究高潮。１９５７年，《工程控制论》获得中国科学院自然科学奖一等奖。同年９月，国际自动控制联合会（Ｉ ＦＡＣ）成立大会推举钱学森为第一届ＩＦＡＣ理事会常务理事。他也成为该组织第一届 理事会中唯一的中国人。 在应用力学领域，钱学森在空气动力学及固体力学方面做了开拓性研究，揭示了可压 缩边界层的一些温度变化情况，并最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。 １９５３年，钱学森正式提出物理力学概念，主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性，开拓了高温高压的新领域。 在系统工程和系统科学领域，钱学森在８０年代初期提出国民经济建设总体设计部的 概念，坚持致力于将航天系统工程概念推广应用到整个国家和国民经济 建设，并从社会形态和开放复杂巨系统的高度，论述了社会系统。他发展了系统学和 开放的复杂巨系统的方法论。 在喷气推进与航天技术领域，钱学森在４０年代提出并实现了火箭助推起飞装置，使 飞机跑道距离缩短；１９４９年，他提出火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想；１９６ ２年，他提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具，用一架装有火箭发 动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统概念。 在思维科学领域，钱学森在８０年代初提出创建思维科学技术部门，认为思维科学是 处理意识与大脑、精神与物质、主观与客观的科学，推动思维科学研究是计算机技术革命 的需要。他主张发展思维科学要同人工智能、智能计算机的工作结合起来，并将系统科学 方法应用到思维科学的研究中，提出思维的系统观。在人体科学、科学技术体系等方面，钱学森也作出了重要贡献。
系统工程试卷及答案2006B
国防科技大学二〇〇六年春季课程期末考试 科目：系统工程原理试题（B卷） （可不抄题） 考生注意：1.答案必须写在统一配发的答题纸上,可不抄题！ 2.考试时间为19：30—22：00，共150分钟。 3.试卷满分为100分。 一、判断（10分） 1、现实世界中没有完全意义上的封闭系统。 （ ） 2、系统工程属于系统科学体系的技术科学层次。（ ） 3、切克兰德的“调查学习”模式主要适用于研究良结构的硬系统。（ ） 4、系统建模时应该把研究问题的一切细节、一切因素都包罗进去。（ ） 5、在系统解析结构模型中，总是假定所涉及的关系具有传递性。 （ ） 6、正规马尔可夫链通过若干步转移，最终会达到某种稳定状态。 （ ） 7、评价指标综合的“理想系数法”实际上是加权平均法加法规则的应用。（ ） 8、在风险决策中，只要能获得更多的情报，就应该进行调查、试验等工作。（ ） 9、结构化决策是指问题的影响变量之间的相互关系可以用数学形式表达。（ ） 10、网络图的关键路线就是路长最长的线路。（ ） 二、填空（20分） 1、钱学森主张将一般系统论、耗散结构、协同学等广泛学科成就进行全面总结后，建立系 统科学的基础理论，叫作（ ）。 2、霍尔的系统工程三维结构由（ ）、（ ）、（ ）组成。 3、指数平滑预测法中，平滑系数越（ ），表明越重视新信息的影响。 4、层次分析法把影响问题的因素，一般分为三个层次，即（ ）、（ ）和（ ）。 5、若系统组成元素为N{n j,j=1,2,…,n}，且其可达矩阵M=[m ij](i,j=1,…,n)，则元素n i 的可达集定义为R(n i)=（ ），先行集定义为A(n i)=（ ），底层单元集定义为B=（ ）。 6、如果在经济系统中，最终产量Y=(y1,y2,…,y n)T已经确定，且已知直接消耗系数矩阵为A， 则总产量X=(x1,x2,…,x n)T=（ ）。 7、回归预测是一种统计方法，其预测结果有一定波动范围，这个波动范围叫做（ ）。 8、在柯布-道格拉斯生产函数模型Y=ALαKβ中，若α+β=1，称扩大再生产方式为（ ）型； 若α+β〉1，称扩大再生产方式为（ ）型。 9、在决策树中，由决策结点引出的分支称为（ ），由自然状态结点引出的分支称为（ ）。 10、网络图中，某作业（i,j）的总时差R(i,j)=（ ）时，称该作业为“关键作业”。 三、简答（10分） 1、系统评价工作主要存在哪些方面的困难？解决的办法是什么？ 2、构成决策问题的条件有哪些？根据人们对自然状态规律的认识和掌握程度，决策问题通 常可分为哪几种？ 四、（20分）设某学校对学生思想品德的考核因素集U={u1,u2,u3,u4}={思想修养，集体观念，劳动观念，遵守纪律}，评语集V={v1,v2,v3,v4}={很好，较好，一般，不好}。设各考核因素
系统工程与运筹学基本概念与理论
第1章系统科学方法论与系统 1、现代系统科学方法论的基本原则 （1）整体论与还原论相结合。 （2）定性描述与定量描述相结合。 （3）局部描述与整体描述相结合。 （4）分析与综合相结合。 （5）确定性描述与非确定性描述相结合。 2、系统思想就是系统思维方法，它是指唯物辩证法所体现的物质世界普遍联系及整体性的思想，是“以近乎系统的形式描绘出自然界相互联系的清晰图画”的思维方法，是关于事物整体性的观念、相互联系的观念和演化发展的观念。 3、系统是由相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的若干部分，是按照一定的方式、为了一定的目的组合而成的存在于特定环境之中并具有一定功能的有机整体。这个整体本身又是它所从属的更大整体的组成部分。 4、系统的属性： （1）整体性。 （2）有序性（结构性）。 （3）集合性。 （4）关联性。 （5）目的性。 （6）环境适应性。 5、系统的运行模式：系统由输入、处理、输出三部分组成。 第 2 章系统科学与系统工程 1、系统工程是一门新兴的工程技术学科，是应用科学。它不仅定性，而且定量地为系统的规划与设计、试验与研究、制造与使用和管理与决策提供科学方法的方法论科学，它的最终目的是使系统运行在最优状态。 2、系统工程的基本观点 （1）整体性观点。所谓整体性观点即全局性观点或系统性观点，也就是在处理问题时，采用以整体为出发点、以整体为归宿的观点。 （2）综合性的观点所谓综合性的观点就是在处理系统问题时，把研究对象的各部分、各因素联系起来加以考查，提炼出事物规律性和共同性的研究方法。该方法可避免片面性和主观性。 （3）科学性的观点。科学性的观点就是要准确、严密、有充足科学依据地去论证一个系统发展和变化的规律性。不仅要定性，而且必须定量地描述一个系统，使系统处于最优运行状态。 （4）关联性的观点。所谓关联性的观点是指从系统各组成部分的关联中探索系统的规律性的观点。 （5）实践性的观点。实践性的观点就是要勇于实践，勇于探索，要在实践中丰富和完善以及发展系统工程学理论。
钱学森系统科学思想和系统科学成就
中国航天报/2011年/12月/8日/第003版 航天论坛 钱学森系统科学思想和系统科学成就 中国航天科技集团公司原710所副所长科技委主任于景元 钱学森在开创我国航天事业过程中，同时也开创了一套既有普遍科学意义、又有中国特色的系统工程管理方法与技术。实践已证明了这套组织管理方法的科学性和有效性。从今天来看，就是在当时条件下，把科学技术创新、组织管理创新与体制机制创新有机结合起来，实现了综合集成创新，从而走出了一条发展我国航天事业的自主创新和协同创新道路。我国航天事业一直在持续发展，其根本原因就在于自主创新和协同创新。 系统科学思想的形成与发展 航天系统工程的成功实践，不仅是钱老对管理科学与工程的重大贡献，同时也为建立系统科学体系奠定了实践基础。 系统科学是有三个层次结构的学科体系。在钱老建立的系统科学体系中，处在工程技术或应用技术层次上的是系统工程；处在技术科学层次上直接为系统工程提供理论方法的有运筹学、控制论、信息论等；而处在基础科学层次上属于系统理论的便是系统学。这样三个层次结构的系统科学经过系统论通向辩证唯物主义。 在系统科学体系中，系统学是需要建立的新兴学科。20世纪80年代中期，钱老以系统学讨论班的方式开始了创建系统学的工作。在讨论班上，钱老首先提出了系统新的分类，将系统分为简单系统、简单巨系统、复杂巨系统和特殊复杂巨系统。生物体系统、人体系统、人脑系统、地理系统、社会系统、星系系统等都是复杂巨系统。其中社会系统是最复杂的系统了，又称作特殊复杂巨系统。这些系统又都是开放的，与外部环境有物质、能量和信息的交换，所以又称作开放的复杂巨系统。 20世纪90年代中期，钱老提出开创复杂巨系统的科学与技术，实际上就是由综合集成方法、综合集成理论、综合集成技术和综合集成工程所构成的复杂巨系统科学技术体系，这就把复杂科学体系大大向前发展了，发展到了复杂巨系统科学体系。 系统科学、复杂巨系统科学对现代科学技术发展，特别对现代科学技术向综合性整体化方向发展必将产生重大影响。这是钱学森对现代科学技术发展的巨大贡献，也是中华民族乃至全人类的宝贵知识财富和思想财富。 认识和改造世界的知识体系 钱老从系统科学思想出发，从整体上去认识和把握人类认识世界和改造世界的知识结构，提出了现代科学技术体系和人类知识体系，这是钱老对现代科学技术发展的系统性和整体性贡献。 钱学森提出的现代科学技术体系结构，从纵向上看有11个科学技术部门。这11个科学技术部门是自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、地理科学、军事科学、行为科学、建筑科学、文艺理论。这是根据现代科学技术发展到目前水平所做的划分。随着科学技术发展，今后还会产生新的科学技术部门，所以这个体系是动态发展系统。 我国正在实施科技兴国战略，我们不仅要充分发挥自然科学技术的重要作用，更要发挥现代科学技术体系的综合优势和整体力量。 从钱老建立现代科学技术体系和人类知识体系可以看出，钱老作为一位伟大的科学家，他不仅有学科和领域的深度，又有跨学科、跨领域的广度，还有跨层次的高度。如果把深度、广度和高度看做三维结构的话，那么钱学森就是一位三维科学家。 系统科学的实践意义
组织管理的技术——系统工程---钱学森共13页文档
组织管理的技术——系统工程 要完成新时期的总任务，在本世纪末实现农业现代化、工业现代化、国防现代化和科学技术现代化，把我国建设成为社会主义的强国，必须大大地提高我国科学技术水平，这是大家所认识了的。中央领导同志多次指出，我们现在不但科学技术水平低，而且组织管理水平也低，后者也影响前者。要解决组织管理水平低的问题，首先要认识这个问题，要认识这个问题的严重性。只有充分认识我们的管理水平低、管理工作存在着混乱的情况，我们才能够切实地总结经验教训，不但学习和掌握先进的科学技术，而且要学习和掌握合乎科学的先进的组织管理方法。否则，我们就会继续浪费时间、人力和资金，就不能完成我们在本世纪内要完成的宏伟任务。有了认识只是第一步，还要做两方面的工作：第一个方面是要改革目前我国上层建筑中同生产力发展不相适应的部分，特别要打破小生产的经营思想，按照经济发展的客观规律改革组织管理。我国虽然早已是社会主义国家了，但意识落后于存在，小生产的经营思想还根深蒂固，我们不懂得用大生产的经济规律去组织生产，这就妨碍了生产力的发展。所以提高组织管理水平必须在上层建筑进行必要的改革。第二个方面是要使用一套组织管理的科学方法。我国在科学的组织管理工作中的先行者是华罗庚教授，他在六十年代初期就对“统筹方法”进行了系统的研究，并在大庆油田、黑龙江省林业战线、山西省大同市口泉车站、太原铁路局、太钢，以及一些省市公社和大队的农业生产中，推广应用，取得良好效果，得到毛主席和周总理的赞许和鼓励。我们在本文想就这第二个方面，讲点意见，也就是从总结组织管理的经验，讲讲建立起比较严密的组织管理科学技术体系，以及培养组织管理的科学人才，以此引起大家进一步的讨论，从一个侧面帮助管理水平的提高。 现在我们来讲一讲组织管理工作的历史发展情况。先从工程技术方面说起。在历史上，例如作为个体劳动者的一个泥瓦匠，他要造房子，首先要弄到材料，选定一个可行的方案，然后进行建设。他要建造一间什么样的房子，在他动手建造之前，房子的形象已经存在于他的头脑之中。他按照一定的目的来协调他的活动方式和方法，并且随着不断出现的新的情况来修改原来的计划。在整
系统工程52669
系统工程 —————第一次作业 孙岩 工业工程十二班 41091222
1.选择一个你所熟悉的系统问题说明: ①系统的功能及其要素②系统的环境及输入、 输出;③系统的结构(最好用框图表达);④系统的功能与结构、环境的关系。 答：①选择系统：物流系统。所谓物流系统，是由多个互相区别又互相联系的单元结合起来，以物资为工作对象，为完成物资流通为目的的有机结合体。最基本的物流系统由包装、运输、储存、流通加工及信息等子系统的一个或几个有机地结合而成。每个子系统又可以按空间和事件分成更小的子系统。物流系统本身又处在更大的系统中。 ②系统的功能及其要素：（广义含义）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一事物（元素），也可以使一群事物组成的分系统、子系统等。系统与其构成要素是一组相对的概念，取决于所研究的具体对象及其范围。（物流系统）物流系统的功能是实现物资的空间效益和时间效益，在保证社会再生产进行的前提条件下，实现各种物流环节的合理衔接，并取得最佳的经济效益。重要有七大功能：①运输功能②仓储功能③包装功能④装卸搬运功能⑤流通加工功能⑥配送功能⑦信息服务功能。物流系统的要素具体可以分为功能要素，支撑要素和物质基础要素。功能要素指的是物流系统所具有的最基本能力，这些基本能力有效地组合、联结在一起，便成了物流的总功能，便能合理、有效地实现物流系统的总目的。物流系统的功能要素一般认为有包装功能要素、装卸功能要素、运输功能要素、保管功能要素、流通加工功能要素、配送功能要素、物流情报功能要素等。支撑要素包括体制、制度、法律、规章、行政、命令、标准化系统等。物流基础要素包括物流设施、物流装备、物流工具、信息技术及网络、组织及管理等。 ③系统的环境及输入、输出：（广义含义）任一系统又是它所从属的一个更大的系统（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。系统连同其环境超系统一起形成系统总体。系统与环境也是两个相对的概念。（物流系统）物流系统的环境是社会环境，通过输入和输出使系统与社会环境进行交换，使系统和环境相依而存。物流系统的输入包括原材料、设备、劳力、能源等。就是通过提供资源、能源、设备、劳力等手段对某一系统发生作用，统称为外部环境对物流系统的输入。物流系统的输出则指物流系统与其本身所具有的各种手段和功能，对环境的输入进行各种处理后所提供的物流服务。具体内容有：产品位置与场所的转移；各种劳务，如合同的履行及其它服务等；能源与信息。
钱学森与《工程控制论》
钱学森与《工程控制论》 钱学森与《工程控制论》钱学森与《工程控制论》 钱学森，祖籍浙江杭州，1911年12月11日出生于上海。1929年，钱学森考入上海交通大学机械工程学院学习机械和力学。1934年，钱学森大学毕业，并考取清华大学赴美留学预备班。1935年，钱学森远渡重洋，赴美国麻省理工学院攻读航空专业硕士学位。1936 年，即一年后，钱学森获麻省理工学院航空专业硕士学位，同年，钱学森转学加州理工学院，攻读博士学位。三年后，即1939年，钱学森在加州理工学院获航空与数学博士学位。 钱学森的博士导师冯·卡门(Von Karman)是近代力学的奠基人，领导着美国最早的火箭研究机构—“喷气推进实验室”。 获取博士学位后，钱学森留校任教，从事火箭导弹研究，并成为冯·卡门研究小组和“喷气推进实验室”的重要成员。 二十世纪40年代，钱学森在空气动力学和航空工程理论方面有许多开创性的贡献，并成为世界级的火箭专家。1943 年，钱学森和马博尔(Marble)合作完成了《远程火箭的评论与初步分析》研究报告，为二十世纪40年代年代喷气推进实验室研制成功地地导弹和探空火箭奠定了理论基础。 钱学森对于科学最突出贡献之一在于，提出了跨声速流动相似律。钱学森与冯·卡门一起最早提出高超声速流的概念和理论，为飞行器克服音障和热障提供了依据，为空气动力学的发展奠定了基础。高亚声速采用的公式是以钱学森和冯·卡门的名字命名的 “Karman-Tsien”公式。 1945年， 美国政府组建了一个由36位优秀专家组成的科学顾问团去德国考查。考察团要参加一次重要的战略行动。冯·卡门受聘担任了这个科学顾问团的团长，被授予少将军衔。钱学森受聘担任火箭组主任，被授予上校军衔。 冯·卡门后来回忆道： “我们的朋友钱学森，是1945年我向美国空军科学顾问组推荐的专
系统工程复习试题库完整
系统工程1 一、单项选择题 1、（）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。(正确答案：C,答题答案) A、概念系统 B、实体系统 C、人造系统 D、自然系统 2、以下哪项不是系统的一般属性。（）(正确答案：B,答题答) A、整体性 B、真实性 C、相关性 D、环境适应性 3、下面关于系统工程的叙述中哪一个是错误的。（）(正确答案：C,) A、系统工程是以研究大规模复杂系统为对象 B、系统工程追求系统的综合最优化 C、系统工程属于自然科学研究范畴 D、系统工程应用定量分析和定性分析相结合的方法 4、钱学森教授提出，系统工程是一门（）。(正确答案：B,) A、经济控制的技术 B、组织管理的技术 C、现代工程技术 D、控制分析和设计的技术 5、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（）。(正确答案：A,) A、概念系统 B、实体系统 C、人造系统 D、自然系统 6、系统的特征有整体性、相关性、（）、有序性、动态性和环境适应性。(正确答案：B,答题答案) A、功能性 B、目的性 C、社会性 D、实践性 7、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（）。(正确答案：B,) A、概念系统 B、实体系统 C、人造系统 D、自然系统 8、我国古代运用系统工程建造的大型水利工程典范是( )。(正确答案：D,) A、京杭大运河 B、黄河治理 C、灵宝渠 D、都江堰 9、下列关于系统定义描述错误的是( )。(正确答案：B,) A、系统是一个整体 B、一个系统的结构就是所有组分间关联方式的总和 C、对于系统中的任意两个组分，它们之间的关系只有一种 D、模型是对原系统特性的简化表达形式 10、系统工程的目的是（）(正确答案：D,) A、整体性和系统化观点 B、多种方法综合运用的观点 C、问题导向及反馈控制观点 D、总体最优或平衡协调观点 11、系统工程的前提是（）(正确答案：D,) A、多种方法综合运用的观点 B、问题导向及反馈控制观点 C、总体最优或平衡协调观点 D、整体性和系统化观点 12、系统工程理论基础的“老三论”是指（）(正确答案：A,答题答案)
系统工程与运筹学课设
学号09500101 09500102 09500103 09500104 系统工程与运筹学课程设计 设计说明书 层次分析法应用 系统最优化问题 起止日期：2011年10月31 日至2011 年11月6日 学生姓名郑振轩、任浩杰、张超、武永谦班级2009级电子商务1班 成绩 指导教师 管理工程系 2011年11月6日
目录 Ⅰ研究报告 (3) 课程设计题目1：大学生应用技能能力评价 (3) 摘要 (3) 1.问题的提出 (3) 2.分层递阶结构模型 (3) 3.判断矩阵 (4) 4.单排序及总排序计算过程及结果 (7) 5.结果分析 (7) 5.1结果 (7) 5.2分析 (7) 课程设计题目2 (8) 摘要 (8) 1.问题的提出 (8) 2.问题分析 (8) 3.基本假设与符号说明 (8) 3.1 基本假设 (8) 3.2 符号说明 (8) 4.模型的建立及求解结果 (9)
4.1 模型的建立 (9) 4.2 模型求解的结果 (9) 5.模型评价 (10) 课程设计题目3 (11) 摘要 (11) 1.问题的提出 (11) 2.问题分析 (12) 3.基本假设与符号说明 (12) 3.1 基本假设 (12) 3.2 符号说明 (12) 4.模型的建立及求解结果 (13) 4.1 模型的建立 (13) 4.2 模型求解的结果 (17) 5.模型评价 (18) II工作报告 (19) III 参考文献 (20) 附件一 (21) 附件二 (26)
Ⅰ研究报告 课程设计题目1：大学生应用技能能力评价 摘要 应用技能能力是大学生比较重要的一种能力，也是今后工作能力的基础，所以无论是学生自身， 还是高校都要注重在应用技能方面的培养。 1.问题的提出 本次课设我们尝试应用层次分析法, 进一步计算分析在大学生应用技能能力评价体系中各种隐含因素影响评价标准数值变化的权重, 在此基础上结合各个隐含因素的发展态势进行面向未来的决策, 将思考的时间维度延长到未来, 定性研究与定量分析相结合, 从而提高系统评价的科学性、准确性。 第一层为总目标——大学生应用技能能力评价；第二层有科学文化素质（A1）、概念能力（A2）、职业素质（A3）、心理素质（A4）四个准则，需建立判断矩阵；第三层有与科学文化素质相关的准则——专业知识（B1）、外语水平（B2）、计算机水平（B3）、学历（B4），与概念能力相关的准则——人际交往能力（B5）、领导组织能力（B6）、学习创新能力（B7），与职业素质相关的准则——合作精神（B8）、工作经验（B9）、专业素质（B10），需建立判断矩阵，另外还有与心理素质相关的准则——抗压能力（B11）、自我调节能力（B12）由于是两个指标不需建立判断矩阵；第四层为四个小组成员对象，均需建立判断矩阵。 2.分层递阶结构模型
系统工程 思考与练习题
第一章 1、选择一个你所熟悉的系统问题说明：(1)系统的功能及其要素；(2)系统的环境及输入、输出；(3)系统的结构(最好用框图表达)；(4)系统的功能与结构、环境的关系。 2、说明系统一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点； 3、管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的(大规模)复杂系统? 4、请总结系统工程(学)的特点(结合第二、三章内容)。 5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。 第二章 1. 系统工程与系统科学的联系和区别是什么？ 2. 控制论的两个基本观点及其意义。 3. 系统结构有哪些特点？ 4. 简述控制论对系统工程方法论的启示。 5. 功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些？ 6. 信息概念的特点有哪些？ 7. 申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？ 8. 信息方法论与传统方法的区别，以及信息方法的意义。 9. 简述一般系统论的产生背景及其基本观点。 10.什么是耗散结构？形成耗散结构的条件有哪些？以及耗散结构理论的意义。 11.协同学与耗散结构理论在研究上的区别有哪些？ 12.突变论较以往的数学理论有什么突破？其主要观点有哪些？ 13.复杂适应系统理论的基本思想是什么？ 14.钱学森提出的“开放的复杂巨系统”有哪几个方面的层次含义？ 第三章 1. 什么是霍尔三维结构?它有何特点? 2. 霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点? 3. 什么是系统分析?它与系统工程关系如何? 4. 系统分析的要素有哪些?各自是何含义? 5. 你如何正确理解系统分析的程序? 6. 初步系统分析有何意义?如何做好这项工作? 7. 请通过一实例，说明应用系统分析的原理。 8. 请总结近年来系统工程方法论的新发展及其特点。 第四章 1.系统模型有哪些主要特征？模型化的本质和作用是什么？ 2.简述解释结构模型的特点、作用及适用范围。 3.请依据下图建立可达矩阵。